普及高壓開關柜無線測溫系統的設計及原理

安科瑞  戴玥

0 引言

在電力系統中，溫度是表征設備運行正常的一個重要參數。隨著科技的進步，社會用電負荷不斷增長，為了避免因設備發熱而導致的起火或者溫度的自動監測已經成為各行業進行安全生產和減少損失所采取的重要措施之一。傳統的溫度測量方式周期長，施工復雜，效率低，不便于管理，發生故障時，要耗費大量的人力物力排查和重新鋪設線纜。而在特定場合下監測點分散、環境封閉或存在高電壓，很多測量方式根本無法實現測量工作。

在變電站或開閉所，母排、刀閘、高壓開關柜、斷路器、電纜、架空線路之間一般都采用插頭連接，長期過載、接頭松動、觸頭老化等因素容易導致接觸電阻，可能發生觸頭升溫過高甚至燒毀等嚴重事故。一旦出現故障停電，首先給人民群眾生活帶來不便，干擾了企業的正常生產經營；其次給供電公司造成較大損失；再者變電站內開關柜、母排、電纜、架空線的分接頭眾多，呈網狀及封閉結構，查找故障隱患非常困難，浪費了大量的人力，物力。

 1.無線測溫系統設計的重要性

無線測溫系統是我公司自主研發的一種無線測量、安裝簡便的溫度測量系統。它采用傳感技術和無線通訊技術進行高壓隔離和信號傳輸，利用其固有的絕緣性和抗電磁場干擾性能，解決高壓開關柜內觸點運行溫度不易監測的難題。本系統適用于各種類型的高壓設備的溫度在線監測，具有可靠的高壓隔離、抗強電場、磁場干擾及良好的熱穩定等特性。10kV高壓柜是電力系統中*的部分，其安全運行是用戶負荷的重要保證。高壓柜的特點是負荷電流較大、容易發熱，需要定期測溫。從結構形式上看.10kV高壓柜分為旋轉刀閘式和小車式兩種，小車式高壓柜由于觸頭*密封，在柜外無法觀察測溫，因此人員只能通過對柜測溫來間接推算內部是否發熱、溫度的傳導損耗導致精度十分低.而且無法觀察細微的變化.不滿足安全運行的要求。

本無線測溫裝置系統通過即時監測開關觸頭等發熱點溫度，可發現異常發熱故障苗頭，從而防止故障的發生，并且通過溫度歷史記錄，對開關柜“狀態維修”提供科學數據依據。對開關柜等電器設備的安全運行具有重要的意義。

 2.高壓開關柜無線測溫系統設計原理

2.1系統的主要組成

無線測溫系統主要由無線溫度傳感器、無線溫度監測儀、監控中心上位機、通信鏈路構成，其中.無線溫度傳感器主要安裝在開關柜面板上.用來收集各子無線溫度傳感器的數據.并進行處理和儲存，所有的無線傳感溫度監測儀都利用RS485總線和監控中心上位機進行通信，從而組成分布式監測系統。

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.如對高壓開關柜中的母排接頭和裸露觸電的運行溫度進行監測.無線溫度傳感器主要包括測量電路、溫度傳感器、無線調制接口、邏輯控制電路、供電電路。通過無線網絡將溫度信號傳送到無線溫度監測儀。無線溫度傳感器由于體積比較小.適合用來測量開關柜中的溫度熱接點，可以對開關柜中引出電纜接頭，觸頭、母線連接點的運行溫度進行測量。

2.3無線溫度收發器

無線溫度收發器主要用來對溫度傳感器的數據收集、儲存、處理、報警信號輸出等，其中監控中心PC機和RS485進行通信。LCD人機交互主要用來對當前無線傳感器無線溫度監測信息和溫度數據信息進行顯示.現場用戶可以通過執行輸入操作、輸出操作進行控制。例如對無線傳感器進行查詢和設置，而無線溫度監測儀則可以用來進行運行日志的查詢和配置。

3.無線測溫傳感器介紹

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三款：

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：

 4.上圖案例

 4.1現場安裝圖片

 高壓進線、出線柜9點，分別按照在A/B/C三相母排3點、斷路器上靜觸頭3點、斷路器下靜觸頭3點。

高壓主變柜、母聯柜、隔離柜、PT柜6點，分別按裝在斷路器上靜觸頭3點、斷路器下靜觸頭3點。

高壓配電室，無線測溫收發器安裝于柜內電纜室處，智能操控裝置安裝在高壓柜面板上。
各位置的傳感器具體安裝如下：

ATE200傳感器在母排A/B/C三相處的安裝  

ATE200傳感器在上下觸頭的安裝

收發器在電纜室內的安裝

ASD320在柜體面板上的安裝

5.結束語

高壓開關設備是變電站和配電站中保證電力系統運行的重要設備之一，本文介紹的安科瑞智能操控及無線測溫產品在晉南鋼鐵集團產能置換升級改造的前瞻性項目的應用，可以實現集操作、顯示于一體，可以對高壓開關柜內母排、斷路器上下觸頭、電纜接頭等的溫度進線在線監測，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隱患，提升設備保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，避免事故的發生，降低設備事故率。

【參考文獻】

[1]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2019.11版

[2]高壓小車開關柜無線測溫系統設計與實現 吳卓文 陳錦培

作者介紹：

戴玥，女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監控系統。主要從事無線測溫系統的研發與應用。