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电力系统高压开关柜在线测温技术
作者：李静贺
来源：《装饰装修天地》2015年第03期
摘要：近年来，随着计算机技术、网络通讯技术、传感器技术、光纤技术等发展，推动了高压设备在线监测和故障诊断技术的发展。
关键词：高压开关柜;测温;在线监测
前 ;言
发电厂、变电站的高压开关柜是重要的电气设备。在设备长期运行过程中，开关柜中的触点和母线排连接处等部位因老化或接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度无法监测，由此最终导致火灾事故。近年来，在电厂和变电站已发生多起开关柜过热事故，造成火灾和大面积的停电事故，解决开关柜过热问题是杜绝此类事故发生的关键。通过监测开关柜内触点温度的运行情况，可有效防止开关柜的火灾发生，但由于开关柜内高压的结构，无法进行人工巡查测温，因此实现温度在线监测是保证高压开关柜安全运行的重要手段，随着智能电网的发展，对高压开关柜进行实时监测和状态检修势在必行。
一、高压开关柜在线测温技术介绍
1.原理
常规的检测方式并不能发现开关柜潜在故障，更无法判断故障发展趋势，针对人工巡检不足，各研究院、生产厂家开发了一系列新型在线测温装置，这些装置的测温原理大致分为以下几种：
1.1红外成像：通过红外热成像仪获得开关柜的红外谱图，由谱图间接判断开关柜温度。
1.2传统接触式测温、红外信号传输：采用传统的接触式温度传感器（热电偶、集成温度传感器等）测温。传感器信号处理电路安装在高压母线上，电源经过感应线圈从高压母线获得，测量所得信号经数字编码后驱动红外发射管，由安装于柜体低电位上的红外接收管接收红外信号，再通过解码电路得到温度数据。
1.3光纤测温：在触头便面贴装光纤温度传感器，通过光纤连接到安装于柜体的光纤解调器，光纤解调器输出对应的温度数据。
1.4红外探头测温：开关柜上安装若干红外测温探头，通过接收电触头的红外辐射来确定其温度。
高压开关柜在线测温技术特点 根据现场设备的一些具体结构和运行要求，商压开关柜对侧温手段有一定的要求: (1)非接触式侧沮法不适应现场的开关柜结构。 根据现有的XGN和KYN型开关柜的共体结构，高压开关柜主要包含断电器、隔离开关、电流互感器、电纽头等设备。柜内的导电部位全部采用绝缘热缩包封，这是为了防止设备因为脏污受潮而引起污闪事故，又遗免因为动物进去引起短路。 广电网公司在反事故技术措施也明确要求“运行及未投运的移开式开关拒(KYN型开关柜)的导电臂都必须装配绝缘套，今后进入广电网系统运行的小车柜，开关小车导电臂必须安装绝缘护套，，正因为如此测沮的所有部位都需要被绝缘护套包扎，这就决定了非接触式洲沮技术不能在开关柜内得到好的应用。 (2)侧温装里商压绝缘问题突出. 由于高压开关柜内设备带电运行，而洲A传感器必须安装在被测物体的侧全点上，属于高压设备，而信号采集装置安装在在柜体或者柜外，其外壳与地网相连接，则测且侧沮传感器和信号采集装叉之间存在高电压。因此要采取正当有
效的措施隔离高压与低压设备，同时各设备之间要保持安全距离.不能被侧A&传感器装里所影响，否则会导致开关柜内设备故障造成事故.这些都是测温系统工程实践首先考虑的问压，同时也是造成开关柜测沮技术发展缓慢的旅因之一。 (3)测温装叉不能影响设备原有性能。 开关柜内断电器、隔离器开关均为可操作性设备，分合操作必须遵循其运行方式，而在线装笼的安装不能影响到设各的性能，以上这些对与侧沮装里都有一定的要求，既要适应现场设备的具体结构，也要确保柜内测a传感设备安装可命。 (4)商压开关柜运行环垅恶劣，电磁干扰严重。 裔压开关柜柜内采用了全密封结构，除了一部分观察窗之外，其它部分采用金属挡板密封.根据开关柜IP3X的防护等级.各柜体之间的距离范围不能大于2.5mm。与此同时柜内设备运行电流很大，一些大电流柜柜体就箫要数千安培的电流，甚至达到4000A.变电站内复杂的电磁环境与电磁的干扰影响了侧退系统，进而降低了测沮设备数据之间的可命性。
高压开关柜在线测温的必要性及测温方式 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 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。因此必须做好对开关柜母排、开关触点等 部位的及时监测，并做好相应的报警措施。由于温度过高导致开关柜过热时，会 导致火灾和停电事故，造成极大的经济损失，因此必须加以重视。 1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。 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有效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。 2引发高压开关柜温度升高的原因 2.1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，但因为表面具有氧化膜，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 出现一个不良的循环。 2.2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，增大了接触电阻，使导电效果下降。 2.3 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，会增加有效接触面积，提高接触电阻导致发热。 由于开关柜中高压裸露，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
