一种电力开关柜静触头温度监测方法与流程

本发明涉及电力开关柜电磁场技术领域，具体涉及一种电力开关柜静触头温度监测方法。

背景技术：

随着电力设备的更新换代，目前大部分的电厂、变电站采用开关柜的送电方式，由于开关柜在运行中不能打开，因此无法测量运行中的开关柜内的高压静触头的实际温度与电流信息。开关柜长期运行在复杂的环境下，其内部的高压静触头易松动、氧化，在超负荷运行、安装不良等情况下，其接触面电阻会逐渐变大，在负荷电流流过时，高压静触头温度会升高、甚至烧毁，造成大面积停电，有很大的安全隐患，所以对开关柜内的高压静触头进行实时监测降温与电流信息是及其重要的。但是现有的高压静触头测温装置存在着：操作复杂，安全性差，测量不够准确、快捷，无法实时获得测量数据，测量类型单一，只能用于测量温度信息等问题。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决 方案。例如，中国专利文献公开了一种高压开关触头测温装置 [ 申请号 ：201220002375.8]， 包括套装在高压开关静触头支臂上的电流互感器，电流互感器的外壳上安装有由电流互感 器供电的无线发射模块，支臂上还设有测温孔，测温孔内插装有与无线发射模块输入端电 连接的温度传感器，还包括能接收无线发射模块发出信号的无线接收模块，无线接收模块 的输出端与控制器的输入端电相连，控制器的输出端电连接有显示屏。

上述方案在一定程度上解决了现有的高压开关触头测温装置操作复杂、安全性差 的问题，使其能快速地得到测量信息，但是该方案依然存在着 ：结构复杂，测量精度低，测量 类型单一，只能用于测量温度信息的问题。

电气开关柜负责对变电站内各个装置的电气信息接收及控制，但是电气开关柜大多是集体放置在控制室内，且噪声和电磁辐射很大，随着我国电力事业的发展以及人们环保意识的提高，如何降低甚至消除电气开关柜的噪声污染和电磁污染已经成为一个新的课题。目前电气开关柜噪声及电磁辐射治理主要依靠增加屏蔽装置。屏蔽装置一般由特殊材料制成，能吸收某一频谱或者某一频段频谱噪声，从而实现降低整个装置发出噪音的目的。但是一些噪声屏蔽装置本身具有缺陷，如：1、吸收的噪声频谱范围窄，造成屏蔽效果不明显；2、影响开关柜装置的通风和散热，对于电磁辐射控制降低对工作人员的伤害还没有办法，只能将开关柜放置在隔绝辐射的房间内并禁止非工作人员靠近，但是对于需要进入工作的人员来说，电磁伤害时刻在继续。

目前的电磁辐射屏蔽以及降噪大多采用稀薄涂料在电控柜表面涂刷以及在电控室墙壁设计加入噪声辐射屏蔽结构，前者屏蔽的效果并不理想，后者对室内的工作人员没有保护，长久处在电磁噪声环境下对身体伤害很大。而采用较厚的吸波材料或密封柜体对电控柜进行辐射屏蔽，对其散热又极为不利，容易损坏设备。且现有技术中在控制室内没有对电磁辐射的强度进行监测，不能给工作人员参考信息，无法掌握控制室内的电磁辐射情况，当出现电磁辐射强度过大时工作人员不能发掘，长期处在该环境下对身体极为不利。

申请号为201410490514.X的发明公开了一种电磁屏蔽室。该电磁屏蔽室包括：屏蔽壳体；该屏蔽壳体的内部围成一密闭的电磁屏蔽空间，其壁面自内而外包括：坡莫合金屏蔽夹层、支撑层、铝板屏蔽夹层，坡莫合金屏蔽夹层和铝板屏蔽夹层分别固定在支撑层的内侧和外侧。本发明不单单采用坡莫合金屏蔽低频磁场，还采用铝板进行高频电磁场屏蔽，从而改善了高频屏蔽效果。但是该发明不能对每个电气开关柜进行电磁屏蔽，不能保证室内工作人员内的身体健康。

