無(wú)線(xiàn)測溫裝置的原理和應用

引言

在電力系統中，溫度是表征設備運行正常的一個(gè)重要參數。隨著(zhù)科技的進(jìn)步，社會(huì )用電負荷不斷增長(cháng)，為了避免因設備發(fā)熱而導致的起火或者溫度的自動(dòng)監測已經(jīng)成為各行業(yè)進(jìn)行安全生產(chǎn)和減少損失所采取的重要措施之一。傳統的溫度測量方式周期長(cháng)，施工復雜，效率低，不便于管理，發(fā)生故障時(shí)，要耗費大量的人力物力排查和重新鋪設線(xiàn)纜。而在特定場(chǎng)合下監測點(diǎn)分散、環(huán)境封閉或存在高電壓，很多測量方式根本無(wú)法實(shí)現測量工作。

在變電站或開(kāi)閉所，母排、刀閘、高壓開(kāi)關(guān)柜、斷路器、電纜、架空線(xiàn)路之間一般都采用插頭連接，長(cháng)期過(guò)載、接頭松動(dòng)、觸頭老化等因素容易導致接觸電阻增大，可能發(fā)生觸頭升溫過(guò)高甚至燒毀等嚴重事故。一旦出現故障停電，首先給人民群眾生活帶來(lái)不便，干擾了企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng);其次給供電公司造成較大損失;再者變電站內開(kāi)關(guān)柜、母排、電纜、架空線(xiàn)的分接頭眾多，呈網(wǎng)狀及封閉結構，查找故障隱患非常困難，浪費了大量的人力，物力。

1.無(wú)線(xiàn)測溫系統設計的重要性

無(wú)線(xiàn)測溫系統是我公司自主研發(fā)的一種無(wú)線(xiàn)測量、安裝簡(jiǎn)便的溫度測量系統。它采用傳感技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)進(jìn)行高壓隔離和信號傳輸，利用其固有的絕緣性和抗電磁場(chǎng)干擾性能，解決高壓開(kāi)關(guān)柜內觸點(diǎn)運行溫度不易監測的難題。本系統適用于各種類(lèi)型的高壓設備的溫度在線(xiàn)監測，具有可靠的高壓隔離、抗強電場(chǎng)、磁場(chǎng)干擾及良好的熱穩定等特性。10kV高壓柜是電力系統中*的部分，其安全運行是用戶(hù)負荷的重要保證。高壓柜的特點(diǎn)是負荷電流較大、容易發(fā)熱，需要定期測溫。從結構形式上看.10kV高壓柜分為旋轉刀閘式和小車(chē)式兩種，小車(chē)式高壓柜由于觸頭*密封，在柜外無(wú)法觀(guān)察測溫，因此人員只能通過(guò)對柜測溫來(lái)間接推算內部是否發(fā)熱、溫度的傳導損耗導致精度十分低.而且無(wú)法觀(guān)察細微的變化.不滿(mǎn)足安全運行的要求。

本無(wú)線(xiàn)測溫裝置系統通過(guò)即時(shí)監測開(kāi)關(guān)觸頭等發(fā)熱點(diǎn)溫度，可發(fā)現異常發(fā)熱故障苗頭，從而防止故障的發(fā)生，并且通過(guò)溫度歷史記錄，對開(kāi)關(guān)柜“狀態(tài)維修”提供科學(xué)數據依據。對開(kāi)關(guān)柜等電器設備的安全運行具有重要的意義。

2.高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測溫系統設計原理

2.1系統的主要組成

無(wú)線(xiàn)測溫系統主要由無(wú)線(xiàn)溫度傳感器、無(wú)線(xiàn)溫度監測儀、監控中心上位機、通信鏈路構成，其中.無(wú)線(xiàn)溫度傳感器主要安裝在開(kāi)關(guān)柜面板上.用來(lái)收集各子無(wú)線(xiàn)溫度傳感器的數據.并進(jìn)行處理和儲存，所有的無(wú)線(xiàn)傳感溫度監測儀都利用RS485總線(xiàn)和監控中心上位機進(jìn)行通信，從而組成分布式監測系統。