KYN28型高压配电柜 安装使用说明书 KYN 型高压配电柜 一、概述： KYN28-12型户内式金属铠装抽出式开关设备(以下简称开关设备),系3~12千伏三相交流50HZ单母线及单母线分段系统的成套配电装置。主要用于发电厂、中小型发电机送电、工矿企事业配电及电业系统的二次变电所的受电、送电及大型高压电动机起动等。实行控 制保护、监测之用,本开关设备满足DL/T40491,IEC298、GB3906等标准要求,具有防止带负 荷推拉断路器手车、防止误分合断路器、防止接地开关处在闭合位置时关合断路器、防止
误入带电隔室、防止在带电时误合接地开关的联锁功能,即可配用VS1真空断路器,又可配用ABB公司的VD4真空断路器。实为一种性能优越的配电装置。 二、产品型号及含义: 三、使用条件: a.正常环境条件 1)周围空气湿度上限,+40℃ 下限,-10℃ 2)海拔:1000M 3)相对环境温度:日平均不大于95%，月平均不大于90% 4）地震：烈度不超过8度 5)周围空气应不受腐蚀性或可燃气体，水蒸气等明显污染 6）无严重污秽及经常性的剧烈振动，严酷条件下严酷度设计满足1度要求 2、特殊工作条件： 在超过规定的正常环境条件下使用时，由用户和制造厂协商。 四、电气性能: 1.基本电气参数： 表1
2.柜内主要主要电器元件技术参数： a.进、出线及联络开关柜：采用ZN63-12/1250-31.5断路器。 进、出线及隔离断路器：额定电流为1250A 额定短路开断电流：31.5KA 额定动稳定电流:80KA 机械寿命:20000次 额定短路开断电流开断次数：50次 合闸时间：≤60ms 跳闸时间：≤45ms 最大三相分合不同期: ≤2ms b.操作机构：专用弹簧操作机构 操作电源电压:DC220V 合闸线圈电压/功率:DC220V/245W 分闸线圈电压/功率:DC220V/245W c.电流互感器: LZZB9J-10 /150b/2 □/5 计量0.2S级15VA.测量0.5级15VA.保护10P20 30VA 变比与配置图相一致 d.电压互感器：JDZXF11-10 0.1//3 0.1//3 0.1/3 e.带电显示装置：DXN12-T f.氧化锌避雷器：HY5WS1-17参数 五、设备的主要特点： 1）开关柜的外壳选用敷铝锌钢板经多重折弯组装而成，所有部件有足够的强度，能 承受运输、安装和地震及运行短路所引起的作用力不致损坏。
高压开关柜温度监测系统 高压开关柜温度监测系统（TLKS-PTM）是深圳特力康科技有限公司经过长期研发出来的一款产品。该高压开关柜温度监测系统是将温度传感器安装到开关柜内,在线测量该点温度后,以无线方式将数据上传,集中显示,并实现超温报警。还可与电力自动化系统连接,用户在远程监视设备温度运行状态,系统发现设备温度异常,自动远程报警,以便及时消除事故隐患。
高压开关柜温度监测系统的基本组成部分包括: 下位机（或叫前端机）和中心预警平台。其工作原理是： (1) 高压柜温度采集变送器器:简称采集器,负责采集监测点的温度数据,并通过无线方式把采集数据发送出来。 (2) 数据集中收发终端:简称终端,负责收集无线温度传感器发出的温度数据,并把所收集的数据通过网络方式上传到测温管理主机。 (3) 测温管理平台:简称主机或工作站,负责对数据收发终端进行工作参数设定,自动周期地从终端中读取所接收的测温数据,并对数据进行分析,发现超过警戒的温度或温度发生异常波动则实时报警。测温数据可在计算器中作长期存储记录,供随时查询显示. 经过对实际需求的分析,系统设计为1个测温管理机最多管理32个数据收发终端,1个数据收发终端最多管理200个无线温度采集器。也就是说1个主机可管理6400个无线采集器.这基本上可以满足一个220KV变电站的应用要求。 主机与终端之间采用以太网方式连接,接口标准为RJ45.实际应用时,为了适应各种应用环境,以太网的实现方式可以是:网络双绞线、RJ45至RS485转换线、无线以太网、或电力线Modem. 终端与采集器之间采用915或433MHz无线方式连接,在无阻挡情况下,无线传输距离在50"100米之间. 高压开关柜温度监测系统的主要功能： (1)每个无线采集器具有唯一的ID号 当无线采集器发送被监测点温度的同时,把其自身的编号(ID号)也传输出来,这些数据最终被传输到计算器时,计算器根据事先在数据库中保存的采集器编号与安装地点对应关系,自动显示各监测点的温度。 这一特点非常适合变电站具有大量监测点的应用要求,提高了系统的自动化程度, 减轻了人工测温时需要大量手工记录的问题
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020年高压开关柜的在线监测 与故障诊断技术 Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
2020年高压开关柜的在线监测与故障诊断 技术 高压开关柜是电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。同时，随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展，使得对开关柜的运行状态进行在线监测，及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。它对于保证开关柜的正常运行，减少维修次数，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。 高压开关柜分户内式和户外式两种，10kV及以下多采用户内式，根据一次线路方案的不同，可分为进出线开关柜、联络开关柜、母线分段柜等。10kV进出线开关柜内多安装少油断路器或真空断路器，断路器所配的操动机构多弹簧操动机构或电磁操动机构，也有配手
