摘要：電纜隧道環(huán)境惡劣，長期運(yùn)行存在安全隱患，常規(guī)監(jiān)測手段無法實現(xiàn)有效監(jiān)管。因此,，文章開發(fā)了一套重點區(qū)域電纜實時在線無線測溫預(yù)瞽系統(tǒng)，實現(xiàn)對重點區(qū)域的電纜溫度及周圍環(huán)境的氧量,、濕度,、水位等的實時預(yù)警監(jiān)控,，在隧道環(huán)境發(fā)生劣化或故障早期,，系統(tǒng)會給出異動提示，為設(shè)備狀態(tài)檢修奠定技術(shù)基礎(chǔ),。
關(guān)鍵詞：無線傳感技術(shù),；電纜；傳感器,；電力系統(tǒng)

引言

對高壓帶電設(shè)備各連接點,、傳輸點溫度在線監(jiān)測是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要內(nèi)容。重點區(qū)域電纜溫度在線監(jiān)測和記錄,，是設(shè)備檢修的重要依據(jù),。目前，國內(nèi)主要應(yīng)用主從式測溫系統(tǒng),，這種方法精度較差,，僅獲得線路的局部溫度。無線式溫度在線檢測裝置用無線電波進(jìn)行信號傳輸,，傳感器安裝在高壓設(shè)備上,，從根本上解決了高壓設(shè)備接點運(yùn)行溫度不易監(jiān)測的難題。采用無線溫度監(jiān)測方式具有高的可靠性和安全性,。價格低廉,，該系統(tǒng)可以安裝到每臺高壓開關(guān)及母線接頭上，可記錄高壓開關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度的數(shù)據(jù),，實現(xiàn)設(shè)備故障的預(yù)知維修,。

1. 無線測溫傳感系統(tǒng)設(shè)計

1.1 無線測溫傳感系統(tǒng)方案設(shè)計

無線測溫在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用電纜上的無線溫度傳感器實現(xiàn)對電纜溫度在線監(jiān)測,，并通過在電纜溝布設(shè)無線水位傳感器,，實現(xiàn)對幌溝內(nèi)浸水狀況在線監(jiān)測；利用電纜溝內(nèi),、電纜夾層上的濕度傳感器對環(huán)境溫濕度進(jìn)行監(jiān)測,，同時利用無線氧氣傳感器對監(jiān)測區(qū)域氧氣濃度進(jìn)行監(jiān)測，為檢修人員的人身安全提供保證。這些傳感器定時啟動測量和發(fā)送被監(jiān)測點的狀態(tài)數(shù)據(jù),，通過無線信道傳輸?shù)交?，基站通過RS-485（以太網(wǎng)、3G/4G網(wǎng)絡(luò)）總線將數(shù)據(jù)上傳至通信管理機(jī),，再上傳到管理中心,。管理中心具備監(jiān)測數(shù)據(jù)匯集、圖形化展示,、閾值比較,、監(jiān)測預(yù)警、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)通信等功能,，實現(xiàn)電纜溝狀態(tài)在線監(jiān)測,。無線測溫系統(tǒng)架構(gòu)框圖如圖1所示。

1.2 無線測溫傳感系統(tǒng)特點

傳感器和接收裝置采用24GHz頻率進(jìn)行無線傳輸通信,；無線溫度傳感器采用近距離非接觸式無線紅外溫度傳感器,；無線水位傳感器液位探頭采用316L不銹鋼材質(zhì)，防護(hù)等級為IP68,；無線接收基站能接收各類傳感器,，無線接收基站具有集中總線式電源供電及通信的功能。

2. 無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 無線在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)總體設(shè)計

某火力發(fā)電廠在#16KV電纜夾層安裝溫度,、濕度,、氧量無線監(jiān)測系統(tǒng)，在#2,、#3,、#4磨煤機(jī)較覽橋架加裝無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)；在#3,、#4空冷島電纜隧道安裝溫度,、濕度、氧量及水位無線監(jiān)測系統(tǒng),；并開展事故預(yù)警,、環(huán)境狀態(tài)判斷、劣化趨勢分析研究,。無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由無線溫度傳感器,、數(shù)據(jù)傳輸基站和控制主機(jī)組成，系統(tǒng)圖如圖2所示

2.2 傳感系統(tǒng)部署

本項目無線測溫系統(tǒng)由1臺監(jiān)控主機(jī),、2臺通信管理機(jī),、17個數(shù)據(jù)傳輸基站、378個無線溫度傳感器,、14個無線溫濕度傳感器,、10只無線氧氣傳感器,、8個無線水位傳感器構(gòu)成。

（1）電纜夾層無線監(jiān)測系統(tǒng)組成,。每兩個測溫點間隔5m左右,。紅外傳感器3個（每層15m采用3只紅外傳感器）ｘ2排ｘ5排=30個；氧氣傳感器2個,；無線溫濕度傳感器2個,；基站1個。

