高压开关柜温度在线监测方法的研究

高压开关柜温度在线实时监测系统研究发布时间：2022-05-25T02:27:41.479Z 来源：《当代电力文化》2022年期2月3期作者：付超楠[导读] 高压开关柜触头位置容易出现高温，继而给开关柜正常运行带来不利影响，而传统的人工监测方式难以及时发现开关柜内高温点。

付超楠国网长治供电公司变电运维中心，山西省长治市046000摘要：高压开关柜触头位置容易出现高温，继而给开关柜正常运行带来不利影响，而传统的人工监测方式难以及时发现开关柜内高温点。

因此，为了掌握高压开关柜内高温点位置，对高压开关柜温度在线实时监测系统进行分析与研究，详细阐述温度测系统、无线温度采集终端及数据集中器构成，并确定了具体的温度传感器安装方式。

在变电站内高压变电所现场应用后，高压开关柜温度在线实时监测系统可实现对开关柜内各触头温度24h不间断监测，监测精度高、成本低，监测结果可为后续开关柜维修、保养提供一定指导。

关键词：高压开关柜；温度；线实时监测；系统研究前言：随着我国经济高速发展和社会快速进步，电力作为国民经济发展中主要动力来源，在整个社会生产和人民生活中的地位越来越高。

电力的持续性和安全性直接关系到社会的稳定，因此用户对电力系统的可靠性提出了更高的要求。

《中国科学技术指南》中提出的电力能源领域发展的战略目标为“提高供电可靠性、质量和经济性，建立设备和电网故障诊断和监测系统，改进输电在线监测技术、城市供电技术”。

电力改革创新是近年来电力行业发展的趋势，对电力设备运行状态实时监测是电力改革创新的主要方向，也是及早发现电力设备故障、排除危及安全生产的事故隐患的主要手段。

高压开关柜是电力系统中重要的电气设备，在电力传输、配电及电能转换过程中执行用电支路的投入、切断控制和故障保护。

高压开关柜主要由高压断路器、高压负荷开关、高压隔离开关及操作机构等组成，各个组成部分协同配合实现高压开关柜的控制与保护的功能。

按安装方式及柜体结构，高压开关柜主要分为移动式高压开关柜、固定式高压开关柜（金属封闭箱式高压开关柜）、金属封闭铠装高压开关柜、敞开式高压开关柜等。

高压开关柜触头温度在线监测的研究摘要：高压开关柜的触头是高压开关柜的重要的部件，触头会因为长期运行而产生氧化、烧蚀，引起接触不良，接触电阻过大等导致触头温升过高，发展到一定程度有可能烧毁触头，从而造成停电或者火灾事故的发生。

但由于高压开关拒的触头处于高电压状态，所以在运行的过程中，很难对触头的温度进行检侧，所以对高压开关柜触头温度在线监测的研究非常必要。

关键词：高压开关拒;触头温度;在线监测1 高压开关柜温度在线监测的必要性和特殊性1.1高压开关柜温度在线监测的必要性在电力系统中，高压开关柜是负责系统负荷分配的重要电气设备。

高压开关柜作为发电厂、变电站中的重要设备，因制造、运输及安装的原因，或由于使用过程中氧化或烧蚀，都可能引起触头接触不良，接触电阻增大等现象，过大的接触电阻会导致触头温升过高，发展到一定程度有可能烧毁触头，从而造成停电。

这些隐患在大负荷的开关柜上表现的尤为突出;另外，在长期运行过程中，开关柜中的触点和母线排连接处等部位也会因老化或接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度监测困难，也有可能导致火灾事故。

