试议高压开关柜温度在线监测技术.docx

试议高压开关柜温度在线监测技术摘要：电力系统中有大量高压开关设备.如果主回路接触不良接触电阻偏大长时间运行在大电流状态下可能引起接触点温度过高倘若未及时发现将导致设备烧毁造成严重的供电事故.因此高压开关柜温度在线监测技术对提高高压开关安全运行水平减少电力设备的运行事故提高经济效益和社会效益等方面都具有实际意义.关键字：高压开关柜；温度监测；检测系统中图分类号：TM591文献标识码：A文章编号：正文1高压开关柜温度在线监测的重要性高压开关设备的最主要部件就是高压开关柜承担着关合和开断电力线路、保护线路故障、运行电量数据的监测等任务。它将高压开关和控制、测量、调节、保护装置以及外壳、辅件及支持件等部件按照输配电功能需要组装起来除进出线外其余部件完全被金属外壳封闭。有资料显示表明很多发电公司、电力公司都出现了高压开关柜故障无论程度大小都造成了相当的经济损失。其中一部分来自开关柜本身的质量问题但缺乏针对开关柜的有效监测手段才是目前最大问题。绝大部分高压开关设备采用封闭结构、散热条件较差设备在长期的使用过程中开关柜内的接头、触点、母线排连接处等部位因老化、接触电阻过大或公差配合不良而发热同时长期处于高电压、大电流和满负荷的条件下运行最终便导致加剧热量集结为了防止危及电气设备的安全运行需要对温升采取有效的监测措施。尤其是当电力系统发生短路故障时强大的电流使电气设备内部温升加剧电气绝缘遭到严重破坏并使电气设备寿命缩短造成电气设备被烧毁。甚至发生电力电缆或设备因过热而引起火灾导致大面积的电缆烧毁和设备损坏而被迫停机短时间内无法恢复生产从而造成重大经济损失。电缆中间接头制作不良、压接头不紧固、接触电阻过大长期运行造成的电缆头过热、烧穿绝缘直接引起电力设备过热和火灾发生。统计表明建设10年后的变电站基建时制作的电缆头90%以上均因质量不良引发故障而更换。2高压开关柜温度检测技术发展现状电网设备中的触头和接头是电力系统网络重要的安全隐患位置。据统计大部分的故障点发生在这些位置：1)、电缆接头。由于压接头的松动、运行时间的延长、绝缘层老化或者、局部放电等将导致发热和温度上升温升继续致使上述情况进一步严重最终恶化的结果必定引起进一步温升如此恶性循环的结果就会引发短路故障甚至出现火灾事故。2)、动、静触头。电力设备中被广泛运用的开关柜在输配电系统中的功能有：承担着关合和开断电力线路、线路故障保护、监测运行电量数据。开关柜因长期的大电流、触头老化加上高压断路器动、静触头接触不良等因素容易使其接触电阻增大以致长时间发热、触头温升过高甚至最终发生高压开关柜烧毁事故。电力系统中对电力设备的检修正在由故障检修、预防性检修向状态检修过渡作为输配电系统中广泛运用的高压开关柜对其实施状态检修是非常必要的。目前对高压开关柜的监测大都基于人工巡检用手持式红外测温仪检测开关柜内的温度数据;由于开关柜的结构相对复杂元件遮挡的影响使得红外测温仪无法获得准确温度采集数据且巡检时间间隔较长。目前国内外有多家公司正在从事高压开关柜热点温度监测的开发但此项监测技术及系统还不是很完善研发主要集中在数据采集、传输等方面影响工程实用化的因素主要集中在承担数据采集及传输任务的传感终端的性能和传感终端与监测处理器之间的数据通信方式。目前常规的监测方式最大的问题就是无法判断故障发展趋势也不能发现开关柜潜在的故障。有鉴于此大量的生产设计厂商和相应的研究所研究出各种系列的新型的高压开关柜温度监测装置以克服人工巡检的不足。总的来说有以下几种主要的测温原理：接触式测温、红外信号传输。采用热电耦、集成温度传感器等传统的接触式温度传感器在高压母线上安装传感器信号处理电路通过感应线圈从高压母线获得电源。测量出来的信号通过数字编码后驱动红外发射管由安装于柜体低电位上的红外接收管接收红外信号再经解码电路得到温度数据；（2）光纤测温。将光纤温度传感器贴装在电触头表面用光缆连接到安装于柜体的光纤解调器使光缆光纤解调器将对应的温度数据输出。（3）红外探头测温。把几个红外测温探头安装在开关柜柜体上电触头的红外辐射可以用来最终确定温度。（4）红外成像。红外热像仪获得开关柜的红外图谱这样一来红外图谱即可间接判断出开关柜的温度；3几种在线监测技术简单介绍3.1基于ZigBee的高压开关柜温度检测系统系统主要由ZigBee无线传感网络和上位监控中心组成。ZigBee无线传感网络主要负责柜内发热部位温度数据的采集、转换并将数据传到上位监控中心。上位监控中