摘要：本文介绍了近几年兴起的10KV开关柜多点测温技术原理及应用，分析了多点测温技术的意义及对开关柜保护的影响。
关键词：电力设备、继电保护、多点测温、无线测温。
一、多点测温技术的兴起。
开关设备是输配电系统中的关键设备，一旦发生事故，将会引起局部或较大地区停电，因此这些设备运行一段时间后或运行中必须进行必要的检查和维护。在正常运行时，高压电器导电回路长期通过工作电流产生热能，，使电器材料的温度上升，此时温升一般不会超过规定范围，但导电回路一旦发生接触不良，会使温升超过规定范围，使电器材料的机械强度、物理性能下降，甚至造成电气事故。
随着经济的发展，科技的进步，人们对安全生产的要求越来越高。传统的10KV综保装置可以将发生故障的设备及时切除电源，保护设备以及人身安全。相对于亡羊补牢人们更喜欢防患于未然，配合综保装置，能将设备“状态”及时传送给运行人员，将会更好的保护10KV开关柜。多点测温技术顺时而生，它能测出开关柜触头及电缆的温度，及时将温度信息传送至运行集控室，便于运行人员检查开关柜的温度“状态”及趋势。运行人员根据开关柜触头及电缆温度的变化可以判断开关柜运行的状态是否良好，从而避免了因温度不断升高而引起的设备故障，起到了防患于未然的作用。
二、多点测温技术原理及种类。
手车式开关柜目前在配电系统中普遍使用，在高压断路器手车式开关柜结构中，静触头、动触头是一个主要原件，在动触头与静触头接触时，他们之间有一个接触电阻，如果该接触电阻过大，温升会超过规定值，从而加速动、静触头接触处氧化、弹簧松弛，氧化结果又导致接触电阻增加，这样又促使发热加大，温度增加，甚至引起电弧烧损。多点测温技术就是为了避免此类事故而发明的，其原理大体分为两类。
一是红外辐射的非接触式测温。红外测温是利用所有温度高于绝对零度的物体都会辐射红外能量，并且所辐射红外能量的多少和物体温度的高低成正比这一原理工作的。因为它具有快捷、方便、灵敏度高、非接触性远距离测量、无需使被测设备停运等优点，因此在电力系统故障诊断中得到广泛的应用，为设备检修提供了依据，有效地预防了一些事故的发生，大大提高了设备运行的可靠性。单由于红外线的穿透能力弱，而且不同材料、气温等环境因素对辐射率的影响也大，所以对高压设备的内部等封闭环境的故障无法全部以热橡的形式准确地显示出来，局限性较大，因此这种红外测温技术在开关柜中使用较少。
二是在开关柜触头或者电缆处加装一个温度感应器。温度感应器能实时监控触头或者电缆的温度，并将温度信号传出。根据在温度信号传输途径方式的不同，可以大体分为两类。
一类是光纤测温，分布式光纤测温是采用光脉脉冲中的反斯托克斯光的强度随温度变化而变化的原理设计。这种技术不受电磁干扰，特别适用于高电压、大电流、强磁场噪声、强辐射等恶劣环境中，还具有高灵敏度、高精度、高速度等特点。
还有一种荧光光纤温度传感器技术，也是光纤传递温度信号的一种，是基于稀土荧光物质的材料特性实现的。当某些特种稀土敏感材料在受光激励后，敏感材料中的电子吸收光子从低能级跃迁到激发态高能级，从高能级返回到低能级的辐射跃迁，发出荧光。激励光消除之后的持续荧光发射依赖于激发态的寿命，该发射通常以指数形式衰弱，指数衰弱的时间常数可用于测量激发态的寿命，该寿命称为荧光寿命，荧光寿命的长短取决于温度的高低。应用这种这种方法测温的优点是被测量目标的温度只取决于荧光材料的时间常数特性，与系统的其他变量无关，例如光源强度的变化、传输损耗、光耦合效率等都不影响测量的准确性，因此它具有互换性高、稳定性好、无需标定等优点。
