10kV高壓開關(guān)柜電氣設(shè)備在線測溫系統(tǒng)應(yīng)用研究

1、 10kv高壓開關(guān)柜電氣設(shè)備在線測溫系統(tǒng)應(yīng)用研究 摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和各行各業(yè)的快速發(fā)展，電力行業(yè)發(fā)展也十分快速。高壓開關(guān)柜健康可靠運(yùn)行是配電網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此電力企業(yè)和用戶一直致力運(yùn)用技術(shù)手段來提高設(shè)備健康度和運(yùn)行可靠性。但因高壓開關(guān)柜運(yùn)行數(shù)量龐大，且其各主要部件均被包裹在金屬外殼內(nèi)不利于日常維護(hù)檢查，以及部分生產(chǎn)廠家為降低成本而采用質(zhì)量無保障元器件等客觀原因，以致高壓開關(guān)柜燒毀、損壞事件還時(shí)有發(fā)生。本文針對近期一典型高壓開關(guān)柜故障進(jìn)行深入分析，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證目前老舊高壓開關(guān)柜在運(yùn)行中還面臨的一些安全隱患，提出了預(yù)防與處置措施。關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；高壓開關(guān)柜；無線測溫技術(shù)引言保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定

2、安全運(yùn)行的一個(gè)重要部分為高壓開關(guān)柜。高壓開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)非常關(guān)鍵，因?yàn)檎w溫度太高會逐漸損耗其電氣設(shè)備。分析 10 kv 高壓開關(guān)柜無線測溫技術(shù)，闡述 10 kv 高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、技術(shù)特點(diǎn)及工作原理，總結(jié)了無線測溫技術(shù)在 10 kv 高壓開關(guān)柜中的應(yīng)用。1效益分析（1）無源無線測溫系統(tǒng)的投入使用，可以對開關(guān)柜的溫度進(jìn)行 7*24h 不間斷的實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)送準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，防止因?yàn)殡姎庠O(shè)備溫度過高而造成電網(wǎng)故障。另外，該系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)報(bào)警功能，可以實(shí)現(xiàn)防范于未然，避免不可預(yù)估的損失產(chǎn)生。（2）本系統(tǒng)投入運(yùn)行后，就可以不用安排檢修人員進(jìn)行定期現(xiàn)場維護(hù)，并且能夠?qū)崟r(shí)了解設(shè)備運(yùn)行溫度，發(fā)

3、現(xiàn)溫度變化即刻預(yù)警，可以減少設(shè)備運(yùn)行故障發(fā)生次數(shù)和時(shí)間，提高供電質(zhì)量，為電力企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，也能夠保證用電企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。假設(shè)本系統(tǒng)投入使用后，每年減少 1 次停電檢修，檢修時(shí)間為 8h，本系統(tǒng)還能夠減少停電次數(shù)，提高供電質(zhì)量，為供電企業(yè)贏得較好的口碑和效益。210kv 高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)2.1溫度傳感器的選擇一般工業(yè)場所使用的溫度傳感器主要有熱電偶溫度傳感器、熱電阻溫度傳感器、熱敏電阻溫度傳感器以及集成溫度傳感器等。整合多個(gè)傳感器可以發(fā)現(xiàn)，每一個(gè)傳感器自身都有明確的溫度測量范圍。明確的溫度測量范圍值，可以認(rèn)知其傳感器的適應(yīng)溫度環(huán)境的變化程度。結(jié)合設(shè)計(jì)成本和難度，絕大多數(shù)

4、 10 kv高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)都會選擇應(yīng)用 ds18b20 溫度傳感器。究其原因，主要是其 ds18b20 溫度傳感器的價(jià)格比較實(shí)惠，同時(shí)具備高精度測量、簡便的測溫路線以及使用拓展性方便的優(yōu)勢。2.2開關(guān)柜異常發(fā)熱隱患預(yù)防及處置措施一是改進(jìn)觸頭材質(zhì)，特別是提高觸頭表面鍍銀層厚度要求。早期開關(guān)站動(dòng)、靜觸頭表面鍍銀層厚度要求為 6m，根據(jù)廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 10 kv-35 kv 高壓開關(guān)柜技術(shù)規(guī)范（通用部分）的最新要求（版本號：gd2019-01），滑動(dòng)連接觸頭鍍銀層厚度宜不小于 20m，至少不小于 12m。二是更換觸頭彈簧。彈簧長時(shí)間運(yùn)行后彈力下降，降低動(dòng)、靜觸頭咬合力，導(dǎo)致接觸電阻上升

5、。建議結(jié)合回路電阻測試結(jié)果，與小車開關(guān)的動(dòng)觸頭整體更換。三是將柜內(nèi)靜觸頭盒更換為帶通風(fēng)通道的觸頭盒，有利于動(dòng)靜觸頭散熱。四是當(dāng)開關(guān)柜負(fù)荷電流 50% 開關(guān)柜額定電流時(shí)，應(yīng)加裝在線測溫裝置，必要時(shí)還可以加裝特高頻局部放電在線檢測裝置，以便實(shí)時(shí)掌握開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)。五是目前電力設(shè)備交接規(guī)程及預(yù)試規(guī)程均未對開關(guān)柜包含小車開關(guān)靜觸頭在內(nèi)的回路電阻作出要求，建議在基建工程竣工驗(yàn)收及開關(guān)柜母線停電清掃時(shí)開展開關(guān)柜整體回路電阻測試（包含小車開關(guān)動(dòng)靜觸頭），及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除觸頭接觸不良帶來的安全隱患。2.3溫度傳感器模塊本系統(tǒng)采用的 mlx90640 是一種新型紅外傳感器，具有 3224 像素紅外陣列，工作溫度為

