电气接点温度在线监测解决方案

杨 伟

（中国石油天然气股份有限公司塔里木油田，新疆 塔里木 841000）

现在，用电客户对电力供应的安全性、可靠性、连续性的要求不断的提高。输变电网正在朝超高压、大电流、智能化的方向发展，防患于未然是未来电网装备原则的基础。《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》第11.7.2条要求：定期用红外测温设备检查开关设备的接头部、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，发现问题应及时采取措施。

1 传统解决方案

图1

在电力系统中，从发电厂到送变电设备，以及到终端用户电器的整个传输过程中，都有大量的可变温度需要检测、预警。高压设备连接部位如母线连接点，各种开关、断路器、主变套管夹、高压电缆接头等，由于气候冷热变化、材料老化、锈蚀、松动等原因，易造成接触不良、接触电阻增大。在大电流通过时，出现接点部位温度升高，产生过热现象，引起绝缘老化导致击穿短路，容易烧坏设备，严重的甚至引起一次设备起火爆炸。

对这些温升故障点的运行状态进行动态追踪监测，不仅可以防止、杜绝此类事故的发生，且也可为电力系统安全可靠分析和科学调度提供重要的决策依据。可以提高能源系统的可靠性，保障供电连续性，缩短故障停电时间，并实现设备状态的实时监控。

目前测温的传统解决方法有测温片、红外线测温和光纤测温等（如图1～3所示）。

测温传统解决方法：

1）变色漆和试温蜡片

2）红外测温产品（见图2）

图2

3）光纤测温产品（见图3）

图3

但是这些测温的传统解决方法都各有不足之处。

1）如采用变色漆和试温蜡片，存在的不足是只能测量能够直视的地方，温度误差比较大，无法做到实时在线监控，对历史数据无法进行及时、有效的分析，因而无法及时发现故障的隐患。

2）如采用红外测温产品，存在的不足是只能测量能够直视的地方，电气设备内部的一些关键接点的温度无法测量，易受环境、电磁场等干扰导致测温的不准确，故障多，从而很难实现实时的监测分析及计算机系统集成。

3）如采用光纤测温产品的不足是通过光纤隔离存在着沿面放电问题，需较长的沿面爬电距离，无法很好的解决高压隔离问题，且安装繁琐。

2 测温解决方案

为解决以上传统测温解决方法的不足，现在最常用的测温解决方案是电气接点在线测温系统。

在线测温解决方案构架图如图4所示。

图4

该系统通过无线方式传递采集点的温度数据，具有隔离彻底、安全可靠、抗干扰能力强等特点，适合高电压、大电流接点温度的在线监测。测温元件采用热电偶或数字温度传感器，可依据现场温度测量范围的要求选择。小信号的处理采用目前国际上最新的零漂移运放，保证了测量的精度和系统的可靠性。温度传感器电源采用高性能锂电池、在线取电、高性能锂电池和在线取电混合使用的方式。系统组网方式灵活、可适应不同的应用场合。

该系统的主要技术指标为：电源为AC/DC 85~265V、50Hz；主机工作环境为温度-10℃~65℃、湿度<95%RH。

热电偶测温范围为户内高压开关柜-55℃~125℃，户外隔离开关、主变套管线夹-50℃~300℃；测温精度为±2℃； 射频传输距离为户内20m、户外300m；温度采集频率为每15~20s测试/发送一次；采集模块电源为高性能锂电池，使用寿命10年（常温）；测温通道24个；通信接口为RS-485，Modbus协议，1200、2400、4800、9600波特率可选。

该系列高压电气接点在线测温装置广泛应用于电力、冶炼、化工、水泥、石油、煤炭等行业6KV-35KV的户内开关柜中，以及升压站、变电站户外35kV-220kV-500kV中隔离开关、主变套管线夹。

温度在线监测应用领域如图5所示。

该装置可以时时监测这些接点的温度，对于过热提前报警，防患于未然，确保设备安全运行具有重要意义。

图5