摘要：隨著人們生產(chǎn)生活過程中用電需求的不斷增加，高壓電力的供應(yīng)逐漸得到了普及和發(fā)展，而高壓開關(guān)設(shè)備作為高壓供電系統(tǒng)中的重要組成部分及關(guān)鍵性保護(hù)設(shè)備，對于保障整個高壓電網(wǎng)系統(tǒng)的高效運行具有重要意義。而10kv高壓開關(guān)設(shè)備作為常見的一種高壓開關(guān)設(shè)備，在我的電力系統(tǒng)中得到了十分廣泛的使用，其使用過程中故障的出現(xiàn)往往會造成大范圍、深程度的負(fù)面影響。而經(jīng)過研究分析，高壓開關(guān)設(shè)備的接頭發(fā)熱是導(dǎo)致10kv高壓開關(guān)設(shè)備故障出現(xiàn)的主要原因，因而化對10kv高壓開關(guān)設(shè)備的在線測溫工作，對于提高電網(wǎng)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性具有重要意義。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)；在線測溫；方案要求；具體類別

0 引言

就應(yīng)用領(lǐng)域而言，10kv高壓開關(guān)設(shè)備在我變電站及發(fā)電廠等電力供應(yīng)系統(tǒng)中的重要組成部分得到了十分廣泛的使用，并在保障電網(wǎng)安全方面發(fā)揮了十分重要的作用。這是由于10kv高壓開關(guān)設(shè)備在一方面能夠準(zhǔn)確控制分線路的投入運行及關(guān)閉，在另一方面又能及時地將故障線路從整體線路中切除，對于維持電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運營及保障其安全具有突出的意義。因而對其進(jìn)行在線測溫，及時排除接頭發(fā)熱引起的故障，能夠有效地減少電力系統(tǒng)的故障。

1 10kV高壓開關(guān)設(shè)備在線測溫概述

在我傳統(tǒng)的高壓供電系統(tǒng)中，也開展了對高壓開關(guān)設(shè)備溫度的測算工作，但由于相關(guān)技術(shù)的不發(fā)達(dá)，采用的是用測溫儀器直接接觸高壓開關(guān)設(shè)備的方式進(jìn)行溫度測量的方式，這種方式所得到的設(shè)備溫度數(shù)據(jù)及時性較差，且準(zhǔn)確性較低，因而對于檢測排除接頭發(fā)熱故障所起到的參考作用有限。而在線測溫技術(shù)作為一種利用有線及無線技術(shù)進(jìn)行實時溫度測量的測溫技術(shù)，不僅能夠有效地防止高壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)部強(qiáng)大的電磁波干擾，而且能夠?qū)囟冗M(jìn)行及時的反饋，參考意義較大。再加之隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高壓開關(guān)設(shè)備的在線測溫技術(shù)也逐漸實現(xiàn)了信息化及智能化，測量偏差日益縮小，及時性大大提高，很大程度上促進(jìn)了我電力系統(tǒng)安全管理效益。

2 10kV高壓開關(guān)設(shè)備在線測溫的相關(guān)要求

（1）測溫儀器應(yīng)當(dāng)具備高壓絕緣性能

由于10kv高壓開關(guān)設(shè)備的在線測溫工作要同時實現(xiàn)溫度的測量及溫度的反饋功能，因而且必然由溫度測量儀器及溫度接受儀器兩個部分組成。而由于溫度測量儀器一般需要直接與10kv高壓的開關(guān)設(shè)備進(jìn)行直接連接，而溫度接受儀器需要由人工直接接觸并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。因此在進(jìn)行測溫儀器的安裝的過程中，應(yīng)當(dāng)保障儀器整體的絕緣性能，對測量儀器及接收儀器之間進(jìn)行隔斷處理，保障測溫工作的安全性。

（2）測溫過程不能影響開關(guān)設(shè)備功能

10kv高壓開關(guān)設(shè)備一般具有較為復(fù)雜的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，由較多的元件組合而成。不同的元件只有維持在恰當(dāng)?shù)奈恢貌拍鼙Ｕ险麄€開關(guān)設(shè)備功能的充分發(fā)揮。而基于上文所述內(nèi)容可知，在開展在線測溫工作的過程中要對測量儀器及接收儀器進(jìn)行阻斷處理，而這一工作的開展很容易對高壓開關(guān)設(shè)備中的元件造成影響，從而妨礙開關(guān)設(shè)備正常功能的實現(xiàn)，因此在測溫過程中須注意不可移動開關(guān)設(shè)備元件，不可影響其功能。

