浅析变电站户外式隔离开关的测温论文.doc

浅析变电站户外式隔离开关的测温李 勇（山西省电力公司运城永济供电公司，山西 运城 044000）摘要：本文总结了高压隔离开关传输传输方式研究现状，分析了触头过热原因及隔离开关在线测温装置的组成，指出了室外隔离开关测温的作用。关键词：变电站；隔离开关；测温；作用一、 前言 在电力系统中，隔离开关主要起着隔离电源改变系统运行方式。分合无负荷电路，进行倒闸操作等作用。由于没有灭弧装置，不能用来接通和断开负荷电流，因此其机构简单，维护方便，通常没有严格的大修周期规定，一般随主设备大修而进行维护。伴随着近几年无人值班变电站改造的完成以及设备有定期检验向状态检修的逐步过渡，主设备的大修周期在逐步延长，因而运行中的隔离开关特别是户外式隔离开关出现的缺陷大幅增多，严重影响供电的可靠性和安全性。为此能及时发现并处理这些缺陷，对于对运行人员日常巡视检查就提出了很高的要求。本文对户外是隔离开关测温进行了分析。二、 高压隔离传输方式研究综述传统的高压开关柜测温的方式一般使用涂料法，即在开关触点的表面涂一层随温度变化颜色的发光材料（如感温蜡），通过观察其颜色变化来大致确定温度范围，可是这种方法准确度低、可靠性差，不能进行定量和定时测量，方法原始并对员工的要求高。国内外对高压电气设备温度检测最早采用的是红外辐射测温法，它是根据物体相对辐射强度与温度之间存在着一定的函数关系而开发的。利用红外测量仪，工作人员可以定时手持仪器对准高压开关触点进行测量。国外红外测温仪最早出现是在瑞典，在20世纪60年代中期，就已经实现工业化应用。60年代我国研制出第一代探测电力设备温度用的红外测温仪，对电力设备的温度监测起到了一定的作用，但是在实用中由于只能远距离监测而存在很大的局限性，同时也不能对电器设备内部的温度进行在线监测，因此没有推广使用。针对红外测温技术本身局限性，在美国电力研究所（ERPI）的资助下，美国路克公司研制了电力系统应用的检测变压器绕组温度的荧光光纤测温装置，这是一种全新在线监测高压电气设备内部温度的仪器。光纤测温技术光纤作为传输和传感信号的载体，有效克服电力系统环境中存在的强电磁干扰，是高压电器设备温度测温的主要技术方向。ABB公司研制了一种叫“Safe Guard”的非接触型温度监测系统，可以对开关柜开关触点的温度进行在线监测，同时也可以监测开关触点其他的工作状态。该系统的温度敏感元件是石英晶体声表面波，它可以直接黏贴在开关触点上，其组成的振荡电路可以输出随温度变化的频率信号。日本电力工业研究中心采用光磁传感器检测开关触点周围磁场的变化，来判断开关中的异常接触情况，并通过光纤实现高压隔离传输温度信号。这种方法要求电流要足够大，传感器的灵敏度要足够高，这样才能检测出来电流集中引起的磁场变化。浙江开关厂有限公司的吾文明等提出的基于GPRS的远程温度测控系统，其数据终端以单片机PIC16F877A为核心，采用红外传感器对配电柜温度非接触式在线测量，运用无线射频技术把测量温度信号传到仪表控制模块端，再通过GPRS模块连接Internet,利用动态域名解析的办法与监控中心建立连接，再把温度信号传到监控中心。该系统具有抗干扰能力强、工作稳定的特点。但是红外测温为非接触式测温，只能测量设备的表面温度，易受环境温度干扰，且开关柜内的空间非常狭小，很难安装红外测温探头。此外，还有有些其他高压开关柜触点监测系统被不断的研制出来，保定永智电气有限公司生产的YZGX8型高压设备温度在线监测系统，它有若干光纤式温度传感器、光纤、网络控制器及系统软件组成。淄博正瑞电子有限公司生产的OES2600高压开关柜测温系统采用无线方式发送和接收信号，无线通信选择工作对人体无伤害，对设备无电磁干扰的433MHZ，915MHZ等ISM工作频率，传感器采用感应电源+电池相结合的供电技术。这些方法都将为高压开关柜触点温度检测的进一步研究提供基础和方向。三、 触头过热原因分析（一）合闸不到位，使电流通过的界面大大缩小，因而出现接触电阻增大，亦产生很大的斥力，减小了弹簧的压力，使压缩弹簧或螺丝松弛，更使接触电阻增大而过热。（二）因触头紧固件松动，刀片或刀嘴的弹簧锈蚀或过热，使弹簧压力降低；或操作时用力不当，使接触位置不正。这些情况均使触头压力降低，触头接触电阻增大而过热。（三）刀口合的不严，使触头表面氧化、脏污；拉合过程中触头被电弧烧伤，各联动部件磨损或变形等，均会使触头接触不良，接触电阻增大而过热。（四）隔离开关过负荷，引起触头过热。在使用单一的红外线测温技术上，只能对出头温度进行检测，数据的分析也仅仅能体现触头是否异常而无法判断引起触头发热的原因。如加入另一个数据一起进行分析不但会提高正确率，也会对触头发热的原因做出判断。这样就大大提升了电气设备的安全运行，也减少了人力的视察。四、 系统组成（一）激光传感器的基本原理激光传感器是利用激光技术进行测温的触感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光测距先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，经光学系统接收后成想到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接受所经历的时间，即可测定目标距离。实现无接触测量，速度快。精度高，量程大，抗光、电干扰能力强。（二）光纤光栅传感器的基本原理待添加的隐藏文字内容1光纤光栅在开关触头测温的原理是，由网络分析仪内部光源发出连续的宽带光，经光缆传输到检测现场布设的光纤光栅传感器，这些传感器内的敏感元件对宽带光由选择性的反射回相应的窄带光，经同一传感光缆返回到网络分析仪内，由分析仪内部的检测器来测定出各个传感器所返回的不同窄带光的中心波长，从而解析出各监测点的测温值。由于多个传感器所返回的窄带光信号中心波长范围不同，所以可以将这些传感器信号串接组网实现多点测量，大大简化了传感器及引出线的布设，避免了以往逐点测量的不便。（三）激光传感器与红外传感器的监测实现增加激光传感器的测量实际上是引入了对弹簧长度的测量。通过对弹簧长度的测量我们可以计算出压力的变化，再与正常运行时的数据进行比较分析对高压隔离开关是否处于安全运行做出判断。因为弹簧自身长度随外界环境影响较大，所以在传感器得到数据后要将数据按照当天的气温情况输送到相应的数据库中与红外传感器输送的数据一起进行比较与分析。当数据显示触头温度过高，但弹簧压力正常时系统则显示为隔离开关过负荷运行，避免了人员的现场失察；当数据显示触头温度过高，且弹簧压力异常时则系统显示无故障，此时需工作人员去视察情况。五、 结论随着户外隔离开关在线测温装置及PMS系统的上线运行，根据录入系统的数据与现场实测数据进行比较，找出前后测温温差较大的隔离开关设备，作为重点加强巡视，极大地提高了巡视效率。参考文献：【1】 廖敏夫，邹积岩，段雄英.双断口真空断路器开断能力的探讨（J）.高压电器，2002，38（3）：34-36【2】 刘让雄，禹炬林.双端口断路器加装均压电容的负效应与必要性探讨（J）.电气开关，1997，（6）：4-37