高压开关柜温度在线监测研究.pdf

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《它実升吴〉(2012.No,3
文章编号:1004-289X(2012)03-0032-03
高压开关柜温度在线監测研究
未梁,温秀峰
(杭州市电力局,浙江杭州310000)0
摘要:高压开关设备是电力系统的重要组成部分,首先介绍了高压开关柜触头发热原因和高压开关柜故障与触
头温度的关系,然后对现有温度在线监测技术进行了总结。最后对比分析了不同监测方法的优缺点,建议推广使
用光纤光栅传感系统进行开关柜温度在线监测。
关键词:开关柜;温度;在线监测;光纤光栅
中图分类号:TM591
文献标识码;:B
Study on Temperature on-line Monitoring of High Voltage Switch Cabinet
SONG Liang, WEM Xiu-feng
Hangzhou Electric Power Bureau, Hangzhou 310000, China
Abstract: A high voltage switchgear is an important part of the electric power system. First, the paper presents the con
tact heat-producing reason of the high voltage switch cabinet and the relations between the switch cabinet and the contact
temperature. Then the existing temperature on-line monitoring technology is summarized. Finally, contrast and analyze
strong and weak points of the different monitoring methods and propose to disseminate and apply fibre-optical raster sens-
system to carry out the switch cabinet temperature on-line monitoring
Key words switch cabinet; temperature; on-line montroing: fibre-optical raster
1引言
开关柜过热事故,造成火灾和大面积的停电,因此解决
开关柜过热问题是杜社绝此类事故发生的关键。
高压开关设备主要用于关合及开断电力线,以输
通过监测开关柜内接点的温度运行情况,可有效
送及倒换电力负荷,以及从电力系统退出故障设备和防止开关柜的火灾发生,但由于开关柜内高压狭小的
线段,是保证系统安全运行的重要设备。实际电力结构,无法进行人工巡查测温,因此实现温度在线监测
系统运行中,高压开关设备数量多,检修量大,大修费是保证高压开关安全运行的重要手段
用高。实现预测维修、科学化管理是实现最佳经济效
益和社会效益的最好途径。
2高压开关柜触头发热原因
高压开关柜作为发电厂、变电站中的重要设备,在
电气设备的发热是指电气设备本身以及它们与母
长期运行过程中,开关柜中的触点和母线排连接处等线或电缆之间的电气相关部位运行时产生的热量大于
部位因老化或接触电阻过大而发热,而这些发热部位它的散热量。电气设备的发热已经是电力系统的一个
的温度监测困难,无法实现实时在线监测,由此最终导老问题,但随着设备负荷的增加,用户对供电可靠性要
致火灾事故。近年来,在电厂和变电站已经发生多起求的提高,在设备缺陷管理中成为一个越来越突出的同
2]王钮,徐大可,等.检测变压器绕組变形的低压脉冲测试系统研究(6):28-29.
[].高电压技术,2006,32(5):13
3]武剑利.频啊分析法检测变压器绕组变形的理论研究[D].武汉收稿?期:2012-01-13
大学,2004
作者简介:陈文(1976~),男,广东广州人,本科学历,技师,毕业于西南交通大
[4]何文林,变压器绕组变形测试方法探讨[J].浙江电力,1996,15
学,现主要在深圳供电局从事变电站运行相关工作。
气奚)〉(2012.No.3)
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题,并且它具有一定的恶性循环性质,值得我们重视,认的形成,又使接触电阻更大。每次温度变化循环使接
真研究其发生发展的原因,以便彻底解决。电气设备在触电阻增加,又使下一次循环时热量增加,较高的温度
工作的时候,由于电流、电压的作用,将产生电阻损耗发又使接触进一步变坏。
热、介质损耗发热、铁损致热等3种主要的发热。
3.3负荷电流增大
2.1电阻损耗发热
设备的发热量与电流的平方成正比,而设备的散
按照焦耳定律,当电流通过电阻时将产生热能,这热量大约与温升的一次方成比例,当电流增大到二倍
是电流效应引起的发热,大量表现在载流电气设备中。时,发热量将増大到四倍,温升也将增大到四倍。
例如导流体或导流体之间的连接点电阻过大,通过
定电流时就会引起发热。
4温度在线监测技术研究现状
2.2介质损耗发热
常规的监测方式并不能发现开关柜潜在的故障,
电气绝缘介质由于交变电场的作用,使介质极化更无法判断故障发展趋势,针对人工巡检的不足,各科
方向不断改变而消耗电能并引起发热。这种发热为电研院所和生产厂家开发了一系列新型的高压开关柜温
压效应引起的发热。也就是绝缘的降低,引起泄漏电度监测装置,在一定程度上克服了人工巡检的弱点。
流的增大,绝缘体也随之发热,形成恶性循环。
这些装置的测温原理大致分为如下几类:
2.3铁损发热
4.1红外成像
当在励磁回路上施加工作电压时,由于铁芯的磁
通过红外热像仪获得开关柜的红外图谱(如图1
滞、涡流而产生电能损耗并引起发热。例如现中置式所示),通过红外图谱间接判断开关柜的温度2。
开关桓在负荷电流达1000A以上时,如不做工艺处
1℃
理,会引起柜体发热。
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高压开关柜触头属于电流致热型设备,根据焦耳
定律可知,造成设备发热的原因有两个,一个是电流,
另一个是电路的电阻。
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高压开关柜故障与触头温度的关系
30,2℃
从高压开关柜触头发热机理来看,高压开关柜触
图1开关柜红外图像
头温度异常升高可能是以下问题。
4.2传统接触式測温、红外信号传输
3.1接触电阻增大
采用传统的接触式温度传感器热电祸、集成温度
导体连接部位的压紧螺栓或压紧弹簧的压紧力不传感器等测温,传感器信号处理电路安装在高压母线
怡当,导致连接部位的接触电阻增大导体相互连接的上,电源通过感应线圈从高压母线获得。测量所得信
接触面不平整,造成接触面的通流容量降低,相对于正号经数字编码后驱动红外发射管,由安装于柜体低电
常负荷电流该接触面的电阻相对较大导体相互连接的位上的红外接收管接收红外信号,再通过解码电路得
接触面氧化、积灰,造成接触电阻増大设备存在制造缺到温度数据。
陷,个别环节的电气连接方式不当,造成通流容量较小4.3红外探头测温
的“卡脖子”环节。
在开关柜柜体上安装若干红外测温探头,通过接
3.2运行温度过高
收电触头的红外辐射来确定其温度]。
电气设备接头母线连接等一般常用螺栓连接,