【摘 要】高压开关柜作为变电站的核心设备，其运行状态直接关系到电力系统的安全性与可靠性。传统测温手段受限于精度低、响应延迟及环境干扰等问题，难以有效实时监测封闭柜内触头、电缆接头等关键部位的温度，导致漏检风险高，可能引发设备烧毁、短路等严重故障。文章以某6 kV变电站为例，详细分析了无线测温系统的架构设计、关键技术选型及部署方案，并通过对比实验与运维数据验证其技术优势与经济价值，为提升高压开关柜的状态监测水平提供实践参考。

【关键词】无线测温技术；传统测温技术；高卡开关柜；状态监测

引言

高压开关柜是变电站的关键设备，其稳定运行关乎电网安全[1]。传统监测方式（如示温蜡片、红外测温等）存在精度低、易受干扰等缺陷，难以满足现代电网的需求[2]。某6 kV变电站高压开关柜曾因接触不良发热引发故障，造成严重损失。在此背景下，无线测温技术凭借直接接触测温、抗干扰能力强等优势，成为高压开关柜状态监测的理想选择[3]。

一、某6 kV变电站高压开关柜现状分析

某变电站6 kV高压开关柜采用KYN2812型铠装移开式金属封闭开关设备，其柜体结构分为手车室、主母线室、电缆室和继电器仪表室四个独立隔室，防护等级达IP42。采用双列布置方式，共18台，包含进线柜4台、馈线柜12台、电压互感器（Potential Transformer，PT）柜2台，接线方式为单母线分段，额定电流1 250 A，短路开断能力31.5 kA。

传统监测方式存在显著缺陷，示温蜡片监测方式精度低，仅能判断温度是否超过阈值且易脱落，需人工巡检；红外测温受观察窗网孔限制，无法测量封闭柜内触头温度，远距离测量误差大（±15℃），且易受环境干扰[4]。

2023年，该6 kV变电站高压开关柜下桩头B相触头因接触不良发热烧熔，引发对地放电短路，导致高压厂变低压侧线圈绝缘击穿。为更好地保障高压开关柜运行稳定，本文运用无线测温技术对6 kV变电站高压开关柜进行状态监测。

二、高压开关柜状态监测系统设计与实施

（一）系统架构

本文高压开关柜状态监测系统采用分层分布式架构，由感知层、传输层和应用层组成，实现从温度数据采集到异常预警的全流程闭环管理。

（1）感知层采用ATE400型无源无线温度传感器，基于电流互感器（Current Transformer，CT）取电技术，直接安装于触头、电缆接头等关键部位。传感器尺寸为Φ18×45 mm，重量仅35 g，支持-40℃～+125℃宽温测量，精度±1℃，分辨率0.1℃。

（2）传输层选用ZigBee 2.4 GHz无线通信协议，支持星型/树型组网，单网关最多接入200个节点，传输距离小于等于100 m（空旷环境）。采用跳频扩频技术，抗干扰能力优于WiFi和远距离无线电。

（3）应用层部署15.6英寸工业触摸屏工控机，搭载KingView组态软件，实现实时数据展示、历史曲线分析以及超限报警管理。

（二）关键技术选型

不同测温技术性能对比情况见表1。

无线测温技术通过直接接触测温点，消除环境干扰，其接触电阻测量模型见式（1）：

Rc=ρ·LA（1）

其中，Rc为接触电阻，ρ为材料电阻率，L为接触长度，A为接触面积。当接触不良时，A减小导致Rc剧增，引发局部温升。

采用小CT磁饱和技术实现自供电，其等效电路模型如式（2）所示：

Vout=k·I2primary·f（2）

其中，Vout为输出电压，k为CT变比系数，I2primary为一次电流，f为铁芯磁导率。