这种测温技术在变压站中的实用案例较多，比如新疆大唐哈密淖毛湖风电场200MW工程升压站，贵州中国电际普安电厂2×660MW新建工程升压站，华能宁夏大坝2×660MW机组工程升压站等。
但是光纤测温系统复杂，光纤会使设备连接线路过多、复杂，光纤线路容易被其他线路占挤、挂断等。第二类温度信号传输技术就是无线式测温技术，随着射频技术、集成电路技术的发展，无线通信功能的实现越来越容易，数据传输速度也越来越快，并且逐渐达到了可以和有线媲美的水平。
无线式温度在线监测预警系统一般由温度传感器、当地数据接收显示单元、工业485集线器、后台远程智能上位机及软件构成。目前电厂10KV配电室的无线测温装置大多集在线温度测量、数据采集、数据分析和控制功能于一体现代化智能设备。
目前温度传感器采集终端主要是两种，一是电池供电，一种是感应取电。电池供电可以有效解决采温终端使用外部电源引起的电气连接影响，使终端独立运行，如果在常温下工作，电池性能较稳定，但是当电池供电的采温终端长期运行在温度较高环境下时，电池性能会大大降低，泄露明显增大，缩短了供电时间，甚至导致整个采温系统无法正常工作，而且电池更换也比较困难，所有电池无法满足采温终端长期稳定、可靠工作要求，目前电厂中电池供电的应用案例也非常少。
CT线圈感应取电利用电磁感应原理，从运行中高压设备上感应取电为采温终端供电。由于高压设备电流变化范围很大，从几十安到几十千安。为保证互感器能提供较为稳定的电源，利用了线圈铁芯磁饱和特性，即选取适当电流互感器铁芯的截面积及铁磁材料的导磁率，使其在小电流流过是能正常励磁，而当大电流通过时，线圈铁芯进入磁饱和状态，使其能向温度采集终端提供较为稳定的工作电源。线圈自身体积小，安装方便，具有较好的绝缘特性，是目前比较理想的供电方式，也是目前电厂10KV配电室使用最多的。山西朔州鲸鱼电厂、内蒙古能源发电投资集团有限公司锡林热电厂等。
无线智能多点测温装置就是无线测温装置的一种，它集在线温度测量、数据采集、数据分析和控制功能与一体的现代化科技产品。目前国内各个智能操控装置生产厂家大部门能制造这种设备，它可以提供通讯接口与计算机系统连接，支持RC485接口MODBUS等通讯协议，通讯波特率可设置，可以选择以太网通讯接口。
不管是有线的光纤测温技术还是无线的表带式测温技术是否能保证设备绝缘性能的前提下，实现触头异常升温的检测报警呢？目前设备厂家的采集终端测温元件使用较多的是环氧树脂外加绝缘护套，传输线路采用无线或者光纤，测温元件与光纤都能达到绝缘要求。而传感器本身不但具有良好的绝缘性还有极强的抗电磁干扰能力，信号准确性极高。
五、多点测温技术的前景。
无源无线测温系统的投入使用，可以对开关柜的温度进行24h不间断的实时监测，将之前的“被动检修”改变成为“主动检修”。可以为检修提供事前的数据准备，及时发送准确的监测数据，节约了人工检测成本。同时对历史数据的保存查看功能，为我们对接点发热状态发展提供了准确科学的依据，为设备的安全运行提供了保障，防止因为电气设备温度过高而造成设备老化或者烧损。另外，该系统提供实时报警功能，可以实现防范于未然，避免不可预估的损失产生，因此多点测温技术在未来电厂10KV开关柜上会有广发的应用前景。
参考文献
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【2】刘全越.高压线路无线测温系统及感应电源的设计。太原理工大学【D】2008.05.01
【3】田野.基于FPGA单总线温度测量在多点测温方向的应用设计.【J】科技咨讯2018.04.13