一、摘要

電力系統(tǒng)安全運行關系到國民經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。近年來，電廠自動化、信息化飛速發(fā)展，加快了對高壓開關柜內(nèi)的溫度檢測技術的研究。一系列的開關柜的無線測溫監(jiān)測技術也因此應運而生，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。高壓開關柜是發(fā)電廠、變電站、動力車間最重要的電氣設備，每個開關柜都有多個進出線接頭盒開關觸頭。在運行過程中，開關的觸點、母線連接頭等部位因長期負荷較大、老化等原因會導致接觸電阻過大而發(fā)熱。由于開關柜密閉運行、內(nèi)部空間狹小和絕緣保護等原因，這些發(fā)熱部位的溫度在運行狀態(tài)下幾乎無法監(jiān)測，最終可能會因過熱造成火災和大面積停電事故的發(fā)生。因此，設計一套高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)是勢在必行。

二、什么是高壓開關柜

高壓開關柜是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護等作用，高壓開關柜按作電壓等級在3.6kV~550kV的電器產(chǎn)品，高壓隔離開關與接地開關、高壓負荷開關、高壓自動重合與分段器，高壓操作機構、高壓防爆配電裝置和高壓開關柜等幾大類。

三、無線測溫系統(tǒng)的應用前景

近年來，電力系統(tǒng)已發(fā)生多起因設備過熱而發(fā)生火災和大面積停電事故。據(jù)統(tǒng)計分析，我國每年發(fā)生的電力事故，有40％是由高壓電氣設備過熱所致；而在采用高壓開關柜和電力電纜的供電系統(tǒng)中，有70％以上的電纜運行故障是因為連接部位接觸電阻變大、過負荷等引起接頭溫度過高所致。因此，對高壓開關柜連接點的溫度變化進行實時監(jiān)測及預警是非常必要的。目前電廠高壓開關柜觸頭溫度監(jiān)測有多種方式。近年來出現(xiàn)了采用無線傳輸方式進行溫度采集的監(jiān)測系統(tǒng)，滿足了非接觸檢測的要求，檢測系統(tǒng)中的通信控制器不僅能發(fā)送接收數(shù)據(jù)，而且具有了數(shù)據(jù)存儲、液晶顯示、報警等功能。

四、無線測溫系統(tǒng)與其它測溫方式的對比優(yōu)勢

（1）普通測溫

常規(guī)的熱電偶、熱電阻、半導體溫度傳感器等測溫方式，需要金屬導線傳輸信號，絕緣性能不能保證。

無線測溫具有優(yōu)異的絕緣性能，能夠隔離開關柜的高壓，因此能夠直接安裝到開關柜內(nèi)的高壓觸點上，準確測量高壓觸點的運行溫度。

（2）紅外測溫

紅外成像儀無法透過柜門測量內(nèi)部設備，開關柜運行時必須關閉柜門，導致紅外方式無法測量。

無線測溫系統(tǒng)溫度傳感器直接安裝到帶點物體的表面，可在封閉的柜體內(nèi)直接測量設備溫度后，以無線網(wǎng)絡方式傳出。

（3）光纖測溫

光纖式溫度測溫儀采用光纖傳遞信號，其溫度傳感器安裝在帶電物體的表面，測溫儀與溫度傳感器間用光纖連接。光纖具有易折、易斷、不耐高溫。積累灰塵后易使絕緣性能降低，且在柜內(nèi)布線難度較大，造價高。

無線測溫系統(tǒng)沒有復雜的引線，完全絕緣，造價低廉。

五、無線測溫系統(tǒng)組成

無線測溫系統(tǒng)由無線溫度傳感器、無線集中接收顯示裝置和上層溫度監(jiān)測管理中心構成。

無線集中接收顯示裝置負責對高壓開關柜內(nèi)的溫度進行采集，用于接收無線溫度傳感器發(fā)射的無線數(shù)字信號, 并將信號轉換成電信號,經(jīng)內(nèi)部電路處理，通過彩色液晶顯示屏顯示當前所測溫度。同時上傳到監(jiān)控主機，并在溫度監(jiān)測管理中心計算機中進行顯示、存儲、分析與報警。使運行人員能夠對溫度進行實時在線準確地巡檢，對高壓電氣設備接點溫度狀態(tài)能夠及時地掌握。

此方案的高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)對分散地域的多個高壓開關柜內(nèi)溫度進行集中有效監(jiān)測，能大大提高高壓開關柜的安全運行。

圖二（系統(tǒng)拓撲圖）

無源無線溫度傳感器通過卡扣綁扎方式，將具有絕緣外護套的電磁合金片固定在測溫點上。

無線接收顯示裝置和光電轉換器安裝到控制箱內(nèi)，每個配電室安裝一套，用于接收顯示本配電室電纜接頭溫度，具有兩個獨立上傳接口RS485和RJ45網(wǎng)口，可通過標準modbusRTU和modbusTCP協(xié)議上傳數(shù)據(jù)。

各個配電室，變電站之間通過光纜建立TCP/IP通信網(wǎng)絡,測溫數(shù)據(jù)不但可以在本站變電所能夠集中顯示，而且同時能通過網(wǎng)絡將測溫數(shù)據(jù)遠傳至化南變，建立電纜測溫數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

六、無線測溫系統(tǒng)的功能優(yōu)勢

1）通信的先進性

電氣接點測溫數(shù)據(jù)采用數(shù)字信號無線傳輸，隔離徹底、抗干擾性強，體積小巧，可在電磁場環(huán)境下穩(wěn)定運行。

2）通信的可靠性

通信系統(tǒng)要長期經(jīng)受惡劣環(huán)境例如較強的電磁干擾和高溫的考驗，并保持通信的暢通；

3）雙向通信

不僅能實現(xiàn)信息量的上傳，還要實現(xiàn)控制量的下達；

4）手機APP功能

帶有手機APP功能，與系統(tǒng)云平臺同步?？梢詫崟r查看溫度數(shù)據(jù)，產(chǎn)品發(fā)生報警時信息及時推送聯(lián)系人。

5）通信的靈活性和可擴展性

標準化設計，可方便擴展與其它系統(tǒng)互聯(lián)，費用低廉，安裝靈活。

七、結束語

現(xiàn)代工業(yè)中，工作溫度的升降反映了設備運行狀態(tài)和許多物理特征的變化，工業(yè)設備異?；蚬收铣１憩F(xiàn)出溫度的異常變化。因此工業(yè)設備運行溫度監(jiān)測是設備安全監(jiān)控最為有效、最為經(jīng)濟的手段，對設備的安全運行具有重大的意義。隨著無線測溫系統(tǒng)的發(fā)展和應用，基于2G/3G/4G網(wǎng)絡的無線測溫系統(tǒng)是目前世界上最先進、最有效的溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，特別是在電力系統(tǒng)、石油化工、交通運輸、工業(yè)消防等領域得到廣泛的使用。

審核編輯 黃宇