摘要：近年來，隨著電力市場需求的日益增長,，高壓開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，其本身的安全性、經(jīng)濟性也受到了人們的重視,。本文著重介紹了35 kV高壓開關(guān)柜無線測溫技術(shù)的應(yīng)用情況﹐介紹了技術(shù)特點和工作原理﹐對其在35 kV高壓開關(guān)柜中的應(yīng)用進行歸納，以及變電站的無源無線測溫系統(tǒng)的運用,。

0引言

隨著電力市場對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定需求不斷增加,，對電力供應(yīng)的質(zhì)量和可靠性提出了更高的要求。在開關(guān)柜中廣泛采用新技術(shù)和新工藝,，使得其可靠性得到了很大的提高,。六氟化硫氣體具有良好的絕緣和消弧特性,，在高壓開關(guān)設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用,。全封閉高壓開關(guān)柜在長時間的高負(fù)載下,，其散熱性能不佳，容易導(dǎo)致熱聚集,，溫度上升會對電器的絕緣性能產(chǎn)生不利影響,；全封閉高壓開關(guān)柜不能觀測到動觸點與柜內(nèi)靜接觸位置連接、接地刀閘分合等情況,，不能對柜體內(nèi)部進行溫度測量,，存在較大的安全風(fēng)險。通過對高壓開關(guān)柜母排,、電纜接頭的直接監(jiān)控,，可以有效地降低由于過熱引起的火災(zāi)和大面積停電。

1高壓開關(guān)柜無線測溫技術(shù)應(yīng)用意義

電氣設(shè)備的導(dǎo)電連接部位松動,，刀閘,、斷路器接觸松動等，都會使設(shè)備的溫度聚集,，使有關(guān)部件的性能惡化,，從而引發(fā)導(dǎo)線的熔融、絕緣擊穿,，嚴(yán)重危害電網(wǎng)的安全,。隨著鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)中的無人值守變電站將會得到廣泛的應(yīng)用,，對變電站內(nèi)的各種信息進行更嚴(yán)格的控制,，但目前變電站對主要設(shè)備的溫度監(jiān)測還處在初級階段，監(jiān)控范圍小,，尤其是在密閉設(shè)備的溫度監(jiān)測中,，更是處于“盲區(qū)"，技術(shù)水平也比較落后,。目前變電所的高壓設(shè)備基本上都是封閉的,，傳統(tǒng)的測溫方法是不可能的，有些裝置還采取了開孔和紅外線測溫器的方法,，但其缺點是不能實時地收集和發(fā)送數(shù)據(jù),，對電力系統(tǒng)的絕緣性能有很高的要求；不能直接附著在高壓帶電裝置上,，精度低需要檢查,，還需要人在現(xiàn)場才能顯現(xiàn)效果，并且只適合于裸露的設(shè)備；但是,，該模型的安全性更高,。傳統(tǒng)的測溫方法不能滿足無人值守站對主要設(shè)備的關(guān)鍵位置進行實時監(jiān)測的要求。研制一套適用范圍廣,、安全可靠的測溫系統(tǒng),，對重要設(shè)備（尤其是密閉裝置）的關(guān)鍵部位的溫度進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患,，采取措施,，防止事故進一步擴大，對保障電網(wǎng)安全運行意義重大,。

