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摘要：在电力系统运行中，高压开关设备是重要的控制和保护设备，可以排除电力设备故障、确保电网稳定运行，有着十分重要的意义。在发电厂、变电站和输配电线路等领域中，10kv高压开关设备有着广泛应用，可以根据电网运行需要投入或退出部分电力设备、线路的运行，也可在设备和线路故障情况下快速从电网中将故障部分切除，以避免影响到无故障部分，保障设备运行正常、确保维修人员安全。因此在运行中，要做好对10kv高压开关设备的在线测温，避免温度超出合理范围等引发故障。文章阐述了10kV高压开关设备在线测温的意义、特点以及具体要求，在此基础上分析相关测温技术和措施，为在线测温发展提供借鉴。
关键词：10kV高压开关设备；在线测温；意义；要求；测温技术
在配电网中，10kv是一个常见电压等级，较高的电压等级利于线路传输中电能损耗的减少。在电力系统中，高压开关设备为重要组成部分，对系统运行安全性、稳定性的影响较大。如果高压开关设备出现故障，会引发停电事故，影响到电力系统可靠性。在高压开关设备中，需加大对10kv高压开关设备的关注，其数量多、故障率高，容易引发多方面故障。因此，对其在线测温技术加大研究力度是非常必要的。
1.10kV高压开关设备在线测温意义和要求
1.1在线测温意义
高压开关设备出现故障会造成较大经济损失，在其故障中温度过高故障占比达到60％左右，缺乏有效的在线监控手段下，故障频频发生、运行效率大大降低。很多企业在高压开关设备维护管理中，在线测温力度不足，很多情况是故障发生才排除、解决故障的，事前预防不到位。
1.2在线测温要求
10kv高压开关设备的结构、运行要求比较特殊，其在线测温一般有以下几方面要求：
传统高压开关设备中，为避免积污、受潮导致污闪事故，因此会使用热缩管包封母线，常采用接触式测温方式。
测温装置需实行高压绝缘。在正常运行中，10kv高压开关设备额定电压为10kv，安装测温装置中需要在其与接收装置间设置好隔离措施，如果高压绝缘措施不当，会导致测温装置、温度信号接受装置间处于高压状态，加大危险事故几率。实际测温中，衡量测温技术的一项重要标准就是测温装置的高压绝缘措施，这也是顺利开展测温工作的重要前提。
要避免影响到开关柜中原有电气元件性能。高压开关设备元件需安置在合适位置，且与元件保持安全距离，此情况下才能确保其作用得以发挥。在测温装置、温度信号接受装置间需设置好隔离措施，此过程中容易改变开关柜中元器件间距离，从而降低电气元件性能，不利于电力系统的良好运行。因此在安装测温装置过程中，要注意减少避免对元件器的移动，减少不利影响。
需适应开关柜中恶劣的作业环境。通常情况下，10kv高压开关设备是密闭的，开关柜内部通风条件差、温度高，且由于处于电流密集、电磁信号强的环境中，因此在电流、电磁影响下，测温装置的测温数据准确性会降低。所以，选择测温装置与技术时，对高压开关设备温度和电流情况要有充分考虑，减少不良影响，降低测温数据误差[1]。
2.10kV高压开关设备在线测温系统方案
2.1无线测温技术原理
在高压开关设备运行中，可以发出温度信号，通过安装的温度传感器接收到这些温度信号，之后传感器可以以无线、有线方式传输这些温度数据，连接温度传输系统与通信终端，即可分析高压开关温度。通过温度分析报警系统、高压开关温度监测人员间联系，工作人员可以监测、处理高压开关温度[5]。
2.2设计在线测温系统
设计高压开关设备在线测温系统过程中，要在系统最底层设置温度传感器，故障多发点安装经过标定的光纤光栅温度传感器，使其连接耦合器。光纤光栅传感器连接多路开关，并通过多路开关连接到主机，及时向系统传送温度数据。设置在线测温系统，要设置好高压绝缘，可以达到对高压设备内电磁、电流的抗干扰要求。
3.10kV高压开关设备在线测温技术
3.1红外测温法
在直接接触测量中，红外测温法是具有代表性的测温方法。该测温方法依据黑辐射原理，黑体是理想的辐射体可以在相同温度下散发统一的电磁波谱，与黑体形状、成分无关。与物体表面温度联系密切的因素，一是物体自身红外辐射能量，二是波长的分布，通过对物体自身辐射红外能量测量，可以得到其表面温度。当前使用的红外测温仪，其基本组成为光学系、红外探测器、信号放大器和处理现实部分等，红外探测器使其核心部分，可以转化入射红外辐射为可测量的电信号形式，经放大器、信号处理器依据其内部算法计算、校正，可以转变为被测目标温度值，并将其显示在光学系统。
3.2光纤测温法
在光纤通讯、集成光学技术发展中，光纤传感技术引起人们关注，不同于传统的传感技术，光纤传感器的优点是其自身物理特性。由于光纤传感器光纤质轻径细的特点，且具有良好的抗电磁干扰、抗腐蚀、耐高温特性，其信号衰减小、信息传感与传输集于一体，能够解决传统技术无法解决的测量问题。首先光纤自身的绝缘性好，可以将电力系统与测量设备间高压隔离开，避免测温装置引发安全问题。同时将光纤作为传输和传感信号载体，可以解决电力系统环境中数据传输存在的电磁干扰较强的问题，获得更加准确的测量结果。其次，光纤的直径小、重量轻，且具有较高挠曲性，可以检测到常规传感器难以检测到的部位，因此在电力系统测温中光纤传感器应用受到关注，可以在高压开关设备测温中作为主要测量手段[3]。
3.3无线测温法
无线测温法进一步改进了接触式测温法，可以隔离测温设备与电力系统间高低压。无线测温系统组成包括分布式测温点、数据接受器和后台处理系统。在需要测温的地方安装好分布式测温点，距离开关柜合适距离设置数据接受器，分布式测温点与数据接收器间通过无线通讯方式实现数据传输，从而隔离高压、采集数据，解决红外测温法监测中不易检测高压开关柜内触点运行温度的难题。虽然无线测温法解决了测温装置安全问题，但实际使用中存在不少问题，特别是开关触头位置测温装置稳定性。实际使用中，该模块使用从电力线获取的电流感应式电源运行，但电源获取能量大小受电力线负荷大小影响，会产生较大的变化，因此模块供电不足问题比较常见。如果采用电池、减少测温装置功耗等措施，还需考虑到需定期更换装置电池的问题，同时过小的无线发功率会引发电磁干扰，导致数据传输失误。在装置电池更换中，高压开关柜供电停止，无法满足实际持续运行的工作要求。
三种在线测温技术各有优势与不足，具体其对比可以参考表1所示，可作为合理选择应用测温技术的参考。
表1 在线测温技术对比
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结束语
在10kv高压开关设备高温故障下，如果无法及时处理会造成严重经济损失，因此需采用在线测温技术实时获取其易发热点温度参数，温度监测人员获得正确决策依据，有利于进一步保障电力系统安全性。
参考文献
[1]冯亦佳,张治忠.10kV高压开关柜电气设备在线测温系统应用研究[J].现代信息科技,2019,3(15):179-180+182.
[2]朱黎.10kV高压开关设备的在线测温剖析[J].科学技术创新,2018(34):166-167.
[3]张晓东.10kV高压开关设备的在线测温技术探析[J].科技风,2014(18):89.