高压开关柜温度在线监测技术

高压开关柜温度在线监测技术

发表时间：2019-03-29T15:17:48.467Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：陈月红[导读] 摘要：就目前的情况来看，我国电网中常用的是金属铠装移开式户内安装开关柜（KYN），该种设备的优点在于结构紧凑、维修方便以及安全性高，但由于开关柜的外壳往往是全封闭的金属外壳，因其长期处于运行过程中，在高电压、大电流的作用下，开关柜无法有效散热，红外测温等技术手段的效果不佳。

（江苏南瑞帕威尔电气有限公司江苏南京 210000）摘要：就目前的情况来看，我国电网中常用的是金属铠装移开式户内安装开关柜（KYN），该种设备的优点在于结构紧凑、维修方便以及安全性高，但由于开关柜的外壳往往是全封闭的金属外壳，因其长期处于运行过程中，在高电压、大电流的作用下，开关柜无法有效散热，红外测温等技术手段的效果不佳。这种情况下，电力系统内变电站因温度过高所导致的停电事故愈发频繁，不仅对电气设备产生了严重危害，还影响到了设备的正常运行，为电力公司带来了较大的经济损失。由此可见，对高压开关柜进行温度在线监测十分必要，具体指的是其内部接头、触头等重要载流连接部位，通过实时监测，工作人员能够及时有效的发现开关柜内设备是否存在过热现象，从而做出正确的故障诊断。

关键词：高压开关柜温度；在线监测；技术高压开关柜是电力系统的重要组成部分，其主要作用在于对温度进行在线检测，目的是保证电力系统的正常运行。在线监测技术在开关柜中的运用，通过对温度的实时监控，便于进行后续的故障诊断及状态预判。充分发挥在线监测系统的作用，能够帮助工作人员准确获取高压开关柜的实时温度信息，并提前作出故障预警，为电网安全运行提供可靠保障。 1高压开关柜温度监测应用在线监测技术的重要意义高压开关设备的监测过程中，高压开关柜扮演了重要角色，其不仅具备线路关合与开断的功能，还可以将高压线路的运行数据记录下来，为电路设备的正常运转提供可靠保障。实践表明，一旦高压开关柜出现故障，此时电路设备遭到损害，电力系统的正常运行便会受到直接影响，甚至造成一定的经济损失。以往我国的高压开关柜温度检测技术不够完善，再加上其本身就存在些许质量问题，这些都是导致设备损坏的主要原因。高压开关柜由于自身条件的限制，散热性较差，其内部的接头和出点极其容易发生老化或破损，最终导致供电中断。通常情况下，如果电流和电压过高，会加速电阻的温度上升速度，热量高度集中在某个部件或区域，短时间内就会形成高温状态，如果处理不及时，设备存在烧毁风险，情况严重还有可能会引发火灾，从而威胁到人身安全。而在线监测技术在高压开关柜的应用，能够实时检测设备温度的变化情况，工作人员可以以此为依据进行及时的处理与维修，确保电网系统的顺利运行。 2在线监测技术应用的现状当前高压开关柜在电网中得到了广泛应用，其重要性不言而喻，大大提高了供电可靠性。但由于多种因素的影响，进一步加大了开关柜的停电检修难度，由此可见，对高压开关柜进行在线检测至关重要。国内外科研机构、各大院对开关柜温度在线监测技术进行了深入探究，并开展了大量的研究活动，在线温度监测技术能够有效弥补人工检测的缺陷，开关柜的监测有效性进一步提高，实际中常用的集中测温技术如下。第一种是红外成像技术。该技术利用了红外热像仪对高压开关柜进行扫描，其后生成红外图谱，工作人员通过观察了解到开关柜内的温度状况，有助于做出正确判断。第二种红外信号接触式测温技术。利用传统接触式温度传感设备，通过红外传输技术将温度信号传导出去，由接收器全面收入，再由工作人员进行解码操作，最终获取高压柜内的温度信息。第三种为光纤测温。光纤测温技术主要作用于外部，高压开关柜必须装有光纤温度传感器，再通过光纤解调器进行柜内温度数据的输出。第四种为无线无源测温技术。该种技术是近几年研发出来的一种新型温度检测技术。与传统监测技术相比，该技术能够有效弥补传统光纤和有源测温系统的各方面缺陷。无线无源测温技术的核心主要是运用了声表面波（SAW）技术。其在高压开关柜中的应用有效解决了布线、传感器供电以及高低压绝缘等问题，具有安装方便、安全性高的特点。该技术基于总线的通信方式，为系统的扩展提供了较大的便利，能够实时监测并预警高压开关柜内的重要测温点，便于工作人员及时发现开关柜内存在的潜伏性隐患，为电网系统的正常运行提供了有力的技术保障。 3开关柜在线监测技术的改进为了更好的解决高压开关柜由于温度过高所导致的火灾和断电问题，尽可能的避免设备烧毁状况的出现，相关部门和机构对高压开关柜的检测技术给予了高度重视，并经过长期的实践，不断对其加以改进。笔者认为导致高压开关柜温度过高的原因包括以下几点。第一，电阻损耗发热。电力系统运行过程中，热量产生是不可避免的，如果未能及时将高压开关柜内的热量及时排出柜外，长此以往，电力设备的老化速度会进一步加快。一旦设备出现了老化现象，便无法再承受较多的负荷，但这种情况下其传送负荷不会减少，电压和电流量值也没有变化，从而使得电阻发热增加。介质损耗发热。由于绝缘介质极点是不断变化的，再加上在交变电场的影响，高压开关柜还会受到电压和电流效应的限制，从而降低了绝缘性质。此外，开关柜内的各个设备产生摩擦与碰撞，还会到最后漏电事故，由于电器设备的影响，绝缘体也会出现发热现象，这一现象会进一步降低自身的绝缘性能，其后形成恶性循环，随着时间增加，柜内温度会进一步升高。第三，铁损耗发热。设备在电压的影响下，电流流通不畅，此时我们可以发挥电阻的作用，铁芯的磁滞和涡流位于电路回路上，我们可以将其当成电阻，虽然这个过程中会产生一定的铁损耗，但铁芯有助于电流的平稳运行，从而降低了其自身的电阻作用。在对高压开关柜过热现象进行了深入分析之后，针对问题产生的原因，笔者认为可以从三个方面进行改进，具体值得是在线监测技术的高精度、高可靠性和成本低廉等方面。

3.1高压开关柜在线温度监测的状态监测

工作人员要综合考虑高压开关柜的特点，技术设计可以采用多台高压开关柜串联的方式，充分发挥数字温度传感器的作用，对各个开关柜进行温度检测，并对比监测到的数值，其后再根据时期不同，对比同一台高压开关柜的温度变化情况，一旦发现异样，工作人员要立刻开展二次监测，并积极寻找故障发生的原因。在技术设计过程中，由于数字温度传感器的反映较为直观，且监测数值更加精确。另外，将集控中心与串联的高压开关柜连接到一起，进行温度数字的统计，其后对数值变化情况进行具体分析，提高处理措施的针对性。数字传感器的应用，对于高压开关柜的监测具有积极意义，其在线监测的精确性得到了进一步提高。设备串联方法能够在一定程度上节省设备成本，通过集控中心实现了温度值的横向与纵向比较，在线监测技术控制不断加强，设备安装方法也得到了优化，能够有效避免柜内设备空间的问题，既提高了电力设备的运行效率，设备运行也更加可靠、安全。

3.2在线温度监测技术的完善