摘要：針對目前礦井井下電力電纜的現狀，設計了一種基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的礦井井下電力電纜溫度監測裝置，采用2.4G的無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)作為通信方式，給出了裝置的無(wú)線(xiàn)測溫裝置和溫度監控管理軟件。該裝置克服了傳統井下電力電纜無(wú)法對溫度進(jìn)行監測的局限性，避免了其他無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)通信方式差的缺點(diǎn)，成本低廉且工作可靠，具有有很好的經(jīng)濟和社會(huì )效益。
關(guān)鍵詞：2.4G；無(wú)線(xiàn)測溫裝置；溫度監控管理軟件
煤礦井下環(huán)境惡劣，容易發(fā)生各種危險，為了保證煤礦的安全生產(chǎn)，需要適時(shí)監測了解煤礦井下的各種情況，井下電力裝置中電纜溫度的測量?jì)热?，目前國內外應用方向主要面向礦井電纜溫度在線(xiàn)測量及電廠(chǎng)電纜溝的裝置性溫度測量，并且裝置龐大，資金投入大。
電纜敷設和使用狀態(tài)影響了電纜的使用壽命。電纜在使用一段時(shí)間后，在外部環(huán)境影響下，常發(fā)生絕緣老化，同時(shí)伴隨著(zhù)高溫，局部放電等狀態(tài)，一旦電力電纜發(fā)現故障，但也浪費了大量的人力物力，且井下電纜電纜維修非常困難。針對上述問(wèn)題，本文提出了一種基于無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)的井下電力電纜無(wú)線(xiàn)測溫裝置。本裝置由無(wú)線(xiàn)測溫裝置和溫度監控管理軟件兩部分構成。本裝置前面有一個(gè)溫度信息采集儀，無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，通過(guò)將溫度信息采集裝置安裝在地下電力電纜的接頭處，就可以實(shí)時(shí)采集到，地跟蹤溫度變化，并采用2.4G射頻技術(shù)將溫度數據傳輸出去，為在井下復雜環(huán)境中，使用無(wú)線(xiàn)信息采集提供了保障。安全便捷，提高數據采集效率。
1、無(wú)線(xiàn)測溫裝置
1.1溫度信息采集功能設計
該設備采用無(wú)線(xiàn)溫度傳感器采集的井下電纜接頭的溫度，溫度傳感器可以安裝被測點(diǎn)上，地跟蹤溫度變化。
1.2無(wú)線(xiàn)溫度傳感器技術(shù)指標：
（1）溫度測量方法應該是直接接觸溫度測量：（2）溫度傳感方法應該是無(wú)線(xiàn)傳輸，50至100米的發(fā)送范圍；（3）溫度傳感器測量精度±0.05，測量誤差±0.5℃，測溫范圍：-20~+125℃；（4）溫度傳感器電池設計的續航能力至少工作超過(guò)3年免維護。
1.3傳感器的安裝方式
安裝無(wú)線(xiàn)溫度傳感器時(shí)候，將該面貼到被測物體表面，并用尼龍扎帶將其固定在被測物體上，根據實(shí)際情況的不同，也可采用粘結或其它方法固定。
圖1 無(wú)線(xiàn)測溫傳感器
2、溫度智能接收機功能設計
2.1溫度接收機組成
溫度智能接收機由電子模塊組成，智能化，速度快、穩定可靠。該設備可及時(shí)將傳感器采集的溫度信息進(jìn)行數字化分析處理，裝置可及時(shí)得到各被測點(diǎn)正常、告警等溫度信息。具有報警輸出功能，一個(gè)無(wú)源繼電器接點(diǎn)輸出，1個(gè)常開(kāi)和1個(gè)常閉觸點(diǎn)。
當發(fā)生超溫報警時(shí)，報警輸出可控制外部設備動(dòng)作或用于報警指示，可以是指示燈或報警音響。
圖2 溫度智能接收機
2.2溫度接收機設計標準
具有標準的RS-485接口，支持網(wǎng)絡(luò )方式運行，該接口用于與上位計算機通信，接口可以支持128個(gè)無(wú)線(xiàn)溫度監測儀聯(lián)網(wǎng)運行。
2.3溫度接收機性能指標
如表1所示。
表1
3、溫度監控管理軟件設計
監控程序是一個(gè)實(shí)時(shí)溫度監控軟件，提取其中的溫度信息，繪制溫度實(shí)時(shí)曲線(xiàn)或者存儲歷史記錄，可以預先設置溫度報警閥值，具備溫度報警功能。該軟件運行在上位機上，用來(lái)處理溫度傳感器從井下電纜接頭處采集的溫度數據。
溫度監控管理軟件設計思路借鑒人工定點(diǎn)定時(shí)手持檢測儀使用；裝置軟件操作簡(jiǎn)單，界面清晰；軟件能夠實(shí)時(shí)顯示裝置和存儲每個(gè)溫度測量點(diǎn)的實(shí)際溫度；設備軟件的統計功能：可以記錄，存儲數據和測量點(diǎn)的溫度報警時(shí)間和歷史數據可以圖形分析顯示；設備的軟件可以提供高溫預警警報設備軟件支持數據網(wǎng)絡(luò )共享，網(wǎng)頁(yè)瀏覽支持。
4、安科瑞測溫產(chǎn)品介紹
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：
安科瑞無(wú)線(xiàn)測溫就地顯示配置：
ASD300/320智能操控裝置可連接12路無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，ARTM-Pn無(wú)線(xiàn)測溫裝置可以連接18路無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，無(wú)源（CT取電）方式為ATE300（捆綁式安裝），有源（電池供電）方式為ATE100（螺栓式安裝，主要用于電纜/銅排等螺絲固定的搭接點(diǎn)）和ATE200（表帶式，主要用于斷路器觸頭等接點(diǎn)捆綁安裝，因安裝較ATE100更方便，電纜/銅排等搭接點(diǎn)也常選用）。
圖3 無(wú)線(xiàn)測溫帶操顯功能（就地顯示）
Acrel-2000T/B無(wú)線(xiàn)測溫壁掛式監控設備，內存4G,硬盤(pán)128G,以太網(wǎng)口，顯示器12寸，分辨率800*600，可選Web平臺/App服務(wù)器，柜體尺寸480*420*200（單位mm），配置IPAD,安裝ACREL-2000/T軟件。就地實(shí)時(shí)顯示溫度分布以及報警等詳細參數。
圖4 無(wú)線(xiàn)測溫采集設備配置方案
5、總結
本裝置可報告運行中所有被測井下電纜易發(fā)熱部件溫升，為設備安全運行提供數據依據：裝置數據庫通過(guò)人機界面將地理分布圖、接點(diǎn)溫度運行參數、告警信息、歷史參數等通過(guò)圖形，表格，曲線(xiàn)圖，柱狀圖等形式直觀(guān)顯示，為決策直接，數據依據歷史參數，消除隱患危險，減少意外發(fā)生。
【參考文獻】
