一、高壓開關(guān)柜實行溫度在線監(jiān)測的必要性
高壓開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中非常重要的電氣設(shè)備�，F(xiàn)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求越來越高，相應(yīng)地對高壓開關(guān)柜的可靠性也提出了更高的要求。隨著電網(wǎng)的發(fā)展和設(shè)備技術(shù)的提高，10，35kV系統(tǒng)開關(guān)柜在電網(wǎng)中已大量使用。而開關(guān)柜的內(nèi)部過熱現(xiàn)象已成為開關(guān)柜使用中的常見問題，由于開關(guān)柜體的密閉性，在一些負荷較重的地區(qū)，存在開關(guān)柜的溫升超標問題。開關(guān)柜的溫升超標，直接影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，而且，過熱問題是一個不斷發(fā)展的過程，如果不加以控制，過熱程度會不斷加劇，并對絕緣件的性能及設(shè)備壽命產(chǎn)生很大的影響。目前，對電力系統(tǒng)內(nèi)部使用的開關(guān)柜，嚴格遵守設(shè)備采購程序及技術(shù)政策，確保入網(wǎng)的開關(guān)柜都通過型式試驗，尤其對溫升的要求比較嚴格。運行中，負荷通常都不會達到開關(guān)柜的設(shè)計滿容量，開關(guān)柜的溫升問題應(yīng)該不會很突出，但是實際情況并不盡然。開關(guān)柜內(nèi)部實際溫升情況，尤其是母排連接等部位，通�？偸潜刃褪皆囼灉y出的數(shù)據(jù)高。主要有以下幾點原因：
（1）型式試驗測得數(shù)據(jù)通常在試驗室完成，持續(xù)時間不長，一般不超過8h，不具備溫升累積效應(yīng)，不能等同于長期運行并持續(xù)發(fā)熱的設(shè)備。
（2）不同金屬的膨脹效應(yīng)不同。鋼制螺栓的金屬膨脹系數(shù)要比銅質(zhì)、鋁質(zhì)母線小得多，尤其是螺栓型設(shè)備接頭，在運行中隨著負荷電流及溫度的變化，其鋁或銅與鐵的膨脹和收縮程度將有差異而產(chǎn)生蠕變，也就是金屬在應(yīng)力的作用下緩慢的塑性變形，蠕變的過程還與接頭處的溫度有很大的關(guān)系。實踐證明，當接頭處的運行工作溫度超過80℃時，接頭金屬將因過熱而膨脹，使接觸表面位置錯開，形成微小空隙而氧化。當負荷電流減小溫度降低回到原來接觸位置時，由于接觸面氧化膜的覆蓋，不可能是原安裝時金屬間的直接接觸。每次溫度變化的循環(huán)所增加的接觸電阻，將會使下一次循環(huán)的熱量增加，所增加的溫度又使接頭的工作狀況進一步變壞，因而形成惡性循環(huán)。
（3）連接部位緊固螺栓壓力不當。部分安裝或檢修人員在導(dǎo)體連接上認為連接螺栓擰得愈緊愈好，其實不然。特別是鋁質(zhì)母線，彈性系數(shù)小，當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時，若材料的強度差，再繼續(xù)增加不當?shù)膲毫�，將會造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大，從而影響導(dǎo)體接觸效果。
（4）選用的導(dǎo)體材料電導(dǎo)率不滿足要求，多數(shù)屬于導(dǎo)體原材料純度不夠。
（5）現(xiàn)場的其它因素，比如可能存在安裝檢修工藝不當，如母線在加工、連接、安裝過程中，對母線接觸表面處理不到位、不平整、不光滑、沒有涂專用電力脂等，導(dǎo)致有效接觸面積減少接觸電阻增大而發(fā)熱。