动操动机构或永磁操动机构的。不同的开关柜在结构上有很大的差别，这将影响到传感器的安装和选择。 1.高压开关柜的故障表现及其原因 调查统计表明，高压开关柜的故障主要有以下几类： （1）拒动、误动故障：这种故障是高压开关柜最主要的故障，其原因可分为两类：一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成；另一类是因电气控制和辅助回路造成。 （2）开断与关合故障：这类故障是由断路器本体造成的，对少油断路器而言，主要表现为喷油短路、灭弧室烧损、开断能力不足、关合时爆炸等。对于真空断路器而言，表现为灭弧室及波纹管漏气、真空度降低、切电容器组重燃、陶瓷管破裂等。 （3）绝缘故障：表现为外绝缘对地闪络击穿,内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，ＣＴ闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。 （4）载流故障：7.2～12ｋＶ电压等级发生载流故障主要原因
KYN28A-12型户内铠装式交流金属封闭开关柜 使用说明书
一、概述 KYN28中置高压开关柜是用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，电压等级在12kV的电器产品，主要包括高压断路器、接地开关、互感器等。KYN28柜体由柜架和可抽出式手车二部分组成，各种手车均采用蜗杆摇动推进和退出，其操作轻便、灵活。整个手车体积小，检查和维修方便。手车在柜体内试验位置和工作位置都有到位装置，以保证机械联锁可靠。根据手车的用途不同，可分为：转运车、PT车、熔断器车、计量车、隔离车、下置PT车、下置避雷器车和接地车等。 二、产品特点 1．产品的外壳完全是由覆铝锌钢板经机床加工多重折弯成形后用螺栓组装而成，具有很高的机械强度，有效地保证了产品的整齐和美观，柜门采用喷塑涂覆，具有较强的抗冲击和耐腐蚀能力。产品外壳具有IP4X级的防护等级。 2.本产品的主开关可配置ABB公司生产的VD4型真空断路器，C3系列固定式负荷开关，同时也可配置多种国产系列真空断路器(如VS1,VH1,VK,ZN28)，以取代国外同类产品。 3.无论是选用何种断路器，其裸导体空气绝缘距离均能保证大于125mm，复合绝缘大于60mm。其断路器均具有长寿命，高参数，少维护，体积小的独特优点。 三、符合标准 GB3906-91《3-35KV交流金属封闭开关设备》 GB11022-99《高压开关设备通用技术条件》 IEC298（1990）《额定电压1kV以上50kV及以下交流金属封闭开关设备和控制设备》 DL404-91《户内交流高压开关柜订货技术条件》 四、使用环境条件 环境温度：最高温度：+40℃，最低温度：-10℃ 环境湿度：日平均相对湿度：≤95% 月平均相对湿度：≤90%
开关柜无线测温系统 一、概述 电力传输系统中，高压开关柜作为其中的核心枢纽部分，起着关键性的作用，如何确保高压开关柜的正常运行是电网里面的一个相当重要课题。 开关柜内部众多的接触点会由于长期的使用导致高温氧化腐蚀、螺栓松动等原因造成接触电阻的增加，从而引起设备的过热、更甚至出现严重事故，因此实行设备运行的温度在线监测是很有必要的。 二、YC无线测温系统描述 YC无线测温系统专门设计用于高压设备的温度在线检测，采用高性价比的无线传输方式。YC系列的开关柜无线测温装置采用无线电传输温度信号，传感器安装在高压设备的最容易产生高温造成事故的螺栓接触点上，并且与接收装置之间无电气连接。在保证开关柜的原运行环境下，提供一种实时、高效、安全可靠的温度在线检测方法。
特征： ★ 采用超外差射频无线技术，工作在315MHz频段；ZigBee模式，工作在915MHz频段★ 直接序列扩频(DSSS)，抗干扰能力更强 ★ 温度传感器一体化结构 ★ 自动传感器识别、无连线、安装简便 ★ 高达65535个无线传感器编址 ★ 极低的传感器耗电，电池寿命：>5年 ★具有低功耗、数据无线传输、精度高、响应速度快、操作灵活、组网方便等优势。
三、采用上位计算机实现集中温度监测 YC-12无线式温度监测仪，具有一个的RS-485接口，在无中继器的情况下，高达128个监测仪可组成一个测量网络，由上位计算机在线监测个仪器测量的温度。如图： 四、无线温度传感器在室外母线及开关柜测温中的应用
无线温度传感器设计用于室外母线接头和开关接点的温度监测，可用于以下设备的温度测量： ★ 高压开关柜动静触头 ★ 高压电缆接头 ★ 箱式变电站 ★ 高压母线接头 如图：
房地产10KV高压开关柜的各种型号及其优缺点 目前市场上流行的开关柜型号很多,归纳起来有以下几种型号,现把各种型号的开关柜型号及其优缺点列举如下,供大家参考： 1、GG-1A（F）、 2、XGN、 3、HXGN、 4、JYN、 5、KYN柜型号介绍 1、GG-1A（F）适用范围 GG-1A（F）型防误高压开关柜分户内固定式、具有防误操作闭锁装置的高压开关柜。适用于三相交流50Hz单母线和单母线分段系统，作为接受与分配额定电压3-10千伏，额定电流最大至1000A，10KV额定开断电流最大至31.5kA。用于工矿企业变、配电站的交流50HZ，3-10KV的三相单母线系统中，接受和分配电能之用。 柜柜体宽敞，内部空间大，间隙合理、安全，具有安装、维修方便，运行可靠等特点，主回路方案完整，可以满足各种供配电系统的需要。 GG-1A型高压开关柜上加装闭锁装置而成满足能源部提出的“五防”要求，即： 1．防止带负荷分合隔离开关。 2．防止误入带电间隔。 3．防止误分、合断路器。
