夏志軍

(國(guó)網(wǎng)瀘州供電公司，四川瀘州636064)

高壓開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱原因分析及監(jiān)測(cè)措施

夏志軍

(國(guó)網(wǎng)瀘州供電公司，四川瀘州636064)

35 kV及以下封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜在電網(wǎng)中日益廣泛運(yùn)用，封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜比常規(guī)戶外式開(kāi)關(guān)在減少占地、防止設(shè)備銹蝕等方面具有較大優(yōu)勢(shì)，但也因此存在動(dòng)靜觸頭等部分部件無(wú)法直觀觀測(cè)的致命弱點(diǎn)。在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，開(kāi)關(guān)柜中的動(dòng)靜觸頭結(jié)合部等部位會(huì)由于種種原因引起發(fā)熱，由于開(kāi)關(guān)柜處于封閉狀態(tài)導(dǎo)致這些發(fā)熱部位的溫度無(wú)法觀測(cè)，過(guò)熱缺陷日積月累便會(huì)最終導(dǎo)致設(shè)備損毀等事故發(fā)生。通過(guò)對(duì)封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱原因進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上研究提出了在線監(jiān)測(cè)措施，希望能對(duì)防范高壓開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱事故提供一些幫助。

高壓開(kāi)關(guān)柜;過(guò)熱;監(jiān)測(cè)

0 引言

伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)對(duì)電力的依賴越來(lái)越強(qiáng)，對(duì)電力可靠性的要求也隨之越來(lái)越高。近年來(lái)大規(guī)模的水電、火電等常規(guī)能源和太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)，讓電力短缺的日子漸漸遠(yuǎn)去，保證電力持續(xù)可靠供應(yīng)的主要焦點(diǎn)已從發(fā)電轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)。如何保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，保證對(duì)電力客戶的持續(xù)可靠供電，自然成為電網(wǎng)企業(yè)的首要使命。而保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，除強(qiáng)化電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)完善外，更主要的任務(wù)是保證現(xiàn)有電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

隨著技術(shù)的進(jìn)步及土地資源的日益珍貴，目前35 kV及以下配電系統(tǒng)已廣泛采用封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜。運(yùn)行中封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜比常規(guī)戶外式開(kāi)關(guān)在減少占地、防止設(shè)備銹蝕等方面具有較大優(yōu)勢(shì)，但也存在動(dòng)靜觸頭等部分部件無(wú)法直觀觀測(cè)的致命弱點(diǎn)，設(shè)備長(zhǎng)期帶電運(yùn)行時(shí)，開(kāi)關(guān)柜中的動(dòng)靜觸頭結(jié)合部、刀閘結(jié)合部、母線連接點(diǎn)、電纜頭T接點(diǎn)等部位會(huì)由于設(shè)備制造、安裝不良及設(shè)備自然老化引起接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱，這些現(xiàn)象在大電流開(kāi)關(guān)柜如總路進(jìn)線柜、母連柜上尤為突出;如果這些發(fā)熱部位的溫度無(wú)法監(jiān)測(cè)，則最終發(fā)熱嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致燒毀開(kāi)關(guān)柜的事故發(fā)生。近年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)有變電站已發(fā)生過(guò)開(kāi)關(guān)柜因過(guò)熱而燒毀的事故，甚至是“火燒連營(yíng)”，造成整個(gè)開(kāi)關(guān)間設(shè)備損毀，釀成大面積停電。開(kāi)關(guān)柜更換涉及停電范圍廣，施工周期長(zhǎng);若遇整個(gè)開(kāi)關(guān)間設(shè)備損毀的嚴(yán)重局面，按目前中國(guó)大部分地區(qū)的配電網(wǎng)狀況來(lái)看，若遇一個(gè)變電站10 kV全停，配電網(wǎng)根本無(wú)力轉(zhuǎn)供所有負(fù)荷，特別是在電網(wǎng)迎峰度夏和迎峰度冬等大負(fù)荷時(shí)節(jié)。因此，分析清楚封閉式開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱的主要原因，實(shí)時(shí)掌控開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部件特別是手車觸頭等元器件結(jié)合部的溫度狀況，提前發(fā)現(xiàn)封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜的過(guò)熱異常狀況，提前采取檢修措施，對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、保證對(duì)電力客戶的持續(xù)可靠供電具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱故障及原因分析

