電力技術專欄

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問題：配電盤過熱引發電弧爆炸事故

配電盤是為了保障操作人員以及配電系

統的安全而設計的，當配電盤內部元器件老

化 / 劣化 / 接觸不良時，流過的負載電流會造

成局部過熱，並最終形成電弧事故。電弧爆

炸的威力十分巨大，往往造成人員和生產巨

大的損失，圖一是一個中壓配電盤爆炸後的

景象。

雖然人們盡力防範，但配電盤爆炸事故

仍然屢見不鮮，主要原因就是缺乏有效的過

溫預警系統。

許多事件的分析報告顯示，配電盤最脆

弱也最容易發生事故的地方包括：

- 電纜連接處

- 匯流排連接處

- 斷路器或隔離開關連接處

監視這些關鍵點的溫度，可以在局部過

熱發展成重大事故前提供預警，為配電盤及

人員安全提供新一層防護系統。

撰▓陳川平

預知保養新技術–配電盤無線測溫

現況：現有測溫技術無法預防配電

盤過熱事故

紅外線熱成像是目前最佳的測溫方式，

利用對電纜連結，匯流排連結，開關連結處

拍攝熱影像照片，設備的可疑“熱點”可以

輕易的在照片中看出。這種非接觸式的測溫

方式免除了許多安全顧慮，並能獲致不錯的

測溫效果。

然而，紅外線測溫方式也有它先天上的

弱點：

費用：紅外線照像機所費不貲，一個工業等

級的紅外線照相機可以高達幾十萬台

幣以上，除了儀器本身費用以外，巡

檢人員的培訓，工時都是長期可觀的

成本。

安全：紅外線只能對可視範圍內拍攝，拍攝

人員得在活線帶電情況下開啟配電盤

櫃門拍照，形成安全隱患。一種替代

方法是在盤體留一個透明窗口，以便

進行紅外線拍照。但是這也造成了費

用升高以及後續維護保養的額外負

擔。

局部：紅外線照像機無法連續監視溫度的變

化。同時對於視線以外的盤體弱點，

也無法作任何溫度檢查。

死角：紅外線測溫最大弱點就在於無法拍攝

視線死角，最容易發熱的接觸點常常

被物體阻隔，形成視線死角，導致紅

外線無法偵測觸點溫度。

其它溫度量測方式，包括使用光纖作為

感測器，則有著費用高昂，安裝困難，絕緣

顧慮等缺點，難以使用在配電盤環境中。

圖一 配電盤爆炸現場

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解決方案：配電盤溫度連續監視系統

一個基於表面聲波的配電盤溫度測量系

統包括安裝在盤內重要位置的感測器 ( 如圖

二 )，以及一個能夠讀取多個感測器溫度的收

集器 ( 如圖三 )，收集器的天線安裝在配電盤

內，利用盤體本身形成良好的遮蔽效果。收

集器週期性的向感測器發射電波，感測器接

收這些電波，依據量測到的溫度修改電波頻

率，並將修改後的電波反射回收集器。

收集器收集此電波，並根據電波頻率得

出感測器量測的溫度。表面聲波感測器利用

石英材料的壓電特性，將無線信號轉化為表

面聲波，也將受溫度改變頻率特性後的表面

聲波重新轉換為電波信號。

這種技術的一大優點就在於它被動的工

作模式，感測器不需電源，不需電池，無線

讀取，不用維護，因此非常適合在高壓 / 高

電流的危險環境中使用。

圖二 已安裝的無線溫度感測器

圖三 感測器，收集器，天線

方案優點：

表面聲波溫度量測系統，具有許多其他

技術所沒有的優點，包括：

連續監視：一年 365 天，一天 24 小時不間

斷的監視配電盤溫度

事前預警：溫度異常升高時，自動發出警報

費用合理：表面聲波溫度測量方式的費用，

遠低於其它溫度量測方式

穩 定：表面聲波測溫不受視線死角影響，

也不受周邊季節溫度變化影響

這方案最重要的特點是直接量測所有可

能形成溫升事故的源頭，例如匯流排接合處，

電纜頭接合處，斷路器 / 匯流排接合處等等。

不像其它測溫方式測量週邊空氣溫度。有了

這個系統，用戶將可以在溫度升高初期就處

理，避免衍生成更嚴重的事故。

典型系統配置

溫度監視系統可以無線監視多個感測

器，一個配電盤內最多可以安裝 12 個溫度感

測器，感測器所量測的溫度顯示在配電盤面

的溫度顯示器內，再經由 MODBUS 通訊界

面將溫度量測值傳送到中控室的 SCADA 系

統，納入實時監視範圍。

實際案例

無線測溫系統自問世以來，已經在世界

圖四 表面聲波溫度量測工作原理

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上多處投入使用，在台灣地區也已經有上千

套以上使用實績，充分顯示了用戶對配電盤

測溫的重視以及對無線測溫系統的認可。

以下舉一個無線測溫發揮功能，避免事

故的實際案例供大家分享：

某電廠於 2012 年在利用歲修時機，在

廠內重要配電盤加裝無線測溫設備，在機組

歲修完成，重新起動供電時，無線測溫系統

便發出警示，告知某配電盤 GCB 的 R 相接

點溫度過高（如下圖），用戶隨機採取應變

措施保障運轉安全，並即安排停機進行檢修，

檢查結果發現盤內支撐礙子斷裂，造成 GCB

夾爪固定端移位，導致過熱發生。經過更換

礙子後，GCB 夾爪溫度恢復正常。

這個案例充分說明了無線測溫的功用及

效益，溫度異常只要及早發現，都可以採取

措施改善排除，避免長期過溫引發的電力事

故。

結 語穩定的電力系統是現代社會運作的基

石，提升電力可靠度及品質，是所有電力人

員持續努力的目標。現代科技的進步，提供

了更多保障電力供應穩定性的技術和產品，

無線測溫就是其中之一。

配電盤無線測溫可以讓運轉單位連續監

視盤內熱點的溫度，在異常發生初期就掌握

情況，採取對策，消弭事件的發生，達到預

知保養的目的，大幅提高供電的可靠度。

(作者為潔電科技公司總經理 )圖六 SCADA 溫度監視畫面

圖五 溫度監視系統典型架構圖

圖七 溫度監視發現異常

圖八 支撐礙子斷裂

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