申请号为201510820315.5的发明公开了一种通信基站电气开关柜噪声及电磁辐射监测屏蔽装置，包括开关柜和壳体，所述壳体为三层结构，依次包括不锈钢板、泡沫铝板和尖劈形吸波材料板，所述壳体内表面设置温湿度监测模块，所述壳体外表面设置噪声监测模块和电磁辐射监测模块，所述壳体内部设置温控模块。本发明采用尖劈型吸波材料板屏蔽辐射，对辐射的吸收效果远大于现有技术中的防辐射涂料；采用泡沫铝板对噪声进行吸收，且对辐射能进一步的削减，可以将设备运行的噪声尽可能的消除；对开关柜内的温湿度进行监测并设置温湿度的调节模块，避免壳体较厚导致开关柜散热不便，提高了设备运行的安全性，延长了设备的使用寿命。该发明未建立一个完善的电磁环境监测系统，且对于电气开关柜的温度控制效果较差，能耗较大，且不智能化。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是提供一种电力开关柜静触头温度监测方法，采用密封的开关柜对内部的电磁辐射和噪声进行屏蔽，减少对控制室内的影响，且将控制室内的地图与监测的噪声及辐射情况相结合，为现场人员进行提醒，并且能够实时给开关柜静触头降温。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种电力开关柜静触头温度监测系统，包括开关柜、控制室内均布设置的噪声监测模块和电磁辐射监测模块、数据传输单元、控制中心单元和终端展示单元，所述开关柜包括柜体和密封门，所述密封门内部设置空腔，所述柜体为双层结构，所述密封门内表面均布设置与所述空腔连通的螺纹孔，所述螺纹孔上设置喷气机构或孔盖，所述空腔与供气机构连接，所述柜体上方设置排气机构，所述柜体内设置温度监测模块和烟雾监测模块，所述供气机构与所述温度监测模块和烟雾监测模块连接，所述噪声监测模块、电磁辐射监测模块和供气机构通过数据传输单元与所述控制中心单元连接，所述控制中心单元与所述终端展示单元连接，所述开关柜内设有用于检测开关柜静触头的红外测温仪，所述红外测温仪连接有可编程控制器，所述开关柜两侧分别设有主半导体制冷片和副半导体制冷片，所述主半导体制冷片和副半导体制冷片均与可编程控制器连接。

所述主半导体散热片的热面设置主散热器，所述副半导体制冷片的热面设置副散热器，所述主散热器上设有主温度传感器，所述副散热器上设有副温度传感器，所述主温度传感器和副温度传感器均与可编程控制器连接。

所述主半导体制冷片和副半导体制冷片与开关柜间均设有导热硅胶。

所述主散热器和副散热器均与开关柜通过弹性机构连接。

所述弹性机构为设置在主散热器上的塔簧和穿过塔簧与开关柜螺纹连接的螺杆。

所述主散热器和副散热器均为中空结构，且主散热器和副散热器内部均灌装有冷却液。

进一步的，所述噪声监测模块采用噪声监测仪，所述电磁辐射监测模块包括电磁辐射检测仪。

进一步的，所述温度监测模块采用红外温度传感器，所述烟雾监测模块采用烟雾传感器。

进一步的，所述温度监测模块对应设置在所述喷气机构上，所述烟雾监测模块设置在所述柜体顶部。

进一步的，所述供气机构包括空气供应模块、惰性气体供应模块和与之相连的控制器，所述空气供应模块和惰性气体供应模块通过电磁阀与所述空腔连接，所述电磁阀与所述控制器连接。

进一步的，所述空腔内表面设置保温层。

进一步的，所述空气供应模块包括依次相连的过滤网、气泵和制冷腔体，所述制冷腔体内设置制冷模块。

进一步的，所述惰性气体供应模块包括存储有惰性气体的储气罐。

进一步的，所述喷气机构包括活动设置在所述螺纹孔上的喷气管，所述喷气管顶部设置半圆形的喷头，所述喷头上设置喷气孔。

进一步的，所述排气机构包括排气口和排气管道，所述排气口设置铁丝网。

进一步的，所述数据传输单元包括光纤收发器和光纤，所述控制中心单元包括监控主机，所述监控主机与GIS模块连接。

进一步的，所述GIS模块提供控制室内的电气开关柜位置分布图，并接收监测到的电磁辐射信息以及噪声信息与电气开关柜位置分布图相结合，形成随动的环境信息图，所述监控主机将环境信息图发送至终端展示单元，给予现场工作人员环境信息提醒。