電力設(shè)備的過(guò)熱往往是在接頭產(chǎn)生，根據(jù)電工理論，在電路中，1個(gè)電氣接頭的熱量是用Q=I2Rt表示的。式中:Q為產(chǎn)生的熱量;通過(guò)截面的電流為I;接頭的電阻為R;t為電流作用的時(shí)間。實(shí)際運(yùn)行中的設(shè)備，不管應(yīng)用哪種材料哪怕是超導(dǎo)材料，都有材料電阻值存在，電流流過(guò)導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生熱量。當(dāng)某一接頭的電阻過(guò)大，熱量在這一部位就會(huì)特別突出，若散熱熱量無(wú)法抵消發(fā)熱量，就會(huì)使熱量在這一點(diǎn)集中，使本部位的溫度升高，當(dāng)溫度超過(guò)了材料的允許溫度值或溫升，設(shè)備就會(huì)因過(guò)熱而燒損。運(yùn)行中的電氣設(shè)備不同程度地會(huì)發(fā)生發(fā)熱現(xiàn)象，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，最終會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜燒毀等嚴(yán)重后果。下面以KYN28－12高壓開(kāi)關(guān)柜為例，分析開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱故障形成的原因。

1.1 封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜主要構(gòu)成

以電力系統(tǒng)目前應(yīng)用較多的KYN28－12出線柜為例，封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜的一次設(shè)備分布在3個(gè)相互獨(dú)立的隔室內(nèi)，分別是斷路器室、母線室、出線室，二次設(shè)備獨(dú)立設(shè)置在繼電器室內(nèi)，結(jié)構(gòu)示意如圖1。

圖1 KYN28－12開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱主要原因分析

1個(gè)KYN28－12高壓開(kāi)關(guān)出線柜一般至少會(huì)有18個(gè)接頭部位通過(guò)大電流，分別是:在斷路器室內(nèi)一般有6個(gè)主接頭(即手車觸頭)，每個(gè)觸頭有10多個(gè)流過(guò)負(fù)荷電流的連接點(diǎn)(即手車觸指);在出線室有連接出線電纜的3個(gè)主接頭、連接電流互感器的6個(gè)主接頭;在母線室有支路與主母排的3個(gè)T接點(diǎn)。上述接頭部位除避雷器連接點(diǎn)外均有負(fù)荷電流通過(guò)，遇負(fù)荷電流較大時(shí)，存在隱患的連接點(diǎn)就會(huì)發(fā)熱;而這些連接點(diǎn)中，根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，發(fā)熱部位主要出現(xiàn)在6個(gè)手車觸頭、3個(gè)出線電纜T接點(diǎn)等兩處位置，這兩處發(fā)熱點(diǎn)特別是手車觸頭發(fā)熱點(diǎn)由于在密封柜內(nèi)，封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行中的柜門(mén)禁止打開(kāi)，值班人員無(wú)法通過(guò)正常的肉眼巡視或紅外測(cè)溫等監(jiān)視手段發(fā)現(xiàn)熱缺陷，發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)接頭會(huì)膨脹、變紅、甚至熔斷，最終釀成事故。

導(dǎo)致封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱缺陷的原因比較多，綜合起來(lái)主要包含以下幾個(gè)方面:

1)電氣連接部位接觸不良，導(dǎo)致發(fā)熱。

①造成封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜電氣連接部位接觸不良的原因，大都是因檢修安裝人員工作失誤或安裝工藝存在缺陷有關(guān)。施工中如果未嚴(yán)格執(zhí)行工藝標(biāo)準(zhǔn)，安裝工藝出現(xiàn)了問(wèn)題，便為封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜埋下了過(guò)熱隱患。如母線室的母線在加工、連接以及安裝環(huán)節(jié)當(dāng)中，若出現(xiàn)母線表面不光滑、不平整、有油污和氧化、搭接面不足寬度的1.5倍、搭接壓力不足、未使用專用導(dǎo)電膏加工處理等等紕漏，均會(huì)造成母排聯(lián)接點(diǎn)接觸電阻增大，導(dǎo)致發(fā)熱。再如出線室電纜T接時(shí)，若出線電纜與開(kāi)關(guān)引出線的連接處接觸面不足，或連接壓力不足，甚至鋁排與出線電纜未采用銅鋁過(guò)渡措施，均會(huì)引發(fā)電纜接頭發(fā)熱。因此，需要強(qiáng)化對(duì)封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜安裝工作質(zhì)量的監(jiān)督，確保嚴(yán)格依照廠家提供的安裝說(shuō)明以及相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝進(jìn)行施工，才能把好開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱故障的第一道關(guān)口。

