一.高壓開關(guān)柜實(shí)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。現(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(fù)荷較重的地區(qū)，存在開關(guān)柜的溫升超標(biāo)問題。開關(guān)柜的溫升超標(biāo)，直接影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且，過熱問題是一個(gè)不斷發(fā)展的過程，如果不加以控制，過熱程度會(huì)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(yán)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(yàn)，尤其對溫升的要求比較嚴(yán)格。運(yùn)行中，負(fù)荷通常都不會(huì)達(dá)到開關(guān)柜的設(shè)計(jì)滿容量，開關(guān)柜的溫升問題應(yīng)該不會(huì)很突出，但是實(shí)際情況并不盡然。開關(guān)柜內(nèi)部實(shí)際溫升情況，尤其是母排連接等部位，通常總是比型式試驗(yàn)測出的數(shù)據(jù)高。
高壓開關(guān)柜溫度過高的幾點(diǎn)原因（1）：
（1）試驗(yàn)測得數(shù)據(jù)通常在試驗(yàn)室完成，持續(xù)時(shí)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(yùn)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(yùn)行中隨著負(fù)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(shí)踐證明，當(dāng)接頭處的運(yùn)行工作溫度超過80℃時(shí)，接頭金屬將因過熱而膨脹，使接觸表面位置錯(cuò)開，形成微小空隙而氧化。當(dāng)負(fù)荷電流減小溫度降低回到原來接觸位置時(shí)，由于接觸面氧化膜的覆蓋，不可能是原安裝時(shí)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(huì)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(jìn)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(dāng)。部分安裝或檢修人員在導(dǎo)體連接上認(rèn)為連接螺栓擰得愈緊愈好，其實(shí)不然。特別是鋁質(zhì)母線，彈性系數(shù)小，當(dāng)螺母的壓力達(dá)到某個(gè)臨界壓力值時(shí)，若材料的強(qiáng)度差，再繼續(xù)增加不當(dāng)?shù)膲毫Γ瑢?huì)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。
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。
現(xiàn)場的其它因素，比如可能存在安裝檢修工藝不當(dāng)，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。
現(xiàn)代社會(huì)對電能的依賴性極高，用電密度越大的地區(qū)對電的依賴性越高，因而對供電設(shè)備的可靠性提出了越來越高的要求。做為目前普遍使用的小車式開關(guān)柜由于斷路器與開關(guān)柜之間采用插頭聯(lián)接，當(dāng)小車與開關(guān)柜因制造、運(yùn)輸及安裝不良等都將引起觸頭接觸不良，接觸電阻增大，出現(xiàn)觸頭溫升過高，甚至燒毀停電，這些現(xiàn)象在大電流開關(guān)柜如進(jìn)線柜上尤為突出，且影響極大。電力系統(tǒng)高壓設(shè)備在長期運(yùn)行過程中常出現(xiàn)表面氧化腐蝕、緊固螺栓松動(dòng),觸點(diǎn)和母線排連接處老化等問題,造成設(shè)備過熱甚至出現(xiàn)嚴(yán)重事故.而開關(guān)柜內(nèi)有裸露高壓, 空間封閉狹小,無法進(jìn)行人工巡查測溫,傳統(tǒng)的測溫方式都無法有效地解決這個(gè)問題. 無線測溫系統(tǒng)是將溫度傳感器安裝到開關(guān)柜內(nèi)的帶電接頭觸點(diǎn)上,在線測量該點(diǎn)溫度 后,以無線方式將數(shù)據(jù)上傳,集中顯示,并實(shí)現(xiàn)超溫報(bào)警.還可與電力自動(dòng)化系統(tǒng)連接,用 戶在遠(yuǎn)端監(jiān)視設(shè)備溫度運(yùn)行狀態(tài),系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備溫度異常,自動(dòng)遠(yuǎn)程報(bào)警,以便及時(shí)消 除事故隱患. 為避免此類事故的發(fā)生，開發(fā)一種能即時(shí)監(jiān)測觸頭溫升的裝置顯得非常迫切(國外已有個(gè)別公司開發(fā)了這類產(chǎn)品)。
