10KV高压开关柜光纤测温系统

作为电力系统中直接向10kV配电网分配电能的电气设备,10kV高压开关柜长期通过较高的负荷电流有部分高压开关柜甚至长期通过高达4000A的电流如此高的工作电流再加上高压开关柜内部各插头(接头)发生位置偏移动静触头等发生松动用料不良等原因导致的接触不良进而致使电阻增大最终使得10kV高压开关柜内部发热严重在国家相关规范中对于10kV高压开关柜内部温度有明确的规定一旦超过了温度允许值就有可能导致10kV高压开关柜的运行事故。ko ia,采取一种有效的在线测温技术来对10kV高压开关柜内部温度进行准确的在线实时监测是十分有必要的

10KV高压开关柜荧光光纤在线测温的特点

10KV高压开关柜由于设备结构以及运行方面的具体要求其在线测温技术有以下特殊性

非接触式的测温技术难以满足要求

以当前应用较多的XGN型及KYN型开关柜为例其内部包含断路器隔离开关CT以及电缆头等电气元件为避免因积污和受潮引起污闪事故同时也为了避免小动物误人造成短路XGN型开关柜内部的导电部位都进行了绝缘热缩包封即开关柜内部需要进行测温的部位几乎都被绝缘体包裹使得红外测温技术难以发挥作用

测温装置需要进行高压绝缘

10kV高压开关柜正常运行状态下其额定电压为10kV, 测温装置必须装设于测温点的带电设备上而温度信号的接收装置则在开关柜的柜体上或者柜体外这就意味着测温装置与接收装置之间要进行高压隔离同时还不能对开关柜内部电气元件的安全距离造成影响这可以说是开关柜测温技术应用于实践需要解决的首要问题也是影响在线测温技术发展的重要原因

不能影响到开关柜内部原有电气元件的性能

10kv高压开关柜内部很多电气元件都需要根据运行方式来进行相应的分合操作如断路器隔离开关等这就要求在线测温装置的安装与工作不能对开关柜内部原有电气元件的工作性能造成影响

要能适应开关柜内部恶劣的工作环境

由于目前应用的10 kV高压开关柜都为全密封结构开关柜内部通风不佳温度较高;再加上高压开关柜的工作电流都在数千安培又处于变电站这种电磁干扰较为严重的环境中因此要求在线测温技术要具有良好的抗干扰能力能保证测温数据的可靠性

10kV高压开关柜在线测温技术研究现状

红外测温法

作为一种典型的非直接接触测量方法红外测温技术的组成单元包括红外探测仪光学系统信号放大装置以及信号处理显示输出等部分红外探测仪能将人射的红外辐射转换为电信号该电信号经放大及处理后即转变为被测目标的温度值目前红外测温仪现场使用十分方便还具有拍照和自动寻找最高温度点等扩展功能在电力行业应用非常广泛但对于 10 kV开关柜而言由于红外光路会受到开关柜内部元件及绝缘体的遮挡难以准确测量被测元件的温度值也无法对其进行校正因此通用性较差只能用于早期10 kV开关柜温度的监测而不能用于目前广为使用的全封闭式金属开关柜」

无线测温法

无线测温法是一种新型的测温方法它一般由分散式测温装置温度信息接收装置以及数据处理系统3部分组成其中分散式测温装置直接安装于各个测温点而温度信息接收装置的放置地点与开关柜之间要有一定的距离两者之间通过无线传输的方式进行通信从而实现了高压的隔离与绝缘此种方法能够解决红外测温技术在全封闭式金属开关柜中应用的局限性但同时也存在一定的问题最为关键的一点就是分散式测温装置工作稳定性问题由于该装置的电源一般为电流感应式电源其能量大小随电力负荷的变化而改变在电力负荷曲线变化很大的情况下其能量也会有很大幅度的改变这样就会造成测温装置时常出现供电不足的现象

光纤测温法

光纤测温技术作为一种新兴的测温技术具有十分广阔的应用前景其最大特点就是可以对开关柜内部电气元件(如母排动力电缆的接头等部位)进行“零距离"的温度监测由于光纤的特性其既不会受到复杂电磁环境的影响也不会对开关柜内部原有电气元件的特性造成影响具有在高电压强辐射和腐蚀以及强电磁干扰等恶劣环境下不间断连续测温的优异性能这是其他测温技术所无法比拟的因此十分适合10 kV 高压开关柜的温度测量

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