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您的位置：網(wǎng)站首頁 > 技術文章 > 談論高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的應用 引言
高壓開關柜主要用于關閉以及開斷電氣設備的電力線路，是保障系統(tǒng)安全運轉的重要設備。為了保障電氣系統(tǒng)得以安全穩(wěn)定的運行，開關柜通常需要保持長期的運行，這所帶來的影響非常明顯。首先是在長期運行狀態(tài)下，高壓開關柜的運轉結構會出現(xiàn)磨損。其次在高壓高溫的工作環(huán)境下，高壓開關柜還會出現(xiàn)一定的氧化，進而造成設備部件的松動。這些問題所帶來的弊端是導電處電阻增大，進而影響系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性。如若不加以控制，必然會造成放電、熔焊甚至火災等問題。
一、高壓開關柜無線測溫運作原理及構成
高壓開關柜對測溫有著很高的要求具體包括：不可出現(xiàn)高壓絕緣；測溫系統(tǒng)不可影響高壓柜工作性能；測溫系統(tǒng)不可以對高壓柜造成電磁干擾。針對以上需求，無線測溫系統(tǒng)結構被設計為如圖1所示。
無線測溫主要是由三個部位構成，分別為監(jiān)測裝置、低壓接收端與上位機數(shù)據(jù)處理裝置、高壓發(fā)射端裝置。
（一）無線模塊
一般來說高壓柜的無線測溫能夠滿足這樣幾點條件：點對多點組網(wǎng)；傳輸距離達10米至30米之間；能夠進行數(shù)據(jù)實時傳輸。目前常用的無線通信技術包括藍牙、UWB、WiFi、ZigBee等，主流無線通信全部使用的是2.4執(zhí)照頻段，該頻段免費，能夠?qū)崿F(xiàn)近距離的信號無線傳輸，一般常用于農(nóng)業(yè)自動化、汽車自動化以及電子設備消費等。
（二）高壓發(fā)射端
該組織通常被設置在高壓柜內(nèi)部，例如動靜出頭能夠?qū)崿F(xiàn)高壓柜內(nèi)部溫度采集，使用單片機測量與處理高壓柜溫度傳感器，通過無線模塊將溫度數(shù)據(jù)傳輸至低壓接收端。高壓
發(fā)射端電路用于對設備系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)采集和傳輸。因高壓發(fā)射端所安置的設備為10kV高壓設備，因此高壓發(fā)射端通常會被設計成較小的體積，且安裝方便，能夠利用CT供能。所以高壓發(fā)射端通常會包括無線電路、單片機、電源電路、溫度傳感器等部分具體如圖2所示。
（三）抗干擾措施
高壓柜一般工作在大電流、高電壓環(huán)境，顯然這會對高壓柜的溫度監(jiān)測造成一定干擾。針對這一問題，我們對高壓柜進行抗干擾設計，提高測溫可靠性。抗干擾需要解決三個要素，分別為干擾源，敏感設備，以及傳播途徑。對此可以針對性的調(diào)整測溫設備的軟硬件，從而抑制甚至消除電磁干擾。如軟件方面可以通過提高軟件抗干擾度的方式，即在單片機設計中采取冗余設計，并啟用開門狗模塊，加入溫度監(jiān)測校驗，保障信號穩(wěn)定。
二、實驗結論
為證實本系統(tǒng)測溫效果，筆者通過實驗室升流器模擬電流，將高壓發(fā)射端放置在電路導線，分別在30℃、45℃、60℃、70℃、90℃、110℃進行檢測，結果如圖3。
從實驗結果可以看出，本次測溫度誤差為±1℃，因此可以滿足高壓柜測溫要求。
三、安科瑞溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案
（一）概述
電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關柜內(nèi)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(jiān)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(fā)熱成為安全隱患，提高設備安全保障，及時、持續(xù)、準確反映設備運行狀態(tài)，降低設備事故率。
Acrel2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設備直接進行通訊，系統(tǒng)設計遵循國際標準ModbusRTU、ModbusTCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了較大地提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監(jiān)控無線測溫系統(tǒng)的設備運行狀況，實現(xiàn)快速報警響應，預防嚴重故障發(fā)生。
（二）應用場所
適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)、醫(yī)院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設備的溫度監(jiān)測。
（三）系統(tǒng)結構
（四）系統(tǒng)功能
測溫系統(tǒng)主機Acrel2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關設備運行溫度狀態(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)。
（2）溫度曲線
查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。
（3）運行報表
查詢及打印各測溫點時間的溫度數(shù)據(jù)。
（4）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。
（5）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。
（五）系統(tǒng)硬件配置
溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設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)關鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。
名稱 | 外形 | 型號 | 參數(shù)說明 |
系統(tǒng)組態(tài)軟件 |
| Acrel2000/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位簡體中文旗艦版。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：MicrosoftSQLServer2008R2。 通訊協(xié)議：IEC608705103、IEC608705104、ModbusRTU、ModbusTCP等國際標準通信規(guī)約 |
智能通信管理機 |
| Anet2E4SM | 通用網(wǎng)關，2路網(wǎng)口，4路RS485，可選配1路LORA，帶電告警功能，支持485，4G從模塊擴展。 |
無線測溫集中采集設備 |
| Acrel2000T/A | 壁掛式安裝 標配一路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） |
| Acrel2000T/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)庫系統(tǒng)：MicrosoftSQLServer2008R2可選Web平臺/APP服務器柜體尺寸為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ATC200/1個ATC400/1個ATC450C。 |
| ARTMPn | 面框96*96*17mm，深度65mm；開孔92*92mm； AC85265V或DC100300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議； 可接收60個ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。 | |
| ASD320 ASD300 | 面框237.5*177.5*15.3mm，深度67mm；開孔220*165mm； AC85265V或DC100300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議； 可接收12個ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。 | |
智能溫度巡檢儀 |
| ARTM8 | 開孔88*88mm嵌入式按照； AC85265V或DC100300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議； 可接入8路PT100傳感器，適用于低壓開關柜電氣接點、變壓器繞組、點擊繞組等場合的測溫； |
| ARTM24 | 35MM導軌安裝； AC85265V或DC100300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議； 24路NTC或PT100、1路溫濕度測溫、2路繼電器告警輸出，用于低壓電氣接點、變壓器繞組、點擊繞組等場所測溫； | |
無線收發(fā)器 |
| ATC450C | 可接收60個ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。 |
| ATC600 | ATC600有兩種規(guī)格；ATC600C可接收240個ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。ATC600Z做中繼透傳。 | |
電池型無線測溫傳感器 |
| 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*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*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,防護等級IP68；35*35*17mm，L=330mm(長*寬*高，三色表帶)。 | |
CT取電型無線測溫傳感器 |
| ATE400 | CT感應取電，啟動電流≥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*寬*高)。 |
有線溫度傳感器 |
| PT100 | 用于低壓接點測溫時，具體封裝、精度、線制、線材、線長與供應商聯(lián)系； 用于變壓器、電機繞組測溫時，建議變壓器或電機內(nèi)部預埋好Pt100 |
| NTC | 用于低壓接點測溫時，具體封裝、精度、線制、線材、線長與供應商聯(lián)系； |
四、結語
本文所研究和介紹的高壓柜測溫系統(tǒng)，使用的是無線組網(wǎng)、CT供電的無線傳輸系統(tǒng)，因此能夠有效解決高壓柜測溫系統(tǒng)突然升高，以及柜內(nèi)高壓絕緣等問題。利用CT供電可以在保障高壓側電路穩(wěn)定供能的同時實現(xiàn)對地絕緣。無線組網(wǎng)的連接方式則可以確保測溫系統(tǒng)更為實用。*后從軟硬件等方面提供給測溫系統(tǒng)的抗干擾設施，更是可以大幅提高測溫質(zhì)量及可靠性。
參考文獻
周文文,聶一雄,徐衛(wèi)東,等.10kV智能化高壓開關柜測溫系統(tǒng)設計[J].廣東電力,2017,30(12):130135.
董淑瑩，鄭文龍，穆三強，高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的研究
安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022年05版
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