开关柜温度检测系统.doc

开关柜温度检测系统调查报告
为了解市场上无源无线，有源无线，红外开关柜温度检测系统
的特性与价格 特进行此次调查！以下是此次调查的结果：

1. 高压开关柜实行温度在线监测的必要性：
高压开关柜作为电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来
越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。 随着电网的发展和设备技术的提
高， 10， 35kV 系统开关柜在电网中已大量使用。而开关柜的内部过热现象已成为开关柜使
用中的常见问题， 由于开关柜体的密闭性， 在一些负荷较重的地区，
存在开关柜的温升超标

问题。 开关柜的温升超标，直接影响设备的安全稳定运行，而且，
过热问题是一个不断发展

的过程， 如果不加以控制， 过热程度会不断加剧，
并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的

影响。 目前，对电力系统内部使用的开关柜， 严格遵守设备采购程序及技术政策， 确保入网的开
关柜都通过型式试验， 尤其对温升的要求比较严格。 运行中， 负荷通常都不会达到开关柜的设计
满容量， 开关柜的温升问题应该不会很突出， 但是实际情况并不尽然。 开关柜内部实际温升情
况，尤其是母排连接等部位，通常总是比型式试验测出的数据高。

2. 高压开关柜温度过高的几点原因：
(1) 试验测得数据通常在试验室完成， 持续时间不长， 一般不超过 8h，不具备温升累积效应，不
能等同于长期运行并持续发热的设备。

(2) 不同金属的膨胀效应不同。钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜质、铝质母线小得多，尤其
是螺栓型设备接头， 在运行中随着负荷电流及温度的变化，
其铝或铜与铁的膨胀和收缩程度

将有差异而产生蠕变， 也就是金属在应力的作用下缓慢的塑性变形，
蠕变的过程还与接头处

的温度有很大的关系。实践证明，当接头处的运行工作温度超过 80℃时，接头金属将因过

热而膨胀， 使接触表面位置错开， 形成微小空隙而氧化。 当负荷电流减小温度降低回到原来接触
位置时， 由于接触面氧化膜的覆盖， 不可能是原安装时金属间的直接接触。 每次温度变化的循环
所增加的接触电阻， 将会使下一次循环的热量增加， 所增加的温度又使接头的工作状况进一步变
坏，因而形成恶性循环。

（ 3）连接部位紧固螺栓压力不当。部分安装或检修人员在导体连接上认为连接螺栓拧得愈紧
愈好，其实不然。特别是铝质母线，弹性系数小，当螺母的压力达到某个临界压力值时，

若材料的强度差， 再继续增加不当的压力， 将会造成接触面部分变形隆起， 反而使接触面积减
少，接触电阻增大，从而影响导体接触效果。

(4) 选用的导体材料电导率不满足要求，多数属于导体原材料纯度不够。
(5) 现场的其它因素， 比如可能存在安装检修工艺不当， 如母线在加工、 连接、安装过程中，
对母线接触表面处理不到位、不平整、不光滑、 没有涂专用电力脂等，导致有效接触面积减少
接触电阻增大而发热。
现代社会对电能的依赖性极高，用电密度越大的地区对电的依赖性越高，因而对供电设
备的可靠性提出了越来越高的要求。 做为目前普遍使用的小车式开关柜由于断路器与开关柜
之间采用插头联接， 当小车与开关柜因制造、 运输及安装不良等都将引起触头接触不良， 接
触电阻增大， 出现触头温升过高， 甚至烧毁停电， 这些现象在大电流开关柜如进线柜上尤为
突出， 且影响极大。 电力系统高压设备在长期运行过程中常出现表面氧化腐蚀、
紧固螺栓松

动 , 触点和母线排连接处老化等问题, 造成设备过热甚至出现严重事故 . 而开关柜内有裸露高
压, 空间封闭狭小 , 无法进行人工巡查测温 , 传统的测温方式都无法有效地解决这个问题
.

无线测温系统是将温度传感器安装到开关柜内的带电接头触点上
, 在线测量该点温度 后 , 以
无线方式将数据上传
, 集中显示 , 并实现超温报警 . 还可与电力自动化系统连接 , 用 户在远端
监视设备温度运行状态
, 系统发现设备温度异常 , 自动远程报警 , 以便及时消 除事故隐患 .
为避免此类事故的发生，开发一种能即时监测触头温升的装置显得非常迫切
( 国外已有个别
公司开发了这类产品
) 。
4. 技术特点分析

实时监测高压开关柜内接点的运行温度
, 可确定触点接头处的过热程度 , 当发生超温时 ,
系统就会发出 报警指示。温度传感器被安装到开关柜内的带电触头上 , 测温通信终端负责
收集开关柜内所安装的温度传感探头的温度数据
, 并将所收集的数据通过 MODBUS总线网
络传到上位管理机 , 通过上位计算机中的软件对所 接收到的温度数据进行分析 , 发现超过
警戒的温度或探头故障则即时报警。采用先进的数字化及无线传输技术
,

