1.概述

隨著我國(guó)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，變電、用電負(fù)荷逐年增加，高壓開關(guān)的安全穩(wěn)定運(yùn)行及可靠性更為重要。為確保高壓開關(guān)柜的安全穩(wěn)定運(yùn)行，杜絕運(yùn)行中觸頭及母排過(guò)熱所引起的短路、接地所造成的重大電力設(shè)備事故。我公司（原韋安搏電力）研制開發(fā)了XSJ-2000型開關(guān)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它是基于目前*的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)總線技術(shù)，采用了當(dāng)今*的紅外溫度傳感技術(shù)、光纖數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，*設(shè)計(jì)的強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境下運(yùn)行的非接觸式測(cè)溫產(chǎn)品，它克服了高壓開關(guān)柜觸頭排線強(qiáng)電壓、強(qiáng)電磁場(chǎng)、感溫元件無(wú)法安裝的技術(shù)難題，同時(shí)避免了其他任何線（包括光纖）連接的傳感器改變了電氣爬電距離這一缺點(diǎn)，能有效的辨別高壓開關(guān)柜接頭排線的過(guò)熱和短路火災(zāi)事故隱患，同時(shí)檢測(cè)其溫度走向進(jìn)行早期預(yù)判，為電力設(shè)備運(yùn)行提供有效保證。該裝置在電力、冶金等行業(yè)得到了廣泛的推廣及使用，得到廣大用戶的好評(píng)。

2.引起開關(guān)觸頭熔化爆炸原因分析

主要原因是由于高壓開關(guān)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在大負(fù)荷的情況下，開光觸頭接觸不良所造成。另一個(gè)原因是小車開關(guān)滑動(dòng)的位置偏離，使動(dòng)、靜觸頭差偏所至，根據(jù)多起事故分析發(fā)現(xiàn)，從開關(guān)觸頭過(guò)熱到觸頭融化短路事故的發(fā)生，其發(fā)展速度比較緩慢，時(shí)間周期較長(zhǎng)，通過(guò)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)*可以防止，杜絕該類事故地發(fā)生。

二、設(shè)計(jì)方案

XSJ-2000W型紅外開關(guān)溫度監(jiān)測(cè)裝置是基于目前*的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)總線技術(shù)，采用了當(dāng)今*的紅外溫度傳感技術(shù)、光纖數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，*設(shè)計(jì)的強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境下運(yùn)行的非接觸式測(cè)溫產(chǎn)品，它克服了高壓開關(guān)柜觸頭排線強(qiáng)電壓、強(qiáng)電磁場(chǎng)、感溫元件無(wú)法安裝的技術(shù)難題，能有效的辨別高壓開關(guān)柜接頭排線的過(guò)熱和短路火災(zāi)事故隱患，同時(shí)檢測(cè)其溫度走向進(jìn)行早期預(yù)判，為電力設(shè)備運(yùn)行提供有效保證。

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    安裝開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是確保高壓開關(guān)柜的安全穩(wěn)定運(yùn)行，杜絕運(yùn)行中觸頭及母排過(guò)熱所引起的短路、接地所造成的重大電力設(shè)備事故。因此對(duì)于溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具備以下特點(diǎn)：

l        設(shè)備安全：保證安全距離，不能因安裝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而改變電氣設(shè)計(jì)參數(shù)。

l        技術(shù)成熟：應(yīng)選擇技術(shù)*，成熟穩(wěn)定的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

l        安全可靠：應(yīng)保證溫度傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，不影響電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。

    根據(jù)以上所述，光纖測(cè)溫方式改變了電氣設(shè)備的表面爬電距離，光纖護(hù)套內(nèi)纖維吸潮易產(chǎn)生放電通道存在*的事故隱患。而無(wú)線測(cè)溫方式須經(jīng)常更換電池，測(cè)量的準(zhǔn)確性很難保證，無(wú)法適應(yīng)用于用電單位，且無(wú)線電的發(fā)射頻率影響開關(guān)柜的綜合保護(hù)裝置而存在較大的事故隱患。因此*安裝非接觸式紅外測(cè)溫系統(tǒng)。

2.2系統(tǒng)安裝

開關(guān)柜紅外線溫度監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有20面開關(guān)柜，每個(gè)柜有6個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)開關(guān)觸頭溫度。根據(jù)實(shí)際情況系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下：

XSJ—2000H開關(guān)柜紅外線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為雙層總線結(jié)構(gòu)，上層為模塊級(jí)隔離總線，將操作站與采集器連接起來(lái)。每個(gè)采集器帶若干個(gè)溫度傳感器，并設(shè)有信號(hào)中繼器，數(shù)據(jù)通訊采取CRC16和CRC8糾錯(cuò)校驗(yàn)，以保證系統(tǒng)能在惡劣條件下可靠運(yùn)行。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。

                               系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

Ø            每臺(tái)開關(guān)柜有6個(gè)開關(guān)觸頭需要監(jiān)測(cè)溫度，需安裝6支T1002紅外溫度傳感器，這6支紅外溫度傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)傳送到1臺(tái)HCL-Ⅱ數(shù)據(jù)采集器中。

Ø            系統(tǒng)采用總線式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，經(jīng)總線及數(shù)據(jù)采集器個(gè)，將開關(guān)柜觸頭的溫度實(shí)時(shí)傳送給網(wǎng)控的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示。

