摘要：文章提出了一種用于小車式開關(guān)柜的無線測溫系統(tǒng)，包括設(shè)于小車動(dòng)觸頭套管上的溫度傳感器,、環(huán)繞設(shè)于小車動(dòng)觸頭上的電流傳感器,，溫度傳感器及電流傳感器均分別連接有數(shù)據(jù)接收處理器，數(shù)據(jù)接收處理器電連接有設(shè)于小車式開關(guān)柜上的顯示屏,；數(shù)據(jù)接收處理器連接有通信模塊,，通信模塊連接有遠(yuǎn)程報(bào)警單元；遠(yuǎn)程報(bào)警單元電連接終端設(shè)備,。該無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,，能夠遠(yuǎn)程及時(shí)監(jiān)控小車觸頭的工作情況；通過顯示屏的設(shè)置可以在小車式開關(guān)柜上及時(shí)顯示溫度電流信息,，便于運(yùn)維人員查看,，及時(shí)了解小車式開關(guān)柜內(nèi)小車動(dòng)觸頭的工作情況，保證了小車動(dòng)觸頭安全運(yùn)行,。

   關(guān)鍵詞：高壓小車開關(guān)柜,；無線測溫系統(tǒng)；電磁干擾

0,、引言

   在高壓開關(guān)柜使用過程中,，母線連接點(diǎn)和柜內(nèi)的接觸點(diǎn)、動(dòng)靜觸頭電路產(chǎn)生的發(fā)熱量過大,，很容易出現(xiàn)火災(zāi)事故和停電事故,。所以，做好高壓開關(guān)柜中溫度的監(jiān)測工作至關(guān)重要,。由于高壓設(shè)備中存在裸露電壓,，使用常規(guī)的溫度監(jiān)測方法并不能將高壓絕緣問題解決，而無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)使用無線電波傳輸信息,，無須進(jìn)行布線和使用高壓設(shè)備等，也不需要采取相應(yīng)的絕緣措施,，可以解決高壓設(shè)備溫度監(jiān)測問題,，本文對高壓小車開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析探討。

1、無線測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性

         10kV高壓柜是電力系統(tǒng)中重要的部分,，其安全運(yùn)行是用戶負(fù)荷的重要保證,。高壓柜的特點(diǎn)是負(fù)荷電流較大、容易發(fā)熱,，需要定期測溫,。從結(jié)構(gòu)形式上看，10kV高壓柜分為旋轉(zhuǎn)刀閘式和小車式兩種,，小車式高壓柜由于觸頭都密封,，在柜外無法觀察測溫，因此巡視人員只能通過對柜壁測溫來間接推算內(nèi)部是否發(fā)熱,，溫度的傳導(dǎo)損耗導(dǎo)致精度很低,，而且無法觀察細(xì)微的變化，不滿足安全運(yùn)行的要求,。

2,、高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

2.1　系統(tǒng)的主要組成

   無線測溫系統(tǒng)主要由無線溫度傳感器、無線溫度監(jiān)測儀,、監(jiān)控中心上位機(jī),、通信鏈路構(gòu)成，其中,，無線溫度傳感器主要安裝在開關(guān)柜面板上,，用來收集各子無線溫度傳感器的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理和儲存,，無線傳感溫度監(jiān)測儀都利用RS485總線和監(jiān)控中心上位機(jī)進(jìn)行通信,，從而組成分布式監(jiān)測系統(tǒng)。

2.2　無線溫度傳感器

   無線溫度傳感器主要用來測量帶電物體表面溫度,，如對高壓開關(guān)柜中的母排接頭和裸露觸電的運(yùn)行溫度進(jìn)行監(jiān)測,，無線溫度傳感器主要包括測量電路、溫度傳感器,、無線調(diào)制接口,、邏輯控制電路、供電電路,，通過無線網(wǎng)絡(luò)將溫度信號傳送到無線溫度監(jiān)測儀,。無線溫度傳感器由于體積比較小，適合用來測量開關(guān)柜中的溫度熱接點(diǎn),，可以對開關(guān)柜中引出電纜接頭,、觸頭、母線連接點(diǎn)的運(yùn)行溫度進(jìn)行測量,。