6、 -4085 ，可測量的溫度為 -40300 ，采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的4 引腳 to39 封裝，帶有 i2c 兼容數(shù)字接口。因其小尺寸、低成本、高集成度、高精度、低功耗、視野廣等諸多優(yōu)點(diǎn)而被選用， mlx90640 由 3.3 v 電壓供電， mlx90640 的scl 、 sda 引腳各經(jīng)限流電阻和上拉電阻通過 i2c 接口連接到主控芯片上。2.4高壓側(cè)供電方式選擇供電電源間的高壓側(cè)電路需要滿足不間斷供電、抗干擾能力強(qiáng)以及高穩(wěn)定輸出等要求。目前的供電方式主要有激光供電、太陽能供電、ct 互感器電源供電以及電池供電等。但是，10 kv 高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)主要應(yīng)用了 ct 互感器電源供電方式，因?yàn)?

7、ct 互感器電源供電更能滿足高壓側(cè)電路多種需求點(diǎn)，同時(shí)具備結(jié)構(gòu)安全、應(yīng)用成熟以及使用環(huán)境優(yōu)良的優(yōu)勢。310kv 高壓開關(guān)柜無線測溫技術(shù)的應(yīng)用由溫度敏感元件組成的 10 kv 高壓開關(guān)柜會組成振蕩回路輸出與溫度有關(guān)的頻率信號。10 kv高壓開關(guān)柜無線測溫技術(shù)應(yīng)用其中，能充分滿足系統(tǒng)并發(fā)揮其自身特有的數(shù)字化特點(diǎn)，進(jìn)一步抑制強(qiáng)電場的干擾性，達(dá)到過熱警報(bào)的目的。此外，監(jiān)控設(shè)備還可以借助微機(jī)聯(lián)網(wǎng)方式，得到全方位的集中式監(jiān)測。實(shí)際應(yīng)用到 10 kv 高壓開關(guān)柜中的無線測溫系統(tǒng)的優(yōu)勢非常明顯，即性能可靠、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、便捷安裝和操作。因此，多數(shù) 10 kv 高壓開關(guān)柜都會應(yīng)用無線測溫系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的測溫。

8、同時(shí)，整個(gè)無線測溫系統(tǒng)的價(jià)格并不高，是人們可接受的系統(tǒng)價(jià)格范圍。小巧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的無線測溫模塊便于變動(dòng)其開關(guān)柜，即進(jìn)行開關(guān)柜配套時(shí)，即使原柜結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變動(dòng)，也能進(jìn)行快速安裝工作。只要對應(yīng)開關(guān)柜配件，再打上相應(yīng)的安裝孔，就能實(shí)現(xiàn)快速安裝。整個(gè)安裝過程不會影響原有的開關(guān)柜的無線測溫系統(tǒng)性能，尤其是針對開關(guān)柜的絕緣性能，安裝過程中絕緣性能非常好。智能電網(wǎng)的安全生產(chǎn)是一個(gè)龐大且繁雜的系統(tǒng)工程，經(jīng)過不斷發(fā)展系統(tǒng)工程，明確系統(tǒng)工程作為電力公司以及全社會改革與創(chuàng)新的前提，能不斷推動(dòng)我國智能電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程。國家早在 2006 年就發(fā)布了多個(gè)系統(tǒng)電力設(shè)備安全使用的重要文件，明確認(rèn)知其國家優(yōu)先發(fā)展以及實(shí)施的主體是智

9、能電網(wǎng)安全保障。我國當(dāng)前處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增長時(shí)期，國家電網(wǎng)的電力供電量已經(jīng)不能滿足居民的日常生活和社會生產(chǎn)需求。因此，國家必須加大電網(wǎng)的供電量，但這樣會導(dǎo)致電網(wǎng)電器設(shè)備出現(xiàn)隱患，尤其是對于智能電網(wǎng)末端的 10 kv 高壓開關(guān)柜。因此，只有確保高壓開關(guān)柜的絕對安全，才能進(jìn)一步促進(jìn)電網(wǎng)溫度監(jiān)測效果。結(jié)語高壓開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中極其重要的電力設(shè)備。 在電力傳輸過程中，承載著控制電力線路、保護(hù)用電設(shè)備等重要功能。 由于開關(guān)柜是封閉且緊湊的，無法有效散熱；加上開關(guān)柜處于高電壓、大電流、高磁場的環(huán)境中，必然存在發(fā)熱問題。高壓開關(guān)柜重大緊、急缺陷還呈上升趨勢，其中零部件質(zhì)量是眾多因素中最為主要的原因，占比達(dá)到 32%；因此，針對大電流高壓開關(guān)柜，向重要用戶供電及負(fù)載率大于 50% 以上的饋線開關(guān)柜，安裝在線測溫、高頻局部放電監(jiān)測裝置等技術(shù)手段，是實(shí)時(shí)掌握高壓開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)消除設(shè)備各項(xiàng)安全隱患，確保開關(guān)柜健康可靠運(yùn)行的重要舉措。參考文獻(xiàn)1 蘭劍，李德閣，王承玉，等 .12 kv 高壓開關(guān)柜絕緣故障典型案例分析 j. 技術(shù)交流 , 2019(01)：73-78.2 黎