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。

電力系統最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最大特點是，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“零距離”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，是其他測溫技術無法比擬的。

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。