• 高壓開關(guān)柜測(cè)溫的兩種主流方案是熒光式光纖測(cè)溫和紅外測(cè)溫，技術(shù)路線不同，適用場(chǎng)景各有側(cè)重
• 熒光式光纖測(cè)溫是接觸式在線監(jiān)測(cè)，直接測(cè)量觸頭和母排的真實(shí)溫度，24小時(shí)持續(xù)采集數(shù)據(jù)
• 紅外測(cè)溫分為手持式巡檢和固定式在線兩種形式，均為非接觸測(cè)量，受柜體遮擋和環(huán)境因素影響較大
• 封閉柜體內(nèi)部的觸頭熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)，熒光式光纖是目前最可靠的技術(shù)方案；戶外開放設(shè)備的快速巡檢，紅外測(cè)溫更具效率優(yōu)勢(shì)

一、高壓開關(guān)柜測(cè)溫的核心難點(diǎn)

高壓開關(guān)柜的溫度監(jiān)測(cè)需求，集中在以下三類位置。

觸頭和動(dòng)靜觸頭接觸面是發(fā)熱最集中的位置。長(zhǎng)期運(yùn)行后接觸電阻增大，電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生大量熱量，是引發(fā)絕緣擊穿和火災(zāi)的主要隱患。

母排連接點(diǎn)和電纜接頭同樣是高發(fā)熱區(qū)域。螺栓松動(dòng)、接觸面氧化都會(huì)導(dǎo)致局部電阻升高，形成熱點(diǎn)。

斷路器和隔離開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)在頻繁動(dòng)作后也會(huì)出現(xiàn)異常發(fā)熱，需要納入監(jiān)測(cè)范圍。

這三類位置的共同特點(diǎn)是：處于封閉金屬柜體內(nèi)部，直接暴露在高壓電場(chǎng)中，對(duì)測(cè)溫方案的絕緣性能和安裝方式提出了嚴(yán)苛要求。

二、熒光式光纖測(cè)溫方案詳解

1. 工作方式

熒光式光纖探頭直接安裝在觸頭、母排和接線端子等發(fā)熱位置，通過(guò)接觸式測(cè)量采集真實(shí)溫度數(shù)據(jù)。探頭為完全絕緣體，不引入任何導(dǎo)電通路，可以直接安裝在帶電體上。主機(jī)部署在柜外，通過(guò)光纖與柜內(nèi)探頭連接，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。

2. 核心優(yōu)勢(shì)

3. 局限性

探頭需要在開關(guān)柜停電檢修期間安裝，帶電情況下無(wú)法安裝。單個(gè)探頭只能監(jiān)測(cè)一個(gè)固定位置，需要合理規(guī)劃布點(diǎn)方案才能覆蓋所有關(guān)鍵熱點(diǎn)。初始安裝成本高于簡(jiǎn)單巡檢方式。

三、紅外測(cè)溫方案詳解

紅外測(cè)溫在高壓開關(guān)柜場(chǎng)合有兩種應(yīng)用形式，性能和適用性差異顯著。

1. 手持式紅外熱成像巡檢

運(yùn)維人員定期持熱成像儀對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行巡檢，通過(guò)柜體縫隙或觀察窗掃描內(nèi)部溫度分布。

這種方式的優(yōu)勢(shì)是靈活方便，無(wú)需改動(dòng)設(shè)備，可以快速覆蓋大量開關(guān)柜。局限性在于每次巡檢只是一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的快照，兩次巡檢之間發(fā)生的溫度異常無(wú)法被捕捉。封閉金屬柜體對(duì)紅外輻射的遮擋，使很多內(nèi)部位置根本無(wú)法被熱成像儀看到。

2. 固定式紅外在線測(cè)溫

在開關(guān)柜內(nèi)部或柜門觀察窗處安裝固定紅外探頭，實(shí)現(xiàn)持續(xù)在線監(jiān)測(cè)。

相比手持巡檢，固定式紅外解決了時(shí)間覆蓋性問(wèn)題。但柜內(nèi)空間有限，固定紅外探頭的安裝位置受到限制，對(duì)于被遮擋的觸頭內(nèi)部，固定紅外同樣無(wú)法實(shí)現(xiàn)直接測(cè)量。此外，柜內(nèi)溫度、濕度變化和金屬反射會(huì)對(duì)紅外測(cè)量精度產(chǎn)生干擾。

四、兩種方案的核心性能對(duì)比

五、不同場(chǎng)合的選型建議

1. 優(yōu)先選擇熒光式光纖測(cè)溫的場(chǎng)合

封閉式高壓開關(guān)柜的觸頭和母排在線監(jiān)測(cè)，是熒光式光纖測(cè)溫最典型的適用場(chǎng)合。觸頭處于封閉金屬腔體內(nèi)，紅外測(cè)溫?zé)o法觸及，只有接觸式傳感器才能獲取真實(shí)溫度數(shù)據(jù)。

重要變電站的核心間隔，對(duì)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的可靠性要求高，不允許因測(cè)量方式的局限性導(dǎo)致漏報(bào)。

