高低壓開關柜內無線測溫技術的選型原理

摘 要：本文首先介紹了無線測溫在線監測系統的基本工作原理以及軟硬件組成，介紹了在線監測的無線測溫技術特點。在此研究基礎上，探討了無線測溫在線監測系統在實際工作場景中的應用案例，證明了其在溫度檢測方面的重要應用價值。

關鍵詞：無線測溫在線監測系統研究；無線測溫裝置；

前言

伴隨經濟的快速發展，電力領域也有了很大的進步，人們對電力系統的安全性、可靠性有了較高的要求，因此，電力系統高壓傳輸設備的安全運行工作就顯得非常重要。特別是伴隨無人變電站的建設投入使用，人工管理巡視的方法已經逐漸被弱化。在此情況下，人們研究了無線溫度監測系統，此系統能實現對電力高壓設備的實時在線檢測，為電力系統的安全穩定運行提供了較為良好的保障

1無線測溫系統研究背景及優缺點

發電廠與變電站高壓開關柜、室外刀閘開關等一些重要的設備，經過長期的運行，往往開關觸點以及母線連接出會由于老化、接觸過大的電阻而發熱，而這些發熱位置的溫度不能得到提前預警監測，就容易導致安全事故的發生。我們知道，高壓設備接頭部位的溫度難以監測，這主要是由于此部位都會有高壓裸露，采用一般的溫度測量方法由于不能解決高壓絕緣問題，所以都不可使用。無線測溫監測裝置，通過無線電波來傳輸信號，傳感器主要是安裝到高壓設備上，同接收設備間無電氣聯系，所以，無線測溫系統能夠從根本上解決高壓設備發熱部位溫度監測難的問題。

無線溫度監控具有高度的可靠性和安全性，由于價格相對低廉，該系統可以安裝在任何高壓開關和總線連接上。系統配備標準通訊接口，可實行在線操作。高壓開關柜的運行溫度信息數據可以通過上位計算機記錄，形成高壓設備維護的依據，實現系統故障的預測性維護。在電力系統尤其是高壓輸電監測系統中，絕緣和電磁干擾是引起人們廣泛關注且非常重要的問題，尤其是高壓輸電設備的高壓電源溫度監控顯得尤為重要，而無線溫度傳感就成為了其解決方案。

對電力系統尤其是高壓輸電帶電設備關鍵節點的溫度監測，除了當前電力系統仍在使用的在被測觸點上貼上專用蠟片，并通過定期檢查蠟片的變色程度或熔融程度，推導出觸點溫度這一相對原始的方法外，約有四種監測技術被應用于電力系統定量測溫，其中包括光纖測溫法、熱敏電阻測溫法、無線測溫法、紅外測溫法。其中，熱敏電阻連接在電纜上，因此不能用于暴露在外的帶電設備上；光纖測溫產品種類繁多，但由于其價格昂貴、安裝難度大、機柜內外使用限制，不能被用戶廣泛使用；紅外測溫方法目前只能用于人工操作。雖然目前應用廣泛，但由于自身的局限性，隨著技術的發展，它將逐漸被高科技產品所取代；無線測溫方法經研究發現，其具有在線、實時、不影響設備固有絕緣的優點。其先進的技術和廣泛的應用范圍正在逐步取代原有的產品，成為當前電力系統測溫系統的主流產品。

2安科瑞無線測溫在線監測系統工作原理及方案

電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發熱成為安全隱患，提高設備安全保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，降低設備事故率。

一.測溫元件

1）溫度傳感器

a. 電池供電型無線溫度傳感器

安裝于發熱部位，采集溫度量并通過無線方式傳輸的傳感器。

目前無線溫度傳感器有四款：

b. CT 感應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的傳感器。

目前無線溫度傳感器有兩款：

c. 有線溫度傳感器

安裝于低壓柜接點或變壓器繞組、電機繞組的測溫，采集溫度量并通過有線方式傳輸的傳感器。

目前有線測溫傳感器是Pt100：

2）接收/顯示單元

a. 接收單元

b. 顯示單元

3系統解決方案

Acrel-2000/T無線測溫系統可以將用戶站內設備層所有測溫裝置的溫度數據接入，利用先進的計算機 技術，現代電子技術，通訊技術和信號處理技術，將接入測溫裝置的溫度數據經過讀取、分析、處理，顯 示在計算機上，實現對全站所有溫度節點進行監視。系統具有獨立的數據庫，可以記錄數據，查詢數據， 查詢曲線，查詢報表，具有高溫、超溫越限告警，告警時間查詢等功能。無線測溫系統溫度在線監測能夠 提升設備安全保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，避免安全事故的發生，降低設備事故率。用戶站無需定期巡視，減少人力物力，實現自動化管理。

系統組網示意如下：

無線測溫系統組網示意

4應用場景

無線測溫傳感器適用于高壓輸電、變電、配電的眾多行業，例如電力、鋼鐵、采礦、石油化工等行業的高壓開關柜、變壓器、高壓電纜等高壓設備的觸頭、母排等電接點的溫度監測。

常用監測位置有：導線、主變三側套管、各類線夾、刀閘、開關、穿墻套管、電纜接頭、電容器表面、接觸器觸點、母線連接點、高壓開關柜觸頭及接點、開關柜內各個連接點、各類高低壓設備存在接觸電阻的連接點、其他位置等。

無線測溫系統實時性強、性價比高、安全可靠，利用無線傳輸的方式測量高壓環境溫度已成為一種必然趨勢。實時掌握電網設備狀態、線路、線夾溫度情況預警和告警信息，實現遠程在線監測，降低運維成本，有效降低設備異常故障率，防止出現因溫度過高、溫升異常等原因引起設備異常損壞現象發生，可有效提高電網設備運行可靠性。

5結束語

綜上所述，通過無線監測系統實時在線監測，對溫度數據進行長期分析，就能夠分析出設備的劣化情況，從而對電力設備由過去的定期計劃檢修，變為狀態檢修，提升電力供電的安全性、可靠性，減少由于設備故障停電的時間，進一步縮小停電范圍，降低電力檢修成本，對于提升電力系統的經濟效益以及社會效益具有十分重要的意義。

參考文獻

[1] ]高樂天，張朝峰，張紅哲，張軍龍，李蒙慧.基于無源測溫的變電設備溫度在線智能監測預警技術研究[J].科技創新導報，2018,15(27):66+68.

[2] 安科瑞智能電網用戶端電力監控/電能管理/電氣安全（產品報價手冊）.2023.01月版

[3] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2019.11月版

作者介紹：

王盼盼，女 江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向為微電網系統解決方案。

審核編輯 黃宇