进一步的，所述终端展示单元采用控制室内设置的显示屏或便携式通信终端。

一种电力开关柜静触头温度监测方法，包括以下步骤：

1）当开关柜启动后，可编程控制器控制主半导体制冷片工作，主半导体制冷片给开关柜降温；

2）当主半导体制冷片一侧的主散热器温度超过设定高值，可编程控制器断开主半导体制冷片电源，同时可编程控制器控制副半导体制冷片工作，副半导体制冷片给开关柜降温；

3）在副半导体制冷片工作时，主半导体制冷片未工作，主散热器的温度在逐渐降低，当副半导体制冷片一侧的副散热器温度超过设定值，可编程控制器断开副半导体制冷片电源，同时可编程控制器控制主半导体制冷片工作，主半导体制冷片给开关柜降温。

本发明提供了一种电力开关柜静触头温度监测方法，开关柜设置在控制室内，为了对电气开关柜的噪声机构电磁辐射屏蔽，则开关柜自身需要具备电磁屏蔽的功能，因此开关柜包括柜体和密封门，柜体和密封门均采用电磁屏蔽板制作而成，密封门内部设置有空腔加上柜体为双层结构，当密封门关闭之后便会对柜体内的噪声和电磁辐射进行隔绝。开关柜内并不是填满电气设备，发热严重的设备并不多，且分散在开关柜内，而均匀设置的螺纹孔上对应这些设备设置喷气机构，未对准这些设备的螺纹孔上则设置孔盖，盖孔起到堵塞的作用，该结构可以确保冷气在进入开关柜便与发热的电气设备接触，大大增强降温的效果，且与传统的柜体内充满冷气相比，对冷气的需求量减少，节省了电能的使用，柜体上方的排气机构则对开关柜内多余的气体进行排出，便于冷气进入。

密封门内的空腔与供气机构连接，供气机构接收来自温度监测模块和烟雾监测模块的信息，当温度升高时供入冷气对柜体内的设备降温，当温度处在正常值内时通过外界空气排换气即可，当柜体内温度较高且监测到燃烧的烟雾时，供气机构提供可灭火的惰性气体，如二氧化碳、氮气等，这样因为柜体的密封性实现了灭火功能。且另一方面噪声监测模块、电磁辐射监测模块和供气机构与控制中心单元连接，控制中心可以监测到室内的噪声、电磁辐射以及开关柜内的温度、是否起火，能够完成统一调配，且将噪声、电磁辐射信息发送至终端展示单元，让现场的工作人员掌握辐射噪声污染的情况，对于辐射超标时可以绕过辐射超标区域，另通知人员检修，大大降低了电磁辐射及噪声对现场工作人员造成的伤害。

本发明的有益效果是:

1、采用密封的开关柜对内部的电磁辐射和噪声进行屏蔽，减少对控制室内的影响，且将控制室内的地图与监测的噪声及辐射情况相结合，为现场人员进行提醒，绕过辐射强度较大的区域，并及时提醒检修，大大降低了电磁辐射及噪声对现场工作人员造成的伤害；

2、密封的开关柜采用特殊的降温手段，既能保证良好的降温效果，又能保证较少的电能消耗，实用性特别强；

3、降温机构可以通入普通空气、冷气和惰性气体中的一种，针对不同的情况进行使用，适用的范围更加广泛，功能更加强大。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明开关柜的结构示意图；

图2是本发明电力开关柜静触头温度监测方法的系统结构图；

图3是本发明供气机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图3对本发明技术方案进一步展示，具体实施方式如下：