1.2高压触头检测的特殊性高压开关柜是一种典型的高电压设备，其高电压、大电流将产生强磁场。

检测仪器处于强电磁噪声的环境下，工作的可靠性和稳定性会受到极其严峻的考验，同时高压绝缘问题也是一个非常棘手的问题。

为了监视使用人员安全和仪器的正常使用，也为了弱电系统的正常工作，在实际监测中，必须设计良好的绝缘，以便在监测对象与监测仪器之间进行有效地电压隔离。

在这样的限定条件下，测试信号的有效传递也一直是难以妥善解决的问题。

由于上述原因，常规的测温方法很难应用到高压电器设备中。

红外测温是高压开关触头测温的解决方案之一，目前对高压开关柜的人工巡检监测，大都使用手持式红外测温仪进行。

这种非接触测温可以解决高压隔离的问题，但由于开关柜的结构越来越复杂以及元件的遮挡，使得一些开关柜的触头在柜外不能直视，在这种情况下红外测温仪往往无法获得准确的温度值。

开关柜温度在线监测技术方案珠海一多监测科技有限公司二〇一七年十二月目录1 概述 (1)2 监测范围 (1)3 总体方案 (1)3.1 系统拓扑图 (2)3.2 监控中心 (2)3.3 通讯方案 (2)4 传感器配置 (3)4.1 配置原则 (3)4.2 现场安装 (3)4.2.1 高压开关柜 (3)5 主要监测设备 (5)5.1 复合型无源无线电气量传感器 (5)5.2 测温接收模块 (7)5.2.1 接收模块功能 (7)5.3 监测工作站 (8)6 系统功能 (8)6.1 主要功能 (8)6.2 历史分析 (10)6.3 智能告警 (11)开关柜温度在线监测1概述开关柜是变电站的主要设备之一，在整个电力系统安全运行中起着举足轻重的作用。

开关柜事故起因多为开关柜动触头、静触头、电缆接头、等处的虚接、材料老化、磨损、过载等原因造成接触电阻过大，运行中过热，最后导致绝缘烧损，形成线间或相间短路，瞬间引发火灾。

传统对开关柜的监测主要采用定期人工巡检方式。

由于巡检间隔时间长，受人为因素影响大，且无法检查设备内部接点的温升情况，已无法满足供电可靠性的要求，无法适应现代变电设备的运行管理的需求，因此急需对现行的预防性维修制进行根本的变革，其发展方向必然是采用在线监测及诊断技术。

珠海一多监测科技有限公司是设备状态监测行业的领先企业，针对开关柜接点温度监测的需要，推出的开关柜温度在线监测系统，对开关柜动触头、静触头、电缆接头等容易发生异常温升的部位，采用接触式温度传感器实时检测被测点温度，解决设备带电运行状态下温度在线监测问题。

2监测范围本项目对高压开关柜的接点温升状况和负载电流进行在线监测。

监测数据通过就地集中显示装置集中接收后再上传到控制室。

3总体方案开关柜温度在线监测系统具有电气接点温度和负载电流在线监测功能，主要在线监测开关柜断路器一次插头、电缆接头等电气连接部位的温度和电流。

监测数据采用无线传输的方式集中接收后上传到监控室进行集中监控，实时监测和预警。

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。

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重要的电气设备之一，用于控制和保护电力系统中的电器设备。

其在线监测与故障诊断技术的研究和应用对于确保电力系统的稳定运行和故障快速处理具有重要意义。

本文将从高压开关柜的在线监测技术和故障诊断技术两个方面展开论述。

高压开关柜的在线监测技术是指通过传感器和数据采集装置将开关柜的运行状态参数进行实时监测，并通过远程通信技术传输到监控中心，进行实时分析和监控。

其主要包括以下几个方面的内容：第一，温度监测。

高压开关柜中的电器设备在运行时会产生一定的热量，如果温度过高可能导致设备失效或发生故障。

因此，通过设置温度传感器对高压开关柜的关键部位进行温度监测，可以及时发现异常情况并进行预警。

第二，电流监测。

高压开关柜中的电流是电力系统正常运行的基本依据，通过安装电流传感器对高压开关柜中电流进行实时监测，可以掌握设备的运行状态，提前预防设备过载或短路等故障的发生。

第三，压力监测。

高压开关柜中的气体压力是其正常运行的重要参数，通过安装压力传感器对高压开关柜中的气体压力进行监测，可以及时发现气体泄漏或压力异常，防止设备损坏或发生爆炸等事故。

第四，湿度监测。

高压开关柜中的湿度会影响设备的绝缘性能和运行稳定性，通过安装湿度传感器对高压开关柜中的湿度进行监测，可以及时发现湿度过高或过低的情况，采取相应的措施保障设备的正常运行。