4．防止带电挂接地线。 5．防止带接地线合闸。 因本柜是原GG-1A型高压开关柜改进后的产品，所以其使用范围、柜体结构、技术参数和一次线路方案，基本同于原GG-1A型高压开关柜。 2、型号及其含义 G G— 1 A (F) G：（高压开关柜）G：（固定柜）－1：（设计序号）A：（改型） (F)：（防误型） 3、使用环境 1、环境温度：户内上限+40℃，下限-25℃，允许在-30℃时储运； 2、海拔高度：不超过1000m； 3、相对湿度：不大于90%（±25℃时）； 4、地震烈度：不超过8度； 5、没有导电尘埃足以能腐蚀金属和破坏绝缘的气体的场所； 6、无火灾、爆炸危险的场所； 7、没有剧烈震动和颠簸及垂直倾斜度不超过5°的场所。 结构特点 GG-1A型高压开关柜系开启式，基本骨架结构用角钢焊接而成，前面板用薄钢板压制而成，柜后无保护板，柜内用薄钢板隔开，柜的上部为断路器室、下部为隔离开关室，具有程序封锁功能，使用安全可靠。 2、XGN系列适用范围
高压开关柜操作说明 一、送电操作程序 1、通过小推车将断路器手车(或PT手车、隔离手车、熔断器手车)推入开关柜；手车进柜时将手车的左右把手同时向内拉至把手II位置并将手车推入开关柜的试验位置，然后将手车的把手同时向外推至把手I位置，使手车推进机构与开关柜可靠锁定； 2、将手车的二次插头插入插座内，并用扣件锁定； 3、关闭开关柜后门(电缆室门)和前门（断路器室门）；打开接地刀操作活门，用接地刀操作手柄逆时针方向打开接地刀，抽出接地刀操作手柄，关闭接地刀操作活门，并确认接地刀处于分闸状态； 4、检查仪表室内的控制、合闸、信号、交流及母线电压等电源开关（或二次熔断器）处于合闸状态，并测量电源电压在正常范围内，关闭仪表室； 5、用就地或远方操作方式控制操作（处在开关柜试验位置的）断路器合、分各一次，确认断路器控制回路接线及信号回路显示正确； 6、打开手车机构操作活门，用手车摇把顺时针将手车推入开关柜工作位置（手车到达工作位置时会发出“咔嗒”的扣锁响声），取出手车摇把并关闭手车机构操作活门； 7、用就地或远方操作方式控制操作（处在开关柜工作位置的）断路器合闸； 8、检查开关柜的带电显示ABC三相指示灯亮，此时开关柜已处于高压带电状态，查看保护装置的母线电压及出线电流是否处于正常状态。 二、停电操作程序 1、用就地或远方操作方式控制操作（处在开关柜工作位置的）断路器分闸； 2、检查开关柜的带电显示器ABC三相指示灯熄灭；此时开关柜已处于高压出线侧断电，但高压母线侧仍处于带电状态（热备用状态）； 3、打开手车机构操作活门，用手车摇把逆时针将手车退出到开关柜试验位置（手车到达试验位置时会发出“咔嗒”的扣锁响声），取出手车摇把并关闭手车机构操作活门； 三、手车拉出柜外的操作程序 1、断路器手车(或PT手车、隔离手车、熔断器手车)需要拉出柜外时，应首先完成停电操作程序的所有步骤； 2、需要进行接地刀合闸操作时应先打开接地刀操作活门，用接地刀操作手柄顺时针使接地刀合闸，抽出接地刀操作手柄，并确认接地刀处于合闸状态（如不需要接地刀合闸操作，可不进行此项操作）； 3、打开开关柜前门（断路器室门），拔掉手车二次插头； 4、将小推车放置在开关柜前指定位置；将手车的左右把手同时向内拉至把手II位置并将手车拉出至小推车上，然后将手车的把手同时向外推至把手I位置与小推车锁孔可靠锁定； 5、检查开关柜内上下静触头防护活门处于自动闭合位置，关闭开关柜前门。 四、检查静触头与动触头接触是否良好步骤 1、按照手车拉出开关柜外的操作步骤将手车拉出； 2、将动触头接触面用干净抹布擦拭干净； 3、用凡士林或导电膏抹均匀的抹在动触头的接触面上（不要太多）； 4、按照送电顺序的前6步将手车推至工作位置； 5、按照手车拉出柜外的操作程序将手车拉出； 6、检查动触头导电膏或凡士林膏的接触程度，检查下静触头的（动触头）插入深度及接触程度（1.5cm-2.5cm）； 7、若接触良好按照送电步骤的前2步操作将手车推至试验位置备用； 8、若发现有接触不好的现象及时与电气技术人员或高压电工联系。 注：1、高压设备检修必须将断路器摇至试验位置； 2、高压设备开机前必须对静触头与动触头的接触情况进行检查；否则按制度进行考核！ 电厂 2015年12月30日
高压开关柜在线测温系统
目录 1.系统概述 (1) 2.监测对象 (1) 3.系统构成 (2) 3.1 系统拓扑图 (2) 3.2 监控中心 (2) 3.3 监测方式 (3) 3.4 通讯方案 (3) 4.系统监测方案 (3) 4.1 开关柜测温监测 (3) 4.1.1 开关柜测温特点 (3) 4.1.2开关柜测温方案 (3) 5.系统功能 (7) 5.1 主要功能 (7) 5.2系统界面示图 (9) 6.系统配置明细 (10)
1.系统概述 变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所，用以切断或接通、改变或者调整电压，是输配电的集结点。高压开关柜是变电所中极其重要的组成设备，是按一定的接线方案将涉及一，二次设备成套组装的一种高压配电装配，在变配电所中作为节制和保护发机电，电力变压器和高压线路之用。因此，开关柜运行的正常与否，直接影响到变电所在输配电中的安全和可靠性。 针对高压柜在线测温，现提出了LJ-T2000高压柜温度在线监测系统。方案设计利用新型传感技术和先进的无线收发技术，采集被测设备电气接点处的温度参量，由现场集中显示和远端后台的实时监测，实现对高压柜断路器触头、母排和电缆接头等电气接点部位实时温度的在线监测作用。 2.监测对象 下列为一个典型的变电所测温项目，主要对变电所内的18台高压开关柜进
3.系统构成 LJ-T2000高压柜温度在线监测系统包含测温传感器、现场就地集中显示装置和系统后台显示设备构成。 3.1 系统拓扑图 3.2 监控中心 系统监测后台设备布置在变电所中控室位置，后台设备主要由电脑主机、系统后台软件组成。 可按权限实时查询站内设备运行温度数据，实行数据监测和系统管理的功能。