（3）測溫儀器應(yīng)當(dāng)能夠適應(yīng)運行環(huán)境

在一般情況下，10kv高壓開關(guān)設(shè)備都被安置在封閉的開關(guān)柜當(dāng)中，其所處的環(huán)境溫度較高、通風(fēng)性能較差，且具有較強(qiáng)的電流及電磁波干擾。因而為了保障在線測溫儀器測溫功能的穩(wěn)定發(fā)揮，在進(jìn)行測溫儀器的選擇時應(yīng)當(dāng)對其耐熱性及抗電流及電磁波干擾性等性能進(jìn)行檢測，由此以避免由于高壓開關(guān)設(shè)備所處環(huán)境所帶來的不良影響制約在線測溫效果的發(fā)揮。

3 10kv高壓開關(guān)設(shè)備在線測溫系統(tǒng)的設(shè)計方案

（1）在線測溫系統(tǒng)設(shè)計原理分析

就在線測溫系統(tǒng)的設(shè)計及運行原理而言，其主要利用的是10kv高壓開關(guān)設(shè)備在運行使用的過程中會散發(fā)溫度并發(fā)出一定的信號，通過溫度測量儀器對設(shè)備的溫度進(jìn)行測量則可以得出相關(guān)溫度數(shù)據(jù)的原理。并在此基礎(chǔ)上將溫度測量儀器與相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行連接，使得溫度測量儀器所測量出的溫度能夠?qū)崟r地通過有線或者無線的方式反饋給高壓開關(guān)設(shè)備的相關(guān)管理人員，以為高壓開關(guān)設(shè)備的管理提供參考依據(jù)。

（2）在線測溫系統(tǒng)大致設(shè)計方案

就在線測溫系統(tǒng)的具體設(shè)計來說，需要配備溫度傳感器、多路開關(guān)及溫度接收器等部件，并將溫度傳感器置于整個系統(tǒng)的底部，與高壓開關(guān)設(shè)備中故障多發(fā)部位的耦合器進(jìn)行相應(yīng)地連接。在此基礎(chǔ)上，再將溫度傳感器與多路開關(guān)進(jìn)行連接，并通過多路開關(guān)與溫度接收器進(jìn)行連接，繼而通過溫度接收器進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的傳遞。需要注意的是，在整個安裝連接的過程中應(yīng)當(dāng)做好絕緣處理，防止安全問題的發(fā)生。

4 10kv高壓開關(guān)設(shè)備在線測溫技術(shù)的具體類別

（1）光纖光柵測溫技術(shù)

這是一種基于光纖傳感技術(shù)進(jìn)行溫度測控的在線測溫技術(shù)，其可以實現(xiàn)各個傳感器及接收器之間的靈活互通，且測溫系統(tǒng)性能較為穩(wěn)定，維護(hù)也較為簡單。就其精度而言也具有相當(dāng)?shù)膭?，光纖光柵測溫能夠?qū)y量精度精確到0.5攝氏度，能幫助工作人員準(zhǔn)確把握開關(guān)設(shè)備溫度情況。但在安裝的過程中應(yīng)當(dāng)注意不能將傳感器安裝在母排上，否則一旦對其進(jìn)行更換，就需要對整個母線系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

（2）無線測溫技術(shù)

與光纖光柵測溫技術(shù)相區(qū)別，無線測溫技術(shù)的使用是以電子傳感技術(shù)為基礎(chǔ)而的。整個測溫系統(tǒng)主要通過電池進(jìn)行電力的供應(yīng)，且通過無線形式進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的傳播。就溫度測量精度而言，其較光纖光柵測溫技術(shù)較差，精度僅能達(dá)到1攝氏度，但其后期更換較為便利，無需影響整個母線系統(tǒng)。另外，還需注意的是，這種溫度測量儀器的耐用性較低，且易受到開關(guān)柜中的電磁影響。

（3）紅外測溫技術(shù)

紅外測溫技術(shù)與無線測溫計數(shù)所依據(jù)的都是電子傳感技術(shù)，但與無心測溫技術(shù)不同的是，紅外測溫技術(shù)需要進(jìn)行電路連接處理，不能依靠電池供電。其精度與無線測溫技術(shù)的精度相差不大，但在傳感器的互換性方面卻較曲線測溫技術(shù)較差。再則這種測溫儀器的使用同樣容易受到開關(guān)柜中電磁波的影響，且當(dāng)系統(tǒng)中任一部分出現(xiàn)問題時，也需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行更換處理，因而其使用局限性較大。

5 安科瑞無線測溫系統(tǒng)介紹與選型

安科瑞無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)是根據(jù)當(dāng)無線測溫系統(tǒng)的要求，在廣泛征求用戶和家意見的基礎(chǔ)上,充分吸收當(dāng)內(nèi)外廠家的成功案例，并結(jié)合安科瑞多年來的豐富經(jīng)驗，采用面向?qū)ο蟮姆謱臃植际皆O(shè)計思想，結(jié)合自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)而設(shè)計的一款無線測溫軟件。

5.1 Acrel-2000T無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通信（如圖1），系統(tǒng)設(shè)計遵循際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU, Modbus TCP等傳輸規(guī)約，可靠性和開放性都得到了很大地提高。

