開關柜內敏感點無法實時監測的難題解決方案

1 概況據有關資料統計，全國電力系統因高壓帶電設備關鍵部位(如斷路器、隔離刀閘觸頭處及出線座等)過熱而引發的事故時有發生。此類事故的危害性極大，輕則造成設備損壞,影響用戶用電，重則造成開關柜內三相弧光短路，形成很

1 概況

據有關資料統計，全國電力系統因高壓帶電設備關鍵部位(如斷路器、隔離刀閘觸頭處及出線座等)過熱而引發的事故時有發生。此類事故的危害性極大，輕則造成設備損壞,影響用戶用電，重則造成開關柜內三相弧光短路，形成很大的短路電流，燒毀主變壓器。因此，對高壓帶電設備各種連接點溫度的在線監測是保證電網安全運行的重要內容。此外，高壓帶電設備的各種連接點的溫度在線監測和記錄，也是這些設備狀態檢修的重要依據。

電力系統為解決此類難題，采取了很多辦法。其中《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》(摘錄11.7.2)中強調，需定期用紅外線測溫設備檢查開關設備的接頭處、隔離開關的采電部分(重點部位：觸頭、出線座等)，特別是在重負荷或高溫期間加強對運行設備的溫升監測，以便及時采取措施。

電力系統初采用示溫蠟片監測高壓設備接頭等敏感點的溫度，但這種方法只有在溫度過高后蠟片才有反應，且電氣設備的隱蔽部位難以觀察到;后采用紅外測溫儀進行溫度監測，同樣隱蔽部位難以觀察。近年來，電力設備測溫技術有了新的突破：一是分布式光纖測溫技術，二是無線式測溫技術。以上兩種技術均能實現開關柜內敏感點的溫度監測及環境溫度監測，但無線式測溫技術成本更低，便于大面積推廣。經比較分析，TMS系列無線式溫度在線監測預警系統(以下簡稱TMS系統)，可更好的解決開關柜內敏感點無法實時監測的難題。

2 TMS系統的原理與技術特點

隨著無線通訊技術及數字化溫度傳感技術的發展及應用，無線式溫度在線監測技術在近兩年被廣泛應用于電力、建筑、化工等領域，并取得了大量應用業績。

2.1、TMS系統測溫的技術原理

TMS系統采用數字化溫度傳感技術、無線通訊技術及微機控制技術，實現了高壓帶點設備各關鍵點溫度的在線監測。

其基本原理是，利用高精度數字化溫度傳感器(美國TI生產的18B20)采集敏感點處的溫度值，將溫度值轉換為數字信號傳輸至CPU，CPU將該信號轉換為無線信號，并通過射頻電路將溫度信號以無線形式(頻率為2.4GHz)發送至開關柜外的接收裝置，通過信號處理、解碼后可將溫度信號實時顯示出來。同時，管理裝置的CPU還將所測到的溫度與用戶預先設定的參數進行比較，判斷該敏感點處運行溫度是否正常，若不正常則發出相應報警信號提醒管理人員。

2.2、TMS系統的技術特點

TMS系列無線式溫度在線監測預警系統的大特點是，可以對電氣配電裝置的母排、動力電纜的接頭、開關柜內重要的采電處等部位進行“”監測。其工作原理決定了它不會受到電磁干擾的影響，也不會對電氣設備的正常運行帶來任何負面影響。具有在高電壓、強腐蝕、輻射和強電磁干擾等惡劣環境下運行，以及可進行多點測溫等優點，是其他測溫技術*的。

3 TMS系統在電力系統的建設

TMS系統在電力系統中的變電站、配電房等廣泛應用，下面以某110kV變電站為例，詳細介紹TMS系統的搭建。

3.1 測溫點布置

(1)選擇需要測溫的開關柜。根據電力系統設備特點和運行經驗，選取包括主變柜、進線柜電容柜和饋線柜等高壓柜作為重點監測對象，既滿足了變電站的需要，又減少了不必要的投資。