开关柜温度检测系统调查报告 为了解市场上无源无线，有源无线，红外开关柜温度检测系统 的特性与价格特进行此次调查！以下是此次调查的结果： 1.高压开关柜实行温度在线监测的必要性： 高压开关柜作为电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来 越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。随着电网的发展和设备技术的提高， 10， 35kV 系统开关柜在电网中已大量使用。而开关柜的内部过热现象已成为开关柜使 用中的常见问题，由于开关柜体的密闭性，在一些负荷较重的地区，存在开关柜的温升超标问题。开关柜的温升超标，直接影响设备的安全稳定运行，而且，过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的 影响。目前，对电力系统内部使用的开关柜，严格遵守设备采购程序及技术政策，确保入网的开关柜都通过型式试验，尤其对温升的要求比较严格。运行中，负荷通常都不会达到开关柜的设计满容量，开关柜的温升问题应该不会很突出，但是实际情况并不尽然。开关柜内部实际温升情况，尤其是母排连接等部位，通常总是比型式试验测出的数据高。 2. 高压开关柜温度过高的几点原因： (1)试验测得数据通常在试验室完成，持续时间不长，一般不超过 8h，不具备温升累积效应，不能等同于长期运行并持续发热的设备。 (2)不同金属的膨胀效应不同。钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜质、铝质母线小得多，尤其 是螺栓型设备接头，在运行中随着负荷电流及温度的变化，其铝或铜与铁的膨胀和收缩程度 将有差异而产生蠕变，也就是金属在应力的作用下缓慢的塑性变形，蠕变的过程还与接头处 的温度有很大的关系。实践证明，当接头处的运行工作温度超过80℃时，接头金属将因过热而膨胀，使接触表面位置错开，形成微小空隙而氧化。当负荷电流减小温度降低回到原来接触位置时，由于接触面氧化膜的覆盖，不可能是原安装时金属间的直接接触。每次温度变化的循环所增加的接触电阻，将会使下一次循环的热量增加，所增加的温度又使接头的工作状况进一步变坏，因而形成恶性循环。 （3）连接部位紧固螺栓压力不当。部分安装或检修人员在导体连接上认为连接螺栓拧得愈紧 愈好，其实不然。特别是铝质母线，弹性系数小，当螺母的压力达到某个临界压力值时， 若材料的强度差，再继续增加不当的压力，将会造成接触面部分变形隆起，反而使接触面积减少，接触电阻增大，从而影响导体接触效果。 (4)选用的导体材料电导率不满足要求，多数属于导体原材料纯度不够。 (5)现场的其它因素，比如可能存在安装检修工艺不当，如母线在加工、连接、安装过程中，对母线接触表面处理不到位、不平整、不光滑、没有涂专用电力脂等，导致有效接触面积减少 接触电阻增大而发热。
高压开关柜KYN61-40.5的技术描述 1、概述 1.1本技术描述中的所有的技术内容，技术参数，采用的标准及所选用的设备和材料符合招标书的要求。 1.2本技术描述根据本公司多年的制造经验和本公司的先进技术作出。 2、基本依据 2.1所有设备的制造、测试和安装均采用中国国家标准，同时满足相应的IEC标准，主要标准号如下： GB11022 《高压开关设备通用技术条件》 GB3906 《3~35KV交流金属封闭开关设备》 IEC298 《额定电压1KV以上52KV及以下的交流金属封闭开关设备和控制设备》 IEC694 《高压开关设备和控制设备标准的共用条款》 IEC60056 《高压交流断路器》 GB1985-89 《交流高压隔离开关和接地开关》 IEC60529 《外壳防护等级国际防护等级代码》 GB763-90 《交流高压电器在长期工作时的发热》 B311.1-1997 《高压输电设备的绝缘配合》 GB/T16927-1997《高压试验技术》 DL/T1620-1997 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 GB1408-89 《固体绝缘材料工频电气强度的试验方法》 GB2706-89 《交流高压电器动热稳定试验方法》 GB3309-89 《高压开关设备常温下的机械试验方法》 GB/7534-87 《局部放电测量》 DL/T404-1997 《户内交流高压开关柜订货技术条件》 《电力设备交接和预防性试验规程》2000版 3、高压开关柜技术参数 3.1环境条件 3.1.1周围环境温度 上限+40℃ 下限-10℃ 3.1.2海拔不超过1000m 3.1.3环境温度： 月平均相对湿度不大于90% 日平均相对湿度不大于95% 3.1.4地震烈度及加速度不大于8度 3.1.5适用于Ⅲ级污秽场所 4、系统参数 4.1系统标称电压：35KV 4.3额定频率：50HZ 4.4系统接地方式：不接地
KYN28-12高压开关柜技术说明 1概述 1.1KYN28-12型铠装式交流金属封闭开关设备（以下简称开关柜），系三相交流50HZ单母 线及双母线分段系统的户内成套配电装置，适用于发电厂、变电站以及工矿企业的额定电压3?10kV 电网中，作为接受和分配电能之用，并对电路实行控制、保护和监测。 1.2开关柜内配置高性能真空断路器，成套设备可满足电网对高压开关柜要求，并适合“五 防”和全工况、全封闭、全绝缘条件。 2环境条件 KYN28-12型开关柜在设计中已充分考虑到客户当地的气候及周围环境，并满足其特殊 要求。条件与措施如下： 3参照国际相关标准 4 技术参数
2、高压馈线柜真空断路器主要技术参数 3、操动机构主要技术参数