高压开关柜的故障诊断技术是指通过监测和分析高压开关柜运行时产生的信号，判断设备是否存在故障，并通过相应的算法和方法对故障进行诊断和定位。

其主要包括以下几个方面的内容：第一，振动分析。

高压开关柜在运行时会产生一定的振动信号，通过对振动信号进行分析，可以判断设备是否存在运行不稳定、松动或其他故障。

第二，红外热像技术。

通过红外热像仪对高压开关柜的外观进行拍摄，可以观察设备局部温度分布情况，通过温度异常点的识别和定位，判断设备是否存在故障。

第三，气体分析。

高压开关柜在运行时会产生一定的气体，通过对开关柜内气体的成分和浓度进行分析，可以判断设备是否存在绝缘失效、短路故障等情况。

高压开关柜温度在线监测技术摘要：就目前的情况来看，我国电网中常用的是金属铠装移开式户内安装开关柜（KYN），该种设备的优点在于结构紧凑、维修方便以及安全性高，但由于开关柜的外壳往往是全封闭的金属外壳，因其长期处于运行过程中，在高电压、大电流的作用下，开关柜无法有效散热，红外测温等技术手段的效果不佳。

这种情况下，电力系统内变电站因温度过高所导致的停电事故愈发频繁，不仅对电气设备产生了严重危害，还影响到了设备的正常运行，为电力公司带来了较大的经济损失。

由此可见，对高压开关柜进行温度在线监测十分必要，具体指的是其内部接头、触头等重要载流连接部位，通过实时监测，工作人员能够及时有效的发现开关柜内设备是否存在过热现象，从而做出正确的故障诊断。

关键词：高压开关柜温度；在线监测；技术高压开关柜是电力系统的重要组成部分，其主要作用在于对温度进行在线检测，目的是保证电力系统的正常运行。

在线监测技术在开关柜中的运用，通过对温度的实时监控，便于进行后续的故障诊断及状态预判。

充分发挥在线监测系统的作用，能够帮助工作人员准确获取高压开关柜的实时温度信息，并提前作出故障预警，为电网安全运行提供可靠保障。

1高压开关柜温度监测应用在线监测技术的重要意义高压开关设备的监测过程中，高压开关柜扮演了重要角色，其不仅具备线路关合与开断的功能，还可以将高压线路的运行数据记录下来，为电路设备的正常运转提供可靠保障。

实践表明，一旦高压开关柜出现故障，此时电路设备遭到损害，电力系统的正常运行便会受到直接影响，甚至造成一定的经济损失。

以往我国的高压开关柜温度检测技术不够完善，再加上其本身就存在些许质量问题，这些都是导致设备损坏的主要原因。

高压开关柜由于自身条件的限制，散热性较差，其内部的接头和出点极其容易发生老化或破损，最终导致供电中断。

通常情况下，如果电流和电压过高，会加速电阻的温度上升速度，热量高度集中在某个部件或区域，短时间内就会形成高温状态，如果处理不及时，设备存在烧毁风险，情况严重还有可能会引发火灾，从而威胁到人身安全。

高压开关柜无线温度在线监测系统方案高压设备温度监测的必要性发电厂、变电站的高压开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要的设备。

在长期运行过程中,开关的触点和母线连接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，由此最终导致事故发生。

近年来，在电厂和变电站已发生多起开关过热事故，造成火灾和大面积的停电事故，解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键，实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。

