無線測溫技術在高壓開關柜監(jiān)控中的應用研究

摘要：實時溫度監(jiān)測是保證電力系統(tǒng)高壓設備避免因各種原因引起設備過熱而造成損毀的重要技術手段。介紹了高壓開關柜無線溫度測量系統(tǒng)的構成及工作原理，并以某110kV變電站10kV配電室高壓開關柜的溫度監(jiān)測為例，闡述了無線溫度測量技術在高壓設備監(jiān)測方面的優(yōu)越性。
關鍵詞：高壓開關柜；無線溫度測量

0 引言
目前我國電力系統(tǒng)正向著大電網(wǎng)、高可靠性、高自動化水平方向迅猛發(fā)展，電網(wǎng)運行自動化、智能化的監(jiān)控水平已成為我國電力系統(tǒng)發(fā)展的關鍵問題。高壓配電開關柜是配電系統(tǒng)中的重要設備，承擔著開斷和關合電力線路等重要作用，但在長期運行過程中，開關的觸點、母線及出線連接等部位因氧化腐蝕或因緊固螺栓松動等原因至使接觸電阻增大，在高負荷運行情況下，連接點發(fā)熱并形成惡性循環(huán)，且發(fā)熱點溫度無法監(jiān)測，最終導致連接部位溫度過高甚至燒毀，造成事故停電。
近年來，電力系統(tǒng)已發(fā)生多起因設備過熱而發(fā)生火災和大面積停電事故。據(jù)統(tǒng)計分析，我國每年發(fā)生的電力事故，有40％是由高壓電氣設備過熱所致；而在采用高壓開關柜和電力電纜的供電系統(tǒng)中，有70％以上的電纜運行故障是因為連接部位接觸電阻變大、過負荷等引起接頭溫度過高所致。因此，對高壓開關柜連接點的溫度變化進行實時監(jiān)測及預警是非常必要的。

1 高壓開關柜傳統(tǒng)測溫方法分析
目前，對高壓開關柜進行測溫的方法主要包括蠟片測溫法和熱紅外測溫法。
1．1 蠟片測溫法
石蠟片的顏色會隨溫度的變化而變化，因此，可利用石蠟片來測量高壓開關柜的溫度。具體方法是，將石蠟片粘貼于設備連接部位，根據(jù)其顏色來判斷被測溫度，這種方法由于原理簡單、成本低廉而獲得廣泛應用。但其需要憑個人經(jīng)驗來判斷溫度，因而準確率和可靠性比較
低，另外也不能進行定量測量和實時在線監(jiān)測。而且，對高壓開關觸點、電纜接頭等易發(fā)熱部位因為在運行時幾乎看不見而無法測量。
1．2 熱紅外測溫技術
基于熱紅外的高壓開關柜測溫是利用紅外測溫槍、紅外成像儀及紫外成像儀等熱感應設備進行非接觸式測溫。其優(yōu)點是測量范圍大，準確度較高，可靠性較好，但是設備儀器昂貴，且需大量人力進行定期巡測，無法實現(xiàn)溫度的實時在線監(jiān)測。
另外，由于高壓開關柜內(nèi)部件處于高電壓、強磁場及密閉的運行環(huán)境中，測溫石蠟片、熱紅外測溫等常規(guī)的測溫方式已無法實現(xiàn)柜內(nèi)部件溫度測量。目前，基于無線溫度傳感技術的高壓供電設備溫度實時監(jiān)測是克服上述問題的一個比較理想的解決方案。

2 高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的工作原理
基于無線測溫技術的高壓開關柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)首先通過無線溫度傳感器感測設備表面溫度，然后通過電磁波將溫度信號傳輸至無線溫度監(jiān)測儀，再通過網(wǎng)絡將無線溫度監(jiān)測儀連接至中心監(jiān)測計算機來實現(xiàn)無線測溫。

如圖1所示，高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)主要由現(xiàn)場測量單元(無線溫度傳感器)、現(xiàn)場監(jiān)控單元(無線溫度監(jiān)測儀)和遠程系統(tǒng)監(jiān)控終端組成。