电子行业科创中心系列白皮书④-温升在线感知技术.pdf

据统计因“温升”原因引起的高压开关柜运行故障，占比高压开关柜总故障率的36%。温升故障一般会有一个比较长的发展过程，从局部的温度上升-母线机械强度下降-母线绝缘性能降低-绝缘击穿-短路故障。温升故障的产生涉及多方面的原因：

1)过负荷、短路、谐波等电力系统的原因；

2)散热条件差、灰尘集聚过多、维护操作不当等运行环境的原因；

3)母线螺栓松动、动触头弹簧老化松动、母线材料纯度不够等开关本身的原因。

高压开关柜内的短路故障，可能造成设备局部烧毁，严重的故障可能导致设备全部报废+运维人员人身伤害，给客户带来不可估量的经济损失。如何通过先进IOT技术，实时在线监测高压开关柜内的温升发展趋势，结合大数据和专家算法，在故障发生前，给客户准确可靠的预告警信息，早预防、早维护，对电子行业用户具有重要的应用价值。

2.高压开关柜温升的标准规定

GB/T 11022-2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》第

4.5.2条中，关于温升有明确的要求：

1)动静触头连接处的温升极限为：65K(环境温度不超过40℃/触头表面镀银或者镀镍/触头在空气中);

2)母线连接处的温升极限为：75K(环境温度不超过40℃/母线搭接表面镀银或者镀镍/母线在空气中)。

电子行业中用到的12/24kV空气绝缘高压移开式开关设备，是基于以上极限温升要求设计和生产的，若在高压开关柜实际运行中，温升超过以上极限值，整个开关设备的运行负载能力将大大降低。随着温升的进一步发展，可能导致局部过热，接触点机械强度降低，绝缘强度降低，铜母线变型，产生短路故障，导致设备停机，影响生产。

随着IOT技术的发展，实时监测中压开关柜内温升的技术方案已经落地实施，采用安全可靠的Zigbee无线传输技术和采用感应取电的传感器工作电源技术，极大的保证了数据传输的可靠性，实现了高压开关内的一次、二次回路的完全隔离，保证了整个高压开关柜的安全性和可靠性。

结合高压开关柜长期运行数据的统计和分析，主母线室的母线连接处、动静触头的连接处及电缆室的电缆搭接处，是温升积累最严重的区域，如何实时监测这些连接点的温度发展趋势，对电子行业具有非常大的实际应用价值。

4.电子行业高压开关柜温升在线监测技术方案

4.1测温模块TH110

4.1.1供电方式：一次回路通电后，自动获取能源，不需要外接电源或电池。

4.1.2安装方式：断路器触臂内嵌式设计，外套热缩套管，保证开关设备原有绝缘性不受影响。

4.1.3数据传输方式：

ZigBee节能型无线通信，每60s通过IEEE802.15.4协议传输2.4 GHz信号，ZigBee非接触式无线通讯技术，实现接收单元与高压侧彻底的电气隔离，确保安全。

4.1.4测量精度：±1℃。

4.1.5测量范围：-25~+130°℃。

4.1.6测温点数：12点(主母线室母线连接处3点、动静触头的连接处6点及电缆室的电缆搭接处3点)。