高压开关柜柜内设备红外测温技术示范研究

李铜，李江波，王书平，郑剑南，宋胜参

（邢台国网供电公司，河北 邢台 054001）

高压开关柜柜内设备红外测温技术示范研究

李铜，李江波，王书平，郑剑南，宋胜参

（邢台国网供电公司，河北 邢台 054001）

重点介绍红外测温技术在高压开关柜示范应用研究现状。阐述项目开展对配电网高压开关柜运行中的状态监测所提供的有效手段，以期降低由于监测不到位造成的事故隐患率。

高压开关柜；红外测温技术；柜内设备

1　实现高压开关柜红外测温技术意义

随着科技进步及工农业的现代化发展，人民生活水平不断提高，用电量大幅上升，对电网供电安全性、可靠性提出了越来越高的要求。高压开关柜在配电网的应用数量急剧增长，而10 kV配电网的高压开关柜由于受到日常运行、外力破坏、重载线路过多等各类因素影响，导致过热故障占比巨大，特别是在每年电网迎峰度夏以及高负荷时段，由于开关柜内触头过热引起的整体损坏现象经常出现。由于10 kV配电网传统的钳形电流表、温度显示片等温度测量方法耗时费力，工作效率不高，红外窗口测温这项新技术的开展就显得非常有必要，不仅有效提升了配电网运行状态检测的有效性与针对性，同时又节省了大量巡视人员劳动力，减少了状态巡视的费用支出，并且能对配电网开关柜、环网柜等各类电气设备的安全运行有效提供安全保障，对整个配电网的安全运营与供电可靠性提升有着重要的意义［1］。

2　高压开关柜红外测温技术内容

在用户越来越强调供电可靠性的今天，及时发现开关柜内过热缺陷并进行处理、避免更大的损害是目前切实可行的重要措施之一。本文论述的高压开关柜红外测温技术创新提出的红外窗口镜片，不仅能够很好地透过红外成像仪所需的红外、紫外和可见光，同时能及时发现过热缺陷。简单迅速、安装方便，可以推广应用到全部10 kV和35 kV开关柜上，具有很强的实用性和推广价值［2］。

本文论述的高压开关柜红外测温技术采用的长波红外窗口的工作波段为0.15～14 μm，现有IRW60、IRW80两种型号，在厚度为0.16 μm时，红外窗口的透过率为95%；在厚度为13 μm时，红外窗口的通过率为93%。

窗口直径：55 mm（IRW60）；75 mm（IRW80）；

镜片直径：60 mm（IRW60）；80 mm（IRW80）；

窗口重量：200 g（IRW60）；250 g（IRW80）。

1）金属环：在红外窗口的测量金属环上配备两个金属安装螺孔，以便安装时金属环与O型密封圈同时紧固在设备外部面板，满足防水等级IP67等级要求。

2）O型密封圈，O型密封圈主要原材料采用防水剂丁晴橡胶，可以有效保障防水性与水密性。

3）保护盖：红外测温窗口的保护盖可以使用磁铁装置进行有效启合，保护盖具备有效的抗冲击性，其抗冲击等级符合IK07等级的NF EN 50102标准。

4）观察窗口，观察窗口的光透射波段可以有效穿透紫外线、各种可见光以及红外线（取决于工作波长）。同时观察窗口可以划分为短波窗口和长波窗口。

长波：长波红外窗口的工作波段为0.15～14 μm，它有IRW60、IRW80两种型号；在0.15 μm时，窗口的透过率为94%；在12.5μm时，窗口的透过率为92%。

3　红外测温技术创新点与关键点

1）通过加装红外测试窗口，实现不开柜门进行红外测温。2）通过对比不同类型开关柜红外测试，找到有利于红外测温的开关柜设计方案。3）通过对不同类型开关柜红外测试窗口安装位置的对比测试找到一个或两个最佳观测点，从而确定每类开关柜红外测试窗口的最佳安装位置。4）确定柜内设备红外测温的周期及测试要点。5）通过对不同类型开关柜的红外测试对比，尝试找到最有利于红外测温的开关柜设计方案。

通过对红外测试窗口的应用和推广，可以实现带电检测柜内刀闸及CT等设备连接点的温度，从而安全、准确地发现以往由于高压开关柜门的阻隔而不能进行红外测温的设备隐患和缺陷。

4　效益分析与结论

“高压开关柜柜内设备红外测温技术”经过三个多月的运行监测，证明红外测温可行性良好。结合迎峰度夏专业特巡、常规周期红外测温，在安装红外窗口的各变电站共进行了三次红外测温，于夏季发现511-4刀闸C相静触头与母线接线排连接处严重过热缺陷一项，及时进行了处理，消除了设备运行隐患，避免了更大损害的发生。

据此进行推算，假设每座变电站每年及时发现3处危急严重过热的缺陷并及时处理，就可节约因严重损害造成的开关更换、CT、刀闸等各项费用约18万元。尤其是在设备保有量数值较大的基础上，此项成果的直接经济效益就会相当可观。

开关柜的改造安装快捷省时，并且改造安装费用极低，投入使用后能实现柜内高压设备的红外监测，降低了由于监测不到位造成的事故隐患的发生。相对电气设备而言，该项目投资非常有限，可节约大量的人力、物力来维护、恢复因无法及时发现柜内过热缺陷带来的设备损坏。可以将有限的检修力量资源集中到需要检修维护的设备上，从整体上提高了设备维护质量水平［3］。

通过该项技术的应用与推广，实现了不打开开关柜柜门情况下对开关柜内设备进行红外测温，消除柜内设备红外测温的盲区，减少了由于监测不到位形成的事故隐患。

［1］刘健，王兆安.配电网故障区域判断和隔离［J］.西安交通大学学报，2000（1）：1-5.

［2］张玉春，杨成峰，周云芳，等.配电系统综合自动化的研究与设计［J］.吉林电力，2008（3）：3-5.

［3］Chun-Lien Su，Jen-Hao Teng. Economic Evaluation of a Distribution Automation Project［J］.IEEE Transactions on Industry Applications 2007，43（6）：6-8.

（编辑：贾娟）

High Voltage Switchgear Cabinet Equipment Lnfrared Temperature Measurement Technique Demonstration

Li Tong，Li Jiangbo，Wang Shuping，Zheng Jiannan，Song Shengcan
（Xingtai State Grid Power Supply Company，Xingtai Hebei 054001）

This paper emphases on the infrared temperature measurement technology in high voltage switch cabinet demonstration application research status.Project on high voltage switch cabinet distribution network running state monitoring provided effective means， in order to decrease the rate of accident hidden danger caused by monitoring does not reach the designated position.

high voltage switchgear； infrared temperature measurement technology； equipment cabinet

TM591

A

2095-0748（2016）15-0039-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.15.16

2016-06-13

李铜（1973—），男，河北邢台人，工程师，高压检查班班长，研究方向：高压检查。