一、概述

電纜頭防爆裝置是我公司新研發的立體、全方位監測高壓開關柜的產品，可以同時監測電纜接觸面溫度、故障弧光信號、電纜絕緣程度。拋棄傳統監測單一特征量的局限性和不全面性，又兼顧了監測的必要性。

1.1開關柜溫升監測的必要性

高壓開關柜中，母線接頭、觸點開關、刀閘開關、等重要設備接頭處由于接觸電阻和長期老化的雙重作用下，容易導致接觸電阻進一步加大導致發熱、溫升嚴重。如不及時發現極易導致設備燒毀故障。影響供電的安全可靠性。

高壓封閉式開關柜運行中不允許打開測量溫度。傳統的紅外手持測溫無法做到24小時的實時監測與報警。解決問題的關鍵是實現溫度的在線監測與預警。及時排除供電隱患。杜絕事故的發生。

《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》國家電網生技[2005]400號文件中明確指出：預防開關設備載流回路過熱定期用測溫設備檢查開關設備的接頭部、隔離開關的導電部分（重點部位：觸頭、出線座等），特別是在重負荷或高溫期間，加強對運行設備溫升的監視，發現問題應及時采取措施。

在線溫度監測對供電的安全性和可靠性不可缺少，但是單純的溫度監測無法做到全面的保護和發生事故的及時自處理。我公司創造性的電弧光技術引入本系統。達到監測溫度和弧光的雙重作用，可以實現故障點的摘除。將故障控制在最小的范圍。

1.2弧光監測的必要性

在我國，中、低壓母線短路故障中，重點設備和人員傷害主要由電弧光引起，然而，我國的大多數中低壓母線沒有設置快速母線保護，而只是采用了簡單的消弧裝置和變壓器后備保護。這些保護智能化較低，動作速度慢，往往會延長故障切除時間，從而進一步擴大設備損壞程度，甚至會引起“火燒連營”的惡性事故，沖擊變壓器一次運行，影響整個電網的安全運行。

電纜頭防爆裝置的弧光保護單元是我公司根據國內實際情況，吸收國外電弧光保護的特點，結合行業檢測及保護配置相關規程，自主研發出具有獨特創新技術、具有廣泛實用性、高可靠性的新型電弧光保護系統。采用弧光檢測和過電流檢測雙判據原理，具有保護動作速度快、可靠性高等特點。

開關柜內的發生短路弧光的功率可高達100MW，電弧燃燒所產生的能量與電弧的燃燒時間及短路電流變化值呈指數倍增長（如下圖所示），燃燒產生的高溫、高壓將會逐步摧毀元器件、銅排以及成列的開關柜，高明亮的弧光和有毒氣體對人體也有巨大的傷害。

要保證設備不受結構性損傷，必須盡量縮短切除時間。

以下為國外資料介紹的各種燃弧時間長短和對設備造成的損壞程度的評估：

1.3電纜絕緣介質監測的必要性

電纜絕緣在線監測單元是一種在電力設備運行狀態下，利用系統運行電壓進行的電力設備特性參量的測量。測量可以是連續的，也可以是間斷的。在線監測是一種非破壞性測量，由于測量是在設備運行過程中進行的，大大提高了試驗的真實性與有效性，有助于及時發現電力設備潛在的缺陷和故障。

而對于高壓電力電纜絕緣的在線監測，目前的方法有很多種，但是各種監測方法均有不足之處，每種都很難全面表征電纜的絕緣狀況。

我司研發電纜絕緣監測模塊，是針對中性點不接地高壓系統，以監測泄露電流、介質損耗角正切、等值電容等絕緣指標為基礎的技術手段，綜合多種監測技術的優點，有效地消除了諧波、傳感器零漂等帶來的測量誤差，提高了測量的精度和穩定性。硬件上采用高精度微電流傳感器檢測高壓電力電纜的泄露電流，從電壓互感器二次側抽取電壓信號，采用整形濾波放大技術進行信號處理；軟件上綜合采用了絕對值測量和相對值比較兩種技術，有效地解決了現場干擾環境下介質損耗及阻性電流的精確測量問題，具備較高的測量精度和較強的抗干擾性能。

我司全新產品電纜頭防爆裝置創造性在傳統溫度監測的基礎上加入電弧光監測和電纜絕緣監測?？蛻艏瓤梢灾会槍﹄娎|的監測又可以將整個開關柜加入溫度、電弧光監測。達到立體、全方位的監測，杜絕事故的發生。

1.4裝置特點

實現開關柜電纜及觸點溫度在線監測，溫度傳感器采取自取電技術。不需要更換電池。

動作迅速可靠，采用了可靠的快速算法，可以在短時間內判斷弧光變化信號和電流變化信號并迅速出口，從發現故障到出口跳閘時間間隔優于10ms，確保開關柜內設備的弧光在75ms以內切除。

全數字化設計，本裝置采用全數字化設計，配置靈活，動作精度高，而且排除了由于旋鈕或其他機械設計導致的誤差隱患。

采用溫度、電弧光、電纜絕緣監測立體式監測。將多種傳感器信號橫向比較，確保監測的準確性?？梢园l現故障，處理故障。

故障信息記錄全面。

交互界面友好、全中文菜單。

二、裝置主要元器件

2.1主控單元HRKTB-Z

主控單元采用全封閉5U 1/3標準機箱，嵌入式安裝于屏(柜)上。插件為后插導軌式，插緊后上下有鎖緊螺絲。裝置深度：220mm。

2.2弧光傳感器HRKTB-C

2.3電纜絕緣介質傳感器HRKTB-J

2.4 感應取電溫度傳感器HRKTB-W

特點及參數

a.耐溫(-180℃～+250℃)阻燃材料制作塑膠表帶殼體，防水。

b.體內的熱敏傳感器與接點體緊密接觸，能準確測量實時溫度。

c.內模塊發射距離為20～30米。

d.測溫范圍-25℃～150℃。

三、裝置技術指標及使用環境

適用范圍：3kV―35kV系統。

報警繼電器輸出觸點容量：AC 240V/10A，DC 30V/10A。

通信方式：RS485@9600bps。

工作電源：AC220V±10%，DC220V±10%。

海拔高度：小于2000米。

工作環境溫度：-40℃- 85℃。

空氣相對濕度：90% (25℃)、50% (40℃)。

使用地點不得有腐蝕性氣體、蒸汽、導電塵埃、爆炸性破壞絕緣性氣體。

污穢等級：不超過Ⅱ級。