需要將測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)接入變電站自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行集中管理的場(chǎng)合，熒光式測(cè)溫主機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)通信接口更便于系統(tǒng)集成。

220kV及以上重要變電站，通常要求關(guān)鍵設(shè)備具備在線測(cè)溫能力，熒光式光纖是滿足這一要求的主流技術(shù)路線。

2. 優(yōu)先選擇紅外測(cè)溫的場(chǎng)合

戶外變電站開放式設(shè)備的定期巡檢，包括戶外隔離開關(guān)、架空線夾和高壓套管等暴露位置，紅外熱成像巡檢效率高，無(wú)需接觸設(shè)備即可完成溫度普查。

預(yù)算有限的小型變電站，暫時(shí)無(wú)法實(shí)施全面在線監(jiān)測(cè)改造，手持紅外巡檢作為過(guò)渡方案可以發(fā)現(xiàn)明顯的熱缺陷。

作為熒光式在線測(cè)溫的補(bǔ)充手段，對(duì)未安裝固定探頭的輔助位置進(jìn)行定期抽查，兩者配合使用覆蓋范圍更全面。

3. 兩種方案組合部署的最優(yōu)策略

單獨(dú)依賴任何一種方案都存在覆蓋盲區(qū)。

熒光式光纖測(cè)溫負(fù)責(zé)觸頭、母排等關(guān)鍵封閉位置的24小時(shí)在線監(jiān)測(cè)，提供精確的熱點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)報(bào)警能力。

紅外熱成像負(fù)責(zé)柜體外表面和戶外暴露設(shè)備的定期巡檢，快速掃描大范圍設(shè)備的整體溫度狀態(tài)。

兩者結(jié)合，既保證關(guān)鍵位置的持續(xù)精確監(jiān)測(cè)，又實(shí)現(xiàn)大范圍設(shè)備的定期全面檢查，是目前高壓變電站溫度監(jiān)測(cè)體系的最優(yōu)配置。

六、高壓開關(guān)柜熒光式光纖測(cè)溫的布點(diǎn)原則

確定選用熒光式光纖測(cè)溫方案后，布點(diǎn)方案的合理性直接決定監(jiān)測(cè)效果。

每相觸頭安裝一個(gè)探頭，覆蓋A、B、C三相，實(shí)現(xiàn)相間溫度對(duì)比監(jiān)測(cè)。三相溫度出現(xiàn)不平衡時(shí)，即可判斷某相觸頭存在接觸異常。

母排連接點(diǎn)和電纜接線端子處各安裝一個(gè)探頭，覆蓋接觸電阻最容易增大的位置。

斷路器操作機(jī)構(gòu)和隔離開關(guān)傳動(dòng)部位，根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)酌情增加探頭，覆蓋機(jī)械摩擦發(fā)熱位置。

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)間隔的開關(guān)柜，通常布置6至12個(gè)探頭，覆蓋全部關(guān)鍵發(fā)熱位置。

七、常見問(wèn)題

Q：開關(guān)柜已經(jīng)安裝了紅外在線測(cè)溫，還需要增加熒光式光纖嗎？

A：取決于紅外探頭的安裝位置是否能直接看到觸頭接觸面。如果紅外探頭只能測(cè)量觸頭腔體外殼的溫度，測(cè)量值與觸頭內(nèi)部真實(shí)溫度之間存在差距，對(duì)于判斷觸頭狀態(tài)的參考價(jià)值有限。在這種情況下，增加熒光式光纖探頭直接監(jiān)測(cè)觸頭溫度，可以顯著提升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。

Q：熒光式光纖探頭安裝在帶電體上會(huì)影響開關(guān)柜的絕緣性能嗎？

A：不會(huì)。熒光式探頭和傳輸光纖均為非導(dǎo)體材料，不構(gòu)成任何導(dǎo)電通路，不改變開關(guān)柜內(nèi)部的電場(chǎng)分布。探頭封裝材料經(jīng)過(guò)絕緣等級(jí)認(rèn)證，與開關(guān)柜內(nèi)部絕緣材料相容，長(zhǎng)期使用不會(huì)釋放有害物質(zhì)或影響絕緣性能。

Q：開關(guān)柜內(nèi)部空間狹小，光纖走線困難怎么辦？

A：熒光式光纖探頭體積小，傳輸光纖直徑通常只有幾毫米，可以沿柜內(nèi)現(xiàn)有走線槽或絕緣支撐件布線。光纖彎曲靈活，對(duì)安裝空間的要求遠(yuǎn)低于金屬傳感器的布線要求。施工前由廠商工程師進(jìn)行柜內(nèi)布線路徑規(guī)劃，可以有效解決空間受限的問(wèn)題。

Q：熒光式探頭安裝后，開關(guān)柜正常操作會(huì)損壞光纖嗎？

A：只要施工時(shí)光纖走線路徑避開開關(guān)柜的活動(dòng)部件和操作機(jī)構(gòu)，正常的分合閘操作不會(huì)損壞光纖。安裝前需由有經(jīng)驗(yàn)的工程師進(jìn)行走線方案設(shè)計(jì)，確保光纖固定牢靠且不干擾設(shè)備正常操作。

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