电流互感器用环氧树脂浇注而成，通常用于向测量和保护装置传递信息。电流互感器包 括具有相关性能和精度等级并适合安装要求的一个线束铁芯或带一个或多个铁芯的套管棒。 符合IEC 60044-1标准。尺寸符合DIN 42600窄型标准。电流互感器通常安装在负荷侧来测量相电流。电压互感器 电流互感器用环氧树脂浇注而成，通常用于向测量和保护装置传递信息。可固定安装或安装在互感器小车上。符合IEC 60044-2。尺寸符合DIN 42600窄型标准。电压互感器采用单极电压互感器，具有适合相连设备功能要求的性能和精度等级。 5开关柜的设计报告 5.1柜体 5.1.1KYN28-12型开关柜为金属铠装移开式。 5.1.2柜体的外壳与各功能小室的隔板均采用优质板材，具有很强的抗腐蚀与抗氧化性能， 并具有比同等钢板高的机械强度。 5.1.3柜体无任何焊接点，柜体由螺栓连接组成，为全组装结构。 5.1.4柜体的安装维护可在正面进行，也可在背面进行，开关柜不仅可安装成面对面或背 对背双排排列，而且可根据具体项目要求靠墙安装，节省占地面积。 5.1.5整个柜体由接地的金属隔板分隔成四个功能小室，即：母线室、继电器室、断路器 手车室和电缆室，各功能单元设有独立的压力释放通道和释放门。 5.1.6断路器手车室内安装有特定的导轨，可轻巧地推进或抽出断路器手车。 5.1.7手车室内设计有带自动锁扣和开启的电气型金属帘板，可满足手车断路器与母排侧 和电缆侧之间同时自动隔离的要求。 5.1.8手车室内有隔离位置、试验位置及工作位置，每一位置均设有定位装置。 5.1.9各功能单元均装有门，门上装有锁和铰链。
高压开关柜测温技术展望 一、引言 电力设备安全可靠性是超大规模输配电和电网安全保障的重要环节，对电网电力设备进行安全运营实时监控成为必要。长期电网运行数据表明，电网电气设备故障大多是由于大电流运行、设备老化、绝缘水平下降等原因导致设备在高温条件下运行，进而引发燃烧，爆炸等严重后果所造成。高压开关柜是输配电重要一次设备，其安全运行对于电力正常输送非常重要。GB/T11022-2011<高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求>第4.5.2节对各部件有明确的温升要求，但受制于传统测温方法的局限性，此要求未能全面执行。随着技术的发展，该要求也越来越受到重视，2011年，中国南方电网公司出台指导文件，公司决定加大开关柜无线测温装置试用力度，在重要变电站开关柜上逐步加装无线测温装置。 高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电气产品，高压开关柜工作电压等级在3.6kV~550kV。高压开关柜为金属封闭开关设备，在正常工作时，不允许打开金属封闭门，所有电气连接点均位于高压开关柜中。由于开关柜内部工作电压高，且正常使用中不能随意断电，所以安装于高压开关柜内部的测温系统，需要更高的电气绝缘性，日常使用中的应减少维护量。 因此，高压开关柜加装安全、实时、少维护、全方位测温系统既是设备自身标准，也是符合实际用户需求，同时，也是智能电网的发展方
向之一。 二、开关柜测温技术比较 目前，用于开关设备的测温技术主要有以下方法：红外测温技术、光纤传感测温技术、有源无线测温技术、无源无线测温技术。 （1）红外测温技术 红外线测温技术是通过吸收红外线辐射能量，测量出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备的发热情况。该方法只可测量在传感器直视范围内的测量点温度，无法适用于针对开关柜内部的断路器触头温升的测量。 （2）光纤传感测温技术 光纤传感测温技术是依据光纤的光时域反射（OTDR）原理以及光纤的后向喇曼散射（Raman scattering）温度效应。该技术组成的元件具有结构简单、耐腐蚀、小巧、测量灵敏度高等特点，而且不受电磁干扰影响，但开关柜内安装不易，装置成本较贵，经济性差。同时，通过光纤隔离存在着沿面放电问题，需要有较长的沿面爬电距离。（3）有源无线测温技术 有源无线测温技术的原理是通过单片带微处理器的传感器将被测设备温度信号转换成数字信号，再通过无线发射模块传递至接收器，接收器处理后将采集到的温度信息上传到后台显示系统，该方法也是目前高压开关柜实时测温的主要方法。该技术结构简单、小巧，可安装于任何位置，但该技术必须采用电池供电或CT取电，无法做到高低压分离。电池供电方式需要定期更换电池，并且电池自身存在爆炸风
10kV高压开关柜局放测试方法 仪器一：局部放电声电波检测仪（TEV ）—对高压室内开关柜进行普测，在设备的TEV模式下，记录TEV信号的幅值和2秒内的脉冲数；在设备的超声波模式下，听耳机中的声音，记录超声波信号幅值。通过对普测数据分析，再结合其他设备的测试结果，比如定位仪和在线监测系统等，考虑现场实际情况，对开关柜的情况进行比较全面的反映。 TEV使用步骤： 1、按下开关键开机进入界面 2、选择TEV模式进入TEV测量，按左右键进入连续脉冲测量模式，用设备在高 压室的金属门上垂直水平检查3个点取中间值为背景值，用设备在开关柜的金属缝隙处垂直水平测量并记录。 3、选择Ultra Mode进入超声波模式，插入耳机和超声传感器，用传感器对准开 关柜的空气通道测试，听取是否有放电破裂的声音。 仪器二：局部放电检测定位仪（PDL1）—通过监测放电点发出的电磁波瞬间脉冲所经过的路径来确定放电活动的位置，原理是采用比较电磁脉冲分别到达每只探测器所需要的时间。装置的触发LED灯指示哪个通道先被触发，进而表明哪只探测器离放电点的电气距离较近。 PDL1使用步骤： 1、将两个探头按颜色与主机对应连接，开机。 2、将探头插入检验仪，按“Double”选择双探头模式，将探头插入校准信号 源，按下主机或者探头上的AUTO键，若主机显示(35±2)dB,且脉冲先后指示灯显示左边指示灯亮，检验完成。 3、将探头对着高压室内金属物体，按AUTO键测背景值。 4、用探头贴在开关柜面板上按AUTO键测量并记录。 