为什么采用无线测温系统测量高压设备的温度长期以来，高压设备的接头运行温度很难监测，这是因为这些部位都具有裸露高压，通常的温度测量方法因无法解决高压绝缘问题而不能使用。

RF-sensor 无线温度监测系统采用无线电波进行信号传输，传感器安装在高压设备上，与接收设备之间无电气联系，因此该系统从根本上解决了高压设备接点运行温度不易监测的难题。

RF-sensor无线温度监测系统具有极高的可靠性和安全性。

相对低廉的价格，使得该系统可以安装到每台高压开关及母线接头上，系统配备标准通讯接口，可联网运行，通过上位计算机，可记录开高压设备运行温度的数据，为高压设备的维修提供依据，实现了设备故障的预知维修。

绝缘和抗电磁干扰在电力系统特别是在高压输电系统监测中，是经常碰到的极其关键的问题。

在当前的电力系统向着500kV以上超高压、大容量发展中，高压供电设备的运行温度监测尤为重要，光纤温度传感技术已成为其最佳解决方案。

RF-sensor无线测温系统的优势RF-sensor无线系统是专门设计用于高压带电体的运行温度监测，实现非接触温度测量。

系统包括无线温度传感器和无线接入设备构成。

能实现网络化的温度测量。

RF-sensor技术特点1.采用2.4G频段，工作在2400～2483.5MHz（ISM）频段。

2.直接序列扩频（DSSS），抗干扰能力更强。

3.采用ZigBee技术，符合IEEE802.15.4标准。

4.温度传感器采用LTCC内置天线，体积最小。

高压开关柜触头温度在线监测系统研究的开题报告一、研究背景与意义高压开关柜是电力系统中的重要设备之一，其主要作用是进行电流的控制、隔离和保护，保证电力系统的安全运行。

在高压开关柜中，触头是一个重要的组成部分，其作用是进行电路的连接和断开。

触头在工作过程中会产生大量的热量，如果触头的温度过高，会导致触头老化、腐蚀和绝缘破坏等问题，影响高压开关柜的正常运行。

因此，对高压开关柜触头的温度进行监测和控制具有非常重要的意义。

传统的高压开关柜触头温度监测方法采用人工检查的方式，存在检查频率低、监测数据不准确等问题，难以满足现代化电力系统对高可靠性、高智能化的要求。

因此，开发高压开关柜触头温度在线监测系统是当前研究的热点之一，也是提高电力系统安全运行、降低运维成本、实现节能减排的必要手段。

二、研究目的与内容本研究旨在设计和实现一种基于温度传感器的高压开关柜触头温度在线监测系统，通过实时监测触头温度，实现对高压开关柜的智能化辅助管理，提高电力系统的安全性和可靠性。

具体研究内容包括：1. 针对高压开关柜触头温度在线监测需求，研究并确定监测系统的技术方案及其实现方法。

2. 设计并实现高压开关柜触头温度在线监测系统的硬件电路，并进行可靠性、稳定性等方面的测试和评估。

3. 开发高压开关柜触头温度在线监测系统的软件模块，实现数据采集、处理、分析及控制等功能。

4. 进行高压开关柜触头温度在线监测系统的实地测试和应用，并对系统性能和优化进行评估。

三、研究方法和技术路线1. 调研分析：对国内外高压开关柜触头温度在线监测技术发展现状及应用领域进行全面并透彻的调研，分析各类技术的优缺点，为系统设计提供依据。

2. 系统设计：根据调研成果，确定设计技术路线、功能需求及系统架构，并完成硬件电路设计和软件系统设计。

3. 系统实现：基于设计成果，完成硬件电路的制作、软件系统的编写和调试，并对系统性能进行测试和评估。

4. 系统应用：进行高压开关柜触头温度在线监测系统的实地测试和应用，对系统性能和优化进行评估和改进。