浅谈高压开关柜在线测温的必要性及方式

摘要：因为高压开关柜中的空间是密闭的，加上电气设备的安全距离非常小，当开关柜内温度升高以后，会导致空气绝缘下降引发故障，因此高压开关柜采用在线测温技术具有重要意义。针对这个问题，本文对在线测温技术在高压开关柜中应用必要性进行了分析，并探讨了在线测温技术的具体特点，希望可以提供一些参考，使高压开关柜能够更加稳定的运行。

关键词：高压开关柜；温度升高；在线测温；必要性

1背景研究

由于高压开关柜属于封闭式结构，散热性能不好，容易积累很多热量，对于变低或母联等大电流开关柜，在长时间满负荷工作时，当热量急剧上升后，会对电气设备造成损害，绝缘性大大降低。因此做好对开关柜母排、开关触点等部位的及时监测，并做好相应的告警措施。由于温度过高导致开关柜过热时，会导致火灾和停电事故，造成大的经济损失，因此加以重视。

2高压开关柜应用在线测温技术的重要意义

高压开关柜是电力系统中作用非常大的电气设备，由于内部封闭容易导致温度过高，从而引发高压开关柜故障，是目前普遍存在的问题。因为开关柜内部温度过高，对设备安全运行造成严重影响，同时由于温度过高是逐渐上升的，因此如果不能及时采取相应措施，温度会剧烈升高，严重损害到绝缘性能和电气设备使用寿命。2.2业务协同有待深化，分散资源还需要进一步整合。

现在红外线测温技术的使用非常普遍，及时查找设备存在的安全隐患从而及时处理，可以避免更大损失。但是因为红外测温技术适用范围是暴露在外界的设备，针对目前电力系统重要设备高压开关柜不能进行检测或容易存在检测死角。高压开关柜的特点是内部密封，有大量接头、开关触点和示温片在外面是看不到的，不能使用其他测温方法随时检测存在的故障问题。所以，目前对高压开关柜内部的接头及开关触点的温度监测面临困难，需要采取在线测温技术，才能更好的处理。

3引发高压开关柜温度升高的原因

3.1金属接头的膨胀

设备的铜质螺栓接头在设备运行过程中，由于负荷电流、温度发生改变会出现塑性变形，和温度具有密切的关系。实际中发现，当接头处温度达到80摄氏度以上时，接头金属会受热出现膨胀，因此接触表面会产生缝隙导致氧化。一旦负荷电流和温度降低后，接头金属恢复原位置，但因为表有氧化膜，不能直接接触。每次温度提高后，接触电阻就会增加，这样反而又会使温度上升，由此出现一个的循环。

3.2连接部位螺栓过紧

安装人员在进行导体连接时，通常认为对螺栓要拧的足够紧才可以。但是如果螺母压力过大时，由于材料强度不够高，施加过大压力，反而会使接触面突起，减少了接触面积，了接触电阻，使导电效果下降。

3.3其他影响因素

其他影响因素包括：安装工艺问题，比如加工、连接母线中，没有处理好母线接触表面，表面粗糙不光滑，会增加接触面积，提高接触电阻导致发热。由于开关柜中高压暴露，内部封闭空间小，因此不能人工开展巡查监测温度，常规的测温方法也不能使用。

无线测温技术是在开关柜中的把带电接头和触点安装好温度传感器，通过在线测量这个部位的温度，无线上传到系统上，从而进行告警。无线测温技术还可以同电力自动化系统进行连接，管理人员在距离较远的地方可以随时监测温度变化，当温度一旦过高，系统告警后迅速处理，防止出现更严重的问题。

4在线测温技术的优势

在线测温技术的绝缘性能很好，可以对开关柜中的高压隔离，可以将其安装于开关柜中的高压触点，从而随时监测高压触点的问题。

可以把在线测温技术中的温度传感器在带电体上面直接安装，能够在柜体内部直接对设备测量温度，通过无线发射出去。

在线测温技术的引线少，绝缘性好，成本比较低。

5在线测温技术的使用特点

高压开关柜内部接点温度做到随时监控，能够及时掌握接点部位的温度升高情况，一旦温度过高，系统就会出现告警。温度传感器通常安装在开关柜中的带电触头部位，开关柜温度监测设备随时对内部传回的数据进行整理，然后将数据传送到工控机中。

应用无线传送的方式，不会对开关柜绝缘性造成影响，应用非常便捷，成本低。由于无线传感器经过了特殊处理，因此各种温度数据可以及时传送给温度监测器，监测信号非常准确。对无线测温系统的安装、维修都非常安全、方便，不会干扰到一次设备。同时由于设计简单，安装过程非常简单。温度数据采集后，可以同电力系统进行连接，也可以同局域网进行连接，从而实现电力自动化控制。

6安科瑞温度在线监测系统解决方案

6.1概述

电气接点在线测温装置适用于高低压开关柜内电缆接头、断路器触头、刀闸开关、高压电缆中间头、干式变压器、低压大电流等设备的温度监测，防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触 电阻过大而发热成为安全隐患，提高设备安全保障，及时、持续、准确反映设备运行状态，降低设备事故率。

Acrel-2000T无线测温监控系统通过RS 485总线或以太网与间隔层的设备直接进行通讯，系统设计遵循国际标准Modbus-RTU、Modbus-TCP等传输规约，安全性、可靠性和开发性都得到了大地提高。该系统具有遥信、遥测、遥控、遥调、遥设、事件告警、曲线、棒图、报表和用户管理功能，可以监控无线测温系统的设备运行状况，实现快速告警响应，预防严重故障发生。

6.2应用场所

适合在泛在电力物联网、钢厂、化工、水泥、数据中xin、医院、机场、电厂、煤矿等厂矿企业、变配电所等电力设备的温度监测。

6.3系统结构

6.4系统功能

测温系统主机Acrel-2000T安装于值班监控室，可以远程监视系统内所有开关设备运行温度状态。系统具有以下主要功能：

6.4.1温度显示：显示配电系统内每个测温点的实时值，也可实现电脑WEB/手机APP远程查看数据。

6.4.2温度曲线：查看每个测温点的温度趋势曲线。

6.4.3运行报表：查询及打印各测温点时间的温度数据。

6.4.4实时告警：系统能够对各测温点异常温度发出告警。系统具有实时告警功能，能够对所有事件发出告警，告警方式有弹窗、告警等，还可以/APP推送告警消息，及时提醒值班人员。

6.4.5历史事件查询：能够温度越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和告警进行历史追溯，查询统计、事故分析等。

在线监测技术用于高压设备，可以方便的设定温度传感器监测时间，对监测部位的温度监测也是非常便捷的。当数据采集后，计算机及时将数据整理，将所有监测部位的温度变化情况整理成曲线图，一旦出现温度异常就会告警。目前高压开关柜中，在线测温技术发挥了越来越多的作用，逐渐得到了更大推广。

【参考文献】

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[2]褚燕伟，杨波，刘衡.基于ZigBee技术的高压开关柜智能无线测温系统[J].电工电气，2013（18）.

[3]北京蔚蓝仕科技有限公司.邢台金牛钾碱高压柜监测系统使用说明书[J].2010（12）.

[4]广东电网有限责任公司肇庆供电局广东肇庆陈荣杰，高压开关柜在线测温的必要性及测温方式2018.12.

[5]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11月版

作者介绍：

虞佳豪，男  现任职于江苏安科瑞电器制造有限公司，主要研究方向为电能计量管与保护。

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