德國(guó)進(jìn)口BST全系列F60-Device

無(wú)源無(wú)線開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫方式詳解

隨著人們對(duì)供電安全認(rèn)識(shí)的逐步提供，供電相關(guān)部門(mén)與人員對(duì)電氣設(shè)備的管理越來(lái)越重視，高低壓開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫也成了是目前常用的電氣安全監(jiān)測(cè)的*手段。

目前市場(chǎng)上做開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫的廠家越來(lái)越多，用戶對(duì)開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫產(chǎn)品的選擇越來(lái)越成熟、理性，有剛開(kāi)始的簡(jiǎn)單需求（開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫產(chǎn)品只要上來(lái)數(shù)據(jù)就基本符合要求）變成了對(duì)測(cè)溫產(chǎn)品全面系統(tǒng)化要求（后期免維護(hù)性和數(shù)據(jù)可靠性都具備）。于是市場(chǎng)上就衍生出了無(wú)源無(wú)線免維護(hù)測(cè)溫技術(shù)方式。

目前常用的無(wú)源無(wú)線免維護(hù)開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫基本有兩種方式：感應(yīng)供電無(wú)線測(cè)溫和聲表無(wú)線測(cè)溫。

感應(yīng)供電無(wú)線測(cè)溫基本原理就是利用一次回路產(chǎn)生的磁場(chǎng)取電，經(jīng)過(guò)處理后變成持續(xù)為傳感器的供電電源，只要開(kāi)關(guān)柜帶電運(yùn)行，就可以*的有取能來(lái)源，傳感器就可以持續(xù)工作。

聲表無(wú)源無(wú)線測(cè)溫（也叫SAW測(cè)溫），原理是由采集器通過(guò)采集器天線將電磁波信號(hào)發(fā)到傳感器天線；SAW傳感器的接收天線收到電磁波信號(hào)，通過(guò)逆壓電效應(yīng)，在SAW傳感器上產(chǎn)生聲信號(hào)；聲信號(hào)感受壓電晶體熱脹冷縮，把溫度信息調(diào)制到聲信號(hào)中，調(diào)制后的聲信號(hào)經(jīng)過(guò)聲反射柵反射后，通過(guò)壓電效益，轉(zhuǎn)化成電磁波信號(hào)，并且通過(guò)傳感器天線發(fā)送，采集器天線接收返回的電磁波信號(hào)，解調(diào)出溫度信息。

一、產(chǎn)品概述

      ZRDCT102 高壓開(kāi)關(guān)柜智能測(cè)溫操控裝置，就是專(zhuān)為電力設(shè)備智能化而開(kāi)

發(fā)的一個(gè)全新的，具有強(qiáng)大、全面顯示功能的智能測(cè)溫操控裝置，它的推出*

可以替代現(xiàn)有高壓開(kāi)關(guān)裝備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)模擬指示器智能操控裝置；溫濕度控

制器以及各種的電量?jī)x表和所有的在線監(jiān)測(cè)儀表等等。

     高壓開(kāi)關(guān)柜智能測(cè)溫操控裝置采用 TTF 真彩的 LCD 七寸顯示屏，不但可以動(dòng)態(tài)地同步模擬顯示高壓開(kāi)關(guān)的一次接線圖和各種開(kāi)關(guān)動(dòng)作狀態(tài)，還可以顯示各種模擬量、開(kāi)關(guān)量和數(shù)字量的多種信息；特別是可以用模擬顯示的方法形象地顯示各種開(kāi)關(guān)和斷路器機(jī)械位置的信息，還可以用不同的顏色區(qū)分、模擬顯示出在開(kāi)關(guān)動(dòng)作下帶電、不帶電或接地的狀態(tài)。

    ZRDCT102 高壓開(kāi)關(guān)柜智能測(cè)溫操控裝置不再是一個(gè)單一的模擬狀態(tài)指示器或顯示儀表，只要現(xiàn)場(chǎng)總線輸入不同的開(kāi)關(guān)量、數(shù)字量、模擬量，它就會(huì)以強(qiáng)大的變化功能，轉(zhuǎn)換為各種功能的儀表或顯示器。高壓開(kāi)關(guān)柜就不再需要為了增加一種功能儀表就在面板上不斷地增加開(kāi)孔來(lái)安裝各種顯示裝置，所有的儀表都可以用現(xiàn)場(chǎng)總線的方式與 RS485 連接，同時(shí)ZRDCT10 上傳總線可以通過(guò)多種通訊協(xié)議將所有的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)智能化的遠(yuǎn)方監(jiān)控。

