無線測溫；廣泛應用
電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行是電力系統(tǒng)控制的根本目標和進行電力市場交易的重要保障。隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)向著高電壓、大機組、大容量的迅速發(fā)展，對電力系統(tǒng)供電可靠性的要求越來越高。影響電力系統(tǒng)運行的因素有很多，其中一個重要方面是電氣設備自身的運行問題。由于絕大多數的電氣設備采用封閉式結構，散熱效果差，熱積累大，并長期處于高電壓，大電流和滿負荷的條件下運行，其結果導致熱量集結加劇，如果不對溫升采取有效的監(jiān)測措施，將會危及電氣設備的運行。特別是當電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，強大的電流使電氣設備內部溫升加劇，電氣絕緣遭到嚴重破壞，并使電氣設備壽命縮短，甚至造成電氣設備被燒毀的嚴重事故。據統(tǒng)計，電力系統(tǒng)發(fā)生事故原因中有相當一部分與過熱問題有關，因此電氣設備溫度在線監(jiān)測問題已經成為電力系統(tǒng)中電氣設備運行所急需解決的實際問題，是提高電氣設備可靠性的迫切需要，對保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行具有十分重要的意義。
發(fā)電廠、變電站的高壓開關柜是重要的電氣設備。在設備長期運行過程中，開關柜中的觸點和母線排連接處等部位因老化或接觸電阻過大而發(fā)熱，而這些發(fā)熱部位的溫度無法監(jiān)測，由此終導致火災事故。近年來，在電廠和變電站已發(fā)生多起開關柜過熱事故，造成火災和大面積的停電，解決開關柜過熱問題是杜絕此類事故發(fā)生的關鍵。通過監(jiān)測開關柜內觸點溫度的運行情況，可有效防止開關柜的火災發(fā)生。但由于開關柜內狹小的結構，無法進行人工巡查測溫，因此實現(xiàn)溫度在線監(jiān)測是保證高壓開關柜運行的重要手段。
1 開關柜內接頭發(fā)熱的原因及危害
運行中的電力設備經常發(fā)生接頭發(fā)熱現(xiàn)象，如不及時發(fā)現(xiàn)并處理就會引發(fā)嚴重的生產事故。電網設備中的觸頭和接頭的電網的一個重要隱患。現(xiàn)有統(tǒng)計結果表明，故障主要發(fā)生在如下位置：
1）開關柜中動、靜觸頭故障。開關柜作為一種廣泛運用的電力設備，開關柜是輸配電系統(tǒng)中的重要設備，承擔著開斷和關合電力線路、線路故障保護、監(jiān)測運行電量數據的重要作用。開關設備因高壓斷路器動、靜觸頭接觸不良，加上長期的大電流、觸頭老化等因素易致其接觸電阻增大，從而導致長時間發(fā)熱、觸頭溫升過高甚至發(fā)生高壓柜燒毀故障。
2）電纜接頭故障。隨著運行時間的延長、壓接頭的松動、絕緣老化、以及局部放電、高壓泄漏等，將引起發(fā)熱和溫度的升高，溫度的升高將使這些狀況進一步惡化，這將促使溫度進一步提升，這一惡性循環(huán)的結果就引發(fā)電纜短路放炮，甚至火災。
2 無線測溫技術的優(yōu)勢
近幾年，電力生產中廣泛運用各種先進的溫度測試設備，如紅外測溫、溫度傳感器、光纖測溫等。開關柜無線測溫是基于無線測溫技術開發(fā)的針對開關柜進行測溫的系統(tǒng)，可對開關柜分別為母線排、上下觸頭、電纜接頭等部位溫度進行實時監(jiān)測，方便運維人員及遠程監(jiān)控掌握現(xiàn)場設備運行情況。而無線測溫與上述其他測溫方式相比，均具有一定的優(yōu)勢。
