GIS测温

福州华光天锐提供GIS测温-气体绝缘开关装置变电站测温系统.

由于GIS设备具有占地面积小、运行可靠、设备检修维护周期长等优点，近年来在电力系统各电压等级中得到大力应用和推广.

随着GIS设备数量的不断增多以及运行年限的日益增长，各类缺陷逐渐增多，主要表现为发热型缺陷、放电型缺陷和机械型缺陷。发热性缺陷主要包括导电回路接触不良、绝缘整体受潮、老化等引起的发热，是GIS设备的主要缺陷类型，由于发热引起的设备故障近几年屡见不鲜，已造成多起设备停运甚至爆炸等事故，因此加强GIS设备热缺陷的检测与分析具有重要意义随着我国电力工业的大力发展和需求量的不断增长，气体绝缘金属封闭开关（GIS）被广泛应用于电力系统中GIS设备加工工艺严格、技术先进，且绝缘介质为SF6气体，因而具有良好的开断能力且触头烧伤轻微，具有检修周期长、故障率低、维护费用少、占地面积小等优点。正是由于GIS设备的这些突出优点，其在变电站中的应用日益广泛。

当GIS设备触头接触不良时，由于接触电阻变大，在负载电流流过时会产生过热现象。触头、母线过热会引起绝缘老化甚至击穿，从而引发短路，形成重大事故，造成巨大的经济损失据不完全统计，国内的众多发电公司、电力公司所采用的GIS设备均不同程度地出现过封闭母线、隔离开关、电缆头等部件由于绝缘老化或接触不良，造成温度异常变化，从而引发事故的现象因此，实现对GIS设备的在线温度监测，提前发现并消除热故障隐患，对GIS的安全可靠运行具有非常重要的意义。目前，在现场中应用的预防GIS设备触头过热的措施主要有3种：人工观察触头表面颜色GIS设备结构的特点，提出了一种基于红外传感的适用于GIS设备触头温度在线监测的方法，并对影响红外测温精度的因素进行了实验研究。该方法具有较强的实用性，对提高电气设备运行可靠性和电力系统运行可靠性都具有重要的意义

气体绝缘开关装置（gas insulated switch-gear,GIS）以其占地面积小、绝缘性能优良等特点在国内外得到广泛应用。在设备运行过程中，由于开合不到位、导电杆插入深度不足等缺陷引起的 GIS 隔离开关过热性故障时有发生，导致触头烧毁并引发设备闪络，严重威胁了电力系统的安全稳定运行。因此，开展 GIS 隔离开关过热性故障的研究分析具有重要意义。准确获取 GIS 隔离开关触头温升特性以及触头温升与外壳测点温升的对应关系，是开展GIS隔离开关温升监测的重要前提在进行 GIS 隔离开关温升监测时，可在三相触头对应的外壳表面分别设置温度监测点，对隔离开关三相触头的温度进行监测。

气体绝缘开关 GIS（Gas Insulated Switchgear）设备理论上故障率低，但一旦发生故障其后果较普通电气设备更加严重。 2007 年 7 月 12 日，佛山供电局辖区荷城变电站 GIS 母线对地击穿；2010 年 6 月11 日，220 kV 丹桂站 GIS 母线发生三相短路故障，电弧导致母线烧蚀。 造成上述故障的原因在于 GIS母线触头因接触电阻增大产生过高的温升导致母线触头表面熔焊，熔焊产生的金属微粒致使电场畸变，进而引发电弧。 因此，如果能够对 GIS 母线温度进行在线监测，实时监控母线温度及其发展趋势，在母线过热时进行超温预警并组织检修，将有利于降低 GIS母线过热性故障的发生几率，对电力系统的安全运行具有现实意义。目前，GIS 母线温度在线监测主要难度在于传感器性能不能满足实际需要，表现在传感器灵敏度及测温精度不够，不能快速响应 GIS 母线温度变化。常用的非在线监测手段如红外测温方法，主要采用手持式红外热像仪对 GIS 母线温度进行定期检测，其分辨率与测温精度较高，但价格昂贵，测试的 有效性易受到环境等因素的影响，而且难以实现在线监测系统的一体化集成利用光纤光栅作为温度传感元件，设计并研制了 GIS 母线温度在线监测系统，对佛山供电局某 110 kV 变电站室内 GIS 母线各间隔三相母线及其对应环境温度进行实时监测。 与手持式红外热像仪测温结果的对比以及现场试运行情况表明，该 GIS 母线温度在线监测系统具有较高的测温精度及灵敏度，能够实时、有效监测母 线 的 发 热 状况，提高了GIS 的安全运行水平.

近年来随着电力工业的飞速发展，气体绝缘金属封闭组合电器（Gas Insulated Switch-gear，GIS）因其开断能力强、故障率低、安装维护方便、占地空间小等优点，在国内外电力系统中得到了广泛应用。然而GIS设备具备上述优点的同时，因其密封严、体积小、电流大等结构与工况特点，也导致导体损耗发热问题日益突出。尤其当GIS导体触头接触不良时，其接触电阻变大，导体流过负载电流时产生的焦耳热将引发触头过热现象。触头过热会导致GIS设备内部局部温度过高，引起绝缘老化甚至击穿，进而引发重大事故。据不完全统计，国内外众多电力公司所采用的GIS设备，均不同程度地出现过封闭母线、隔离开关、电缆头等部件因绝缘老化或接触不良而造成的温度异常现象及并发事故。因此，实现对GIS设备温度的在线监测，提前发现并消除热故障隐患，对GIS安全可靠运行具有非常重要的意义。目前，针对GIS设备触头过热问题，运行现场主要采用的预防措施有以下三种：人工观察触头表面颜色、定期测量回路电阻和使用红外成像仪对固定监测点定期进行温度监测。前两种均需要停电检修GIS设备，且测量回路电阻的方法无法获知接触不良部位的准确位置，后者红外成像技术的分辨率和精度都难以达到要求。此外，以上使用的监测方法均难以实现对GIS设备温度的持续测量，即不能实现在线监测。行业内目前主要采用红外技术和光栅光纤技术两种方法对电气设备的温度进行在线监测。红外测温方法能够不扰动破坏GIS设备内部的温度场和热平衡，也可以解决了高压隔离和强磁场干扰的问题，但需要在GIS外壳开孔以安装红外温度传感器，且其测量准确度受导体金属表面发射率和SF6气体浓度等因素影响非常大。光纤光栅技术采用光波长作为监测量，具有不受电磁干扰影响、绝缘性能好、体积小、重量轻等优点，目前已广泛应用于变压器、电机、开关柜、架空输电线路、电缆等电力设备，技术较为成熟。将光纤光栅温度传感器应用于GIS导体触头温度监测中，可在不破坏GIS内部电场及温度场情况下，实现对其温度的准确测量，应用前景十分广泛。

将荧光光纤温度传感器应用于GIS母线温度监测中，并设计了相应的在线监测系统，能够有效监测母线温度及其变化趋势，利用监测结果获得母线导体的确切温度。