摘要：高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備屬于電力系統(tǒng)中的重要輸電設(shè)備，應(yīng)保證其運(yùn)行的性能以提升電力系統(tǒng)效率，需要對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜故障進(jìn)行全面診斷，避免故障問(wèn)題帶來(lái)不良影響。將無(wú)線測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用于高壓開(kāi)關(guān)柜，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，有助于相關(guān)工作人員根據(jù)高壓開(kāi)關(guān)柜的溫度變化采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，避免意外情況的發(fā)生，有效促進(jìn)了高壓開(kāi)關(guān)柜的正常運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：無(wú)線測(cè)溫技術(shù)；高壓開(kāi)關(guān)柜
0引言
在電力系統(tǒng)當(dāng)中，高壓開(kāi)關(guān)柜是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的內(nèi)容，其運(yùn)行質(zhì)量會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行造成直接的影響，但在實(shí)際運(yùn)行中，受到諸多因素的影響，高壓開(kāi)關(guān)柜非常容易出現(xiàn)發(fā)熱故障，從而對(duì)其正常運(yùn)行造成不利影響。而為了對(duì)這種情況加以改善，還需要利用無(wú)線測(cè)溫技術(shù)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，使故障隱患能夠及時(shí)的排除，這對(duì)于電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的意義，所以，有必要針對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行深入的研究。
1無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的原理及特點(diǎn)
1.1基本原理
對(duì)于無(wú)線測(cè)溫技術(shù)而言，其主要原理就是結(jié)合各種溫度傳感元件來(lái)進(jìn)行測(cè)溫的，而涉及到的溫度傳感元件包括：半導(dǎo)體傳感器、紅外測(cè)溫度傳感器、熱敏電阻溫度傳感器、無(wú)源無(wú)線溫度傳感器、聲表面溫度傳感器等等。
1.2技術(shù)特點(diǎn)
第一，安全性，可以通過(guò)點(diǎn)位絕緣安裝，降低爬電影響，所以不會(huì)影響電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，具有較高的安全性；第二，準(zhǔn)確性，在無(wú)線傳感器系統(tǒng)當(dāng)中往往會(huì)應(yīng)用一些精度較高的數(shù)字傳感器，且這些傳感器大多以接觸式測(cè)溫為主，將傳感器設(shè)置在發(fā)熱點(diǎn)附近能夠?qū)y(cè)溫部位的溫度變化情況快速、準(zhǔn)確測(cè)量出來(lái)，從而為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)；第三，靈活性，通常情況下，無(wú)線測(cè)溫元件的體積都比較小，因此，其安裝較為方便，能夠進(jìn)行靈活的組網(wǎng)，既可以使用有線網(wǎng)絡(luò)，也可以使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，而且能夠滿足多點(diǎn)安裝的需求，確保測(cè)量工作的全面性；第四，易用性，通常會(huì)采用模塊化的方式進(jìn)行無(wú)線測(cè)溫平臺(tái)的設(shè)計(jì)，通過(guò)這種設(shè)計(jì)方式，能夠有效提升系統(tǒng)操作的便捷性和簡(jiǎn)單性，且便于和網(wǎng)絡(luò)的連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，確保了系統(tǒng)的易用性；第五，能耗低，無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用較為重視低功耗理念的應(yīng)用，所以在應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，不僅不會(huì)造成太大的能源消耗問(wèn)題，還會(huì)使測(cè)溫元件的使用壽命得到有效的延長(zhǎng)。
2在高壓開(kāi)關(guān)柜上應(yīng)用無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的必要性
2.1有效降低事故發(fā)生率
從高壓開(kāi)關(guān)柜的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，由于溫度過(guò)高且沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)而造成事故的狀況越來(lái)越多，利用無(wú)線測(cè)溫技術(shù)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控已經(jīng)勢(shì)在必行。該技術(shù)能夠幫助相關(guān)工作人員在問(wèn)題發(fā)生初期就采取相應(yīng)的措施，以此來(lái)避免事故范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，這對(duì)電力系統(tǒng)的整體安全運(yùn)行有積極的意義。
