電力工業中高壓開關柜隔離觸頭溫度監測研究

　　可以看出在開關柜觸頭接觸正常、溫度變化穩定后各個觸頭的實際溫升值DTC 與對應的傳感器溫升值DTS之間的比例關系都在1.43 附近，取其平均值作為試驗結果，可建立觸頭的實際溫度與傳感器的測量溫度間的數學關系式為

　　 TC="K"(TS-T)+T (3)

　　式中 K="1".43；TS為光纖光柵溫度傳感器測量的溫度值；T為高壓開關柜環境溫度。

　　3.4 系統的抗電磁干擾性分析

　　為
了檢驗光纖光柵傳感系統的抗電磁干擾能力，在高壓開關柜滿負荷工作，并且傳感器測量趨于穩定的情況下，通過對開關柜采用突然掉電的方式來檢測溫度測量結果與電磁場的關系[15-16]，實現抗電磁干擾能力的實驗。圖4 是在觸頭溫升趨于穩定后，在試驗過程中安排了兩次停電并在一次側的B 相觸頭上測量的溫度數據，圖4(a)是電流的變化過程圖，圖4(b)是電流變化引起的觸頭溫度變化曲線。可見在母線失去電流的情況下，引起了觸頭溫度的下降，但在恢復送電后又很快開始上升。從曲線可以看出測量的觸頭溫度對突然的停電與送電做出了反應，但這種溫度的升降是漸變的而不是突變的，說明電磁場的存在對傳輸光纖以及光纖光柵溫度傳感器沒有影響。如果電磁場的存在使測溫系統顯示的溫度較實際溫度偏高或偏低，那么當開關柜母線中一旦失去電流，電磁場消失時，溫度顯示會立即跳變到“實際值”，但這種跳變現象在實際試驗中并未發生。因此說明光纖光柵觸頭測溫系統具有很強的抗電磁干擾能力。

　　4 實驗結果

　　本光纖光柵觸頭溫度測量系統在變電站10kV高壓開關柜上進行了成功試用，圖5 是在高壓開關柜工作在70%的額定負荷范圍時對一次側B相觸頭在24 小時的溫度監測記錄，它反應了全天觸頭溫度的變化過程。從圖中可以看出，從午夜0點到早晨6 點之間觸頭的溫度最低，這一方面是由于用電負荷較小，另一方面與氣溫較低有關；從早晨6 點開始隨著用電負荷的增大，觸頭的溫度也開始升高，到9點用電負荷趨于穩定，但由于氣溫的逐漸升高觸頭溫度也開始上升，到14 點時溫度達到最高；從14點到18點之間由于氣溫的降低，觸頭的溫度也逐漸變小；同時從18 點后，由于用電負荷的增大，觸頭溫度又開始上升，到22 點時達到最高；此后隨著用電負荷的減小，觸頭溫度也逐漸降低。通過對24小時觸頭溫度的記錄分析可以看出，光纖光柵觸頭溫度測量系統能夠正常工作，其記錄數據正確反應了觸頭溫度與開關柜的工作負荷和周圍空氣溫度之間的變化關系，說明了光纖光柵觸頭溫度測量系統的方案是可行的。

　　5 結論

　　本文利用光纖光柵傳感器的體積小、抗電磁干擾能力強、絕緣性好等優點，代替電子類傳感器實現了對高壓開關柜隔離觸頭的溫度監測，此方案不需要復雜的絕緣設計，因此具有簡單、可靠的優點。此方案中，解決了光纖光柵溫度傳感器的應變交叉敏感影響，在光路的復用上采用了空分復用加波分復用的方案，提高了系統的可靠性和實時性。此系統在10kV 高壓開關柜上進行了測試，系統能夠正常運行，說明本方案是可行的。