实施例一

如图1和图2所示：本实施例提供了一种电力开关柜静触头温度监测方法，包括开关柜、控制室内均布设置的噪声监测模块6和电磁辐射监测模块7、数据传输单元5、控制中心单元3和终端展示单元1，所述开关柜包括柜体11和密封门12，所述密封门12内部设置空腔14，所述柜体11为双层结构，所述密封门12内表面均布设置与所述空腔14连通的螺纹孔15，所述螺纹孔15上设置喷气机构或孔盖16，所述空腔14与供气机构8连接，所述柜体11上方设置排气机构，所述柜体11内设置温度监测模块9和烟雾监测模块10，所述供气机构8与所述温度监测模块9和烟雾监测模块10连接，所述噪声监测模块6、电磁辐射监测模块7和供气机构8通过数据传输单元5与所述控制中心单元3连接，所述控制中心单元3与所述终端展示单元1连接，所述开关柜内设有用于检测开关柜静触头30的红外测温仪，所述红外测温仪31连接有可编程控制器33，所述开关柜两侧分别设有主半导体制冷片36和副半导体制冷片32，所述主半导体制冷片36和副半导体制冷片32均与可编程控制器33连接。

所述主半导体散热片的热面设置主散热器37，所述副半导体制冷片的热面设置副散热器38，所述主散热器上设有主温度传感器40，所述副散热器上设有副温度传感器39，所述主温度传感器和副温度传感器均与可编程控制器连接。

一种电力开关柜静触头温度监测方法，包括以下步骤：

1）当开关柜启动后，可编程控制器控制主半导体制冷片工作，主半导体制冷片给开关柜降温；

2）当主半导体制冷片一侧的主散热器温度超过设定高值，可编程控制器断开主半导体制冷片电源，同时可编程控制器控制副半导体制冷片工作，副半导体制冷片给开关柜降温；

3）在副半导体制冷片工作时，主半导体制冷片未工作，主散热器的温度在逐渐降低，当副半导体制冷片一侧的副散热器温度超过设定值，可编程控制器断开副半导体制冷片电源，同时可编程控制器控制主半导体制冷片工作，主半导体制冷片给开关柜降温。

所述主半导体制冷片和副半导体制冷片与开关柜间均设有导热硅胶。

所述主散热器和副散热器均与开关柜通过弹性机构连接。

所述弹性机构为设置在主散热器上的塔簧和穿过塔簧34与开关柜35螺纹连接的螺杆。

所述主散热器和副散热器均为中空结构，且主散热器和副散热器内部均灌装有冷却液。

开关柜设置在控制室内，为了对电气开关柜的噪声机构电磁辐射屏蔽，则开关柜自身需要具备电磁屏蔽的功能，因此开关柜包括柜体和密封门，柜体和密封门均采用电磁屏蔽板制作而成，密封门内部设置有空腔加上柜体为双层结构，当密封门关闭之后便会对柜体内的噪声和电磁辐射进行隔绝。开关柜内并不是填满电气设备，发热严重的设备并不多，且分散在开关柜内，而均匀设置的螺纹孔上对应这些设备设置喷气机构，未对准这些设备的螺纹孔上则设置孔盖，盖孔起到堵塞的作用，该结构可以确保冷气在进入开关柜便与发热的电气设备接触，大大增强降温的效果，且与传统的柜体内充满冷气相比，对冷气的需求量减少，节省了电能的使用，柜体上方的排气机构则对开关柜内多余的气体进行排出，便于冷气进入。

密封门内的空腔与供气机构连接，供气机构接收来自温度监测模块和烟雾监测模块的信息，当温度升高时供入冷气对柜体内的设备降温，当温度处在正常值内时通过外界空气排换气即可，当柜体内温度较高且监测到燃烧的烟雾时，供气机构提供可灭火的惰性气体，如二氧化碳、氮气等，这样因为柜体的密封性实现了灭火功能。且另一方面噪声监测模块、电磁辐射监测模块和供气机构与控制中心单元连接，控制中心可以监测到室内的噪声、电磁辐射以及开关柜内的温度、是否起火，能够完成统一调配，且将噪声、电磁辐射信息发送至终端展示单元，让现场的工作人员掌握辐射噪声污染的情况，对于辐射超标时可以绕过辐射超标区域，另通知人员检修，大大降低了电磁辐射及噪声对现场工作人员造成的伤害。

