電氣接點溫度在線監測解決方案

楊 偉

（中國石油天然氣股份有限公司塔里木油田，新疆 塔里木 841000）

現在，用電客戶對電力供應的安全性、可靠性、連續性的要求不斷的提高。輸變電網正在朝超高壓、大電流、智能化的方向發展，防患于未然是未來電網裝備原則的基礎。《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》第11.7.2條要求：定期用紅外測溫設備檢查開關設備的接頭部、隔離開關的采電部分（重點部位：觸頭、出線座等），特別是在重負荷或高溫期間加強對運行設備的溫升監測，發現問題應及時采取措施。

1 傳統解決方案

圖1

在電力系統中，從發電廠到送變電設備，以及到終端用戶電器的整個傳輸過程中，都有大量的可變溫度需要檢測、預警。高壓設備連接部位如母線連接點，各種開關、斷路器、主變套管夾、高壓電纜接頭等，由于氣候冷熱變化、材料老化、銹蝕、松動等原因，易造成接觸不良、接觸電阻增大。在大電流通過時，出現接點部位溫度升高，產生過熱現象，引起絕緣老化導致擊穿短路，容易燒壞設備，嚴重的甚至引起一次設備起火爆炸。

對這些溫升故障點的運行狀態進行動態追蹤監測，不僅可以防止、杜絕此類事故的發生，且也可為電力系統安全可靠分析和科學調度提供重要的決策依據。可以提高能源系統的可靠性，保障供電連續性，縮短故障停電時間，并實現設備狀態的實時監控。

目前測溫的傳統解決方法有測溫片、紅外線測溫和光纖測溫等（如圖1～3所示）。

測溫傳統解決方法：

1）變色漆和試溫蠟片

2）紅外測溫產品（見圖2）

圖2

3）光纖測溫產品（見圖3）

圖3

但是這些測溫的傳統解決方法都各有不足之處。

1）如采用變色漆和試溫蠟片，存在的不足是只能測量能夠直視的地方，溫度誤差比較大，無法做到實時在線監控，對歷史數據無法進行及時、有效的分析，因而無法及時發現故障的隱患。

2）如采用紅外測溫產品，存在的不足是只能測量能夠直視的地方，電氣設備內部的一些關鍵接點的溫度無法測量，易受環境、電磁場等干擾導致測溫的不準確，故障多，從而很難實現實時的監測分析及計算機系統集成。

3）如采用光纖測溫產品的不足是通過光纖隔離存在著沿面放電問題，需較長的沿面爬電距離，無法很好的解決高壓隔離問題，且安裝繁瑣。

2 測溫解決方案

為解決以上傳統測溫解決方法的不足，現在最常用的測溫解決方案是電氣接點在線測溫系統。

在線測溫解決方案構架圖如圖4所示。

圖4

該系統通過無線方式傳遞采集點的溫度數據，具有隔離徹底、安全可靠、抗干擾能力強等特點，適合高電壓、大電流接點溫度的在線監測。測溫元件采用熱電偶或數字溫度傳感器，可依據現場溫度測量范圍的要求選擇。小信號的處理采用目前國際上最新的零漂移運放，保證了測量的精度和系統的可靠性。溫度傳感器電源采用高性能鋰電池、在線取電、高性能鋰電池和在線取電混合使用的方式。系統組網方式靈活、可適應不同的應用場合。

該系統的主要技術指標為：電源為AC/DC 85~265V、50Hz；主機工作環境為溫度-10℃~65℃、濕度<95%RH。

熱電偶測溫范圍為戶內高壓開關柜-55℃~125℃，戶外隔離開關、主變套管線夾-50℃~300℃；測溫精度為±2℃； 射頻傳輸距離為戶內20m、戶外300m；溫度采集頻率為每15~20s測試/發送一次；采集模塊電源為高性能鋰電池，使用壽命10年（常溫）；測溫通道24個；通信接口為RS-485，Modbus協議，1200、2400、4800、9600波特率可選。

該系列高壓電氣接點在線測溫裝置廣泛應用于電力、冶煉、化工、水泥、石油、煤炭等行業6KV-35KV的戶內開關柜中，以及升壓站、變電站戶外35kV-220kV-500kV中隔離開關、主變套管線夾。

溫度在線監測應用領域如圖5所示。

該裝置可以時時監測這些接點的溫度，對于過熱提前報警，防患于未然，確保設備安全運行具有重要意義。

圖5