2.2無(wú)線(xiàn)溫度傳感器

無(wú)線(xiàn)溫度傳感器主要用來(lái)測量帶電物體表面溫度.如對高壓開(kāi)關(guān)柜中的母排接頭和裸露觸電的運行溫度進(jìn)行監測.無(wú)線(xiàn)溫度傳感器主要包括測量電路、溫度傳感器、無(wú)線(xiàn)調制接口、邏輯控制電路、供電電路。通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將溫度信號傳送到無(wú)線(xiàn)溫度監測儀。無(wú)線(xiàn)溫度傳感器由于體積比較小.適合用來(lái)測量開(kāi)關(guān)柜中的溫度熱接點(diǎn)，可以對開(kāi)關(guān)柜中引出電纜接頭，觸頭、母線(xiàn)連接點(diǎn)的運行溫度進(jìn)行測量。

2.3無(wú)線(xiàn)溫度收發(fā)器

無(wú)線(xiàn)溫度收發(fā)器主要用來(lái)對溫度傳感器的數據收集、儲存、處理、報警信號輸出等，其中監控中心PC機和RS485進(jìn)行通信。LCD人機交互主要用來(lái)對當前無(wú)線(xiàn)傳感器無(wú)線(xiàn)溫度監測信息和溫度數據信息進(jìn)行顯示.現場(chǎng)用戶(hù)可以通過(guò)執行輸入操作、輸出操作進(jìn)行控制。例如對無(wú)線(xiàn)傳感器進(jìn)行查詢(xún)和設置，而無(wú)線(xiàn)溫度監測儀則可以用來(lái)進(jìn)行運行日志的查詢(xún)和配置。

3.無(wú)線(xiàn)測溫傳感器介紹

a.電池供電型無(wú)線(xiàn)溫度傳感器

安裝于發(fā)熱部位，采集溫度量并通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳輸的傳感器。

目前無(wú)線(xiàn)溫度傳感器有三款：

b. CT感應取電無(wú)線(xiàn)溫度傳感器

安裝于斷路器觸頭、母排、電纜搭接點(diǎn)等大電流處，采集溫度量并通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳輸的傳感器。

目前無(wú)線(xiàn)溫度傳感器有兩款：

4.上圖案例

4.1現場(chǎng)安裝圖片

高壓進(jìn)線(xiàn)、出線(xiàn)柜9點(diǎn)，分別按照在A(yíng)/B/C三相母排3點(diǎn)、斷路器上靜觸頭3點(diǎn)、斷路器下靜觸頭3點(diǎn)。

高壓主變柜、母聯(lián)柜、隔離柜、PT柜6點(diǎn)，分別按裝在斷路器上靜觸頭3點(diǎn)、斷路器下靜觸頭3點(diǎn)。

高壓配電室，無(wú)線(xiàn)測溫收發(fā)器安裝于柜內電纜室處，智能操控裝置安裝在高壓柜面板上。

各位置的傳感器具體安裝如下：

ATE200傳感器在母排A/B/C三相處的安裝

ATE200傳感器在上下觸頭的安裝

收發(fā)器在電纜室內的安裝

ASD320在柜體面板上的安裝　　

5.結束語(yǔ)

高壓開(kāi)關(guān)設備是變電站和配電站中保證電力系統運行的重要設備之一，本文介紹的安科瑞智能操控及無(wú)線(xiàn)測溫產(chǎn)品在晉南鋼鐵集團產(chǎn)能置換升級改造的前瞻性項目的應用，可以實(shí)現集操作、顯示于一體，可以對高壓開(kāi)關(guān)柜內母排、斷路器上下觸頭、電纜接頭等的溫度進(jìn)線(xiàn)在線(xiàn)監測，防止在運行過(guò)程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱成為隱患，提升設備保障，及時(shí)、持續、準確反映設備運行狀態(tài)，避免事故的發(fā)生，降低設備事故率。

【參考文獻】

[1]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11版

[2]高壓小車(chē)開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測溫系統設計與實(shí)現 吳卓文 陳錦培