在使用时密封门与柜体组成的屏蔽机构对内部的电磁辐射和噪音进行屏蔽，屏蔽室内的噪声监测模块、电磁辐射监测模块对室内的电磁环境进行监测，并将监测信息发送至控制中心单元，最后在终端展示单元进行显示。供气机构对空腔进行供气，可以提供普通空气、低温气体、惰性气体实现排换气、降温甚至灭火的功能，控制中心单元也能接收到温度以及烟雾信息，在发生情况时可以迅速做出反应。

所述噪声监测模块6采用噪声监测仪，所述电磁辐射监测模块7包括电磁辐射检测仪，电磁辐射检测仪内置高精度电/ 磁场复合传感器，灵敏度高，响应快速，充分补偿的频率响应，提供最精确的测量结果，实现对控制室内的辐射强度进行测量，监测辐射是否在安全的范围内，并将数值发送至控制中心单元。噪声监测仪采用BR-ZS 噪声监测仪，内置高灵敏度传感器、数据采集模块，使现场噪音信号不失真的以4~20mA/RS232 标准输出，可以直接与控制中心单元进行连接反馈监测信息，操作更加方便。

所述温度监测模块9采用红外温度传感器，所述烟雾监测模块10采用烟雾传感器，红外温度传感器为非接触式测温元件，对区域内的温度监测准确、受环境的影响较小。烟雾传感器内部采用离子式烟雾传感，可以监测到烟雾的浓度，与红外温度传感器相互配合，可以对是否发生火灾进行监测，判断的准确性更高。

所述温度监测模块9对应设置在所述喷气机构上，所述烟雾监测模块10设置在所述柜体11顶部，温度监测模块对应喷气机构设置，监测的精准度更高，喷气机构上设置喷漆电磁阀，可以在监测到对应点的温度过高时开启，使得冷气的使用更加合理，更加节省能源。烟雾监测模块设置在柜体顶部，因为起火之后烟雾升起，更容易监测到，反应更加灵敏。

实施例二

如图1至图3所示：本实施例提供了一种电力开关柜静触头温度监测方法，包括开关柜、控制室内均布设置的噪声监测模块6和电磁辐射监测模块7、数据传输单元5、控制中心单元3和终端展示单元1，所述开关柜包括柜体11和密封门12，所述密封门12内部设置空腔14，所述柜体11为双层结构，所述密封门12内表面均布设置与所述空腔14连通的螺纹孔15，所述螺纹孔15上设置喷气机构或孔盖16，所述空腔14与供气机构8连接，所述柜体11上方设置排气机构，所述柜体11内设置温度监测模块9和烟雾监测模块10，所述供气机构8与所述温度监测模块9和烟雾监测模块10连接，所述噪声监测模块6、电磁辐射监测模块7和供气机构8通过数据传输单元5与所述控制中心单元3连接，所述控制中心单元3与所述终端展示单元1连接。

所述供气机构8包括空气供应模块、惰性气体供应模块和与之相连的控制器28，所述空气供应模块和惰性气体供应模块通过电磁阀23与所述空腔14连接，所述电磁阀23与所述控制器28连接。为了满足排换气、制冷以及灭火的功能，所以空腔通过电磁阀连接供气机构，电磁阀受到控制器的控制，当仅需要排换气时，空气供应模块将外界空气吸入，当需要降温时，空气供应模块对吸入的空气降温，再送入空腔内，当需要灭火时，电磁阀关断空气供应模块与空腔的连接，并使惰性气体供应模块与空腔连通，将惰性气体充入空腔内进而充入柜体内，实现灭火功能。这样使用更加智能化，且供气机构的功能更加强大。

所述空腔14内表面设置保温层13，保温层可以对冷气进行保温，避免额外升温，降低制冷效果。

所述空气供应模块包括依次相连的过滤网27、气泵26和制冷腔体25，所述制冷腔体25内设置制冷模块24，过滤网防止外界杂物被吸入柜体内，气泵吸入外界空气，制冷腔体与制冷模块配合可以对吸入的空气进行降温，该结构能够实现供应空气或冷气的功能。制冷模块可以采用压缩机的制冷模式或者半导体制冷。

