（国网河南新密市供电公司 河南新密 452370）
摘要：设备测温是操作队对本站及所辖站例行维护的一项重要工作之一。通过定期测温可以及时发现设备有无发热，根据发热程度及时上报缺陷，安排检修人员及时排除隐患，避免因设备长时间过热导致设备烧毁、引起开关跳闸、系统越级等事故的发生。测温中使用的仪器有红外测温仪和热成像测温仪，均为手持式，对于室外一次设备，两种测温仪均能满足测温要求，而对于室内某些一次设备就不是很方便了，比如说金属铠装式开关柜柜内设备的测温。因为现有红外测温仪测温时中间不能有隔物阻挡，哪怕一层玻璃也不行，而通过开关柜背面可旋开小口径瞭望孔测温，又被柜内的其它设备如母排、传动机构等的阻挡，只能测得局部设备温度，想要全面测温，只能通过打开开关柜封板测温，此法费时费力，效率极低，并且带电部分外漏，有不安全因素。因此，实现即快又准的测得开关柜柜内温度破在眉睫。
关键词：多用途；云台式；红外测温；研制
1方案分析
金属铠装式开关柜柜内设备测温过程需要关合开关柜柜门，过程繁琐、任务量大、十分耗时，且有一定危险性。操作二队QC小组骨干成员马明明在110kV观音堂变电站对10kV高压室内手车开关柜柜内设备进行测温测，并记录测温过程中各步骤所耗时间，从中发现观音堂站24个10kV金属铠装式开关柜柜内设备测温任务总耗时217分钟，而实际测量所用时间仅为15分钟，绝大部分时间耗费于开合开关柜柜门，占比达93%。
如何在不开合开关柜柜门情况下测得柜内设备温度?小组成员马明明根据现场实际情况及工作要求，创新的提出了在开关柜柜内安装全向电动测温装置的想法，多用途云台式测温装置的研制课题应运而生。
马明明查阅《国家电网〔2012〕352号 关于印发《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（修订版）的通知》文件（如上图2-2），其中12.3.1.1条中明确的规定了10kV及35kV开关柜内空气绝缘安全距离，如下图所示：
针对上述规定，小组成员陈万法、马明明使用了专业测距仪，对110kV观音堂站站内的10kV及35kV开关柜柜内环境进行了测量，发现在110kV观音堂10kV开关柜柜门选择的10处安装点中有9处大于（6处大于两倍）《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中规定的10kV高压开关柜内空气绝缘净距离标准125mm。而在35kV开关柜门选择的10处安装点的距离全部大于（5处大于两倍）相应空气绝缘静距离标准300mm。因此，我们设计的测温装置在10kV及35kV开关柜内的安装及使用是可行的！
除此之外，小组成员马明明进行了理论技术可行性分析及模拟实操演练。最终把测得单个开关柜柜内设备温度的时间减少至3分钟；温度测量误差不大于4%作为本次课题主要目标。
小组成员马明明根据设定的目标制定出了云台式测温装置需求分析表及产品开发制作流程：
根据图2产品开发制作流程，小组成员马明明提出了三种探测方案：
方案一：使用热电阻测温法。热电阻测温原理是温度与阻值的一一对应关系。让一恒定电流流过电阻，通过测量电流在该电阻上的压降而间接测量电阻R=U÷I，从而求得温度T。这种方法优点：热电阻测温面大，宜将测温探头直接固定在被探测对象的表面，可采用非接触式布置；缺点：应尽量靠近被测物体，不满足探测距离需求。
方案二：使用热电偶测温法。将两种不同材料的导体两端经串接形成回路，当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，此现象称为热电效应，根据热电偶测温基本定律可算得温度。这种方法优点技术先进、灵敏度高。缺点：1）安装方式都会引起测量误差，对设计装配水平要求较高；2）设计复杂、成本高。
如图2系统图A中所示，云台部分和红外部分各自独立，其工作原理如下：
云台部分中通过旋转舵机旋钮，舵机向云台控制器发出PWM信号，云台控制板再驱动相应轴步进电机旋转，从而控制云台载具的朝向；红外部分中红外探头将测得的红外信号转变为电信号，再经红外控制器运算处理将温度数值输出至显示屏。
根据我们设计目标，我们创新的将这两个部分进行了有机的整合（如图3系统图B所示）：将红外探头和激光瞄准器移至云台载具组成云台部分，将舵机移至红外部分组成手柄部分，这两个部分用插接线缆连接。这样设计只需一个电源，并且使操作安全性、操作便利性大大提高。
组员陈晓花根据完善后的系统图对仪器的红外探头、红外控制器、激光瞄准器、云台套件、舵机等8个小模块以及安装方式展开分析选择，最终方案为：GM1650型红外测温探头、GW245型红外控制器、铜材半导体激光管、fpv-22型云台套件、OM-W舵机、SM2.54插接件、8个7号电池组成12V电池组、活动外开门安装方式。
2云台式红外测温装置研制
根据绘制出的电路图及零件清单，小组成员马明明对云台式红外测温装置实施总装，使云台和红外测温装置按照设计要求进行有机的结合，最终完成了样机的组装。调试小组根据前期实验数据进行论证，对硬件进行反复调整。小组经样机调试合格后，按照制定的安装标准，在110kV观音堂变电站10kV高压开关柜及35kV高压开关柜内安装并测试。根据统计的数据绘制出曲线图并与目标值进行比较：
从测量试验记录表中可以看出平均测量时间均小于2分钟，小于目标值3分钟；从统计出的装置精度曲线可以看出，在测量距离不大于3米的开关柜柜内中使用的精度均小于2.5%，小于目标值4%
3获取的技术效益
该仪器具有精度高、功能可靠、高安全性等特点，除了有效解决了现有测温仪对开关柜内设备测温的不足之处之外，还可应用于其他测温不方便的场景。
论文作者:马明明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
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