2 35kV高壓開關(guān)柜常用幾種無線測溫傳感器的原理及技術(shù)特點

2.1無線測溫的原理

無線測溫的基本原理是：溫度傳感器,、紅外溫度傳感器、半導(dǎo)體傳感器,、表面溫度傳感器,、被動無線傳感器。熱敏傳感器的工作原理是,，電阻會隨著溫度的變化而變化,，熱敏電阻具有高度敏感性，可以很容易地檢測溫度變化,；缺點是,，阻值非線性，溫度范圍要求嚴(yán)格,，元件易老化,，使用壽命相對較短，隨著使用年限的縮短,，精度及穩(wěn)定性也會下降,。紅外溫度計的特點是無接觸式，不干擾被測物的狀態(tài),；其不足之處在于易受溫度,、濕度、輻射等因素的影響,。半導(dǎo)體傳感器的精度較高,，但與熱敏電阻器相比，它的反應(yīng)時間要比熱敏電阻器慢,。半導(dǎo)體傳感器的優(yōu)勢在于安全性高，識別精度高,，可靠性更高,。它的特點是采用被動式測溫，采用無線傳輸?shù)姆椒▽崿F(xiàn)對開關(guān)柜溫度的測量。其優(yōu)點是體積較小,，能耗低,，但其缺點是訊號傳送距離較短，而且傳送時不能有障礙物,，若受測點出現(xiàn)位移或振動,，則會造成 相位的改變，從而影響溫度測量的精度,。被動式無線感應(yīng)器采用能源采集方式來獲取感應(yīng)器所需的能源,，摒棄了電池與常規(guī) CT的取電方式。利用等電位法實現(xiàn)了高壓電網(wǎng)的安全性和可靠性,， EH技術(shù)具有循環(huán),、低能耗等特點，是未來無線溫度測量的發(fā)展方向,。

2.2該測溫的技術(shù)特點

以下是關(guān)于無源無線溫度測量系統(tǒng)的技術(shù)特性,，即當(dāng)母排經(jīng)過交流電時，會在母排附近形成一個交變磁場,，通常這些磁場會被釋放到空氣中,，不能被利用。現(xiàn)在,，主排上安裝一條特殊的金屬條,，可以讓磁場中的能量在金屬條流動，而在金屬條上則有一個線圈,，當(dāng)電流聚集到一起時,， MCU就會釋放出足夠的電流，然后再用無線網(wǎng)絡(luò)將熱量傳遞給 MCU,。該傳感器采用了原來沒用的交流磁場,，為 MCU提供能量，使其在不使用電池的情況下,，可以長時間的工作,，使用壽命超過10年，而且基本不需要維修,。與一般的硅鋼片不同,，硅鋼片有一條直線，一次電流和二次電流呈線性關(guān)系,，當(dāng)一次電流很大時,，二次電流會被大量的二次電流所吸收，導(dǎo)致二次電流無法釋放,，造成危險,。被動式無線傳感器采用一種特別的合金，其線性范圍很小，磁場迅速達到飽和狀態(tài),，初級電流持續(xù)上升,，電流幾乎沒有增長，因此不需要加熱設(shè)備,，也不會產(chǎn)生渦流和溫度上升,。

被動式無線溫度計，其體積較小,，安裝完畢后,，其高度與動接觸鐵環(huán)之高﹐基本不會對絕緣距離產(chǎn)生任何影響，也不會影響電力裝置的安全性,。被動式無線感應(yīng)器的訊號要從開關(guān)柜里傳出,，相隔二十多米遠，所以沒有在開關(guān)柜里裝任何接收裝置,，也沒有電纜﹐也沒有天線﹐只有一個感應(yīng)器,，不會對電器安全產(chǎn)生任何影響。目前,，我國的無線傳感設(shè)備大多采用高精度的進口數(shù)碼傳感元件,，且都是采用接觸式溫度測量。該傳感器可以實現(xiàn)對發(fā)熱點附近的溫度變化的快速測量,，使其精度得到很高的提高,。所有的資料傳送程序都要經(jīng)過檢查﹐檢查出的資料都會被刪除﹐所以不會由于傳送而產(chǎn)生有誤差的溫度。小型,，可裝于動觸頭,、靜觸頭、變壓器進出線,、刀閘等部位,，一種多個傳感器的安裝形式，為施工提供了便利,。