    ZRDCT102 高壓開(kāi)關(guān)柜智能測(cè)溫操控裝置還可以存儲(chǔ)大量的各種傳感器發(fā)來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)信息和設(shè)備配置信息，記錄斷路器的分合閘次數(shù)、分合閘時(shí)間，記錄各種事件的發(fā)生時(shí)間，記錄斷路器運(yùn)行時(shí)的觸頭溫度等等。為保障高壓開(kāi)關(guān)安全運(yùn)行或?yàn)?/span>高壓設(shè)備的狀態(tài)檢修提供各種信息和數(shù)據(jù)記錄，ZRDCT10 系列產(chǎn)品，將把開(kāi)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化往前推進(jìn)一大步。

二、ZRDCT102高壓開(kāi)關(guān)柜智能測(cè)溫操控裝置

主要功能及技術(shù)特性

1.用十分清晰美觀的圖形， 動(dòng)態(tài)模擬顯示一次回路的手車(chē)位置、斷路器分、合閘、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀閘及彈簧儲(chǔ)能等等各種機(jī)械動(dòng)作位置，電氣回路的組合狀態(tài)。

2.在一次回路主接線圖中， 用不同的顏色線條變化來(lái)表示電壓等級(jí)和操作結(jié)果引起一次回路的帶電部位變化，如 10kV 高壓帶電用紅色線條表示，高壓斷開(kāi)用綠色線條表示，接地回路用黑色線條表示，使用者可一目了然地

從顯示的一次回路圖形的顏色上區(qū)分開(kāi)關(guān)的動(dòng)態(tài)位置，確定開(kāi)關(guān)柜機(jī)構(gòu)和電氣回路的各種工作狀態(tài)。

3.主機(jī)自帶多個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入口和開(kāi)關(guān)量輸出口， 輸入各操作功能或操作位置的輔助接點(diǎn)信號(hào)，可完成斷路器、刀閘、隔離開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)能等各種開(kāi)關(guān)量接口的動(dòng)態(tài)位置顯示；輸出口根據(jù)需要可完成柜內(nèi)照明、加熱控制等各種操控輸出。在液晶面板上都有動(dòng)作狀態(tài)的色塊和文字（類(lèi)似于光字牌）顯示開(kāi)關(guān)量輸入／輸出的操作結(jié)果。

4.事件記錄和顯示功能； 對(duì)斷路器有十次以內(nèi)的分合閘時(shí)間記錄和總次數(shù)記錄．對(duì)斷路器觸頭在線測(cè)溫有超溫時(shí)間和超溫部位的記錄，并且可擴(kuò)展各種需要查閱的事件記錄。

5.ZRDCT102開(kāi)關(guān)柜智能測(cè)溫操控 產(chǎn)品自帶向下通訊總線接口和向上通訊總線接口，只要在總線接口上掛上不同用途的帶 RS485 總線的變送器和傳感器， 即可將ZRDCT102產(chǎn)品的顯示窗轉(zhuǎn)換成不同的功能儀表的顯示界面，比如可以測(cè)量電流、電壓、功率、諧波、電度等電量?jī)x表以及溫濕度監(jiān)控儀表、觸頭母線溫度等在線監(jiān)測(cè)儀表等。 向上通訊總線可以將各路儀表的數(shù)據(jù)通過(guò)多種標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議上傳到上位機(jī)，組成對(duì)開(kāi)關(guān)柜信息的遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)。

6．ZRDCT102開(kāi)關(guān)柜智能測(cè)溫操控 產(chǎn)品有自動(dòng)人體感應(yīng)功能， 當(dāng)人體走近時(shí)自動(dòng)點(diǎn)亮 LCD 顯示窗，當(dāng)停止操作，人員離開(kāi) 2 分鐘后自動(dòng)關(guān)閉 LCD 顯示，這種動(dòng)態(tài)按需顯示的方式可保證 LCD 彩屏20 年以上的使用壽命．

7．有帶電指示功能，高壓傳感器直接輸入，帶電指示和控制電路無(wú)關(guān)，可以無(wú)源點(diǎn)亮，并可以帶有核相和閉鎖輸出功能，特性符合DC/T538-2006 標(biāo)準(zhǔn)。

8．內(nèi)部精密實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能：可設(shè)定 年、月、日、時(shí)、分。

 高壓開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫 對(duì)國(guó)產(chǎn)JYN、KYN手車(chē)柜和合資廠生產(chǎn)的8BK20開(kāi)關(guān)柜的實(shí)際溫升數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行中開(kāi)關(guān)柜的溫升水平均超過(guò)型式試驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)。然后，從試驗(yàn)條件、金屬膨脹效應(yīng)、緊固螺栓壓力、導(dǎo)體材料電導(dǎo)率等方面進(jìn)一步分析了溫升超標(biāo)的原因。后提出建議，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用和維護(hù)開(kāi)關(guān)柜。

