作為電力系統(tǒng)中直接向10kV配電網(wǎng)分配電能的電氣設(shè)備，10kV高壓開關(guān)柜長期通過較高的負(fù)荷電流，有部分高壓開關(guān)柜甚至長期通過高達(dá)4000A的電流。如此高的工作電流，再加上高壓開關(guān)柜內(nèi)部各插頭(接頭)發(fā)生位置偏移、動靜觸頭等發(fā)生松動、用料不良等原因?qū)е碌慕佑|不良進(jìn)而致使電阻增大，最終使得10kV高壓開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)熱嚴(yán)重。在國家相關(guān)規(guī)范中，對于10kV高壓開關(guān)柜內(nèi)部溫度有明確的規(guī)定，一旦超過了溫度允許值，就有可能導(dǎo)致10kV高壓開關(guān)柜的運(yùn)行事故。因此，采取一種有效的在線測溫技術(shù)來對10kV高壓開關(guān)柜內(nèi)部溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的在線實時監(jiān)測，是十分有必要的。

10KV高壓開關(guān)柜熒光光纖在線測溫的特點

10KV高壓開關(guān)柜由于設(shè)備結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行方面的具體要求，其在線測溫技術(shù)有以下特殊性：

非接觸式的測溫技術(shù)難以滿足要求

以當(dāng)前應(yīng)用較多的XGN型及KYN型開關(guān)柜為例，其內(nèi)部包含斷路器、隔離開關(guān)、CT以及電纜頭等電氣元件。為避免因積污和受潮引起污閃事故，同時也為了避免小動物誤人造成短路，XGN型開關(guān)柜內(nèi)部的導(dǎo)電部位都進(jìn)行了絕緣熱縮包封，即開關(guān)柜內(nèi)部需要進(jìn)行測溫的部位幾乎都被絕緣體包裹，使得紅外測溫技術(shù)難以發(fā)揮作用。

測溫裝置需要進(jìn)行高壓絕緣

10kV高壓開關(guān)柜正常運(yùn)行狀態(tài)下，其額定電壓為10kV, 測溫裝置必須裝設(shè)于測溫點的帶電設(shè)備上，而溫度信號的接收裝置則在開關(guān)柜的柜體上或者柜體外，這就意味著測溫裝置與接收裝置之間要進(jìn)行高壓隔離，同時還不能對開關(guān)柜內(nèi)部電氣元件的安全距離造成影響。這可以說是開關(guān)柜測溫技術(shù)應(yīng)用于實踐需要解決的首要問題，也是影響在線測溫技術(shù)發(fā)展的重要原因。

不能影響到開關(guān)柜內(nèi)部原有電氣元件的性能

10kv高壓開關(guān)柜內(nèi)部很多電氣元件都需要根據(jù)運(yùn)行方式來進(jìn)行相應(yīng)的分合操作，如斷路器、隔離開關(guān)等。這就要求在線測溫裝置的安裝與工作不能對開關(guān)柜內(nèi)部原有電氣元件的工作性能造成影響。

要能適應(yīng)開關(guān)柜內(nèi)部惡劣的工作環(huán)境

由于目前應(yīng)用的10 kV高壓開關(guān)柜都為全密封結(jié)構(gòu)，開關(guān)柜內(nèi)部通風(fēng)不佳，溫度較高;再加上高壓開關(guān)柜的工作電流都在數(shù)千安培，又處于變電站這種電磁干擾較為嚴(yán)重的環(huán)境中，因此要求在線測溫技術(shù)要具有良好的抗干擾能力，能保證測溫數(shù)據(jù)的可靠性。

10kV高壓開關(guān)柜在線測溫技術(shù)研究現(xiàn)狀

紅外測溫法

作為一種典型的非直接接觸測量方法，紅外測溫技術(shù)的組成單元包括紅外探測儀、光學(xué)系統(tǒng)、信號放大裝置以及信號處理、顯示輸出等部分。紅外探測儀能將人射的紅外輻射轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號經(jīng)放大及處理后，即轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。目前紅外測溫儀現(xiàn)場使用十分方便，還具有拍照和自動尋找最高溫度點等擴(kuò)展功能，在電力行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。但對于 10 kV開關(guān)柜而言，由于紅外光路會受到開關(guān)柜內(nèi)部元件及絕緣體的遮擋，難以準(zhǔn)確測量被測元件的溫度值，也無法對其進(jìn)行校正，因此通用性較差，只能用于早期10 kV開關(guān)柜溫度的監(jiān)測，而不能用于目前廣為使用的全封閉式金屬開關(guān)柜」。

無線測溫法

無線測溫法是一種新型的測溫方法，它一般由分散式測溫裝置、溫度信息接收裝置以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3部分組成。其中，分散式測溫裝置直接安裝于各個測溫點，而溫度信息接收裝置的放置地點與開關(guān)柜之間要有一定的距離，兩者之間通過無線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行通信，從而實現(xiàn)了高壓的隔離與絕緣。此種方法能夠解決紅外測溫技術(shù)在全封閉式金屬開關(guān)柜中應(yīng)用的局限性，但同時也存在一定的問題。最為關(guān)鍵的一點就是分散式測溫裝置工作穩(wěn)定性問題，由于該裝置的電源一般為電流感應(yīng)式電源，其能量大小隨電力負(fù)荷的變化而改變，在電力負(fù)荷曲線變化很大的情況下，其能量也會有很大幅度的改變，這樣就會造成測溫裝置時常出現(xiàn)供電不足的現(xiàn)象。

光纖測溫法

光纖測溫技術(shù)作為一種新興的測溫技術(shù)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。其最大特點就是可以對開關(guān)柜內(nèi)部電氣元件(如母排、動力電纜的接頭等部位)進(jìn)行“零距離"的溫度監(jiān)測。由于光纖的特性，其既不會受到復(fù)雜電磁環(huán)境的影響，也不會對開關(guān)柜內(nèi)部原有電氣元件的特性造成影響，具有在高電壓、強(qiáng)輻射和腐蝕以及強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下不間斷連續(xù)測溫的優(yōu)異性能，這是其他測溫技術(shù)所無法比擬的，因此十分適合10 kV 高壓開關(guān)柜的溫度測量。