隨著傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，特別是近年來光纖傳感技術(shù)的飛速發(fā)展，對我們打造健康電網(wǎng)又有新的飛躍。北京達卡科技有限公司通過科技攻關(guān)，開發(fā)出光纖光柵點式溫度監(jiān)測系統(tǒng)和分布式光纖線式溫度監(jiān)測系統(tǒng)，這兩種系統(tǒng)可以大量用于電力系統(tǒng)中。智能化和在線式是光纖技術(shù)的突出優(yōu)點，使得對開關(guān)柜溫度狀態(tài)進行在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患并對累計性故障做出預(yù)測成為可能。它對于保證開關(guān)柜的正常運行，減少維修次數(shù)，提高電力系統(tǒng)的運行可靠性和自動化程度具有重要意義。由于高壓開關(guān)觸頭處于高電壓、高溫度、強磁場以及極強的電磁干擾環(huán)境中，要實現(xiàn)對觸頭的測溫，必須解決電子測量裝置在上述惡劣環(huán)境條件下的適應(yīng)性。而開關(guān)柜內(nèi)有裸露高壓，空間封閉狹小，無法進行人工巡查測溫。
通過監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)觸電溫度的運行情況，可有效防止開關(guān)柜的火災(zāi)發(fā)生，但由于開關(guān)柜內(nèi)高壓狹小的結(jié)構(gòu)，無法進行人工巡查測溫，因此實現(xiàn)溫度在線監(jiān)測是保證高壓開關(guān)柜安全運行的重要手段。
2、光纖光柵高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測
光纖光柵溫度監(jiān)測采用在線點式監(jiān)測，光纖光柵溫度傳感器采集到溫度的變化后，數(shù)據(jù)返回道解調(diào)儀，解調(diào)儀對傳感器采集的溫度信息進行數(shù)字化分析處理，系統(tǒng)可及時得到各被測點正常、預(yù)警、告警、
等溫度信息。
光纖光柵在電站中控室顯示終端：電站中控室顯示模塊可實時在線顯示本電站所有被測開關(guān)柜被測接點的正常、預(yù)警、報警等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)自行運行。
光纖光柵溫度服務(wù)器是整個監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、分析的樞紐。監(jiān)測服務(wù)器的運行能達到以下的目標：
對每個高壓開關(guān)柜六個觸點的最高溫度值實時測量、顯示；
測量精度為±0.5℃，分辨率為0.1℃；
多級預(yù)警、告警閾值設(shè)定；
根據(jù)設(shè)定的閾值，進行多級預(yù)警、告警；
能夠?qū)y試的數(shù)據(jù)進行存檔、分析，并針對每臺設(shè)備建立獨立數(shù)據(jù)庫；
按照用戶的需求，進行相應(yīng)的記錄、報表和打��；
提供局域網(wǎng)接口，能夠嵌入到其他控制系統(tǒng)。
光纖光柵高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)性能：
實時在線監(jiān)測：所有監(jiān)測點的單次測量時間小于 1 秒，最快小于 3ms；
無人監(jiān)測：監(jiān)測站全自動監(jiān)測，無需現(xiàn)場值班人員；
全光測量：監(jiān)測信號為光信號，傳感信號不受電磁干擾；
測量精度高：測量精度±0.5℃，測溫分辨率0.1℃；
性能可靠穩(wěn)定、壽命長：核心器件全部進口，具有相當?shù)馁|(zhì)量保證，MTBF>5年；
方便定位：通過獨有的軟件關(guān)聯(lián)技術(shù)，能夠快速的定位測點的區(qū)域或者具體的物理位置；
安全性高：整個信號的處理及控制單元處于遠離工作區(qū)域的控制室，傳感器對溫度信號的采集在無電情況下進行，本征更安全；
良好的兼容性：通過各種通訊接口（串口、網(wǎng)口等），可實現(xiàn)與外部系統(tǒng)的良好結(jié)合，提高系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換兼容性和速度。
儀器生產(chǎn)商：北京達卡科技有限公司
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