2.3　無線溫度監(jiān)測儀

   無線溫度監(jiān)測儀主要用來對溫度傳感器的數(shù)據(jù)收集,、儲存,、處理、報(bào)警信號輸出等,，其中監(jiān)控中心PC機(jī)和RS485進(jìn)行通信,。LCD人機(jī)交互主要用來對當(dāng)前無線傳感器無線溫度監(jiān)測信息和溫度數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示，現(xiàn)場用戶可以通過執(zhí)行輸入操作,、輸出操作進(jìn)行控制,。例如對無線傳感器進(jìn)行查詢和設(shè)置，而無線溫度監(jiān)測儀則可以用來進(jìn)行運(yùn)行日志的查詢和配置,。

2.4　抗電磁干擾

   在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),，無線傳感器布置在母排接近開關(guān)觸頭和接頭表面的觸臂上，一旦有大電流從觸臂和母排上流過,，會(huì)產(chǎn)生比較大的電磁場,，進(jìn)而影響傳感器的正常運(yùn)行。為保證無線傳感器的正常運(yùn)行,，需要采取一定的屏蔽措施,。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了要對天線外接外,，還需要在屏蔽盒中布置電路,，降低運(yùn)行過程中電磁輻射產(chǎn)生的影響。在導(dǎo)熱片上布置溫度傳感器,，并將其他屏蔽盒中剩余的空間進(jìn)行灌膠,，為了保證其具有良好的絕緣性，需要將傳感器使用熱鎖管包裹好,。

圖1　小車式開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

   圖1為一種用于小車式開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成,，包括設(shè)于小車動(dòng)觸頭套管1上的溫度傳感器2以及設(shè)于端子箱模塊3上的電流傳感器4，溫度傳感器2和電流傳感器4均分別連接有數(shù)據(jù)接收處理器5,，數(shù)據(jù)接收處理器5電連接有設(shè)于小車式開關(guān)柜6上的顯示屏7,；數(shù)據(jù)接收處理器5連接有通信模塊8，通信模塊8連接有遠(yuǎn)程報(bào)警單元9,；遠(yuǎn)程報(bào)警單元9電連接有終端設(shè)備,。其中，數(shù)據(jù)接收處理器5包括相互電連接的數(shù)據(jù)接收單元10和數(shù)據(jù)處理單元11,。另外,，數(shù)據(jù)接收單元10包括溫度數(shù)據(jù)接收單元、電流數(shù)據(jù)接收單元,，溫度數(shù)據(jù)接收單元及電流數(shù)據(jù)接收單元均分別與數(shù)據(jù)處理單元11相連,。其中，數(shù)據(jù)處理單元11與通信模塊8相連,。另外,，溫度傳感器2為綁扎式溫度傳感器,，綁扎式溫度傳感器套設(shè)于小車動(dòng)觸頭套管1上。其中,，溫度傳感器2 為絕緣性溫度傳感器。

3,、高壓小車開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

   在該技術(shù)方案中,，通過溫度傳感器的設(shè)置可以測量小車動(dòng)觸頭的溫度，通過電流傳感器的設(shè)置可以測量流經(jīng)小車動(dòng)觸頭的電流,；通過數(shù)據(jù)接收處理器的設(shè)置可以接收溫度數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù),，并對當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)與電流數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行判斷，保證測量的準(zhǔn)確性,，避免了通過通信模塊連接的遠(yuǎn)程報(bào)警單元出現(xiàn)誤報(bào),；同時(shí)小車式開關(guān)柜上設(shè)置有顯示屏，可以實(shí)時(shí)顯示電流,、溫度數(shù)據(jù),，便于運(yùn)維人員查看顯示屏及時(shí)了解小車式開關(guān)柜內(nèi)的小車動(dòng)觸頭發(fā)熱、電流情況,，保證小車式開關(guān)柜的安全運(yùn)行,；同時(shí)遠(yuǎn)程報(bào)警單元連接有終端設(shè)備，終端設(shè)備可以是手機(jī)或其他設(shè)備,，便于運(yùn)維人員通過終端設(shè)備及時(shí)掌握小車式開關(guān)柜的工作狀況,。