      隨著電網(wǎng)的發(fā)展和設(shè)備技術(shù)的提高，10，35 kV系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜在電網(wǎng)中已大量使用。而開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部過(guò)熱現(xiàn)象已成為開(kāi)關(guān)柜使用中的常見(jiàn)問(wèn)題，由于開(kāi)關(guān)柜體的密閉性，在一些負(fù)荷較重的地區(qū)，存在開(kāi)關(guān)柜的溫升超標(biāo)問(wèn)題。

      開(kāi)關(guān)柜的溫升超標(biāo)，直接影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且，過(guò)熱問(wèn)題是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程，如果不加以控制，過(guò)熱程度會(huì)不斷加劇，并對(duì)絕緣件的性能及設(shè)備壽命產(chǎn)生很大的影響。

      目前，對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)部使用的開(kāi)關(guān)柜，嚴(yán)格遵守設(shè)備采購(gòu)程序及技術(shù)政策，確保入網(wǎng)的開(kāi)關(guān)柜都通過(guò)型式試驗(yàn)，尤其對(duì)溫升的要求比較嚴(yán)格。運(yùn)行中，負(fù)荷通常都不會(huì)達(dá)到開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)滿容量，開(kāi)關(guān)柜的溫升問(wèn)題應(yīng)該不會(huì)很突出，但是實(shí)際情況并不盡然。

1 開(kāi)關(guān)柜實(shí)際溫升數(shù)據(jù)分析

    1.1 國(guó)產(chǎn)JYN手車(chē)柜

        表1為某變電站2臺(tái)同型號(hào)、同參數(shù)的10 kV主變開(kāi)關(guān)柜的實(shí)測(cè)溫升與負(fù)荷關(guān)系的統(tǒng)計(jì)。開(kāi)關(guān)柜為福建某開(kāi)關(guān)廠生產(chǎn)，JYN1-10型。測(cè)試溫度為開(kāi)關(guān)柜箱體的外表溫度。

        數(shù)據(jù)顯示，隨著負(fù)荷的增加，開(kāi)關(guān)柜的溫升迅速加快。當(dāng)負(fù)荷接近1 900 A(約為開(kāi)關(guān)柜額定電流2 500 A的76%)，溫升尤為明顯，大達(dá)47℃，已經(jīng)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求(標(biāo)準(zhǔn)為滿負(fù)荷條件下30℃)，而負(fù)荷較低時(shí)(1 200 A以下)，溫升則不明顯。

    1.2 國(guó)產(chǎn)KYN手車(chē)柜

         表2為某變電站10 kV主變開(kāi)關(guān)柜的實(shí)測(cè)溫升與負(fù)荷關(guān)系的統(tǒng)計(jì)，開(kāi)關(guān)柜為揚(yáng)州某開(kāi)關(guān)廠生產(chǎn)，KYN28-10型，配用VD4斷路器。測(cè)溫前打開(kāi)部分頂蓋，對(duì)開(kāi)關(guān)柜箱體外表溫度及主母排溫度同時(shí)進(jìn)行測(cè)試。

         數(shù)據(jù)表明，母排溫度已經(jīng)達(dá)到100℃，溫升88℃，明顯超標(biāo)(母排溫升標(biāo)準(zhǔn)為65℃)。由于該站溫升問(wèn)題比較突出，制造廠針對(duì)這一情況對(duì)該變電站10 kV開(kāi)關(guān)柜1，2號(hào)母線橋采用新型鋼重新制作，主母線銅排規(guī)格更換為2×TMY120×10(原規(guī)格為2×TMY100×10)，并進(jìn)一步改進(jìn)了通風(fēng)系統(tǒng)。2號(hào)主變開(kāi)關(guān)柜經(jīng)改造后，其實(shí)測(cè)溫度如表3所示。

改造后溫升情況略有好轉(zhuǎn)，但是與該開(kāi)關(guān)柜型式試驗(yàn)提供的溫升數(shù)據(jù)偏差仍然較大。

    1.3 合資廠的手車(chē)柜

        某合資廠開(kāi)關(guān)柜，為上海某開(kāi)關(guān)有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為8BK20，測(cè)試位置為開(kāi)關(guān)柜箱體外表及內(nèi)部母線母排。

        此處，開(kāi)關(guān)柜溫升暫時(shí)沒(méi)有超標(biāo)，但是應(yīng)該注意，此時(shí)負(fù)荷并沒(méi)有達(dá)到額定容量的70%，但是溫升已經(jīng)接近上限。由此可見(jiàn)，合資廠產(chǎn)品雖然溫升情況優(yōu)于國(guó)產(chǎn)設(shè)備，但同樣也存在溫升超標(biāo)情況。