（2）磨煤機(jī)電纜橋架無線監(jiān)測系統(tǒng)組成,。每兩個測溫點間隔4m左右,。2#磨煤機(jī)電纜橋架：紅外傳感器10個（每層40m采用10個紅外單點傳感器）ｘ4排=40個；基站2個（兩個基站架設(shè)在橋架中級,，基站間隔5-10m）,。3#磨煤機(jī)電纜橋架：紅外傳感器10個（每層40m采用10個紅外單點傳感器）ｘ4排＋10個（每層40m采用10個紅外單點傳感器）ｘ2排=60個；基站2個（兩個基站架設(shè)在橋架中級基站間隔5-10m）,。4#磨煤機(jī)電纜橋架：紅外傳感器10個（每層40m采用10個紅外單點傳感器）ｘ4排＋10個（每層40m采用10個紅外單點傳感器）ｘ2=60個,；基站2個（兩個基站架設(shè)在橋架中級，基站間隔5-10m）,。

（3）空冷島電纜隧道無線監(jiān)測系統(tǒng)組成，每兩個測溫點間隔4m左右,。3#電纜隧道：紅外傳感器6個（每層25m采用6個紅外傳感器）ｘ2排ｘ6=72個,；氧氣傳感器4個（每個角落布設(shè)一個）；溫濕度傳感器6個,；水位傳感器4個（每個角落布設(shè)一個）,；基站4個（每縱向架設(shè)一個基站）。4#電纜隧道：紅外傳感器6個（每層25m采用6個紅外傳感器）ｘ2排ｘ6=72個,；氧氣傳感器4個（每個角落布設(shè)一個）,；溫濕度傳感器6個；水位傳感器4個（每個角落布設(shè)一個）,；基站4個（每縱向架設(shè)基站）,。

2.3實施目標(biāo)

本項目采用無線傳感器完成了對電纜隧道、電纜橋架,、電纜夾層的電纜溫度,，氧氣含量及電纜隧道內(nèi)積水情況的實時在線監(jiān)測，并通過軟件分析,，實現(xiàn)監(jiān)測區(qū)域的事故預(yù)警,、環(huán)境狀態(tài)判斷、劣化趨勢分析,，同時給出異動提示,，為設(shè)備實現(xiàn)狀態(tài)檢修奠定技術(shù)基礎(chǔ),。

1. 安科瑞無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)及在線測溫產(chǎn)品介紹

3.1系統(tǒng)介紹

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)，是我司根據(jù)電力設(shè)備安全性的要求,，總結(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的先進(jìn)經(jīng)驗,，專門研制出的新一代無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有超溫告警等功能,，可以幫助值班人員盡早發(fā)現(xiàn)問題,，消除隱患，確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,。為電力設(shè)備的安全,、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行提供了全新的解決方案,。

3.2結(jié)構(gòu)圖

3.2主要功能

數(shù)據(jù)采集與處理（模擬量,、開關(guān)量、電度,、SOE,、定值）

控制操作（斷路器、隔離開關(guān),、分接頭,、復(fù)歸）

報警及處理功能（設(shè)備狀態(tài)異常或故障,、測量值越限,，聲音、顏色,、閃爍）

事件順序記錄SOE（分合閘記錄,、保護(hù)及自動裝置的動作順序記錄）

遠(yuǎn)動功能（為調(diào)度中心提供相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)）

時鐘同步（北斗GPS納秒級，滿足間隔層子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時鐘誤差不大于1ms）

人機(jī)聯(lián)xi與運(yùn)行管理（控制,、查看,、數(shù)據(jù)庫定義修改、報警確認(rèn),、二次開發(fā),、事故記錄檢索、在線設(shè)備管理）

與其他設(shè)備接口（微機(jī)保護(hù),、電力儀表,、直流屏、故障錄波儀,、模擬屏,、調(diào)度）

3.3軟件功能

3.4測溫產(chǎn)品介紹

溫度傳感器

a.電池供電型無線溫度傳感器

安裝于發(fā)熱部位，采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?/p>

目前安科瑞無線溫度傳感器有三款：

b. CT 感應(yīng)取電無線溫度傳感器

安裝于斷路器觸頭、母排,、電纜搭接點等大電流處,，采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?/p>

目前無線溫度傳感器有兩款：

   接收/顯示單元

a.接收單元

b.顯示單元

4. 結(jié)論

采用無線傳感技術(shù),，實時對電纜故障趨勢進(jìn)行智能分析，準(zhǔn)確定位,，能夠為電力企業(yè)的安全運(yùn)行提供有力的支撐,。

無線傳感監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計目前只停留在自動采集和智能分析階段，與控制設(shè)備的聯(lián)動仍然需要人工介入,。電力系統(tǒng)電纜的監(jiān)測系統(tǒng)方興未艾,，為了保證系統(tǒng)設(shè)計的規(guī)范性及后期設(shè)備的擴(kuò)展性，仍需努力,。

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