一、背景概况

　　1、前言

　　随着我国电力工业的迅速发展，系统容量越来越大，各输配电设备的运行电流也在逐步升高。由于绝大多数的电气设备采用封闭式结构，散热效果差，热积累大，并长期处于高电压、大电流和满负荷运行，其结果造成热量集结加剧，温升直接危害电气设备的电气绝缘。而这些电气设备发热部位的温度无法依靠人工一一实时监测，由此*终酿成各种事故。

　　近年来，在我局已发生几起电气设备过热事故，并造成一定的经济损失。

　　2、历史事件

　　◎2008年4月因高温导致110kV马壕变312间隔出线电缆绝缘损坏严重。

　　◎2007年8月例行试验发现，110kV君山变310、300间隔动静触头因插入不够，导致动、静触头过热烧损。

　　3、原因分析

　　为什么温度会过高?

　　其温升过高的主要原因有：

　　a、动、静触头接触**发热;

　　b、大部分10kV开关柜都为封闭式设计，柜内密封而又狭小的空间不易散热;

　　C、经济的迅猛发展致使少部分老变电站设备容量偏小，大负荷情况下310、320特别容易温度过高。

　　热累积效应造成温度升高、引起电气接点部位材料老化、使接触电阻增大、温度升高，形成一个互相推动的恶性循环，*终导致绝缘下降，以至酿成事故!!!

　　4、解决办法

　　1、接触**：针对动静触头接触**，我们采用的方案：

　　a、更换触头;

　　b、采用导电性更好的纳米导电精;

　　c、加强温升监测。

　　2、通风不畅：针对通风不畅，我们采用的方案：

　　a、增加散热窗(迎风度夏时开启，其他时间关闭);

　　b、增加通风系统;

　　c、加强温升监测。

　　3、容量偏小：针对容量偏小，我们采用的方案：

　　a、更换主开关;

　　b、主开关母排进行改造，增加容量;

　　c、加强温升监测。

　　结论

　　采用上述方案后通过跟踪测试，我们发现10kV设备运行温升过高的问题可以解决，但当前*棘手的问题是用什么方法对其温升进行实时准确的监测。

　　二、现状分析

　　1、感温变色贴

　　是在被测物表面涂一层随温度变化颜色的发光材料(感温变色贴，示温蜡片)，通过观察其颜色变化来大致确定其温度范围，超温后，颜色不仅发生显著改变，而且还有数字显示。

　　这种方法准确度低、可靠性差，不能进行定量测量，而且需要现场观测。

　　2、红外线测试

　　使用红外测温仪测量，红外测温准确度和可靠性受大气测试背景、距离系数、物体辐射率、工作波长、区域范围和瞬时视场角等各种因素的影响，要做到准确测量难度很大，而且由于该方法要求仪器和被测点之间没有障碍物才能准确测量，这样在高压开关柜等特定场合使用不太方便。

　　3、光纤测温

　　光纤测温，使用光纤测温可以做到精度高(*高到±0.05℃)、测温范围宽(高达600℃ 甚至更高)。

　　但是光纤测温在目前来讲有几个不足：

　　1、成本高。

　　2、高低压之间还是有一根光纤连接，在环境恶劣的情况下，必然会影响到爬电距离，造成**隐患。

　　三、研发方案

　　1、高压隔离

　　为了实现监测高压运行设备的温升情况，首先要解决高压隔离问题。一般来说，解决这个问题有两个途径：

　　空间隔离：信号可由光传送(红外线)或无线电传送，具有隔离彻底、结构简单、工作可靠等特点。

　　光纤隔离：光纤隔离存在着沿面放电问题，需要有较长的沿面爬电距离，并且造价较高。

　　而无线电在开放频段内以小功率传输将不受以上限制。我们拟采用该种方式。

　　2、抗干扰措施

　　分析：高压开关柜运行在高电压、大电流的状态，系统事故瞬间还出现强烈的电磁暂态过程，这些都产生强电场、磁场及强电磁干扰，这对于微电子系统及微弱信号处理非常不利。

　　设计方案：测温探头与主机之间采用无线链路通信(433MHz)，基于该无线网络。岳阳电业局与拓普公司共同开发了**技术——KTDMA(开关柜内分时多址复用协议)，良好的解决了集散式多点配合、数据碰撞恢复、传输链路纠错等核心问题，即确保了强电、弱电的可靠隔离，又提供了稳定的通信链路。

　　3、供电方式

　　为消除强电场的影响，温度检测器与测温点处同一电位，考虑到高压隔离，检测器工作电源不能从外部供给，只能由内部产生。

　　在测温探头的供电方式上，进行了大量的方案论证、比选，先后排除了回路CT供电、射频远供等方式，*终敲定了成本合理的小型蓄电池供电，确保6年内免维护运行。

　　4、热稳定性问题

　　由于温度检测器安装在主导电回路上，测量点温度可达120℃　以上，故要求检测器有良好的热稳定性，同时可将测温探头与发射器之间用导线连接，发射器可适当远离高温区，安装在导电回路温度较低处(一般可在80℃左右)，从而降低了发射器耐高温的要求。与此同时选用热稳定性较好的元器件，并在模拟信号通道上合理设置了温度补偿，使整个系统达到较高的热稳定性。

　　5、监控系统软件

　　采用B/S架构，即浏览器和服务器结构，是一次性到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式访问和操作共同的数据。

　　系统中已突破了B/S方式中的实时性障碍。

　　在管理层及操控层各相关人员要使用本系统，无须安装各种应用软件，对应用者而言维护和升级都“不存在”了，需要做的仅是用IE打开网页登陆操作。

　　实时监控页面、报警画面

　　显示组态好的现场接线图及各温度探头的实时数据，供运行人员随时掌握各探头接点的温度状况。

　　同时实时显示各种报警事件，包括由测温装置产生的SOE事件、监控系统设置的超温报警、持续升温报警事件等，并以闪烁、播放报警**等方式提醒运行人员处理。

　　报表查询页面、曲线页面

　　监控系统周期性记录历史的温度数据及各种报警事件，用于分析现场各种温度实际工作情况。

　　报表查询页面可以查阅日报表、月报表、年报表，方便对探头温度长期变化状况进行归纳分析曲线页面以曲线的形式展示温度数据的历史走向，更直观，并提供丰富的曲线操作，方便对历史温度数据的分析。

　　该套系统研制完成后已在岳阳局的马壕变电站、金盆变电站、南津港电站三个110kV站变电站成功试投行，这3个变电站之间相距较远，负荷都比较大，反馈效果良好，具有普遍代表性，此项数字在线监测系统得到业内较高评价和认可。

　　未来展望

　　本项成果直接适用于我国电网的实际运行需求，成果直接适用于我国电网的实际运行需求，因此应用范围特别广阔。相应的软硬件系统功能完善，性能可靠，安装维护方便，操作简单，它在**有着广阔的市场前景。它对确保电网**可靠运行、提高电力部门的生产效益、确保用电**具有重要的实用价值。

　　目前该系统已通过国家电网公司的测试鉴定，产品上市以来已在多个供电局、电厂成功投运，该产品也可置入一次设备配套;数字式温度在线监测系统将**的向市场推广应用，欢迎电力系统各界朋友咨询索取资料，或来电来公司考察。