2.2及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患故障
由于電力資源的應(yīng)用規(guī)模與應(yīng)用需求不斷增長(zhǎng)，高壓開(kāi)關(guān)柜多處于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)，這會(huì)加速其老化的速度。且隨著其相應(yīng)功能的不斷損耗，事故發(fā)生概率會(huì)逐漸提升，應(yīng)用無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的系統(tǒng)，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的隱患與故障，有利于高壓開(kāi)關(guān)柜的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。
3高壓開(kāi)關(guān)柜中的無(wú)線測(cè)溫技術(shù)
3.1整體設(shè)計(jì)
對(duì)溫度傳感器進(jìn)行優(yōu)選。由于無(wú)線測(cè)溫技術(shù)涉及到各種溫度傳感器，而針對(duì)這些傳感器進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，它們都有著特定的溫度測(cè)量范圍，且適用的溫度環(huán)境也有所不同，但具體應(yīng)用何種溫度傳感器，需要結(jié)合高壓開(kāi)關(guān)柜的具體情況來(lái)考慮，要盡可能的選擇測(cè)溫電路簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高、占用口線少、擴(kuò)展方便、便于使用以及成本投入低的溫度傳感器，從而為高壓開(kāi)關(guān)柜的平穩(wěn)運(yùn)行提供支持。第二，合理選擇高低壓側(cè)的信號(hào)傳輸方式。對(duì)于高壓開(kāi)關(guān)柜中的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)而言，無(wú)線信號(hào)傳輸方式是一項(xiàng)需要重點(diǎn)考慮的設(shè)計(jì)內(nèi)容，要對(duì)其進(jìn)行合理的選擇，而常用的無(wú)線信號(hào)傳輸方式包括Zigbee技術(shù)、IEEE802.11技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)以及紅外技術(shù)等等，在選擇過(guò)程中，需要對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)、功耗以及抗干擾能力進(jìn)行綜合的考慮。第三，要對(duì)高壓側(cè)供電方式進(jìn)行科學(xué)的選擇。通常情況下，高壓側(cè)電路的供電電源需要具備較為穩(wěn)定輸出、較強(qiáng)的抗干擾能力。而目前較為常用的幾種供電方式包括CT互感器電源、電池供電、激光供電以及太陽(yáng)能供電等等，其中，CT互感器電源不僅能夠?qū)Ω邏簜?cè)供電需求加以滿足，在結(jié)構(gòu)安全性、應(yīng)用成熟度以及環(huán)境適用性方面也具有較大的優(yōu)勢(shì)。
3.2硬件設(shè)計(jì)
3.2.1微控制器
微控制器作為無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的控制單元，它主要負(fù)責(zé)讀取溫度數(shù)據(jù)。
3.2.2溫度顯示儀
溫度顯示儀的主要作用是接收溫度傳感器傳輸過(guò)來(lái)的溫度數(shù)據(jù)，并且在LCD屏幕上實(shí)時(shí)顯示該數(shù)據(jù)的真實(shí)數(shù)值，再將溫度數(shù)據(jù)的數(shù)值與地址傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
3.2.3溫度采集器
溫度采集器是硬件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，其主要包括電源設(shè)備、通信設(shè)備和傳感器設(shè)備。
3.2.4傳感器設(shè)備
傳感器設(shè)備主要負(fù)責(zé)溫度節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換，通信設(shè)備的主要作用是處理和傳輸數(shù)據(jù)。
3.2.5協(xié)調(diào)器
協(xié)調(diào)器與終端相比，雖然沒(méi)有測(cè)溫功能，但是它添加了相關(guān)接口芯片。
3.2.6綜合管理
為了方便對(duì)無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)硬件的后續(xù)管理，同時(shí)也為了保障高壓開(kāi)關(guān)柜的安全運(yùn)行，一般情況下會(huì)選擇將傳感器設(shè)備進(jìn)行牢固捆扎后，再安裝在高壓開(kāi)關(guān)柜刀閘的A相、B相或者C相的相關(guān)位置。
3.3軟件設(shè)計(jì)
