高壓開關柜柜內設備紅外測溫技術示范研究

李銅，李江波，王書平，鄭劍南，宋勝參

（邢臺國網供電公司，河北 邢臺 054001）

高壓開關柜柜內設備紅外測溫技術示范研究

李銅，李江波，王書平，鄭劍南，宋勝參

（邢臺國網供電公司，河北 邢臺 054001）

重點介紹紅外測溫技術在高壓開關柜示范應用研究現狀。闡述項目開展對配電網高壓開關柜運行中的狀態監測所提供的有效手段，以期降低由于監測不到位造成的事故隱患率。

高壓開關柜；紅外測溫技術；柜內設備

1　實現高壓開關柜紅外測溫技術意義

隨著科技進步及工農業的現代化發展，人民生活水平不斷提高，用電量大幅上升，對電網供電安全性、可靠性提出了越來越高的要求。高壓開關柜在配電網的應用數量急劇增長，而10 kV配電網的高壓開關柜由于受到日常運行、外力破壞、重載線路過多等各類因素影響，導致過熱故障占比巨大，特別是在每年電網迎峰度夏以及高負荷時段，由于開關柜內觸頭過熱引起的整體損壞現象經常出現。由于10 kV配電網傳統的鉗形電流表、溫度顯示片等溫度測量方法耗時費力，工作效率不高，紅外窗口測溫這項新技術的開展就顯得非常有必要，不僅有效提升了配電網運行狀態檢測的有效性與針對性，同時又節省了大量巡視人員勞動力，減少了狀態巡視的費用支出，并且能對配電網開關柜、環網柜等各類電氣設備的安全運行有效提供安全保障，對整個配電網的安全運營與供電可靠性提升有著重要的意義［1］。

2　高壓開關柜紅外測溫技術內容

在用戶越來越強調供電可靠性的今天，及時發現開關柜內過熱缺陷并進行處理、避免更大的損害是目前切實可行的重要措施之一。本文論述的高壓開關柜紅外測溫技術創新提出的紅外窗口鏡片，不僅能夠很好地透過紅外成像儀所需的紅外、紫外和可見光，同時能及時發現過熱缺陷。簡單迅速、安裝方便，可以推廣應用到全部10 kV和35 kV開關柜上，具有很強的實用性和推廣價值［2］。

本文論述的高壓開關柜紅外測溫技術采用的長波紅外窗口的工作波段為0.15～14 μm，現有IRW60、IRW80兩種型號，在厚度為0.16 μm時，紅外窗口的透過率為95%；在厚度為13 μm時，紅外窗口的通過率為93%。

窗口直徑：55 mm（IRW60）；75 mm（IRW80）；

鏡片直徑：60 mm（IRW60）；80 mm（IRW80）；

窗口重量：200 g（IRW60）；250 g（IRW80）。

1）金屬環：在紅外窗口的測量金屬環上配備兩個金屬安裝螺孔，以便安裝時金屬環與O型密封圈同時緊固在設備外部面板，滿足防水等級IP67等級要求。

2）O型密封圈，O型密封圈主要原材料采用防水劑丁晴橡膠，可以有效保障防水性與水密性。

3）保護蓋：紅外測溫窗口的保護蓋可以使用磁鐵裝置進行有效啟合，保護蓋具備有效的抗沖擊性，其抗沖擊等級符合IK07等級的NF EN 50102標準。

4）觀察窗口，觀察窗口的光透射波段可以有效穿透紫外線、各種可見光以及紅外線（取決于工作波長）。同時觀察窗口可以劃分為短波窗口和長波窗口。

長波：長波紅外窗口的工作波段為0.15～14 μm，它有IRW60、IRW80兩種型號；在0.15 μm時，窗口的透過率為94%；在12.5μm時，窗口的透過率為92%。

3　紅外測溫技術創新點與關鍵點

1）通過加裝紅外測試窗口，實現不開柜門進行紅外測溫。2）通過對比不同類型開關柜紅外測試，找到有利于紅外測溫的開關柜設計方案。3）通過對不同類型開關柜紅外測試窗口安裝位置的對比測試找到一個或兩個最佳觀測點，從而確定每類開關柜紅外測試窗口的最佳安裝位置。4）確定柜內設備紅外測溫的周期及測試要點。5）通過對不同類型開關柜的紅外測試對比，嘗試找到最有利于紅外測溫的開關柜設計方案。

通過對紅外測試窗口的應用和推廣，可以實現帶電檢測柜內刀閘及CT等設備連接點的溫度，從而安全、準確地發現以往由于高壓開關柜門的阻隔而不能進行紅外測溫的設備隱患和缺陷。

4　效益分析與結論

“高壓開關柜柜內設備紅外測溫技術”經過三個多月的運行監測，證明紅外測溫可行性良好。結合迎峰度夏專業特巡、常規周期紅外測溫，在安裝紅外窗口的各變電站共進行了三次紅外測溫，于夏季發現511-4刀閘C相靜觸頭與母線接線排連接處嚴重過熱缺陷一項，及時進行了處理，消除了設備運行隱患，避免了更大損害的發生。

據此進行推算，假設每座變電站每年及時發現3處危急嚴重過熱的缺陷并及時處理，就可節約因嚴重損害造成的開關更換、CT、刀閘等各項費用約18萬元。尤其是在設備保有量數值較大的基礎上，此項成果的直接經濟效益就會相當可觀。

開關柜的改造安裝快捷省時，并且改造安裝費用極低，投入使用后能實現柜內高壓設備的紅外監測，降低了由于監測不到位造成的事故隱患的發生。相對電氣設備而言，該項目投資非常有限，可節約大量的人力、物力來維護、恢復因無法及時發現柜內過熱缺陷帶來的設備損壞。可以將有限的檢修力量資源集中到需要檢修維護的設備上，從整體上提高了設備維護質量水平［3］。

通過該項技術的應用與推廣，實現了不打開開關柜柜門情況下對開關柜內設備進行紅外測溫，消除柜內設備紅外測溫的盲區，減少了由于監測不到位形成的事故隱患。

［1］劉健，王兆安.配電網故障區域判斷和隔離［J］.西安交通大學學報，2000（1）：1-5.

［2］張玉春，楊成峰，周云芳，等.配電系統綜合自動化的研究與設計［J］.吉林電力，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.

（編輯：賈娟）

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

李銅（1973—），男，河北邢臺人，工程師，高壓檢查班班長，研究方向：高壓檢查。