現(xiàn)有方案的比較
(1)普通測溫
常規(guī)的熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體溫度傳感器等測溫方式，需要金屬導(dǎo)線傳輸信號，
絕緣性能不能保證。
我們的無線測溫系統(tǒng)具有優(yōu)異的絕緣性能，能夠隔離開關(guān)柜的高壓，因此能夠直接安裝到開關(guān)柜內(nèi)的高壓觸點(diǎn)上，準(zhǔn)確測量高壓觸點(diǎn)的運(yùn)行溫度。
(2)紅外測溫
紅外成像儀無法透過柜門測量內(nèi)部設(shè)備，開關(guān)柜運(yùn)行時(shí)必須關(guān)閉柜門，導(dǎo)致紅外方式無法測量。
我們的無線測溫系統(tǒng)溫度傳感器直接安裝到帶電物體的表面，可在封閉的柜體內(nèi)直接測量設(shè)備溫度后，以無線方式傳出。
(3)光纖測溫
光纖式溫度測溫儀采用光纖傳遞信號，其溫度傳感器安裝在帶電物體的表面，測溫儀與溫度傳感器間用光纖連接。光纖具有易折，易斷、不耐高溫。積累灰塵后易使絕緣性降低，且在柜內(nèi)布線難度較大，造價(jià)高。
我們的無線測溫系統(tǒng)沒有復(fù)雜的引線，完全絕緣，造價(jià)低廉。
二、我們的方案的產(chǎn)品組成：
通過無線溫度傳感器的單片微處理器控制將被測設(shè)備溫度由溫度傳感器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過無線發(fā)射接收模塊傳遞至無線溫度顯示儀，通過微處理器將采集到的溫度信息，通過存儲(chǔ)芯片送LCD顯示器顯示，通過485通訊模塊上傳到上位機(jī)，上位管理單元可接入電力自動(dòng)化系統(tǒng)或直接通過GPRS模塊將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至局中心。
三、系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)
傳感器頻率范圍430MHz（免申請）
傳輸距離100m～800m
數(shù)據(jù)速率50Kbps
發(fā)射電流11mA
睡眠電流2μA
工作電壓1.9～3.6V
最大發(fā)射功率+10dm
測量溫度-55℃～+125℃
測量精度±0.5℃
測量時(shí)間間隔可遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，10分鐘到4小時(shí)，在測量時(shí)間間隔內(nèi)溫度超過閥值可主動(dòng)啟動(dòng)發(fā)射上傳
外形尺寸50mm*35mm*34mm
溫度顯示儀頻率范圍430MHz（免申請）
傳輸距離300m
電源220V±10%50Hz（直流可訂制）
485通訊波特率1200bps（其它可訂制）
四、軟件簡介
1．可將采集到的溫度數(shù)據(jù)按所屬變電站、開關(guān)柜以及線路進(jìn)行分別顯示，方便工作人員對每一級的情況進(jìn)行掌控。還可將采集到的溫度數(shù)據(jù)以web的形式發(fā)布，供企業(yè)內(nèi)部參考使用。
2．設(shè)有溫度報(bào)警閥值。如采集到的溫度數(shù)據(jù)高于此報(bào)警閥值，則在客戶端彈出報(bào)警窗口，提示工作人員采取必要措施。也可直接以短信通知相關(guān)人員。
3．具有直接顯示實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)和最高溫度數(shù)據(jù)的功能，也可查詢某個(gè)時(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)，并繪制曲線，以圖形化的方式反映狀態(tài)量的變化情況。整個(gè)軟件簡單明了，直觀方便，并具有電子地圖、時(shí)間跟蹤及打印功能，記錄、備份十分方便。
4．可通過軟件調(diào)節(jié)下位機(jī)和溫度傳感器的溫度報(bào)警閥值和測量時(shí)間。
五、技術(shù)特點(diǎn)分析：
1高壓隔離
實(shí)現(xiàn)高壓設(shè)備在線監(jiān)測，首先要解決高壓隔離問題。一般來說，解決這個(gè)問題有兩個(gè)途徑：一是通過空間隔離，另一是通過光纖隔離。空間隔離，信號可由光傳送或無線電傳送，本文采用紅外光線進(jìn)行信號傳送，它具有隔離徹底、結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠等特點(diǎn)。而通過光纖隔離存在著沿面放電問題，需要有較長的沿面爬電距離。
