李子秀
天津平高智能电气有限公司，天津 300300
摘要：电力设备是将电能平稳输送到千家万户的基本保证。10kV高压开关柜是整个配电系统中的重要电气设备。配电系统的稳定运行及优良的供电质量，都依赖高压开关柜的可靠性。因此，急需对高压开关柜的优化设计以及日常的正常使用展开系统化和全面化的分析，在不断实践的过程中积累成功的经验，确保可以妥善处理高压开关设备异常状况。
关键词：10kV高压柜；继电器仪表室自动温度；电气设备维护
1高压开关柜仪表室自动温度系统的整体设计
现阶段，社会经济的进步使得人们对供电服务质量的要求越来越高。高压开关柜是配电系统中非常重要的组成部分，具有显著的安全性与经济性，受到了各界的广泛关注。基于此，围绕10kV高压开关柜仪表室自动温度技术的具体应用，介绍10kV高压开关柜仪表室自动温度技术的特点与工作原理，归纳仪表室自动温度技术在10kV高压开关柜中的具体应用。
1.1整体设计
本设计选用KYN型开关柜，其中K指铠装式金属封闭开关设备，Y指移开式结构，N指户内装置。依照该高压开关柜安全运行要求，仪表室自动温度系统的整体设计需考虑系统体积、绝缘性能、可靠性能以及经济成本等方面。因此，这一系统的设计共可分为高压侧发电端、低压侧发电端以及上位机数据处理控制3个部分。设计KYN型开关柜需要6个梅花触头，同时需要提供拉按压数据传输渠道，因此使用CT互感器作为高压侧电源，利用DS18B20温度传感器监测触头的温度。该系统能够精确感应触头温度的变化。
1.2温度传感器的选用
工业场所中使用的温度传感器主要包括热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、热敏电阻温度传感器以及集成温度传感器4种类型。每一种温度传感器都有属于自己的温度测量范围，可以良好适应温度变化的环境。考虑到系统设计的成本与难度，10kV高压开关柜仪表室自动温度系统选用DS18B20温度传感器。这是一种集成式温度传感器，具有价格低廉、使用便捷、测量精确度高、测温电路简单、便于扩展以及占用口线较少等优点。这种集成式的温度传感器能够为高压开关柜的安全运行提供保障。
1.3高低压测信号传输方式选择
为了确保10kV高压开关柜仪表室自动温度系统设计合理，需选择科学实用的无线信号传输方式。常见的无线信号传输方式有蓝牙技术、IEEE802.11、红外技术以及Zigbee技术等。考虑到这些技术的抗干扰性能、功耗以及标准，最终选择蓝牙技术作为10kV高压开关柜仪表室自动温度系统的无线信号传输方式。
1.4高压侧供电方式选择
实用的高压侧电路供电电源需要具备持续不断的供电性、较强的抗干扰能力、稳定的输出以及较小的体积。通过研究激光供电、太阳能供电、电池供电以及CT互感电源供电发现，CT互感器电源供电可以切实满足高压侧电路的要求，同时在使用环境、应用成熟度与结构安全等方面具备较大的使用优点。因此，10kV高压开关柜仪表室自动温度系统选用CT互感器电源作为供电方式。
2高压开关柜温升分析及继电器仪表室自动温度控制系统框架分析
高压设备无源无线温度实时监测系统的预警系统主要由采集设备和软件系统构成。系统使用树状网络式结构。各级变电站中的高压室为第一层，将无源无线温度传感采集设备安装在高压室中的每一个封闭式开关柜内，主要包含6个无源无线温度传感器和1个仪表室自动温度终端机。将6个传感器分别安装在比较容易发热的接触点位置，如出线接头、梅花触头以及进线接头等。终端机安装在开关柜内的低压室中。第二层是变电站。在每个变电站安置1个仪表室自动温度前置机，收集各采集终端机设备的数据后，将数据打包整体经由IP网络输送至巡检中心。第三层是巡检中心。每个巡检中心需要配置1台监控服务器，以显示并处理各变电站内高压设备的温度数据。
如果有必要，各巡检中心还可以把温度信号传输至电力公司的主站服务器。第四层是系统的主站服务。主站服务器可以为后台服务人员提供精确的温度信息，以便工作人员及时做出有效的安排与处理。铠装开关柜电气设备无源仪表室自动温度系统的功能是实时监测温度，以保证预警与报警双重功能设置。同时，这种系统操作简洁且数据显示形象多元，具体功能主要由第三层与第四层实现。它的功能主要包括以下4个方面。第一，24h监测高压开关柜的温度变化，以及时对缺陷故障做出精确判断。第二，保存电气设备的历史温度数值，便于后续的比较与分析。第三，统计分析温度数据，同时绘制相关的数据图表，便于查看。第四，实时监测温度值是否处于高温预警状态。
310kV高压开关柜仪表室自动温度系统的调试应用
3.1系统调试
硬件与软件的调试将对10kV高压开关柜仪表室自动温度系统自身真正发挥功能具有关键性作用。因此，相关人员必须积极重视各功能模块的调试。系统硬件调试的流程是PCB裸板测试、上电操作、源调试以及主芯片硬件调试。系统的软件调试主要包含温度采集调试模块、蓝牙通信调试模块以及LCD显示调试3方面内容。温度采集模块的作用是对比温度数值变化来判别测温程序是否正常运行。蓝牙通信模块的调试主要由两部分组成：一部分是高压侧单独调试，以串口助手为支撑，以验证PC接收到的数据是否正确；另一部分是对高压侧向低压侧输送数据的调试，借助串口助手向PC进行传输以验证其正确性。LCD显示调试需要依照控制时序。10kV高压开关柜仪表室自动温度系统真正投入使用，需要完成硬件与软件的调试。
高压开关柜仪表室自动温度系统硬件调试
调试目标 调试设备 具体操作
加工生产故障 数字万用表 检查PCB版，应用数字万用表短路测试功能
电源接通异常故障 人工观察 观察电源接通后是否存在冒烟与放电等异常杂音
电源输出值 数字万用表，电流发生器，钳流表 通过检查电源输出的纹波进行调试
3.2具体应用
为了精确验证10kV高压开关柜仪表室自动温度系统的有效性，在经常发生高压开关柜发热问题的变电站展开应用。对现场的实际情况进行现场调试、温度初次测量以及初次软件测试后，综合分析其测试结果，评估变电站应用开关柜仪表室自动温度系统的使用效果。结合3个月的数据进行分析，表明设计的10kV高压开关柜仪表室自动温度系统具有有效性和实用性，可妥善解决与处理干扰变电站多年的高压开关柜发热问题。
3.3效益分析
一方面，仪表室自动温度系统可以持久不间断地监测开关柜的温度，及时收集并发送准确的监测数据，以免电气设备由于温度过高而导致电网出现故障。同时，该系统可以提供及时的报警提示，确保工作人员第一时间解决出现的异常问题，以免造成严重损失。另一方面，无源仪表室自动温度系统可以将传统的被动检修转变为主动检修，依次为状态检修准备数据资料，确保电网运行的安全性与可靠性。
4结语
10kV高压开关柜仪表室自动温度技术的使用可以推动我国电力事业的进步。10kV高压开关柜仪表室自动温度系统针对各类高压开关柜事故具有良好的预防效果，因此在变电站的具体项目建设中需要具备坚实的理论知识，以确保10kV高压开关柜安全稳定运行。
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