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高壓開關柜實現無線測溫監控的關鍵點

一、概述

  近年來，電廠自動化、信息化飛速發展，加快了對高壓開關柜內的溫度檢測技術的研究。一系列的開關柜的無線測溫監測技術也因此應運而生，并且發揮著越來越重要的作用。高壓開關柜是發電廠、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熱。由于開關柜密閉運行、內部空間狹小和絕緣保護等原因，這些發熱部位的溫度在運行狀態下幾乎無法監測，最終可能會因過熱造成火災和大面積停電事故的發生。因此，設計一套高壓開關柜無線測溫系統是勢在必行。

       

二、什么是高壓開關柜

    高壓開關柜是指用于電力系統發電、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、高壓開關柜無線測溫系統的應用前景

      近年來，電力系統已發生多起因設備過熱而發生火災和大面積停電事故。據統計分析，我國每年發生的電力事故，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測及預警是非常必要的。目前電廠高壓開關柜觸頭溫度監測有多種方式。近年來出現了采用無線傳輸方式進行溫度采集的監測系統，滿足了非接觸檢測的要求，檢測系統中的通信控制器不僅能發送接收數據，而且具有了數據存儲、液晶顯示、報警等功能。

四、無線測溫系統與其它測溫方式的對比優勢

（1）普通測溫

       常規的熱電偶、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，可在封閉的柜體內直接測量設備溫度后，以無線網絡方式傳出。

（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，且在柜內布線難度較大，造價高。

    無線測溫系統沒有復雜的引線，完全絕緣，造價低廉。

五、無線測溫系統組成

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

無線集中接收顯示裝置負責對高壓開關柜內的溫度進行采集，用于接收無線溫度傳感器發射的無線數字信號, 并將信號轉換成電信號,經內部電路處理，通過彩色液晶顯示屏顯示當前所測溫度。同時上傳到監控主機，并在溫度監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能夠及時地掌握。

 

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

圖二（系統拓撲圖）

 

      

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，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網口，可通過標準modbusRTU和modbusTCP協議上傳數據。

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

六、無線測溫系統的功能優勢

 

1）通信的先進性

電氣接點測溫數據采用數字信號無線傳輸，隔離徹底、抗干擾性強，體積小巧，可在電磁場環境下穩定運行。

2）通信的可靠性

通信系統要長期經受惡劣環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

不僅能實現信息量的上傳，還要實現控制量的下達；

4）手機APP功能

帶有手機APP功能，與系統云平臺同步。可以實時查看溫度數據，產品發生報警時信息及時推送聯系人。

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互聯，費用低廉，安裝靈活。

七、結束語

         現代工業中，工作溫度的升降反映了設備運行狀態和許多物理特征的變化，工業設備異常或故障常表現出溫度的異常變化。因此工業設備運行溫度監測是設備安全監控最為有效、最為經濟的手段，對設備的安全運行具有重大的意義。隨著無線測溫系統的發展和應用，基于2G/3G/4G網絡的無線測溫系統是目前世界上最先進、最有效的溫度在線監測系統，特別是在電力系統、石油化工、交通運輸、工業消防等領域得到廣泛的使用。

 

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