所有的傳感器的出廠號碼都是固定的,，只需要在接收設(shè)備上進行匹配就可以，不需要進行前期的協(xié)調(diào),，也不需要專門的維修和替換,。傳感系統(tǒng)使用頻分多址技術(shù)，各感應(yīng)器使用相同的波段進行通信,，所需的波段不會超過20 ms,。被動式無線測溫傳感器與其它環(huán)境溫濕度、帶電顯示,、抽濕機,、位移傳感器等傳感器均使用相同的通訊架構(gòu),，能共用一個單一的接收裝置，方便日后安裝傳感器收集其它物理量,。同時，還集成了 MODBUS,、61850等標(biāo)準(zhǔn)接口,，可實現(xiàn)與其它廠商的通信。為其它平臺的資料分享,，提供各種不同的分享界面,。具有RS485通信接口、 TCP/IP通信接口,、RS232通信接口,。為方便用戶使用﹐有多種顯示接口﹐有分別的開關(guān)柜和變電所的顯示接口，并能將全省的資料集中在伺服器上,。被動式無線溫度計克服了電池供電不足的缺點,，提供更多的電力，所以即使是在較高的溫度下,，也可以進行數(shù)據(jù)傳輸,。溫度范圍為-45~125攝氏度，目前廠商仍在不斷改進,，未來的溫度將會在-45~135攝氏度之間,。

3無源無線測溫技術(shù)在35kV高壓開關(guān)柜中的應(yīng)用

為改善變電所的維修工作，及時解決高壓開關(guān)柜的發(fā)熱問題,，選用了無線溫度測量系統(tǒng),。按有關(guān)規(guī)定，結(jié)合實際條件對35 kV高壓開關(guān)柜進行現(xiàn)場調(diào)試,、測試,，收集資料、分析,，驗證了該系統(tǒng)是可靠,、實用的。采用無線測溫技術(shù)后,，變電所對35 kV高壓開關(guān)柜的發(fā)熱問題進行有效的控制,，保證了供電安全。

4安科瑞無線測溫系統(tǒng)

4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進行通訊,，系統(tǒng)設(shè)計遵循國際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU,、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性,、可靠性和開放性都得到了很大地提高,。該系統(tǒng)具有遙信,、遙測、遙控,、遙調(diào),、遙設(shè)、事件報警,、曲線,、棒圖、報表和用戶管理功能,，可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運行狀況,，實現(xiàn)快速報警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生,。

適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng),、鋼廠、化工,、水泥,、醫(yī)院、機場,、電廠,、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測,。

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4.2系統(tǒng)功能

測溫系統(tǒng)主機Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室,，可以遠程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關(guān)設(shè)備運行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能：

.       溫度顯示：顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個測溫點的實時值,，也可實現(xiàn)電腦WEB/手機APP遠程查看數(shù)據(jù),。

.       溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。

.       運行報表：查詢及打印各測溫點時間的溫度數(shù)據(jù),。

.       實時告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y溫點異常溫度發(fā)出告警,。系統(tǒng)具有實時語音報警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警,，告警方式有彈窗,、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息,，及時提醒值班人員,。

.       歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,，查詢統(tǒng)計,、事故分析等。

4.3系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元,，通訊層的邊緣計算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測溫系統(tǒng)主機組成,，實現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測,。

5結(jié)束語

總結(jié)了目前35 kV高壓開關(guān)柜采用常規(guī)無線測溫技術(shù)難以滿足要求,。而高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，如果出現(xiàn)故障,，將會造成很大的影響,。35 kV高壓開關(guān)柜使用無線測溫技術(shù)進行測量,，測量設(shè)備的安裝方便、快速測量結(jié)果,，更符合當(dāng)今技術(shù)的快速發(fā)展,。在未來的溫度測量技術(shù)中，應(yīng)結(jié)合實際的應(yīng)用狀況,，對使用中出現(xiàn)的問題進行總結(jié)和研究,，并在不斷的學(xué)習(xí)和摸索中完善溫度測量系統(tǒng)。

參考文獻：

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