②電氣接頭和設(shè)備線夾接觸面氧化，造成發(fā)熱。各運(yùn)用中的電氣設(shè)備接觸面無(wú)論壓接多緊，總會(huì)有一定縫隙，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)后，一層氧化膜就會(huì)發(fā)生在接觸面。接頭氧化后接觸電阻就會(huì)增加，運(yùn)行時(shí)接觸電阻的增加會(huì)引起該接觸面變熱，變熱又會(huì)加速接觸面的氧化反映，如此反復(fù)循環(huán)，最后疊加釀成發(fā)熱故障。

2)手車觸頭接觸不良，導(dǎo)致發(fā)熱。

圖2 高壓開(kāi)關(guān)柜的典型過(guò)熱故障

手車觸頭發(fā)熱多數(shù)是因?yàn)殚L(zhǎng)期運(yùn)行，觸指壓緊彈簧疲勞或者彈簧銹蝕老化功能減退，引起觸頭與觸指的接觸壓力不足，觸指與觸頭接觸不充分，引起接觸電阻增加和有效載流截面變小造成發(fā)熱。并且運(yùn)行中由于觸指壓緊彈簧長(zhǎng)期受壓縮，在電流作用下彈簧會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱，加上觸頭由分到合或由合到分產(chǎn)生的電弧燒傷，運(yùn)行時(shí)間久后彈簧的彈性會(huì)變差進(jìn)而造成觸指壓緊彈簧壓緊力不足，壓緊力不夠引起手車動(dòng)靜觸頭接觸不充分又會(huì)發(fā)熱加劇，如此反復(fù)惡性循環(huán)，造成觸頭發(fā)熱日益嚴(yán)重，最終甚至?xí)斐蓧壕o彈簧斷裂觸頭散落，動(dòng)靜觸頭接觸極差而燒毀。此外，部分封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的手車操作機(jī)構(gòu)行程不當(dāng)，造成不能將手車完全搖至預(yù)設(shè)位置，從而在手車動(dòng)靜觸頭間插入深度不夠，因接觸面不足而引起發(fā)熱升溫，造成了開(kāi)關(guān)設(shè)備的損害。因此，為防范手車觸頭發(fā)熱，在開(kāi)關(guān)柜每次檢修時(shí)都應(yīng)仔細(xì)檢查手車觸頭的燒損情況、檢查壓力彈簧是否完好、檢查觸頭插入深度是否滿足要求，且在每次檢修都需要涂導(dǎo)電膏降阻防腐，從而防范因觸頭接觸不良而引起發(fā)熱。

3)負(fù)荷電流過(guò)大，導(dǎo)致發(fā)熱。

①設(shè)備本身質(zhì)量問(wèn)題。許多老舊變電站的封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜在建設(shè)時(shí)，受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素影響導(dǎo)致當(dāng)時(shí)規(guī)劃設(shè)計(jì)裕度不高，造成所選的開(kāi)關(guān)設(shè)備容量與后期實(shí)際運(yùn)行的容量不匹配，導(dǎo)致在后期運(yùn)行過(guò)程中，隨著用電負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)，開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭的載流量無(wú)法滿足負(fù)荷增長(zhǎng)的需求，且加上動(dòng)靜觸頭日久氧化，接觸電阻增大，觸頭會(huì)出現(xiàn)局部溫升現(xiàn)象。

②負(fù)荷電流突變，導(dǎo)致發(fā)熱。依據(jù)DL/T 593－2006《高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求》，開(kāi)關(guān)柜觸頭溫升不應(yīng)超過(guò)35℃，即在室溫最高為40℃時(shí)，其最高運(yùn)行溫度不應(yīng)超過(guò)75℃。正常運(yùn)行時(shí)，其負(fù)荷電流產(chǎn)生的熱量經(jīng)空氣冷卻后處于熱平衡狀態(tài)，溫度升高不會(huì)超過(guò)允許值;但當(dāng)遭遇比平時(shí)增加1倍或幾倍的負(fù)荷電流突變時(shí)，特別是線路遭受短路電流沖擊后，設(shè)備溫度急劇增加，溫升超過(guò)允許值，其薄弱部位就會(huì)過(guò)熱，產(chǎn)生氧化等物理或化學(xué)變化，又會(huì)增大接觸電阻，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)的惡性循環(huán)，接頭的接觸電阻越來(lái)越大，過(guò)熱情況越來(lái)越嚴(yán)重，最后造成接頭熔毀。

