开关柜温度红外在线监测设计方案

开关柜温度红外在线监测系统

设

计

方

案

一、总则

1.概述

随着我国基础产业的迅速发展，变电、用电负荷逐年增加，高压开关的安全稳定运行及可靠性更为重要。为确保高压开关柜的安全稳定运行，杜绝运行中触头及母排过热所引起的短

路、接地所造成的重大电力设备事故。我公司（原韦安搏电力）研制开发了XSJ-2000型开关温度监测系统，它是基于目前先进的现场数据总线技术，采用了当今先进的红外温度传感技术、光纤数字转换技术，独创设计的强电场环境下运行的非接触式测温产品，它克服了高压开关柜触头排线强电压、强电磁场、感温元件无法安装的技术难题，同时避免了其他任何线（包括光纤）连接的传感器改变了电气爬电距离这一缺点，能有效的辨别高压开关柜接头排线的过热和短路火灾事故隐患，同时检测其温度走向进行早期预判，为电力设备运行提供有效保证。该装置在电力、冶金等行业得到了广泛的推广及使用，得到广大用户的好评。

2.引起开关触头熔化爆炸原因分析

主要原因是由于高压开关长时间运行在大负荷的情况下，开光触头接触不良所造成。另一个原因是小车开关滑动的位置偏离，使动、静触头差偏所至，根据多起事故分析发现，从开关触头过热到触头融化短路事故的发生，其发展速度比较缓慢，时间周期较长，通过温度在线监测系统完全可以防止，杜绝该类事故地发生。

二、设计方案

XSJ-2000W型红外开关温度监测装置是基于目前先进的现场数据总线技术，采用了当今先进的红外温度传感技术、光纤数字转换技术，独创设计的强电场环境下运行的非接触式测温产品，它克服了高压开关柜触头排线强电压、强电磁场、感温元件无法安装的技术难题，能有效的辨别高压开关柜接头排线的过热和短路火灾事故隐患，同时检测其温度走向进行早期预判，为电力设备运行提供有效保证。

2.1系统设计

安装开关柜温度在线监测系统是确保高压开关柜的安全稳定运行，杜绝运行中触头及母排过热所引起的短路、接地所造成的重大电力设备事故。因此对于温度在线监测系统应具备以下特点：

●设备安全：保证安全距离，不能因安装监测系统而改变电气设计参数。

●技术成熟：应选择技术先进，成熟稳定的温度监测系统。

●安全可靠：应保证温度传感器出现故障时，不影响电气设备的安全运行。

根据以上所述，光纤测温方式改变了电气设备的表面爬电距离，光纤护套内纤维吸潮易产生放电通道存在极大的事故隐患。而无线测温方式须经常更换电池，测量的准确性很难保证，无法适应用于用电单位，且无线电的发射频率影响开关柜的综合保护装置而存在较大的事故隐患。因此推荐安装非接触式红外测温系统。

2.2系统安装

开关柜红外线温度监测项目有20面开关柜，每个柜有6个测温点，测开关触头温度。根据实际情况系统设计如下：

XSJ—2000W开关柜红外线温度监测系统为双层总线结构，上层为模块级隔离总线，将操作站与采集器连接起来。每个采集器带若干个温度传感器，并设有信号中继器，数据通讯采取CRC16和CRC8纠错校验，以保证系统能在恶劣条件下可靠运行。系统结构图如下图所示。

系统结构图

➢每台开关柜有6个开关触头需要监测温度，需安装6支T1002红外温度传感器，这6支红外温度传感器的测量数据传送到1台HCL-Ⅱ数据采集器中。

➢系统采用总线式网络结构，经总线及数据采集器个，将开关柜触头的温度实时传送给网控的计算机进行数据处理及显示。

➢系统应有电压隔离功能，严防一次电压传入二次造成的电压反击事故。系统应运行可靠，耐低温，不误报警。

➢在主控室安放开关柜的数据采集报警监视系统，实时显示开关柜触头及电缆本体的温度，无论哪点传感器报警，计算机都能自动准确地提示出故障性质和报警点位置。

➢系统采用24伏直流电源，符合安全规定，防止人员触电意外。

2.3 硬件及安装位置

2.3.1 T1002红外温度传感器

●测量范围：-20 ～ 120℃

●精度：±1℃

●环境温度：-25℃～ 80℃

●测量范围：1:8

●头尺寸：￠20×22mm

●全钢金属外壳，抗干扰，防震能力强

安装在高压开关柜的后侧母线室处根据不同的开关柜选择不同的安置位置，原则是安置距离超过该柜电压等级的安全距离。

2.3.2 HCL-Ⅱ数据采集器

●大屏幕液晶显示实时温度值；

●同时测量6个温度值；

￠

50mm

● 智能菜单操作；

● 继电器输出、485输出；

● 密码功能；

● 可与计算机通讯

● 工作电压：AC/DC220V 或DC24V （用户指定）

● 开孔尺寸：110×110mm

● 安装在高压开关柜的仪表盘上，在仪表盘上开一110×110mm 的方孔；如上图。

2.3.3主机系统：（预留可选）

● 主机：安装在值班室内，能显示所有传感器的温度；

通讯及电源电缆：主机---所有采集器之间用一对电源电缆和一对屏蔽信号电缆；采集器---传感器用一四芯信号屏蔽电缆；

● 报警历史记录

● 温度历史记录

● 温度值最高的前20个传感器

● 温度分析曲线

● 温差曲线

● 温度值查询 120mm 120mm 110mm