(2)選擇高壓柜內需要測溫的敏感點。經過大量的比對分析研究，發現在封閉的高壓開關柜內，容易發熱的點就是觸頭接觸處、出線電纜接頭處等部位，因該變電站采用的KYN型柜體，內部采用手車式斷路器，因此在一面高壓柜內設立了3處3相共9個測溫點，分別監測動靜觸頭接觸處及出線電纜接頭部位。主要布置如圖1所示。

3.2 溫度采集單元安裝工藝

首先應找出需要定位設備易發熱點等重要監測部位，將溫度傳感器通過硅膠直接固定在需要監測的地方(也可通過各種固定型材固定);無線發射盒通過硅膠和綁扎帶固定在等相位的銅排上(可選擇合適位置)，中間通過耐高溫傳輸導線相連接，導線用扎帶或者熱縮套管固定于銅排上。

在安裝時，固定膠固化后方可松開，且發射盒安裝位置一定要選擇合適位置安裝在等相位的銅排上，切不可破壞原有的絕緣距離。

3.3 測溫主機系統的建設

(1)現場的溫度監控裝置采用先進的數據處理器件，負責采集、顯示現場各測溫點的數據，并通過與預設定參數比較，實現預告警功能。溫度監控裝置具有標準的通訊接口，能與上位機進行通訊，實現集中管理。

(2)后臺計算機軟件采用組態軟件，功能強大，使用簡單、方便，可在線顯示下屬的所有測溫點的實時數據，并通過曲線、報表等方式輸出相關信息，便于管理人員進行管理、分析。

圖2 TMS系統的系統結構圖

4 TMS系統的主要功能

TMS系統以友好、簡潔的界面，為運行人員及其他用戶提供高壓帶電設備關鍵點的運行溫度在線監測及預告警等功能。

(1)實時監測高壓帶點設備關鍵點部位的運行溫度，讓管理人員清楚了解當前設備的運行狀況。

(2)實時溫度、原始數據查詢，原始數據查詢主要用于設備安全狀況分析。通過歷史數據的比對，確定設備是否有故障發生的趨勢，為開展設備狀態檢修提供依據。原始數據查詢可通過報表或趨勢曲線顯示(見圖3)

圖3 (a)趨勢曲線;(b) 報表查詢

(3)實時實現超溫報警及型號查詢。系統設有自動預告警及報警信息查詢功能，包括：超溫預報警、超溫告警、通訊中斷等。報警與否取決于閾值設定，用戶可根據實際情況設定各測溫點的報警閾值，更適用于運行人員的監控管理要求。

5 TMS系統的應用效果

5.1 實現對重要開關柜溫度的實時有效監測

實現對電力系統內的變電站、配電房等重要單位內各關鍵點的溫度在線監測及環境溫濕度監測。溫度顯示可由現場監控裝置LCD液晶顯示、操作，也可由遠程監控后臺機進行監控、操作。測溫范圍為-15℃～125℃，測溫精度為±2℃，充分滿足電力系統高壓帶電設備的溫度監測要求。

5.2 便于及時發現設備異常

TMS系統實時監測數據準確，便于及時發現各關鍵點部位的溫度異常狀況，有效的解決了封閉高壓帶電設備內不能在線測溫的難題，提高了設備運行的可靠性，減少了停電檢修的盲目性，提升了城市供電網供電的可靠系數，為電力安全生產和可靠供電提供了有力的保證。

6 結束語

高壓帶電設備溫度在線監測系統的開發及應用，切合目前所提倡的“狀態檢修”技術研發及應用發展趨勢，是一次具有實用意義的成功嘗試，為我局今后開展高壓帶電設備的“狀態檢修”提供科學的依據，并對我局電網的安全運行增加一項重要的砝碼。該項目的投入運行可大大減少設備預試停電次數和時間，提高了電網安全運行的可靠性及生產效率，減輕了運行部門日常巡檢的工作量，對系統安全運行具有重要意義。

關鍵詞：電力高壓電纜溫度監測監控報警系統/電纜測溫線 高壓電纜測溫線 電力高壓電纜溫度監測監控報警系統/電纜溫度在線監測儀/電纜溫度在線監測/開關柜溫度監控系統