开关柜内敏感点无法实时监测的难题解决方案

1 概况

据有关资料统计，全国电力系统因高压带电设备关键部位(如断路器、隔离刀闸触头处及出线座等)过热而引发的事故时有发生。此类事故的危害性极大，轻则造成设备损坏,影响用户用电，重则造成开关柜内三相弧光短路，形成很大的短路电流，烧毁主变压器。因此，对高压带电设备各种连接点温度的在线监测是保证电网安全运行的重要内容。此外，高压带电设备的各种连接点的温度在线监测和记录，也是这些设备状态检修的重要依据。

电力系统为解决此类难题，采取了很多办法。其中《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(摘录11.7.2)中强调，需定期用红外线测温设备检查开关设备的接头处、隔离开关的采电部分(重点部位：触头、出线座等)，特别是在重负荷或高温期间加强对运行设备的温升监测，以便及时采取措施。

电力系统最初采用示温蜡片监测高压设备接头等敏感点的温度，但这种方法只有在温度过高后蜡片才有反应，且电气设备的隐蔽部位难以观察到;后采用红外测温仪进行温度监测，同样隐蔽部位难以观察。近年来，电力设备测温技术有了新的突破：一是分布式光纤测温技术，二是无线式测温技术。以上两种技术均能实现开关柜内敏感点的温度监测及环境温度监测，但无线式测温技术成本更低，便于大面积推广。经比较分析，TMS系列无线式温度在线监测预警系统(以下简称TMS系统)，可更好的解决开关柜内敏感点无法实时监测的难题。

2 TMS系统的原理与技术特点

随着无线通讯技术及数字化温度传感技术的发展及应用，无线式温度在线监测技术在近两年被广泛应用于电力、建筑、化工等领域，并取得了大量应用业绩。

2.1、TMS系统测温的技术原理

TMS系统采用数字化温度传感技术、无线通讯技术及微机控制技术，实现了高压带点设备各关键点温度的在线监测。

其基本原理是，利用高精度数字化温度传感器(美国TI生产的18B20)采集敏感点处的温度值，将温度值转换为数字信号传输至CPU，CPU将该信号转换为无线信号，并通过射频电路将温度信号以无线形式(频率为2.4GHz)发送至开关柜外的接收装置，通过信号处理、解码后可将温度信号实时显示出来。同时，管理装置的CPU还将所测到的温度与用户预先设定的参数进行比较，判断该敏感点处运行温度是否正常，若不正常则发出相应报警信号提醒管理人员。

2.2、TMS系统的技术特点

TMS系列无线式温度在线监测预警系统的最大特点是，可以对电气配电装置的母排、动力电缆的接头、开关柜内重要的采电处等部位进行“零距离”监测。其工作原理决定了它不会受到电磁干扰的影响，也不会对电气设备的正常运行带来任何负面影响。具有在高电压、强腐蚀、辐射和强电磁干扰等恶劣环境下运行，以及可进行多点测温等优点，是其他测温技术无法比拟的。

3 TMS系统在电力系统的建设

TMS系统在电力系统中的变电站、配电房等广泛应用，下面以某110kV变电站为例，详细介绍TMS系统的搭建。

3.1 测温点布置

(1)选择需要测温的开关柜。根据电力系统设备特点和运行经验，选取包括主变柜、进线柜电容柜和馈线柜等高压柜作为重点监测对象，既满足了变电站的需要，又减少了不必要的投资。

(2)选择高压柜内需要测温的敏感点。经过大量的比对分析研究，发现在封闭的高压开关柜内，容易发热的点就是触头接触处、出线电缆接头处等部位，因该变电站采用的KYN型柜体，内部采用手车式断路器，因此在一面高压柜内设立了3处3相共9个测温点，分别监测动静触头接触处及出线电缆接头部位。主要布置如图1所示。