高壓開關櫃溫升的原因及監測方法

簡婷

（开云体育手机下载教程 201801）

摘要：電力傳(chuan) 輸係統中，發電廠、變電站的高壓開關(guan) 櫃起著關(guan) 鍵性的作用，隨著電網設備技術的發展，高壓開關(guan) 櫃也得到廣泛的使用。在使用開關(guan) 櫃的過程中，普遍存在開關(guan) 櫃內(nei) 部過熱現象，並且由於(yu) 開關(guan) 櫃的密閉性，在負荷較重的地區，引發開關(guan) 櫃的溫升超標現象。本文以高壓開關(guan) 櫃位研究對象，分析溫升超標的原因及溫度監測方法，可以有效預防高壓開關(guan) 櫃的高溫故障，保障高壓開關(guan) 櫃的安全性。

關(guan) 鍵詞：無線測溫   高壓櫃測溫  智能操控

1 引言

       我國電力係統的大規模發展，增加了高壓開關(guan) 櫃的運行壓力，隨著電網的改革與(yu) 建設，高壓開關(guan) 櫃的數量越來越多，增加了故障的發生機率。目前，電力係統內(nei) 部使用的開關(guan) 櫃，都要通過型式試驗對入網的開關(guan) 櫃進行處理，在溫升方麵，要求比較嚴(yan) 格。根據相關(guan) 理論進行分析可知，在實際運行過程中，通常情況下，負荷不會(hui) 達到開關(guan) 櫃的設計滿容量，更不會(hui) 引發開關(guan) 櫃的溫升問題。但是，實際情況並非如此。根據實際運行經驗可知，隨著負荷的不斷增加，使得開關(guan) 櫃的溫升迅速增加。當負荷超過開關(guan) 額定電流的75%時，在這種情況下，溫升尤為(wei) 明顯，此時早已不符合標準要求。當負荷比較低時，溫升現象不明顯。在實際運行中，與(yu) 試驗室測出的溫升數據相比，開關(guan) 櫃實際溫升水平普遍比較高，並且多數情況下，當溫升超標時，開關(guan) 櫃甚至遠沒有達到設計滿容量。對於(yu) 高壓開關(guan) 櫃來說，開關(guan) 觸頭、母排連接點的實際溫升，通常情況下總是高於(yu) 試驗數據，其原因主要表現為(wei) ：

       （1）在試驗室完成型式試驗，測得相應的數據，在持續時間方麵，雖然達到了穩定溫升所需要的試驗時間，但現場環境複雜，加上試驗過程中，不具備溫升累積效應，不能等同現場長期運行並持續發熱的設備。

       （2）不同金屬在膨脹效應方麵存在差異。鋼製螺栓的金屬膨脹係要比銅質、鋁質母線的金屬膨脹係數小得多，對於(yu) 螺栓型設備接頭來說表現得尤為(wei) 突出，在實際運行過程中，隨著負荷電流、溫度的變化，在膨脹、收縮程度方麵，由於(yu) 鋁、銅與(yu) 鐵之間存在一定的差異性，在一定程度上造成蠕變，也就是受應力作用的影響和製約，導致金屬緩慢發生塑性變形。實踐證明，當接頭處的運行溫度超過80℃時，因過熱使得接頭金屬發生膨脹，同時受各種因素的影響，進一步產(chan) 生微小的空隙，早成氧化腐蝕。當負荷電流減小溫度降低回到原來接觸位置時，由於(yu) 接觸麵氧化膜的覆蓋，造成接觸電阻變大，每次溫度變化的循環都會(hui) 使接頭的工作狀況進一步變壞，因而形成惡性循環。

       （3）連接部位緊固螺栓壓力不合理。對於(yu) 導體(ti) 連接，在部分安裝、檢修人員意識中，在擰緊連接螺栓的過程中，認為(wei) 螺栓擰得越緊越好，實際並非如此。由於(yu) 鋁質母線的彈性係數較小，當螺母壓力達到臨(lin) 界值時，如果材料強度比較差，當繼續增加壓力時，將會(hui) 導致接觸麵變形隆起，使得接觸麵積進一步減少，增大接觸電阻，進而影響導體(ti) 的接觸效果。

