20kV气体绝缘金属关闭开关(GIS)红外在线测温体系规划

l导言

对电力行业来说，加强本身的节能降耗对开展循环经济，热快建造资源节约型社会，促进经济开展含义非常严重。因而，国家在开展1000kV及以上特高电压的一起，也活跃研讨和优化中压电压等级并发震20kV电压等级。

20kV电压与lOkV电压比较，在平等异线截面及电流密度的状况下，在运送相同的电功率时，其合理送电间隔可增加近一倍，线路的经济负荷可增加约四倍。在传送相同的间隔和相同功率的前提下，电能丢失下降50％，电能丢失下降75％，可削减变电站配电出线器路数一半，对负荷密布区域可防止毒线过多带来通道途径等困难。在额外电流与短路电流别离相同的条件下，选用20kV电压比10kV电压可扩展变电站的容镦一倍，在同一区域可使设置降压变电站的数量削减一半。因而，江苏省供电公司在公司体系中压配电网推行20kV电压等级供电，并活跃选用20kV气体绝缘金属关闭开关(GIS)设备，以进一步降损常缆、进步供电才能，应我省经济会和电网开展的新形势，提高配电网的供电才能和适应性，下降配电网损耗和供电本钱，节约土地资源。

220kV气体绝缘金属关闭开关的特色

气体绝缘金属关闭开关(GIS)是将断路器、隔脱离美、接地开关、母线等高压元件会集装在密封的金属箱体中，其内部究以低压力的sR气体作为绝缘介质，使整个高聪体系处于彻底关闭的状况，不受外界环境条件影响。

20kVGIS的技能含量较高，它是将sK绝缘技能、密封技能与空气绝缘的金属关闭开关设备制作技能进行有机结合的产品。SF6是一种无色、无味、无毒、不可燃的惰性气体，具有优异的冷却电弧特性，广泛使用于毫逐电气设备中终为冷却和灭弧介质。20kV GIS运用低压力的SF6气体、固体绝缘材料以及特定的绝缘结构将高压导体、高压元件密封，到达额外绝缘水平的要求；经过密封壳体

预留的插座孔由插接式电缆终端完成进出线，确保电能的安全高效传输；运用真空开断技能对线路的负荷电流、及短路电流进行操控和维护；特别适用于对尺度和时靠性要求较高以及自然条件相对恶劣的场所，如对牢靠性要求离基空间狭小受限制的工矿企或城市地铁变电站等。

3 开发GIS红外在线测温体系的必要性

3．1GIS测温的重要性及现在测温办法所存在的问题

GIS设备触头触摸不良时，因触摸宅阻变大，谯受载电流流过时会发生发热现象。触点、母线过热会引起绝缘老化乃至击穿，获而引发短路，构成黧大事端。因而。检测和监督GIS设备触点、母线和离压电缆接头的温度，对GIS的安全赖运转具有非常重要的含义。据不彻底统计，国内的很多发电公司、电力公司所选用的GIS{均不同程度呈现过关闭母线、隔脱离关、电缆头号部件因为绝缘老化或触摸不良而形成漱度反常改动，从而引发事端的现象。为此，电网公司拟定专门技能规范，要求对GIS设备的过热部像进行温度监测，做到温度越限报警，以保证电力设备的安全出产：秘提裹设备运转的牢靠性。

GIS是全关闭式高压带电设备，发热门处予没备内部不方便棱测。现在首要选用在GIS柜上开监督窗孔，然后运用热像仪或点温仪对设备进行定时巡检的办法。而热像仪或点温义只能反映巡检其时触点的发热状况，不能完成在线实时测温，更不能及时发现温度场的持续性改动，关于及时发现设备危险协助不大。此外，还有经过光纤传导的办法进行温度监测的办法，可是因为该办法需将感温了亡件紧贴在被测物表丽，归于触摸式测温，关于GIS的安全运转无疑会形成必定的危险。

3．2 GIS红外测温体系的特色

（1)红外测温原理

自然界全部温度高于绝对零度的物体都在不断地、自发地辐射出红外线。红外辐射是～种波长在0．76—1000lxm之间的电磁波。红外辐射的物理实质是热辐射，其热效应较可见光强得多，但人的眼睛对红外线不灵敏，所以必须用对红外线灵敏的红外探测仪承受。向外宣布的红外辐射，以光的速度传达能量，辐射能量的巨细及其波长的散布，与它的表面温度有着非常亲近的联系。对予黑体物质而言，辐射的能量彻底决议该物体的温度。物体的温度越高，宣布红外辐射的能量也越大，并且只需温度有细小改动，就可引起辐射能量显着的改动。因而，经过丈量物体本身辐射的红外能璧就可精确测定该物体的表面温度。

（2）本体系功简介及特色

GIS运转时必定伴随着内部温度场的改动，本体系就根据红外线测温原联，将高精度无本来安型红外温度传感器内置于GIS各SF,气室中，实时鉴测气室中各节点温度场改动，并通相应的硬件及软件规划将检测成果反应于变电站归纳自动化体系主控计算机中，据此完成在线监测GIS温度改动，对触点过热等现象做出判别，并可根据温升程度宣布不同等级的警报告诉运转人员采纳不网的办法。

与现在常用的GIS测温办法比较，该体系使用予20kVGIS具有显着的长处：①因为20kVGIS内部结构紧凑，需求测温的触点不多，故本体系只需很少几只红外温度传感器就能完成整台GIS的在线监测，简化了体系结构并大大下降本钱。②选用本安型红外温度传感器。采纳非触摸测温办法，对GIS酶安全运舒举会发生任何影响。③红外传感器抗搅扰才能强，使用于20kV的较低电场中可到达高测温精度，并可简化抗搅扰体系的规划。

4体系的根本结构

本体系由信号收集单元、数据收集单元、数据监测办理单元三部分组成，信号收集单元的最底层是红外温度传感器，在GIS各个气室需求监测的节点上加装相应的红外温度传感器，经过数据线将温度数据上传输数据收集单元；数据收集单元担任将数据汇总，一起将温度数据和报警信号经过RS485总线上传至数据监测办理单冗；数据监测办理体系将数据收集单元传来的信息汇总，并留出通讯口，以便根据据规范协议经过RS485总线将本体系与变电站归纳自动化体系相连。体系的根本组织如图1所乐。

5体系的硬件完成

5．董信号收集单元的硬件完成

选用EXERGEN公司规范型IRt／c红外温度传感器作为终端测温元件，IRt／c系列红外线温度传感器具有高精度，非触摸，无须电源，热电偶信号输出的特色，对CIS的正常运转不会形成晦气影响。

考虑到现场的丈量要求和装置办法，需求确认红外温度传感器的光学参数。红外温度传感器的详细装置图2，方针丈量间隔为10—50cm，方针直径《10cm，应选取的红外传感器视场张角为600，系数(即视场直径与丈量间隔的比值)为5：1。

红外温度传感器所收集的温度信息在其内部转换为温差电势的方式，由其自带的双绞屏蔽电缆输出松枝数据收集单元。因为IRt／c型红外传感器选用超越NEMA4等级的封装技能，故而信号收集单元对电磁搅扰有着很好的反抗效果。