5、若疑有局放信号，两探头贴面板上定位，不断移动探头直到脉冲先后指示 灯同时亮，信号源则在两探头中间。 仪器三：局部放电在线监视仪（PDM03）当高压室内存在多个放电源，且外界干扰很严重时，需要使用在线监测设备才能更好的判断。 PDM03使用步骤： 1、开机，按下SelfTset,自检会显示“No channels are connected”，用测试电缆连接各通道与测试源，若显示(31±3) dB,表示各通道良好。 2、用电缆连接主机和传感器，1、2、11、12为天线，放置测试点4个角，其余8个接传感器贴开关柜面扳上，按下Check Probes检查各通道是否连接好。 3、按下“Set-up”,显示目前存储信息、时间信息、循环测试时间，“Y”修改，“N”不修改，运行方式推荐“Location Mode”,”Alarm level”用默认值 4、设置完成后，仪器开始运行。 5、“Display Data”可显示上一测试周期的测试值 6、测试完成后，按“Exit”退出，换存储卡按“Change Card”。
电气信息学院 课程设计任务书 课题名称高压开关柜测温系统设计 姓名专业电气工程及其自动化班级学号 指导老师杨青梁锦吴勇峰 课程设计时间第14、第15周 教研室意见意见：审核人： 一、任务及要求 1. 给出高压开关柜测温系统整体设计框图； 2.说明采用温度传感器的型号，特性，以及具有的优点； 3. 给出具体电路，如信号调理、采样保持电路、隔离、A/D转换等设计思路，画出电 路原理图； 6.说明测温时会遇到哪些干扰问题，增加抗干扰措施； 7.编写设计说明书； 8.课程设计说明书要求用手写，所绘原理图纸用计算机打印。（16K） 二、进度安排 第一周：星期一：下达设计任务书，介绍课题内容与要求； 星期二——星期五：查找资料，确定设计方案，画出草图。 第二周：星期一上午——星期二下午：电路设计，打印出图纸。 星期三：书写设计报告；星期四：书写设计报告；星期五：答辩。 三、参考资料 1.邹积岩. 智能电器. 北京：机械工业出版社，2006 2.王汝文，宋政湘，杨伟. 电器智能化原理及应用. 北京：电子工业出版社，2003
目录 一、高压开关柜测温系统整体方案设计 (1) 1.1系统整体结构 (2) 1.2传感器特性 (3) 二、高压开关柜测温系统硬件设计 (4) 2.1主控单元设计 (5) 2.2数据采集模块设计 (6) 2.3无线通信模块设计 (6) 2.4数据传输模块设计 (6) 三、高压开关柜测温系统软件设计 (4) 3.4温度传感器控制程序设计 (6) 3.5无线通信模块程序设计 (6) 四、原理图 (4)
一、高压开关柜测温系统整体方案设计 1.1系统整体结构 高压开关柜测温系统包括三大部分：高压开关柜内测温节点、高压开关柜外测温接收系统、上位机数据处理与显示。高压开关柜测温系统采用多点组网的方式：8路测温节点对应1 路接收系统。首先，数据采集模块通过主控单元将温度数据打包，再利用无线通信模块把获取的信息传送至接收系统，接收系统采用串口把数据传至上位机后，通过上位机完成温度 信息的处理、显示和保存。 整个测温系统主要包括主控单元、数据采集模块、无线通信模块、电源管理模块以及数据传输模块等几部分，按照系统设计要求选择合适的芯片器件，硬件的选型关系到整个系统的性能。 在整个测温系统的硬件设计中，主控单元是系统的核心部分，控制并协调处理各部 分正常工作，通过温度传感器获取温度信息进行数据采集，无线通信模块和数据传输模 块在系统起中间传递作用，发送、接收上位机指令以及温度数据。电源是系统的动力之 源，是保证系统正常工作的基础，电源管理模块包括系统测温节点感应电源模块和测温 接收系统电源设计两部分。整个系统硬件结构如图 1 所示： 图1：系统硬件结构图 1.2传感器特性 温度传感器的选型不仅影响系统的测量精度，而且关系到信号调理电路的复杂程 度。作为温度信息的获取源，温度传感器的选型对整个系统设计至关重要。目前，各行 业温度传感器主要有热电偶、热电阻、热敏电阻、半导体IC温度传感器等。 本系统选用数字温度传感器DS18B20来完成触点的测温，该芯片的全部传感元件以及转换电路都集成在在TO-92或u SOP封装的集成电路内，可以根据应用场合的不同而改变其外观，易于安装，特别适合狭小空间设备数字测温和控制领域，本文采用的是接耳式DS18B20探头。 DS18B20 的特点及一些工作参数如下： （1）可以用数据线供电，工作电压3～5.5V； （2）温度数字量转换时间200ms（典型值）； （3）测温范围-55℃～+125℃（-67～257°F），适合高压开关柜测温； （4）测量结果以9～12 位（可选）数字量方式串行传送，可通过CRC 校验码提高抗干扰纠错能力，用户可定义的非易失性温度报警设置； （5）每个DS18B20 均有特定64 位ROM 编码即ID 号，因此可以在一条数据线上连接多个DS18B20； （6）利用单总线接口方式，能同时传输时钟和数据，并且能双向传输数据，所以这种接口方式电路简单，不仅很好的节约了微控制器资源，而且开发效率高。 二、高压开关柜测温系统硬件设计 2.1主控单元设计 本系统的微控制器采用TI 公司开发的16 位超低功耗的混合信号处理器MSP430,在一个芯片上集成了微处理器、数字电路以及模拟电路等，是非常有代表性的片上系统，被称之为绿色MCU。 MSP430 的主要特点如下：主控单元电路主要由微控制器及外围电路构成，控制并协调各部分正常工
