一、摘要

電力系統(tǒng)安全運(yùn)行關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)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(guān)柜內(nèi)的溫度檢測技術(shù)的研究。一系列的開關(guān)柜的無線測溫監(jiān)測技術(shù)也因此應(yīng)運(yùn)而生，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。高壓開關(guān)柜是發(fā)電廠、變電站、動力車間最重要的電氣設(shè)備，每個開關(guān)柜都有多個進(jìn)出線接頭盒開關(guān)觸頭。在運(yùn)行過程中，開關(guān)的觸點、母線連接頭等部位因長期負(fù)荷較大、老化等原因會導(dǎo)致接觸電阻過大而發(fā)熱。由于開關(guān)柜密閉運(yùn)行、內(nèi)部空間狹小和絕緣保護(hù)等原因，這些發(fā)熱部位的溫度在運(yùn)行狀態(tài)下幾乎無法監(jiān)測，最終可能會因過熱造成火災(zāi)和大面積停電事故的發(fā)生。因此，設(shè)計一套高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)是勢在必行。

二、什么是高壓開關(guān)柜

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

三、無線測溫系統(tǒng)的應(yīng)用前景

近年來，電力系統(tǒng)已發(fā)生多起因設(shè)備過熱而發(fā)生火災(zāi)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(shè)備過熱所致；而在采用高壓開關(guān)柜和電力電纜的供電系統(tǒng)中，有70％以上的電纜運(yùn)行故障是因為連接部位接觸電阻變大、過負(fù)荷等引起接頭溫度過高所致。因此，對高壓開關(guān)柜連接點的溫度變化進(jìn)行實時監(jiān)測及預(yù)警是非常必要的。目前電廠高壓開關(guān)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(jìn)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(dǎo)體溫度傳感器等測溫方式，需要金屬導(dǎo)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(guān)柜的高壓，因此能夠直接安裝到開關(guān)柜內(nèi)的高壓觸點上，準(zhǔn)確測量高壓觸點的運(yùn)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(shè)備，開關(guān)柜運(yùn)行時必須關(guān)閉柜門，導(dǎo)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(shè)備溫度后，以無線網(wǎng)絡(luò)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(fù)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(gòu)成。

無線集中接收顯示裝置負(fù)責(zé)對高壓開關(guān)柜內(nèi)的溫度進(jìn)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(zhuǎn)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(dāng)前所測溫度。同時上傳到監(jiān)控主機(jī)，并在溫度監(jiān)測管理中心計算機(jī)中進(jìn)行顯示、存儲、分析與報警。使運(yùn)行人員能夠?qū)囟冗M(jìn)行實時在線準(zhǔn)確地巡檢，對高壓電氣設(shè)備接點溫度狀態(tài)能夠及時地掌握。

此方案的高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對分散地域的多個高壓開關(guān)柜內(nèi)溫度進(jìn)行集中有效監(jiān)測，能大大提高高壓開關(guān)柜的安全運(yùn)行。

圖二（系統(tǒng)拓?fù)鋱D）

無源無線溫度傳感器通過卡扣綁扎方式，將具有絕緣外護(hù)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(zhuǎn)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(dú)立上傳接口RS485和RJ45網(wǎng)口，可通過標(biāo)準(zhǔn)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(luò),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(luò)將測溫數(shù)據(jù)遠(yuǎn)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(jìn)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(qiáng)，體積小巧，可在電磁場環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)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(qiáng)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(dá)；

4）手機(jī)APP功能

帶有手機(jī)APP功能，與系統(tǒng)云平臺同步。可以實時查看溫度數(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(kuò)展性

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，可方便擴(kuò)展與其它系統(tǒng)互聯(lián)，費(fèi)用低廉，安裝靈活。

七、結(jié)束語

現(xiàn)代工業(yè)中，工作溫度的升降反映了設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和許多物理特征的變化，工業(yè)設(shè)備異常或故障常表現(xiàn)出溫度的異常變化。因此工業(yè)設(shè)備運(yùn)行溫度監(jiān)測是設(shè)備安全監(jiān)控最為有效、最為經(jīng)濟(jì)的手段，對設(shè)備的安全運(yùn)行具有重大的意義。隨著無線測溫系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，基于2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)的無線測溫系統(tǒng)是目前世界上最先進(jìn)、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(yùn)輸、工業(yè)消防等領(lǐng)域得到廣泛的使用。

審核編輯 黃宇