4)環(huán)境溫度高，造成散熱不良。

為防止人體接近封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜的高壓帶電部位和觸及運(yùn)動(dòng)部位造成傷害，以及避免敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜容易進(jìn)入異物引起開(kāi)關(guān)柜短路的危險(xiǎn)，根據(jù)《戶內(nèi)封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜訂貨技術(shù)條件》第6.5.2條規(guī)定，在最高防護(hù)等級(jí)IP5X時(shí)，開(kāi)關(guān)柜的縫隙小到能防止影響設(shè)備安全運(yùn)行的大量塵埃進(jìn)入，如此嚴(yán)密的防護(hù)，在夏季高溫季節(jié)室內(nèi)環(huán)境溫度過(guò)高，將造成開(kāi)關(guān)柜散熱困難。電氣設(shè)備接頭(母線連接、電纜T接等)一般常用螺栓連接，螺栓一般為鋼材質(zhì)，而母排或電纜設(shè)備線夾采用鋁或銅材質(zhì)，鋼材質(zhì)的螺栓膨脹系數(shù)比鋁排或銅設(shè)備線夾小，遇溫度變化時(shí)母排與螺栓由于膨脹或收縮比率不一致，就會(huì)逐步造成接觸壓力降低→接觸電阻增加→接觸電阻升高發(fā)熱又使接觸面氧化→氧化膜的形成又使接觸電阻更大，如此溫度變化的惡性循環(huán)。

2 封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)

2.1 目前封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)主要手段

封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部過(guò)熱現(xiàn)象已成為開(kāi)關(guān)柜使用中的常見(jiàn)問(wèn)題，如果不加以控制，過(guò)熱程度會(huì)不斷加劇，引起開(kāi)關(guān)柜壽命加速老化，性能大幅降低，嚴(yán)重時(shí)將引起設(shè)備故障，甚至造成事故。目前國(guó)內(nèi)外已有大量關(guān)于封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫方面的技術(shù)研究，從測(cè)溫元件與被測(cè)設(shè)備的接觸方式劃分主要分為接觸式測(cè)溫和非接觸式測(cè)溫兩種。按照各種測(cè)溫方法的主要特征，目前主要有如下4種測(cè)溫方法。

1)測(cè)溫片測(cè)溫法:這是一種最傳統(tǒng)的測(cè)溫方法，屬接觸式測(cè)溫法，此種方法是通過(guò)在電力設(shè)備接觸點(diǎn)粘貼示溫蠟片或在設(shè)備表面涂一層發(fā)光材料，發(fā)光材料的顏色能隨溫度變化，不同的顏色變化即代表不同的溫度，設(shè)備的溫度情況通過(guò)由運(yùn)行人員看顏色變化來(lái)大致確定。

2)紅外測(cè)溫法:基于輻射定律，任何溫度高于絕對(duì)零度的物體都會(huì)不停地向空間發(fā)出紅外輻射能量，而且溫度越高發(fā)出的紅外輻射能量越強(qiáng)，因此只要運(yùn)用適當(dāng)?shù)募t外檢測(cè)儀器，檢測(cè)設(shè)備發(fā)出的紅外輻射能量，再經(jīng)過(guò)專門(mén)的信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，就可以獲得設(shè)備表面的溫度分布狀況，并進(jìn)一步獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，這是紅外檢測(cè)的基本原理。由于紅外測(cè)溫能方便地實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備帶電狀態(tài)下對(duì)設(shè)備的溫度狀況進(jìn)行直觀形象的檢測(cè)，測(cè)試過(guò)程簡(jiǎn)單方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低、監(jiān)測(cè)面積廣、監(jiān)測(cè)效率高，因此電力系統(tǒng)目前已將紅外測(cè)溫作為了帶電檢測(cè)主要技術(shù)手段。