2.1 無線溫度監(jiān)測方法與普通測溫的比較
普通的溫度監(jiān)測方法主要采用熱電偶、熱電阻、半導體溫度傳感器等溫度傳感元件實現(xiàn)的，這些溫度傳感器都需要金屬導線傳輸信號，由于無法保證具有穩(wěn)定的絕緣性能，無法在高壓開關柜內的觸點上使用。無線式溫度監(jiān)測裝置中，傳感器采用無線通訊傳輸溫度信號，具有優(yōu)異的絕緣性能，能夠隔離開關柜的高壓，因此能夠直接安裝到開關柜內的高壓觸點上，準確測量高壓觸點的運行溫度，實現(xiàn)開關柜觸點運行溫度的在線監(jiān)測。
2.2 無線溫度監(jiān)測方法與紅外測溫的比較
無線式溫度監(jiān)測裝置，是采用無線傳遞溫度信號，裝置所帶的測溫傳感器能夠安裝到帶電物體的表面，直接測量帶電物體的溫度，而紅外測溫為非接觸式測溫，易受環(huán)境及周圍的電磁場干擾，需人工操作，無法實現(xiàn)在線測量。開關柜內的空間非常狹小，無法安裝紅外測溫探頭（因為探頭須與被測物體保持一定的距離，并需要正對被測物體的表面）。
2.3 無線溫度監(jiān)測方法與光纖測溫的比較
光纖式溫度測溫儀采用光纖傳遞信號，溫度傳感器安裝在帶電物體的表面，測溫儀與溫度傳感間用光纖連接。光纖具有易折、易斷、不耐高溫的特點，在柜內布線難度較大，而無線式測溫裝置免除了柜內光纖布線。
3 開關柜無線測溫技術的應用與發(fā)展前景
目前，國內外多家公司科研院校已經分別研制出了多種無線溫度在線檢測測量系統(tǒng)。如ABB公司研制的“Safe Guard”裝置，它是一種非接觸型溫度監(jiān)測系統(tǒng)。主要用于配電開關柜中關鍵部位的溫度連續(xù)監(jiān)測，也有監(jiān)測斷路器其它工作狀態(tài)的功能。該裝置采用石英晶體聲表面波元件作為溫度敏感元件，直接粘附在待測點上，由它組成的振蕩回路輸出與溫度有關的頻率信號。整個系統(tǒng)采用全數字化設計以抑制強電磁場干擾，可實現(xiàn)過熱報警，并可用微機聯(lián)網集中監(jiān)測。
無線測溫系統(tǒng)在實際應用中工作可靠、結構簡單、體積小巧、便于安裝又不影響開關柜的結構性能，而且產品的價格易被用戶接受。值得一提的是，無線測溫模塊在結構設計上緊湊小巧，與開關柜配套時，原柜結構無需變動，只需在相應處打上安裝孔即可，不影響原柜各種性能，特別是開關柜的絕緣性能。
智能電網的生產不僅是一個龐大而復雜的系統(tǒng)工程，而且是電力公司乃至全社會改革、發(fā)展和穩(wěn)定的基礎，也是未來我國乃至全世界智能電網發(fā)展的重中之重。國務院于2006年2月發(fā)布的《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》和國家電網于4月19日發(fā)布《國家電網公司綠色發(fā)展白皮書》等一系列重要文件中，智能電網保障已經納入國家重大優(yōu)先發(fā)展和著手實施的主題。電力設備可靠性是超大規(guī)模輸配電和電網保障的重要環(huán)節(jié)，尤其我國正處于經濟快速增長時期，國家電網的電力供電負荷日益增加，在持續(xù)擴大供電同時給電網電器設備帶來一系列的問題。為盡可能的避免各類電力事故，電力設備運營的任務迫在眉睫。智能電網末端大多為35kV與10kV開關柜，因此開關柜能夠正常運行便成為重中之重。電網溫度監(jiān)測是我國智能電網目前面臨的巨大挑戰(zhàn)，因此有理由相信開關柜無線測溫技術在今后勢必會更大范圍的推廣和應用，為電力系統(tǒng)的運行作出更大的貢獻。