摘要：電力傳輸係統中，發電廠、變電站的高壓開關櫃起著關鍵性的作用，隨著電網設備技術的發展，高壓開關櫃也得到廣泛的使用。在使用開關櫃的過程中，普遍存在開關櫃內部過熱現象，並且由於開關櫃的密閉性，在負荷較重的地區，引發開關櫃的溫升超標現象。本文以高壓開關櫃位研究對象，分析溫升超標的原因及溫度監測方法，可以有效預防高壓開關櫃的高溫故障，保障高壓開關櫃的安全性。
關鍵詞：無線測溫 高壓櫃測溫 智能操控
1 引言
我國電力係統的大規模發展，增加了高壓開關櫃的運行壓力，隨著電網的改革與建設，高壓開關櫃的數量越來越多，增加了故障的發生機率。目前，電力係統內部使用的開關櫃，都要通過型式試驗對入網的開關櫃進行處理，在溫升方麵，要求比較嚴格。根據相關理論進行分析可知，在實際運行過程中，通常情況下，負荷不會達到開關櫃的設計滿容量，更不會引發開關櫃的溫升問題。但是，實際情況並非如此。根據實際運行經驗可知，隨著負荷的不斷增加，使得開關櫃的溫升迅速增加。當負荷超過開關額定電流的75%時，在這種情況下，溫升尤為明顯，此時早已不符合標準要求。當負荷比較低時，溫升現象不明顯。在實際運行中，與試驗室測出的溫升數據相比，開關櫃實際溫升水平普遍比較高，並且多數情況下，當溫升超標時，開關櫃甚至遠沒有達到設計滿容量。對於高壓開關櫃來說，開關觸頭、母排連接點的實際溫升，通常情況下總是高於試驗數據，其原因主要表現為：
（1）在試驗室完成型式試驗，測得相應的數據，在持續時間方麵，雖然達到了穩定溫升所需要的試驗時間，但現場環境複雜，加上試驗過程中，不具備溫升累積效應，不能等同現場長期運行並持續發熱的設備。
（2）不同金屬在膨脹效應方麵存在差異。鋼製螺栓的金屬膨脹係要比銅質、鋁質母線的金屬膨脹係數小得多，對於螺栓型設備接頭來說表現得尤為突出，在實際運行過程中，隨著負荷電流、溫度的變化，在膨脹、收縮程度方麵，由於鋁、銅與鐵之間存在一定的差異性，在一定程度上造成蠕變，也就是受應力作用的影響和製約，導致金屬緩慢發生塑性變形。實踐證明，當接頭處的運行溫度超過80℃時，因過熱使得接頭金屬發生膨脹，同時受各種因素的影響，進一步產生微小的空隙，早成氧化腐蝕。當負荷電流減小溫度降低回到原來接觸位置時，由於接觸麵氧化膜的覆蓋，造成接觸電阻變大，每次溫度變化的循環都會使接頭的工作狀況進一步變壞，因而形成惡性循環。
（3）連接部位緊固螺栓壓力不合理。對於導體連接，在部分安裝、檢修人員意識中，在擰緊連接螺栓的過程中，認為螺栓擰得越緊越好，實際並非如此。由於鋁質母線的彈性係數較小，當螺母壓力達到臨界值時，如果材料強度比較差，當繼續增加壓力時，將會導致接觸麵變形隆起，使得接觸麵積進一步減少，增大接觸電阻，進而影響導體的接觸效果。
（4） 由於導體原材料純度不夠，造成導體材料電導率不滿足要求。
（5） 其它因素，例如在加工、連接、安裝母線過程中，對母線接觸表麵處理不到位、不夠平整，進而減少有效接觸麵積，增大接觸電阻而產生發熱。
以上的情況都會造成高壓開關櫃的溫升異常，所以加強對運行開關設備溫升的監視，發現問題及時采取措施就變得非常必要。高壓開關櫃內有裸露高壓, 空間封閉狹小,無法進行人工巡查測溫,傳統的測溫方式無法有效地解決這個問題。為了解決這個問題，應用於高壓櫃的無線測溫方式應運而生，無線測溫由溫度傳感裝置和顯示報警裝置兩部分組成，溫度模塊包括溫度傳感器和數據發射器，溫度模塊可安裝於櫃內任何的發熱點上，利用無線數據傳輸技術，可遙測每一個重要部位的發熱問題包括開關櫃內觸頭、銅排接頭等非可視部位，並可實時把檢測數據發射出去，由安裝在儀表門上的顯示報警裝置接收記錄。利用現場總線技術，還可實現遠程智能監控，這樣就不需要人工現場勘測，不存在安全隱患，還實現了高壓櫃的溫度在線實時監測，避免高溫造成的設備故障。
2 高壓開關櫃智能操控裝置的功能特點
安科瑞電氣股份有限公司ASD320/ASD500智能操控裝置搭配ATE400無線無源測溫傳感器可廣泛用於高壓開關櫃的電氣接點溫度監測，除此之外智能操控裝置還具有一次回路模擬圖及開關狀態指示，高壓帶電顯示及核相，自動溫濕度控製，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預分預合閃光指示，人體感應自動照明，語音提示，電參數測量，RS485及以太網通訊接口等眾多功能，集操作、顯示於一體，監視高壓開關櫃的運行狀態，為高壓開關櫃的穩定運行提供助力。無線無源測溫傳感器ATE400采用電流感應原理自提供電源，啟動電流為5A，監測溫度範圍-50℃~+125℃，精度±1℃，可安裝於高壓櫃內開關觸頭，銅排/電纜接頭實現溫度采集上傳，產品運行穩定，通過西安高壓電器研究院的試驗測試，取得認證報告。
2.1 產品型號功能
2.2 配套產品
與 ASD 係列產品配套使用的溫濕度傳感器和無線測溫接收器，可以采用導軌（DIN35mm）安裝方式，也可以使用螺栓固定方式，無線溫度傳感器共有 5 種，分別對應螺栓固定、表帶固定、紮帶捆綁、合金片固定等安裝方式，如下圖
電池供電型無線溫度傳感器
安裝於發熱部位，采集溫度量並通過無線方式傳輸的傳感器。
目前無線溫度傳感器有四款：
CT 感應取電無線溫度傳感器
安裝於斷路器觸頭、母排、電纜搭接點等大電流處，采集溫度量並通過無線方式傳輸的傳感器
無線測溫接收器
3 總結
高壓開關櫃在電網電能傳輸中起到至關重要的作用，溫度是開關櫃健康運行的一個重要指標。通過對溫度的在線監測可及時發現開關櫃的異常狀態，及時查找並解決隱患，避免影響電網係統的安全性，進而發揮高壓開關櫃的有效作用。
安科瑞侯文莉