   數(shù)據(jù)接收處理器包括相互電連接的數(shù)據(jù)接收單元和數(shù)據(jù)處理單元。在該技術(shù)方案中,，數(shù)據(jù)接收單元能夠接收溫度傳感器和電流傳感器測量的數(shù)據(jù),；數(shù)據(jù)處理單元能夠判斷電流與相對應(yīng)的電流溫度是否在正常范圍內(nèi)，如果電流在一定數(shù)值,，溫度超出了設(shè)定的閾值,，數(shù)據(jù)處理單元將判斷的指令以及接收的電流、溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至通信模塊,。

   數(shù)據(jù)接收單元包括溫度數(shù)據(jù)接收單元,、電流數(shù)據(jù)接收單元，二者均分別與數(shù)據(jù)處理單元相連,。在該技術(shù)方案中,，數(shù)據(jù)處理單元能夠處理電流數(shù)據(jù)接收單元接收的電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)接收單元接收的溫度數(shù)據(jù)，并把處理后的指令,、電流數(shù)據(jù)及溫度數(shù)據(jù)傳遞至通信模塊,。

   數(shù)據(jù)處理單元與通信模塊相連。在該技術(shù)方案中,，通信模塊能夠?qū)?shù)據(jù)處理單元處理后的指令,、電流數(shù)據(jù)及溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程報(bào)警單元,。溫度傳感器為綁扎式溫度傳感器，將綁扎式溫度傳感器套設(shè)于小車動(dòng)觸頭套管上,。綁扎式溫度傳感器可以根據(jù)小車觸頭套管的直徑大小進(jìn)行調(diào)節(jié),，便于溫度傳感器安裝在不同規(guī)格的小車觸頭上。溫度傳感器采用絕緣性溫度傳感器,。這樣設(shè)置可以使溫度傳感器盡可能靠近小車觸頭,，得到更真實(shí)的溫度值，防止流經(jīng)小車觸頭的電流對溫度傳感器的影響,，保證溫度測量的準(zhǔn)確性,。

4、應(yīng)用場景

   電氣接點(diǎn)在線測溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭,、斷路器觸頭,、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭,、干式變壓器,、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測，防止在運(yùn)行過程中因氧化,、松動(dòng),、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設(shè)備安全保障,，及時(shí),、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),，降低設(shè)備事故率,。

5、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(jì)算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測溫系統(tǒng)主機(jī)組成,，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。

6,、結(jié)語

   綜上所述,，該無線測溫系統(tǒng)是一種用于小車式開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)，通過電流傳感器及溫度傳感器的設(shè)置,，反映出電流與溫度的關(guān)系,，保證了測量小車觸頭的溫度數(shù)據(jù)及通過小車觸頭中的電流數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，通過數(shù)據(jù)接收處理器的設(shè)置可以判斷在電流值一定的情況下,，溫度數(shù)據(jù)超出設(shè)定的閾值后,，數(shù)據(jù)接收處理器將指令、溫度數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù)發(fā)送至通信模塊,，通信模塊將接收的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程報(bào)警單元,，便于后臺遠(yuǎn)程及時(shí)監(jiān)控小車觸頭的工作情況,，通過顯示屏的設(shè)置可以在小車式開關(guān)柜上及時(shí)顯示溫度電流信息，便于運(yùn)維人員查看,，及時(shí)了解小車式開關(guān)柜內(nèi)小車動(dòng)觸頭的工作情況,，保證了小車動(dòng)觸頭的安全運(yùn)行。