高压开关柜无线测温系统中CT取电可行性分析电力传输系统中，高压开关柜作为其中的核心枢纽部分，起着关键性的作用。开关柜内的众多接触点会由于长期使用导致氧化腐蚀，螺栓松动等而导致接触电阻增大，从而导致设备过热甚至出现严重故障。因此，实行温度在线监测很有必要。 由于开关柜内有裸露高压，并且空间狭小，在柜内安装监测点，首先需要解决的就是供电问题。电力开关柜在正常工作时，会带有一定的负载，这样，在铜排上会有一个随负载大小而波动的电流流过，通常电力开关柜设计的通流容量为最大1250A，实际正常应用时电流值介于50A到1000A之间。因此从理论上来说，可以采用一个磁路闭合的CT套在铜排或触头臂上通过感应电流的方式来取电供设备工作。 当开关柜负载正常时，一次电流变化相对来说处于一个比较平稳的状态，电磁干扰也相对处于一个较稳定状态，此时采用CT取电稳压处理后供给监测设备确实是一种值得推荐的方案。无需外加电源，并且设备处于实时工作状态，当监测到温度异常时，能及时报警提醒。 但是，从客观上来说，这种应用方案也存在很多弊端，导致在电力部门很少应用。以下逐点进行阐述： 1、安装方式繁琐，不利于批量使用 由于CT取电的原理是利用闭合的磁场回路来感应铜排母线电流，采用的为穿心式互感器，本身结构不设一次绕组，载流(负荷电流)导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心
起一次绕组作用，由于开关柜发到现场后，结构都已经固定，铜排和触头不可能单独拆卸让厂家去将这种穿心CT进行套接，因此在现场安装时，还需要根据铜排或触臂的尺寸现场绕制，这会带来两个方面的问题，首先，一致性和可靠性很难得到保证。其次，安装繁琐，时间周期太长。尤其是当监测点数量较多时，整个施工周期会很长，而在某些变电站由于涉及到运行问题，不可能长时间停电安装。 2、硬件可靠性难以得到保证 采用小CT和磁饱和技术，取母线一次电流供电，是较为理想的供电方式，但必须选择好小CT制作的最佳参数并控制好磁饱和曲线，参数选择不当时，会损坏传感器部分的电路，影响可靠性。而在现场绕制，CT的可靠性很难得到保证。此外这种CT供电的方式必须要求母线一次电流处于一个正常的状态，一般要保证大于50A。绕制完成时，变比就已经确定了，当母线电流较小时，CT的二次侧感应的电流很微弱，而监测设备由于上面带有无线发送模块，再加上其它外围电路，在射频发送时，一般需要最少几十mA的瞬间电流，显然，此时CT感应的电流不能供监测设备正常工作。对于这种问题，当然可以采取减少匝比来增大二次感应电流的方式来解决，但这样又会带来新的问题，当负载很大或者有瞬间短路故障发生时，此时母线电流会相当大。CT取电由于变比固定，导致感应的电流也相应会在一个很宽的范围内变动，这就要求供电电路部分必须具备一个很完善的保护电路，但通常这种电路只能针对持续时间很短的瞬变冲击，而开关柜一旦出现故障，一般都不会在极微小的时间段内解除，这样就会导
Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准 中国南方电网有限责任公司发布
Q/ CSG XXXXX.X-2013 目次 前言.............................................................................................................................................................. I I 1.范围 (1) 2.规范性引用文件 (1) 3.术语和定义 (1) 4.技术要求 (1) 5.试验项目及要求 (3) 6.检验规则 (4) 7.标志、包装、运输、贮存 (5) I
Q/ CSG XXXXX.X-2013 II 前言 为规范输变电设备在线监测系统的规划、设计、建设和运行管理，统一技术标准，促进在线监测 技术的应用，提高电网的运行可靠性，特制定本标准。 本标准由中国南方电网有限责任公司生产技术部提出、归口并解释。 本标准起草单位：广东电网公司电力科学研究院。 本标准主要起草人： 本标准由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。 本标准自XXXX年XX月XX日起实施。 执行中的问题和意见，请及时反馈给南方电网公司生产技术部。
Q/ CSG XXXXX.X-2013 高压开关柜温度在线监测装置技术规范 1.范围 本规范规定了高压开关柜温度在线监测装置的术语、技术要求、试验项目及要求、检验规则、标志、包装、运输、贮存要求等。 本规范适用于高压开关柜温度在线监测装置。 2.规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括刊误的内容）或修订版均不适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 6388 运输包装收发货标志 Q/CSG 1 0011-2005 220kV~500 kV变电站电气技术导则 GB-2887-89 计算机场地技术条件 GB50171-92 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 GB50065-1994 交流电气装置的接地设计规范 JJF 1171-2007 温度巡回检测仪校准规范 Q/CSG XXXX 变电设备在线监测系统通用技术规范 3.术语和定义 以下术语和定义适用于本规范。 3.1 无线测温装置Wireless temperature measurement 由前置温度传感器、无线接收及现场显示仪表组成的温度测量装置，前置温度传感器测量温度后通过无线传输至无线接收及现场显示仪表显示温度。 3.2 前置温度传感器Temperature sensor 利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。 4.技术要求 4.1通用技术要求及选用与配置原则 高压开关柜温度在线监测装置的基本功能、绝缘性能、电磁兼容性能、环境性能、机 1