所述惰性气体供应模块包括存储有惰性气体的储气罐29，惰性气体可采用二氧化碳或氮气，因为其用量不大，仅仅是柜体内出现情况时使用，且柜体内是一个密封的环境，因此设置一个储气罐即可，起到对氧气的隔绝就能灭火。

实施例三

如图1和图2所示：本实施例还提供了一种电力开关柜静触头温度监测方法，包括开关柜、控制室内均布设置的噪声监测模块6和电磁辐射监测模块7、数据传输单元5、控制中心单元3和终端展示单元1，所述开关柜包括柜体11和密封门12，所述密封门12内部设置空腔14，所述柜体11为双层结构，所述密封门12内表面均布设置与所述空腔14连通的螺纹孔15，所述螺纹孔15上设置喷气机构或孔盖16，所述空腔14与供气机构8连接，所述柜体11上方设置排气机构，所述柜体11内设置温度监测模块9和烟雾监测模块10，所述供气机构8与所述温度监测模块9和烟雾监测模块10连接，所述噪声监测模块6、电磁辐射监测模块7和供气机构8通过数据传输单元5与所述控制中心单元3连接，所述控制中心单元3与所述终端展示单元1连接。

所述喷气机构包括活动设置在所述螺纹孔15上的喷气管20，所述喷气管20顶部设置半圆形的喷头21，所述喷头21上设置喷气孔22，这是喷气机构的一种结构，喷气管的一端设置与螺纹孔相配合的螺纹，便于固定在螺纹孔上，且螺纹密封的效果也很好。喷气管的顶部设置的半圆形喷头便于气体成散射状喷射，可以很好的对发热设备进行覆盖，降温的效果更好、更加均匀。

所述排气机构包括排气口17和排气管道19，所述排气口17设置铁丝网18，排气机构是对进入的气体进行排出，气体在柜体内会升温，因此排气机构设置在柜体的顶部，排气口的铁丝网起到电磁屏蔽的作用，避免电磁屏蔽不彻底，对外界造成影响。

实施例四

如图1和图2所示：本实施例还提供了一种电力开关柜静触头温度监测方法，包括开关柜、控制室内均布设置的噪声监测模块6和电磁辐射监测模块7、数据传输单元5、控制中心单元3和终端展示单元1，所述开关柜包括柜体11和密封门12，所述密封门12内部设置空腔14，所述柜体11为双层结构，所述密封门12内表面均布设置与所述空腔14连通的螺纹孔15，所述螺纹孔15上设置喷气机构或孔盖16，所述空腔14与供气机构8连接，所述柜体11上方设置排气机构，所述柜体11内设置温度监测模块9和烟雾监测模块10，所述供气机构8与所述温度监测模块9和烟雾监测模块10连接，所述噪声监测模块6、电磁辐射监测模块7和供气机构8通过数据传输单元5与所述控制中心单元3连接，所述控制中心单元3与所述终端展示单元1连接。

所述数据传输单元5包括光纤收发器和光纤，所述控制中心单元3包括监控主机4，所述监控主机4与GIS模块2连接。数据传输单元采用光纤来传递现场与控制中心单元的信息，首先受到周围环境的影响较小、信息的传输速度快，且不会产生额外的电磁辐射，使用安全性高。控制中心单元包括监控主机，可以采用工业控制计算机，该监控主机与GIS模块连接，GIS模块可以将监测到的辐射、噪声信息与变电站地图、控制室内的开关柜布置地图相结合，以地图的形式展示出各个地点的辐射和噪声强度，对现场人员提供详细的参考，也有利于对事故预警、迅速发现，对现场人员及设备均有利。

所述GIS模块2提供控制室内的电气开关柜位置分布图，并接收监测到的电磁辐射信息以及噪声信息与电气开关柜位置分布图相结合，形成随动的环境信息图，所述监控主机4将环境信息图发送至终端展示单元1，给予现场工作人员环境信息提醒。

所述终端展示单元1采用控制室内设置的显示屏或便携式通信终端。终端展示单元是将电磁辐射信息以及噪声信息与电气开关柜位置分布图相结合后的地图信息展示出来，起到预警、故障及时发现以及对工人人员进行提醒的作用，因此可以采用室内设置较大的显示屏或每个员工都携带的便携式通信终端。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。