        數(shù)據(jù)證明，運(yùn)行中的開(kāi)關(guān)柜實(shí)際溫升水平通常都要超過(guò)試驗(yàn)室測(cè)出的溫升數(shù)據(jù)。而且，多數(shù)情況下溫升超標(biāo)時(shí)開(kāi)關(guān)柜甚至遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)滿容量。

2 開(kāi)關(guān)柜實(shí)際溫升超標(biāo)原因分析

        開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部實(shí)際溫升情況，尤其是母排連接等部位，通?？偸潜刃褪皆囼?yàn)測(cè)出的數(shù)據(jù)高。主要有以下幾點(diǎn)原因：

       (1) 型式試驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)通常是在試驗(yàn)室完成的，持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，通常不超過(guò)8 h，不具備溫升累積效應(yīng)，不能等同于長(zhǎng)期運(yùn)行并持續(xù)發(fā)熱的設(shè)備。

       (2) 不同金屬的膨脹效應(yīng)不同。鋼制螺栓的金屬膨脹系數(shù)要比銅質(zhì)、鋁質(zhì)母線小得多，尤其是螺栓型設(shè)備接頭，在運(yùn)行中隨著負(fù)荷電流及溫度的變化，其鋁或銅與鐵的膨脹和收縮程度將有差異而產(chǎn)生蠕變，也就是金屬在應(yīng)力的作用下緩慢的塑性變形，蠕變的過(guò)程還與接頭處的溫度有很大的關(guān)系。實(shí)踐證明，當(dāng)接頭處的運(yùn)行工作溫度超過(guò)80℃時(shí)，接頭金屬將因過(guò)熱而膨脹，使接觸表面位置錯(cuò)開(kāi)，形成微小空隙而氧化。當(dāng)負(fù)荷電流減小溫度降低回到原來(lái)接觸位置時(shí)，由于接觸面氧化膜的覆蓋，不可能是原安裝時(shí)金屬間的直接接觸。每次溫度變化的循環(huán)所增加的接觸電阻，將會(huì)使下一次循環(huán)的熱量增加，所增加的溫度又使接頭的工作狀況進(jìn)一步變壞，因而形成惡性循環(huán)。

       (3) 連接部位緊固螺栓壓力不當(dāng)。部分安裝或檢修人員在導(dǎo)體連接上認(rèn)為連接螺栓擰得愈緊愈好，其實(shí)不然。特別是鋁質(zhì)母線，彈性系數(shù)小，當(dāng)螺母的壓力達(dá)到某個(gè)臨界壓力值時(shí)，若材料的強(qiáng)度差，再繼續(xù)增加不當(dāng)?shù)膲毫?，將?huì)造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大，從而影響導(dǎo)體接觸效果。

       (4) 選用的導(dǎo)體材料電導(dǎo)率不滿足要求，多數(shù)屬于導(dǎo)體原材料純度不夠。

       (5) 現(xiàn)場(chǎng)的其它因素，比如可能存在安裝檢修工藝不當(dāng)，如母線在加工、連接、安裝過(guò)程中，對(duì)母線接觸表面處理不到位、不平整、不光滑、沒(méi)有涂電力脂等，導(dǎo)致有效接觸面積減少接觸電阻增大而發(fā)熱。

3 結(jié)束語(yǔ)

        開(kāi)關(guān)柜型式試驗(yàn)中的溫升數(shù)據(jù)，并不能正確反映運(yùn)行中的開(kāi)關(guān)柜實(shí)際溫升水平，特別是長(zhǎng)期運(yùn)行負(fù)荷比較重的開(kāi)關(guān)柜，由于長(zhǎng)時(shí)間溫升的累積效應(yīng)，運(yùn)行中的開(kāi)關(guān)柜實(shí)際溫升水平通常都要超過(guò)試驗(yàn)室測(cè)出的溫升數(shù)據(jù)。部分制造廠對(duì)開(kāi)關(guān)柜實(shí)際運(yùn)行中的溫升水平并沒(méi)有深入地研究，比如大多數(shù)廠家給額定3 150 A的開(kāi)關(guān)柜按照2 500 A的標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)風(fēng)扇，在開(kāi)關(guān)柜經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的高負(fù)荷運(yùn)行后，再采取這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是不合理的，通常是風(fēng)扇沒(méi)有啟動(dòng)，溫升早已超標(biāo)了。

         所以，選用開(kāi)關(guān)柜設(shè)備的時(shí)候，不能盲目相信制造廠的試驗(yàn)室數(shù)據(jù)，在日常運(yùn)行維護(hù)管理中，也不能盲目套用試驗(yàn)室的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，往往也是非常重要的。只有重視實(shí)踐，并不斷針對(duì)實(shí)際情況，分析解決問(wèn)題，才能真正把對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行管理工作做到實(shí)處。

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