軟件在無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中起著重要的作用，主要包括預(yù)警、系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示與系統(tǒng)配置錄入等功能，是相關(guān)工作人員進(jìn)行應(yīng)用管理的窗口。無(wú)線測(cè)溫軟件系統(tǒng)在初始化后，可以直接對(duì)各溫度點(diǎn)的溫度進(jìn)行信息采集，然后再傳輸溫度數(shù)據(jù)與傳感器編號(hào)。在利用無(wú)線測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，監(jiān)控中心裝設(shè)有監(jiān)測(cè)工作站，利用CAN總線，已經(jīng)安裝軟件的計(jì)算機(jī)可與溫度顯示儀直接相連。溫度顯示儀在接收到溫度數(shù)據(jù)后，會(huì)顯示出溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)數(shù)值與對(duì)應(yīng)的傳感器編號(hào)，然后數(shù)據(jù)處理器會(huì)將得到的溫度數(shù)據(jù)值與正常的溫度值進(jìn)行比較，如果采集到的溫度數(shù)據(jù)值或者溫度變化率超過(guò)正常溫度值與正常范圍，就會(huì)被系統(tǒng)判斷為超溫，發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)，并在LCD屏顯示；這種警報(bào)信號(hào)會(huì)通過(guò)通信單元傳輸?shù)街骺卣镜谋O(jiān)控中心，提醒相關(guān)工作人員采取合理的應(yīng)對(duì)策略，如果無(wú)線測(cè)溫軟件系統(tǒng)判斷溫度未超過(guò)限值，同樣會(huì)在LCD屏中顯示出相應(yīng)的溫度值，并傳送到監(jiān)控中心。
3.4相關(guān)測(cè)試
通過(guò)建立無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)可以有效地實(shí)現(xiàn)無(wú)線測(cè)溫技術(shù)在高壓開(kāi)關(guān)柜中的應(yīng)用，應(yīng)用該系統(tǒng)對(duì)3臺(tái)高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行測(cè)試，每臺(tái)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)有2個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，設(shè)定溫度限制值為40℃。由溫度監(jiān)測(cè)界面可以看出，一旦測(cè)點(diǎn)溫度超出異常值，就會(huì)在顯示屏中發(fā)出預(yù)警信息，并通知相關(guān)工作人員，從而及時(shí)遏制狀況的進(jìn)一步擴(kuò)散，且該系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂，方便相關(guān)工作人員便捷地監(jiān)控實(shí)時(shí)溫度。
4安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)
4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通訊，系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開(kāi)放性都得到了極大地提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。
溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
4.2系統(tǒng)功能
測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)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(gè)測(cè)溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)值，也可實(shí)現(xiàn)電腦WEB/手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。
溫度曲線：查看每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度趨勢(shì)曲線。
運(yùn)行報(bào)表：查詢及打印各測(cè)溫點(diǎn)時(shí)間的溫度數(shù)據(jù)。
實(shí)時(shí)告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y(cè)溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)語(yǔ)音功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語(yǔ)音告警，告警方式有彈窗、語(yǔ)音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時(shí)提醒值班人員。
歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析等。
4.3系統(tǒng)硬件配置
溫度在線監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)。
名稱 | 外形 | 型號(hào) | 參數(shù)說(shuō)明 |
系統(tǒng)組態(tài)軟件 | 
| Acrel-2000/T | 硬件：內(nèi)存4G，硬盤500G，以太網(wǎng)口。 顯示器：21寸，分辨率1280*1024。 操作系統(tǒng)：Windows764位簡(jiǎn)體中文旗艦版。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：MicrosoftSQLServer2008R2。 通訊協(xié)議：IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、ModbusRTU、ModbusTCP等標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約 |
智能通信管理機(jī) | 
| Anet-2E4SM | 通用網(wǎng)關(guān)，2路網(wǎng)口，4路RS485，可選配1路LORA，帶電告警功能，支持485，4G從模塊擴(kuò)展。 |
