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高压开关柜是发电厂、变电站的重要电气设备,一旦发生安全问题,将造成巨大的经济损失。在长期运行过程中,高压开关柜中的动、静触点结合处等部位容易因为氧化、松动,会造成触点接触电阻过大、局部温度过高,容易引发事故。因此,实现高压开关柜温度的实时监测,根据温度的监测结果进行故障诊断与报警,将对提高其运行安全可靠性具有重要意义。本文研究了高压开关柜温度声表面波监测方法,并在现场进行了应用研究。论文的主要内容有: (1)分析了高压开关柜典型过热性故障与故障原因,基于目前国内外开关柜温度监测的研究现状,分析了无线测温法、光纤光栅测温方法、红外测温法的优缺点,并针对高压开关柜温度监测的特殊性,对三种监测方法的可行性进行分析。 (2)对声表面波的温度传感、信号传输、声电转换、声表面波反射等原理进行了分析,研制了高压开关柜谐振型声表面波温度传感器,对谐振型声表面波温度传感器的温度频率特性、测量精度、测量灵敏度、测量重复性与稳定性进行了测试,验证了传感器的测温精度与稳定性。 (3)针对高压开关柜温度监测的实际需求,提出了温度在线监测系统数据采集层、站控层与监控层的硬件设计方案,设计出温度采集器、站控层主控终端等关键组件,对温度在线监测系统各组件的功能、规格与安装方法进行了阐述。 (4)建立了高压开关柜温度在线监测系统的软件框架,建立了监测系统的实时数据库,构建了高压开关柜故障诊断系统,实现了历史温度数据管理、发展趋势分析与故障预警等功能。设计了系统的人机交互界面,实现了开关柜历史温度数据、诊断结果与报警记录的动态查询与展示。最后,简要介绍了温度监测系统在泸州110kV某变电站的现场安装与应用情况。