3)光纖測(cè)溫法:這是一種目前在封閉式開(kāi)關(guān)柜上應(yīng)用較多的接觸式測(cè)溫法之一，按照光纖測(cè)溫的基本原理和作用，光纖測(cè)溫分為光纖光柵測(cè)溫技術(shù)與光纖分布測(cè)溫技術(shù)。光纖分布式測(cè)溫技術(shù)是在20世紀(jì)70年代末提出，其測(cè)溫原理是利用光纖后向拉曼散射的溫度效應(yīng)和光時(shí)域反射技術(shù)(OTOR)來(lái)獲取空間溫度分布信息的檢測(cè)方法，測(cè)溫范圍可以達(dá)到0℃～370℃。光纖光柵測(cè)溫技術(shù)是通過(guò)光纖光柵感溫探測(cè)信號(hào)處理器，通過(guò)檢測(cè)光柵反射光的波長(zhǎng)變化，從而測(cè)得被測(cè)物體溫度。

4)無(wú)線測(cè)溫法:無(wú)線測(cè)溫法是目前在封閉式開(kāi)關(guān)柜上應(yīng)用較多的接觸式測(cè)溫法之一。一般無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)通常由分布式測(cè)溫傳感器、溫度采集器、后臺(tái)監(jiān)控分析系統(tǒng)等3部分組成。其中分布式測(cè)溫傳感器直接安裝在被測(cè)部位，與高壓電氣設(shè)備直接接觸，溫度采集器放置在高壓室外，分布式測(cè)溫傳感器與溫度采集器之間的信號(hào)傳輸采用無(wú)線通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，這樣一來(lái)既實(shí)現(xiàn)了直接接觸測(cè)溫，確保了采集數(shù)據(jù)的可靠性，又解決了傳統(tǒng)直接接觸測(cè)溫的高壓、低壓隔離的問(wèn)題，因而該測(cè)溫法目前已在封閉式開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。

2.2 各測(cè)溫方式的主要優(yōu)缺點(diǎn)

1)測(cè)溫片測(cè)溫:常規(guī)的示溫片測(cè)溫法是通過(guò)觀察示溫蠟片是否溶化掉落或熱敏材料示溫片的顏色變化程度來(lái)大致確定溫度范圍的一種方法。這種方法雖較為直觀，但由于其不能準(zhǔn)確體現(xiàn)出設(shè)備的具體溫度值，只能在溫度過(guò)高時(shí)提供“設(shè)備過(guò)熱嚴(yán)重”的定性判斷，不能進(jìn)行定量測(cè)量，而且需要人工定時(shí)察看，因此此種測(cè)溫方法效果較差。而熱電阻、熱電偶等測(cè)溫方式，工作時(shí)需要通過(guò)金屬導(dǎo)線對(duì)外傳出信號(hào)，不能實(shí)現(xiàn)高低壓隔離，因此不能用于封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜。

2)紅外測(cè)溫:目前常用的手持式紅外熱成像儀是一種非接觸式測(cè)溫方法，它通過(guò)檢測(cè)待測(cè)物體表面的輻射熱能值來(lái)獲得待測(cè)物體的溫度值，測(cè)試時(shí)要求被測(cè)物體與測(cè)試儀器之間部門(mén)有物體遮擋。為保證安全封閉式開(kāi)關(guān)柜在運(yùn)行過(guò)程中柜門(mén)是不能開(kāi)啟的，因此紅外測(cè)溫儀器便不能透過(guò)開(kāi)關(guān)柜外殼直接測(cè)量到開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部溫度情況，無(wú)法反映高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中內(nèi)部的真實(shí)溫度情況。且由于紅外測(cè)溫儀器需人工操作，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)不間斷在線測(cè)量，且測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)受測(cè)試人員的人為影響較大，如檢測(cè)距離遠(yuǎn)近、輻射系數(shù)的選擇都會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3)光纖測(cè)溫:光纖測(cè)溫法也是一種直接接觸測(cè)溫法，光纖溫度傳感器采用光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)。由于光纖自身具有優(yōu)異的絕緣性能，因此可以直接將光纖溫度傳感器安裝在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的高壓設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓設(shè)備運(yùn)行溫度的準(zhǔn)確測(cè)量;然而，光纖具有易折、易斷、不耐高溫等弱點(diǎn)，要在結(jié)構(gòu)緊湊的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)布線難度較大，若光纖運(yùn)行時(shí)間久積累灰塵后導(dǎo)致光纖沿面放電，有引起開(kāi)關(guān)柜發(fā)生內(nèi)部短路的危險(xiǎn)。此外，光纖測(cè)溫系統(tǒng)配置元件成本較高，系統(tǒng)投資相對(duì)較大。