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能?？梢员O(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運行狀況，實現(xiàn)快速報警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)主要特點是開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，硬件兼容性強(qiáng)，軟件移植性好，應(yīng)用功能豐富。該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的處理能力，快速的事件響應(yīng)，友好的人機(jī)界面，方便的擴(kuò)充手段。其軟件系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)軟件工程的設(shè)計規(guī)范,模塊劃分合理，接口簡捷明了，主要包括主控模塊、人機(jī)界面、圖形組態(tài)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、通信管理等幾大模塊。

圖1 Acrel-2000T無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

5.2 Acrel-2000T無線測溫系統(tǒng)功能

■實時監(jiān)測

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控軟件人機(jī)界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示各測溫節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)及有關(guān)故障、告警等信息

■溫度查詢

溫度歷史曲線（1分鐘、5分鐘、60分鐘可選）

■運行報表

查詢各回路設(shè)備運行溫度報表.

■實時報警

壁掛式無線測溫監(jiān)控設(shè)備具有實時報警功能，設(shè)備能夠?qū)囟仍较薜仁录l(fā)出告警。

■設(shè)備提供以下凡種告警方式：

a.彈岀事件報驚窗口.

b.實時語音報警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警.

C.短信吿警，可以向發(fā)送吿警信息短信（需選配）.

■歷史告警査詢

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ袇叹录涗涍M(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)和告警等事件進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

■用戶權(quán)限管理

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。

通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如數(shù)據(jù)庫修改等）。可以定義不同級別用戶的 登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。

■定值設(shè)置

用于修改高溫定值、超溫定值。

■WEB（可選）

展示頁面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測點位數(shù)量等概況信息， 設(shè)備溫度、通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。頁顯示場站的變壓器數(shù)量、回路個數(shù)、有功功率、無功功率、用電量、事件記錄等概況信息，可通過實時監(jiān)控、變壓器、通信模塊切換到需要查看的界面。

實時數(shù)據(jù)曲線可監(jiān)測各個回路的測點溫度、電壓、電流、功率曲線信息。

接線圖頁面通過一次圖實時反映電氣參數(shù)變化，包括測量量、信號量等信息（信號量 需要斷路器提供輔助觸點支持）。

能耗統(tǒng)計頁面顯示各回路的功率峰值和用電量峰值，功率、電能趨勢曲線，電能環(huán)比，用電。

運維管理\通信狀態(tài)顯示監(jiān)測接入系統(tǒng)設(shè)備的通信狀態(tài)。

■手機(jī)APP（可選）

設(shè)備數(shù)據(jù)員面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)以及曲線。

5.3 安科瑞ARTM系列無線測溫終端產(chǎn)品選型

安科瑞電氣接點無線測溫方案由無線溫度傳感器、收發(fā)器、顯示單元組成。溫度傳感器直接安裝于斷路器動觸頭、靜觸頭、電纜接頭、母排等發(fā)熱接點，將測溫數(shù)據(jù)通過無線射頻技術(shù)傳至接收裝置，再由接收器485通訊至測溫終端或無線測溫系統(tǒng)（如圖2）。

圖2 電氣接點在線測溫結(jié)構(gòu)圖

5.3.1 安科瑞無線溫度傳感器

無線溫度傳感器共有5種，分別對應(yīng)螺栓固定、表帶固定、扎帶捆綁、合金片固定等安裝方式。針對不同的變電站要求，可根據(jù)傳感器供電方式以及安裝位置的不同，考慮安裝方便的因素，選擇相匹配的傳感器。

5.3.2 安科瑞無線收發(fā)器

無線測溫收發(fā)器共有3種，通過無線射頻方式接收溫度數(shù)據(jù)。收發(fā)器根據(jù)不同的傳感器型號進(jìn)行匹配，同時傳感器的傳輸距離決定接收裝置能否多柜接收。

5.3.3 安科瑞顯示終端

顯示裝置通過RS485連接收發(fā)器，可嵌入式安裝于柜體上，若柜體開孔不便，也可選擇壁掛式安裝于配電室內(nèi)。方便操作人員現(xiàn)場及時查看電氣節(jié)點實時溫度的同時，也可以通過RS485或以太網(wǎng)通訊的方式在后臺系統(tǒng)查看現(xiàn)場情況。

6 結(jié)語

總的來說，在線測溫技術(shù)的不斷化對于保障10kv高壓開關(guān)設(shè)備的安全穩(wěn)定性具有重要意義，因而相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對這一技術(shù)的研究及相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計，以期為更好地避免高壓開關(guān)設(shè)備的接頭發(fā)熱故障起到促進(jìn)作用，為保障我電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行貢獻(xiàn)一份力量。

【參考文獻(xiàn)】

• 朱黎.10kV高壓開關(guān)設(shè)備的在線測溫剖析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2018(34):166-167.
• 謝成炳.10KV高壓開關(guān)設(shè)備的在線測溫剖析.
• 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版.