10kV高壓開關柜電氣設備在線測溫系統(tǒng)應用研究

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

2、安全運行的一個重要部分為高壓開關柜。高壓開關柜的運行狀態(tài)非常關鍵，因為整體溫度太高會逐漸損耗其電氣設備。分析 10 kv 高壓開關柜無線測溫技術，闡述 10 kv 高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的設計、技術特點及工作原理，總結了無線測溫技術在 10 kv 高壓開關柜中的應用。1效益分析（1）無源無線測溫系統(tǒng)的投入使用，可以對開關柜的溫度進行 7*24h 不間斷的實時監(jiān)測，及時發(fā)送準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，防止因為電氣設備溫度過高而造成電網故障。另外，該系統(tǒng)提供實時報警功能，可以實現(xiàn)防范于未然，避免不可預估的損失產生。（2）本系統(tǒng)投入運行后，就可以不用安排檢修人員進行定期現(xiàn)場維護，并且能夠實時了解設備運行溫度，發(fā)

3、現(xiàn)溫度變化即刻預警，可以減少設備運行故障發(fā)生次數(shù)和時間，提高供電質量，為電力企業(yè)創(chuàng)造更多的經濟效益，也能夠保證用電企業(yè)的正常運轉。假設本系統(tǒng)投入使用后，每年減少 1 次停電檢修，檢修時間為 8h，本系統(tǒng)還能夠減少停電次數(shù)，提高供電質量，為供電企業(yè)贏得較好的口碑和效益。210kv 高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的整體設計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。整合多個傳感器可以發(fā)現(xiàn)，每一個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，可以認知其傳感器的適應溫度環(huán)境的變化程度。結合設計成本和難度，絕大多數(shù)

4、 10 kv高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)都會選擇應用 ds18b20 溫度傳感器。究其原因，主要是其 ds18b20 溫度傳感器的價格比較實惠，同時具備高精度測量、簡便的測溫路線以及使用拓展性方便的優(yōu)勢。2.2開關柜異常發(fā)熱隱患預防及處置措施一是改進觸頭材質，特別是提高觸頭表面鍍銀層厚度要求。早期開關站動、靜觸頭表面鍍銀層厚度要求為 6m，根據(jù)廣東電網有限責任公司 10 kv-35 kv 高壓開關柜技術規(guī)范（通用部分）的最新要求（版本號：gd2019-01），滑動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。彈簧長時間運行后彈力下降，降低動、靜觸頭咬合力，導致接觸電阻上升

5、。建議結合回路電阻測試結果，與小車開關的動觸頭整體更換。三是將柜內靜觸頭盒更換為帶通風通道的觸頭盒，有利于動靜觸頭散熱。四是當開關柜負荷電流 50% 開關柜額定電流時，應加裝在線測溫裝置，必要時還可以加裝特高頻局部放電在線檢測裝置，以便實時掌握開關柜運行狀態(tài)。五是目前電力設備交接規(guī)程及預試規(guī)程均未對開關柜包含小車開關靜觸頭在內的回路電阻作出要求，建議在基建工程竣工驗收及開關柜母線停電清掃時開展開關柜整體回路電阻測試（包含小車開關動靜觸頭），及時發(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)界標準的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)點而被選用， mlx90640 由 3.3 v 電壓供電， mlx90640 的scl 、 sda 引腳各經限流電阻和上拉電阻通過 i2c 接口連接到主控芯片上。2.4高壓側供電方式選擇供電電源間的高壓側電路需要滿足不間斷供電、抗干擾能力強以及高穩(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 高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)主要應用了 ct 互感器電源供電方式，因為

7、ct 互感器電源供電更能滿足高壓側電路多種需求點，同時具備結構安全、應用成熟以及使用環(huán)境優(yōu)良的優(yōu)勢。310kv 高壓開關柜無線測溫技術的應用由溫度敏感元件組成的 10 kv 高壓開關柜會組成振蕩回路輸出與溫度有關的頻率信號。10 kv高壓開關柜無線測溫技術應用其中，能充分滿足系統(tǒng)并發(fā)揮其自身特有的數(shù)字化特點，進一步抑制強電場的干擾性，達到過熱警報的目的。此外，監(jiān)控設備還可以借助微機聯(lián)網方式，得到全方位的集中式監(jiān)測。實際應用到 10 kv 高壓開關柜中的無線測溫系統(tǒng)的優(yōu)勢非常明顯，即性能可靠、結構簡單、體積小、便捷安裝和操作。因此，多數(shù) 10 kv 高壓開關柜都會應用無線測溫系統(tǒng)進行相應的測溫。

8、同時，整個無線測溫系統(tǒng)的價格并不高，是人們可接受的系統(tǒng)價格范圍。小巧結構設計的無線測溫模塊便于變動其開關柜，即進行開關柜配套時，即使原柜結構沒有發(fā)生變動，也能進行快速安裝工作。只要對應開關柜配件，再打上相應的安裝孔，就能實現(xiàn)快速安裝。整個安裝過程不會影響原有的開關柜的無線測溫系統(tǒng)性能，尤其是針對開關柜的絕緣性能，安裝過程中絕緣性能非常好。智能電網的安全生產是一個龐大且繁雜的系統(tǒng)工程，經過不斷發(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，能不斷推動我國智能電網的發(fā)展進程。國家早在 2006 年就發(fā)布了多個系統(tǒng)電力設備安全使用的重要文件，明確認知其國家優(yōu)先發(fā)展以及實施的主體是智

9、能電網安全保障。我國當前處于經濟發(fā)展的增長時期，國家電網的電力供電量已經不能滿足居民的日常生活和社會生產需求。因此，國家必須加大電網的供電量，但這樣會導致電網電器設備出現(xiàn)隱患，尤其是對于智能電網末端的 10 kv 高壓開關柜。因此，只有確保高壓開關柜的絕對安全，才能進一步促進電網溫度監(jiān)測效果。結語高壓開關柜作為電力系統(tǒng)中極其重要的電力設備。 在電力傳輸過程中，承載著控制電力線路、保護用電設備等重要功能。 由于開關柜是封閉且緊湊的，無法有效散熱；加上開關柜處于高電壓、大電流、高磁場的環(huán)境中，必然存在發(fā)熱問題。高壓開關柜重大緊、急缺陷還呈上升趨勢，其中零部件質量是眾多因素中最為主要的原因，占比達到 32%；因此，針對大電流高壓開關柜，向重要用戶供電及負載率大于 50% 以上的饋線開關柜，安裝在線測溫、高頻局部放電監(jiān)測裝置等技術手段，是實時掌握高壓開關柜運行狀態(tài)，及時消除設備各項安全隱患，確保開關柜健康可靠運行的重要舉措。參考文獻1 蘭劍，李德閣，王承玉，等 .12 kv 高壓開關柜絕緣故障典型案例分析 j. 技術交流 , 2019(01)：73-78.2 黎