4)無(wú)線測(cè)溫:無(wú)線測(cè)溫是最近幾年開(kāi)始推廣的測(cè)溫方法，它也是一種直接接觸測(cè)溫法。采用將感知溫度的測(cè)溫元件——溫度傳感器緊貼在被測(cè)物體表面，與被測(cè)物體為高電位工作，接收模塊處于低電位工作，兩者之間采用無(wú)線通訊傳輸數(shù)據(jù)，兩者之間徹底物理隔離，絕緣水平滿足規(guī)程要求。傳感器安裝簡(jiǎn)便、方案可行，且不會(huì)破壞原開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)(如解體開(kāi)關(guān)柜部件、在母線上打孔等)，不會(huì)影響原開(kāi)關(guān)柜性能(如絕緣水平、安全距離、動(dòng)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、散熱功能等)。目前，國(guó)內(nèi)已廣泛采用無(wú)源無(wú)線測(cè)溫，無(wú)源無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)采用的傳感器無(wú)需電池(電源)驅(qū)動(dòng)，從而提高了系統(tǒng)的可靠性、安全性，由于無(wú)需考慮功耗，因此在數(shù)據(jù)提取頻次上也可不受限制，可以實(shí)現(xiàn)不間斷在線監(jiān)測(cè);同時(shí)沒(méi)有了電池更換帶來(lái)的維護(hù)成本和停電損失，保證了對(duì)外供電可靠性不受影響。無(wú)源無(wú)線溫度傳感器自身體積小，可根據(jù)需要制成多種樣式，因此傳感器可以不受封閉式開(kāi)關(guān)柜緊湊結(jié)構(gòu)的影響，能夠方便地安裝在開(kāi)關(guān)柜母線T接點(diǎn)、斷路器手車觸頭等狹小的電氣節(jié)點(diǎn)中，直接接觸設(shè)備測(cè)試其溫度，因而其測(cè)量精度較高。

2.3 小結(jié)

通過(guò)上述分析，不難看出，采用無(wú)線傳感器技術(shù)的無(wú)線測(cè)溫法在安全性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等方面擁有其他測(cè)溫法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。特別是近年基于聲表面波技術(shù)的無(wú)源無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線測(cè)溫技術(shù)可以在高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)高電壓、大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)觸頭的高精度、高穩(wěn)定性的測(cè)量;且易于構(gòu)成分布式測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)所有觸頭、引線等溫度點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線式監(jiān)測(cè)，因此是更加適合封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)的技術(shù)手段。

3 結(jié)論

造成封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱的原因很多，通過(guò)加裝無(wú)線測(cè)溫裝置等技術(shù)手段，實(shí)時(shí)掌控開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部元件特別是手車觸頭等元器件結(jié)合部的溫度狀況，提前發(fā)現(xiàn)封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜的過(guò)熱異常狀況;提前采取檢修措施，對(duì)防范過(guò)熱故障導(dǎo)致封閉式開(kāi)關(guān)柜損毀等事故發(fā)生，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

［1］許偉琳.高壓開(kāi)關(guān)柜的故障類型及其處理措施初探［J］.科技資訊，2010(27):39－41.

［2］尚麗.電氣設(shè)備接頭發(fā)熱原因的分析及處理［J］.大眾用電，2002(10):26－27.

［3］許一聲，顧霓鴻.高壓開(kāi)關(guān)柜觸頭溫度在線檢測(cè)儀［J］.高壓電器，2005，41(2):139－140.

Enclosed high－voltage switch cabinet at 35 kV and below is widely used in power grid，and it has great advantages in less space and anti－corrosion for equipment than the conventional outdoor switchgear.But there is a fatal weakness in the presence of partial components that cannot be directly observed.In the long－term running process of equipment，the junction parts of dynamic and static contacts in switch cabinet will be caused overheating due to various reasons，the temperature of these heating parts cannot be observed because the switch cabinet is enclosed，and the overheating defects which accumulate for a long time will eventually lead to equipment damage and other accidents.The on－line monitoring measures are proposed based on the cause analysis on overheating of enclosed high－voltage switch cabinet，which is helpful to prevent overheating accident of high－voltage switch cabinet.

high－voltage switch cabinet;overheating;monitoring

TM591

A

1003－6954(2015)06－43－04

2015－07－31)