高压开关柜红外测温辅助装置的研制关

来源：电工技术作者：佚名 2016-08-22 08:41:09

摘要：为了对铭装封闭式开关拒开展红外测温工作，通过试验对现有开关拒进行改进，加装了红外测温辅助装置确保了设备安全可靠运行。

    0 引言
    目前，高压开关柜安装在变电站、发电厂及工业用电大户的高压室，具有开断负荷的作用，是大规模传输电能和保障电网安全的必备设备之一，应用相当广泛。高压开关柜均为封闭状态，由于其内部集合断路器、避雷器、隔离开关、互感器等多种一次设备，因此使得开关室内有较多的开关触头、连接点，而当接头及触头接触不良时，接触电阻增大会产生发热现象，长时间的过热会使绝缘材料劣化，进而引发故障，甚至导致开关柜爆炸。
    红外测温技术是一种非接触测量方法，具有远距离、不接触、实时、快速等特点，在高压电力设备的温度在线监测领域中得到越来越广泛的应用。侧GDW 1168-2013《输变电设备状态检修试验规程》规定，高压开关柜红外测温为一年一次。而大部分10kV、35kV高压开关柜都属于恺装密封式，带一、二类负荷，例行试验周期长（一般为3-6年），且运行时不允许打开前后柜门，导致红外测温仪无法透过开关柜柜门进行内部各连接件和结合部位的红外成像测温工作，难以及时发现设备异常和隐患，无法保证设备的安全、可靠运行。
    为此，本文针对恺装密封式开关柜研制了辅助装置，以便在不影响开关柜正常性能的情况下开展红外测温，保证开关柜经济、可靠、安全运行。

    1 开关柜红外辅助装置的改进
    目前，部分开关柜通过加装推拉窗口可进行柜内的红外测温工作，但窗口不大，导致观测范围较小，从而不能完全掌握开关柜内运行状况。另外，通过开关柜在线测温装置也能实时监测开关柜内的温度，但存在如下问题：安装的测温探头数量有限，不能对开关柜内部所有部件进行测温；装置可靠性不高，不能完全代替带电测试；成本较高，大范围推广有难度。通过调研发现，可开发一种开关柜红外测温辅助装置，能对柜内所有部件进行测温，以有效掌握开关柜内部设备运行状况，保证开关柜可靠运行。
    1.1透视材料的选取
    选用普通玻璃、钢化玻璃、光学玻璃作为可视窗口的制作材料，并进行红外测温试验，试验结果见表1。

    1.2试验结果分析
    经现场试验并查阅资料得知，红外线的波长范围为0．75～100μm，而普通玻璃具有特殊的反射和透过特性，因此红外测温仪不能透过普通玻璃进行测温。由ZnSe或BaF2等材料制作的光学玻璃，波长为12. 5μm时，透过率可达到92%，对红外线具有良好的透过率。
    1.3对光学玻璃进行测试
    对温度约为30、50、60℃的水用光学玻璃分别进行红外测温试验，试验情况如图1、图2所示，测试结果见表2。

    1.4设计可视窗口模型
    在开关柜柜门上开孔，采用选定的光学玻璃制作可视窗口，并将开孔处密封，设计示意图如图3所示。

    测量A、B、C点温度时，红外测温仪、可视窗口、被测物体会呈不同角度，对此进行的红外测温试验分析结果如图4所示。

    通过试验发现，由于材料折射等原因，红外测温仪必须与可视窗口、被测物体在同一轴线上，测量结果才最准确。如果将可视窗口固定在开关柜柜门上，测温时它可能与红外测温仪、被测物体不在同一轴线，会造成测量结果不准确。为此将可视窗口设计成可旋转的形式，设计情况如图5所示。