無(wú)線測(cè)溫集中采集設(shè)備 | 
| Acrel-2000T/A | 壁掛式安裝 標(biāo)配一路485接口、一路以太網(wǎng)口 自帶蜂鳴器告警 柜體尺寸480*420*200（單位mm） |
| Acrel-2000T/B | 硬件：內(nèi)存4G，硬盤128G，以太網(wǎng)口 顯示器：12寸，分辨率800*600 操作系統(tǒng)：Windows7 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：MicrosoftSQLServer2008R2 可選Web平臺(tái)/APP服務(wù)器 柜體尺寸為480*420*200（單位mm) |
顯示終端 | 
| ATP007 ATP010 | DC24V供電；一路上行RS485接口；一路下行RS485接口； 可接收20個(gè)ATC200/1個(gè)ATC400/1個(gè)ATC450-C。 |
| ARTM-Pn | 面框96*96*17mm，深度65mm；開(kāi)孔92*92mm； AC85-265V或DC100-300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議； 可接收60個(gè)ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。 |
| ASD320 ASD300 | 面框237.5*177.5*15.3mm，深度67mm；開(kāi)孔220*165mm； AC85-265V或DC100-300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議； 可接收12個(gè)ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。 |
智能溫度巡檢儀 | 
| ARTM-8 | 開(kāi)孔88*88mm嵌入式按照； AC85-265V或DC100-300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議； 可接入8路PT100傳感器，適用于低壓開(kāi)關(guān)柜電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場(chǎng)合的測(cè)溫； |
| ARTM-24 | 35MM導(dǎo)軌安裝； AC85-265V或DC100-300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議； 24路NTC或PT100、1路溫濕度測(cè)溫、2路繼電器告警輸出，用于低壓電氣接點(diǎn)、變壓器繞組、點(diǎn)擊繞組等場(chǎng)所測(cè)溫； |
無(wú)線收發(fā)器 | 
| ATC450-C | 可接收60個(gè)ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。 |
| ATC600 | ATC600有兩種規(guī)格；ATC600-C可接收240個(gè)ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。ATC600-Z做中繼透?jìng)鳌?/p> |
電池型無(wú)線測(cè)溫傳感器 | 
| ATE100M | 電池供電，壽命≥5年；-50℃~+125℃； 精度±1℃；470MHz，空曠距離150米； 32.4*32.4*16mm(長(zhǎng)*寬*高)。 |
| ATE200 | 電池供電，壽命≥5年；-50℃~+125℃； 精度±1℃；470MHz，空曠距離150米； 35*35*17mm，L=330mm(長(zhǎng)*寬*高，三色表帶)。 |
| ATE200P | 電池供電，壽命≥5年；-50℃~+125℃； 精度±1℃；470MHz，空曠距離150米,防護(hù)等級(jí)IP68；35*35*17mm，L=330mm(長(zhǎng)*寬*高，三色表帶)。 |
CT取電型無(wú)線測(cè)溫傳感器 | 
| ATE400 | CT感應(yīng)取電，啟動(dòng)電流≥5a；-50℃~125℃；精度±1℃470MHz，空曠距離150米； 合金片固定、取電；三色外殼；25.82*20.42*12.8mm(長(zhǎng)*寬*高)。 |
有線溫度傳感器 | 
| PT100 | 用于低壓接點(diǎn)測(cè)溫時(shí)，具體封裝、精度、線制、線材、線長(zhǎng)與供應(yīng)商聯(lián)系； 用于變壓器、電機(jī)繞組測(cè)溫時(shí)，建議變壓器或電機(jī)內(nèi)部預(yù)埋好Pt100 |
| NTC | 用于低壓接點(diǎn)測(cè)溫時(shí)，具體封裝、精度、線制、線材、線長(zhǎng)與供應(yīng)商聯(lián)系； 用于變壓器、電機(jī)繞組測(cè)溫時(shí)，建議變壓器或電機(jī)內(nèi)部預(yù)埋好 |
5結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，針對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的無(wú)線測(cè)溫技術(shù)加強(qiáng)研究與應(yīng)用，能夠使高壓開(kāi)關(guān)柜中的發(fā)熱問(wèn)題得到有效的解決，這對(duì)于電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用，因此，相關(guān)領(lǐng)域一定要對(duì)無(wú)線測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行深入的研究，并結(jié)合實(shí)際情況，在高壓開(kāi)關(guān)柜當(dāng)中進(jìn)行合理的應(yīng)用，使其能夠在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)
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