       （4） 由於(yu) 導體(ti) 原材料純度不夠，造成導體(ti) 材料電導率不滿足要求。

       （5） 其它因素，例如在加工、連接、安裝母線過程中，對母線接觸表麵處理不到位、不夠平整，進而減少有效接觸麵積，增大接觸電阻而產(chan) 生發熱。

       以上的情況都會(hui) 造成高壓開關(guan) 櫃的溫升異常，所以加強對運行開關(guan) 設備溫升的監視，發現問題及時采取措施就變得非常必要。高壓開關(guan) 櫃內(nei) 有裸露高壓, 空間封閉狹小,無法進行人工巡查測溫,傳(chuan) 統的測溫方式無法有效地解決(jue) 這個(ge) 問題。為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題，應用於(yu) 高壓櫃的無線測溫方式應運而生，無線測溫由溫度傳(chuan) 感裝置和顯示報警裝置兩(liang) 部分組成，溫度模塊包括溫度傳(chuan) 感器和數據發射器，溫度模塊可安裝於(yu) 櫃內(nei) 任何的發熱點上，利用無線數據傳(chuan) 輸技術，可遙測每一個(ge) 重要部位的發熱問題包括開關(guan) 櫃內(nei) 觸頭、銅排接頭等非可視部位，並可實時把檢測數據發射出去，由安裝在儀(yi) 表門上的顯示報警裝置接收記錄。利用現場總線技術，還可實現遠程智能監控，這樣就不需要人工現場勘測，不存在安全隱患，還實現了高壓櫃的溫度在線實時監測，避免高溫造成的設備故障。

2 高壓開關(guan) 櫃智能操控裝置的功能特點

       开云体育手机下载教程ASD320/ASD500智能操控裝置搭配ATE400無線無源測溫傳(chuan) 感器可廣泛用於(yu) 高壓開關(guan) 櫃的電氣接點溫度監測，除此之外智能操控裝置還具有一次回路模擬圖及開關(guan) 狀態指示，高壓帶電顯示及核相，自動溫濕度控製，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預分預合閃光指示，人體(ti) 感應自動照明，語音提示，電參數測量，RS485及以太網通訊接口等眾(zhong) 多功能，集操作、顯示於(yu) 一體(ti) ，監視高壓開關(guan) 櫃的運行狀態，為(wei) 高壓開關(guan) 櫃的穩定運行提供助力。無線無源測溫傳(chuan) 感器ATE400采用電流感應原理自提供電源，啟動電流為(wei) 5A，監測溫度範圍-50℃~+125℃，精度±1℃，可安裝於(yu) 高壓櫃內(nei) 開關(guan) 觸頭，銅排/電纜接頭實現溫度采集上傳(chuan) ，產(chan) 品運行穩定，通過西安高壓電器研究院的試驗測試，取得認證報告。

2.1 產(chan) 品型號功能

2.2 配套產(chan) 品

       與(yu) ASD 係列產(chan) 品配套使用的溫濕度傳(chuan) 感器和無線測溫接收器，可以采用導軌（DIN35mm）安裝方式，也可以使用螺栓固定方式，無線溫度傳(chuan) 感器共有 5 種，分別對應螺栓固定、表帶固定、紮帶捆綁、合金片固定等安裝方式，如下圖

電池供電型無線溫度傳(chuan) 感器 

安裝於(yu) 發熱部位，采集溫度量並通過無線方式傳(chuan) 輸的傳(chuan) 感器。 

目前無線溫度傳(chuan) 感器有四款：

CT 感應取電無線溫度傳(chuan) 感器 

       安裝於(yu) 斷路器觸頭、母排、電纜搭接點等大電流處，采集溫度量並通過無線方式傳(chuan) 輸的傳(chuan) 感器

無線測溫接收器

3 總結

       高壓開關(guan) 櫃在電網電能傳(chuan) 輸中起到至關(guan) 重要的作用，溫度是開關(guan) 櫃健康運行的一個(ge) 重要指標。通過對溫度的在線監測可及時發現開關(guan) 櫃的異常狀態，及時查找並解決(jue) 隱患，避免影響電網係統的安全性，進而發揮高壓開關(guan) 櫃的有效作用。

參考文獻：

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[4] 安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2022.05版

作者簡介：簡婷，开云体育手机下载教程，主要研究方向為(wei) 配電監測。