独特的绝缘性能 ,

使用方便经济。无线传感器内部经过特殊工艺处
理 , 温度参数变化通过无线传输方式到测

温通信终端。 接收到的温度信号准确可靠。 无论是安装、 运行、 维 修都会高度安全、 可靠。不
会对一次设备产生任何干扰和影响。标准化设计 , 可方便扩展与其它系统互连 , 费 用低廉, 安装灵
活。从温度信息采集到数据处理、 显示、通信自成系统 , 可与电力系统综合自动化系统相连接 , 也可
和电力系统的局域网、广域网相连 接, 融入电力自动化综合控制系统。

一、调查对象的优势
北京斯拓高科开关柜无线测温系统， 2.4G Zegbee 技术

ST4000
有 源 无线测温系统的优势

ST4000 无 线 系 统 是 专 门 设 计 用 于 高 压 带 电 体 的 运 行 温 度 监 测 ， 实
现 非 接触 温 度 测 量 。 系 统 包 括 无 线 温 度 传 感 器 和 无 线 接 入 设 备 构 成 。
能 实 现 网 络 化的 温 度 测 量 。

ST4000
技术特点

1. 直 接 序 列 扩 频 （ DSSS）， 抗 干 扰 能 力 更 强 。
3. 温 度 传 感 器 采 用 LTCC 内 置 天 线 ， 体 积 最 小 。
4. 极 低 的 传 感 器 耗 电 ， 电 池 寿 命 ： >5 年 。
5. 高 达 65535 个 无 线 传 感 器 编 址 。
6. 自 动 传 感 器 识 别 ， 无 连 线 ， 安 装 简 便 。
ST4000
开关柜无线测温 系统的技术优势
项 目 RF-sensor无 线 测 温 系 统 其 它 厂 家 产 品
无 线 电 频 率
2.4G 免 申 请 ISM 频 段 。 433M,915M 免 申 请 频 段
采 用 IEEE802.15.4
国 际 通 讯 标 准 ， 标 准

无 线 标 准 厂 家 自 己 设 计 ， 可 靠 性 差 。
经 过 严 格 测 试 ， 可 靠 性 高 。

直 序 扩 频 DSSS 调 制 方 式 ， 同 频 段 设 备 之 载 波 FSK ， 同 频 设 备 易 受 干 扰 ， 主 要
无 线 调 制 方 式 间 不 受 干 扰 ，长 期 运 行 稳 定 ，主 要 应 由 于 用 于 无 线 对 讲 机 、无 限 门 铃 、遥 控 玩
军 事 、 航 天 、 科 学 研 究 和 工 业 领 域 。 具 等 民 用 领 域 。
直 序 扩 频 调 制 方 式 决 定 了 在 密 集 安 装 几 当 传 感 器 点 数 较 多 时 ，通 讯 信 道 会 阻
系 统 测 点 规 模
百 点 的 传 感 器 时 ， 系 统 可 以 稳 定 工 作 。 塞 ， 造 成 系 统 瘫 痪 。

业 内 最 小 的 尺 寸 ：5.6cm x 2.9cm x 1.8cm ，
传 感 器 尺 寸 体 积 较 大 ， 不 好 安 装 。
适 合 开 关 柜 内 的 狭 小 空 间 。

传 感 器 质 量 轻 ，采 用 耐 温 300 度 的 硅 胶 粘
质 量 较 重 ，常 用 金 属 卡 子 安 装 ，可 能

传 感 器 安 装 结 ，外 加 尼 龙 扎 带 捆 扎 。安 装 材 料 无 金 属 使 开 关 柜 内 的 安 全 距 离 不 能 满 足 要
部 分 ， 不 破 坏 高 压 开 关 内 的 安 全 距 离 。 求 。
系 统 采 用 无 线 路 由 技 术 ，可 实 现 多 种 测 量
方 式 ：既 可 采 用 单 台 仪 表 接 入 所 有 的 无 线
系 统 组 网 方 式 只 采 用 一 个 接 收 仪 表
传 感 器 ， 也 可 采 用 多 台 仪 表 构 成 蜂 窝 网

络 ， 以 提 高 系 统 的 可 靠 性 。
采 用 通 信 专 用
DSP 信 号 处 理 器 ， 大 于
无 线 接 入 点 的 监
50MIPS 的 处 理 速 度 ， 保 证 了 能 够 处 理 大
一 般 采 用 单 片 机 和 数 码 管 显 示 。
测 仪 表
量 传 感 器 的 无 线 请 求 ，LCD 显 示 屏 能 够 显

示 更 多 的 信 息 ， 仪 表 既 可 盘 装 又 可 壁 挂 。
测 量 参 数 有 温 度 传 感 器 、湿 度 传 感 器 、露 点 传 感 器 。 只 有 温 度 传 感 器
局 域 网 的 连 接 有 无 线 网 关 ， 不 需 要 计 算 机 。 需 要 计 算 机 才 能 连 接 局 域 网

价格 1000 元