Ø            系統(tǒng)應(yīng)有電壓隔離功能，嚴(yán)防一次電壓傳入二次造成的電壓反擊事故。系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)行可靠，耐低溫，不誤報(bào)警。

Ø            在主控室安放開關(guān)柜的數(shù)據(jù)采集報(bào)警監(jiān)視系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示開關(guān)柜觸頭及電纜本體的溫度，無(wú)論哪點(diǎn)傳感器報(bào)警，計(jì)算機(jī)都能自動(dòng)準(zhǔn)確地提示出故障性質(zhì)和報(bào)警點(diǎn)位置。

Ø           系統(tǒng)采用24伏直流電源，符合安全規(guī)定，防止人員觸電意外。

2.3 硬件及安裝位置

2.3.1 T1002紅外溫度傳感器

l      測(cè)量范圍：-20 ～ 120℃  

l      精度：±1℃ 

l      環(huán)境溫度：-25℃ ～ 80℃

l      測(cè)量范圍：1:8

l      頭尺寸：￠20×22mm

l      全鋼金屬外殼，抗干擾，防震能力強(qiáng)

安裝在高壓開關(guān)柜的后側(cè)母線室處根據(jù)不同的開關(guān)柜選擇不同的安置位置，原則是安置距離超過(guò)該柜電壓等級(jí)的安全距離。

2.3.2 HCL-Ⅱ數(shù)據(jù)采集器

l      大屏幕液晶顯示實(shí)時(shí)溫度值；

l      同時(shí)測(cè)量6個(gè)溫度值；

l      智能菜單操作；

l      繼電器輸出、485輸出；

l      密碼功能；

l      可與計(jì)算機(jī)通訊

l      工作電壓：AC/DC220V或DC24V（用戶）

l      開孔尺寸：110×110mm

l       安裝在高壓開關(guān)柜的儀表盤上，在儀表盤上開一110×110mm的方孔；如上圖。

2.3.3主機(jī)系統(tǒng)：（預(yù)留可選）

l        主機(jī)：安裝在值班室內(nèi)，能顯示所有傳感器的溫度；

通訊及電源電纜：主機(jī)---所有采集器之間用一對(duì)電源電纜和一對(duì)屏蔽信號(hào)電纜；采集器---傳感器用一四芯信號(hào)屏蔽電纜；

l        報(bào)警歷史記錄

l        溫度歷史記錄

l        溫度值z(mì)ui高的前20個(gè)傳感器

l        溫度分析曲線

l        溫差曲線

l        溫度值查詢

l         尺寸：2000×800×600mm

三.軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)是在Windows 98環(huán)境下利用Visual C++開發(fā)的，具有良好的人機(jī)界面，用戶可利用鼠標(biāo)，通過(guò)菜單操作、對(duì)話框的使用、窗口操作或觸摸屏操作等方式；采用了多線程多進(jìn)程、動(dòng)態(tài)鏈接和異步串行通信等技術(shù),配合硬件完成系統(tǒng)功能要求.可根據(jù)工作現(xiàn)場(chǎng)繪制測(cè)點(diǎn)分布圖，集中控制集中管理，還可保持歷史記錄進(jìn)行分析處理。主要用于主控計(jì)算機(jī)上，要求Windows 95/NT操作系統(tǒng)，OFFICE 97中的Access環(huán)境，586以上計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)主要特點(diǎn)：

l    系統(tǒng)能夠?qū)γ總€(gè)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)精確檢測(cè)，并顯示在監(jiān)視畫面上

l    系統(tǒng)主機(jī)與傳感器的連接采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式

l    系統(tǒng)具有在線故障診斷功能，實(shí)時(shí)顯示每個(gè)傳感器工作狀態(tài)，并對(duì)傳感斷線短路狀態(tài)發(fā)出報(bào)警

²     用戶可對(duì)每個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn)設(shè)定不同的溫度報(bào)警值，并可對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改，如位置、名稱等。

²     任何一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度報(bào)警時(shí)，都能在監(jiān)視畫面上顯示該點(diǎn)位置、數(shù)據(jù)、時(shí)間信息。

²     具有時(shí)時(shí)顯示動(dòng)態(tài)參數(shù)的電子地圖功能。

²     系統(tǒng)能生成各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度實(shí)時(shí)和歷史均勢(shì)圖及統(tǒng)計(jì)報(bào)表，每日的溫度數(shù)據(jù)記錄并生成曲線。

²     數(shù)據(jù)查詢功能，對(duì)某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)查詢。

²     數(shù)據(jù)報(bào)表打印，正常數(shù)據(jù)報(bào)表打印和報(bào)警數(shù)據(jù)報(bào)表打印。系統(tǒng)能接入企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上用戶在不同地點(diǎn)能查閱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息。

²  被測(cè)各點(diǎn)電氣設(shè)備的參數(shù)：開關(guān)柜型號(hào)、開關(guān)型號(hào)、開關(guān)觸電容量材質(zhì)、排線的截面等。各點(diǎn)維修的歷史記錄及維修所需的各種數(shù)據(jù)。

² 系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，通過(guò)單擊即可進(jìn)入相關(guān)功能。