高压开关柜实现无线测温监测的关键点

一、概述

       近年来，电厂自动化、信息化飞速发展，加快了对高压开关柜内的温度检测技术的研究。一系列的开关柜的无线测温监测技术也因此应运而生，并且发挥着越来越重要的作用。高压开关柜是发电厂、变电站、动力车间最重要的电气设备，每个开关柜都有多个进出线接头盒开关触头。在运行过程中，开关的触点、母线连接头等部位因长期负荷较大、老化等原因会导致接触电阻过大而发热。由于开关柜密闭运行、内部空间狭小和绝缘保护等原因，这些发热部位的温度在运行状态下几乎无法监测，最终可能会因过热造成火灾和大面积停电事故的发生。因此，设计一套高压开关柜无线测温系统是势在必行。

       

二、什么是高压开关柜

       高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，高压开关柜按作电压等级在3.6kV~550kV的电器产品，高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。

三、高压开关柜无线测温系统的应用前景

      近年来，电力系统已发生多起因设备过热而发生火灾和大面积停电事故。据统计分析，我国每年发生的电力事故，有40％是由高压电气设备过热所致；而在采用高压开关柜和电力电缆的供电系统中，有70％以上的电缆运行故障是因为连接部位接触电阻变大、过负荷等引起接头温度过高所致。因此，对高压开关柜连接点的温度变化进行实时监测及预警是非常必要的。目前电厂高压开关柜触头温度监测有多种方式。近年来出现了采用无线传输方式进行温度采集的监测系统，满足了非接触检测的要求，检测系统中的通信控制器不仅能发送接收数据，而且具有了数据存储、液晶显示、报警等功能。

四、无线测温系统与其它测温方式的对比优势

（1）普通测温

       常规的热电偶、热电阻、半导体温度传感器等测温方式，需要金属导线传输信号，绝缘性能不能保证。

       无线测温具有优异的绝缘性能，能够隔离开关柜的高压，因此能够直接安装到开关柜内的高压触点上，准确测量高压触点的运行温度。

（2）红外测温

       红外成像仪无法透过柜门测量内部设备，开关柜运行时必须关闭柜门，导致红外方式无法测量。

      无线测温系统温度传感器直接安装到带点物体的表面，可在封闭的柜体内直接测量设备温度后，以无线网络方式传出。

（3）光纤测温

     光纤式温度测温仪采用光纤传递信号，其温度传感器安装在带电物体的表面，测温仪与温度传感器间用光纤连接。光纤具有易折、易断、不耐高温。积累灰尘后易使绝缘性能降低，且在柜内布线难度较大，造价高。

    无线测温系统没有复杂的引线，完全绝缘，造价低廉。

五、无线测温系统组成

      无线测温系统由无线温度传感器、无线集中接收显示装置和上层温度监测管理中心构成。

无线集中接收显示装置负责对高压开关柜内的温度进行采集，用于接收无线温度传感器发射的无线数字信号, 并将信号转换成电信号,经内部电路处理，通过彩色液晶显示屏显示当前所测温度。同时上传到监控主机，并在温度监测管理中心计算机中进行显示、存储、分析与报警。使运行人员能够对温度进行实时在线准确地巡检，对高压电气设备接点温度状态能够及时地掌握。

     此方案的高压开关柜无线测温系统，能够实现对分散地域的多个高压开关柜内温度进行集中有效监测，能大大提高高压开关柜的安全运行。

图二（系统拓扑图）

       

       无源无线温度传感器通过卡扣绑扎方式，将具有绝缘外护套的电磁合金片固定在测温点上。

无线接收显示装置和光电转换器安装到控制箱内，每个配电室安装一套，用于接收显示本配电室电缆接头温度，具有两个独立上传接口RS485和RJ45网口，可通过标准modbusRTU和modbusTCP协议上传数据。

      各个配电室，变电站之间通过光缆建立TCP/IP通信网络,测温数据不但可以在本站变电所能够集中显示，而且同时能通过网络将测温数据远传至化南变，建立电缆测温数据系统。

六、无线测温系统的功能优势

1）通信的先进性

电气接点测温数据采用数字信号无线传输，隔离彻底、抗干扰性强，体积小巧，可在电磁场环境下稳定运行。

2）通信的可靠性

通信系统要长期经受恶劣环境例如较强的电磁干扰和高温的考验，并保持通信的畅通；

3）双向通信

不仅能实现信息量的上传，还要实现控制量的下达；

4）手机APP功能

带有手机APP功能，与系统云平台同步。可以实时查看温度数据，产品发生报警时信息及时推送联系人。

5）通信的灵活性和可扩展性

标准化设计，可方便扩展与其它系统互联，费用低廉，安装灵活。
 

七、结束语

         现代工业中，工作温度的升降反映了设备运行状态和许多物理特征的变化，工业设备异常或故障常表现出温度的异常变化。因此工业设备运行温度监测是设备安全监控最为有效、最为经济的手段，对设备的安全运行具有重大的意义。随着无线测温系统的发展和应用，基于2G/3G/4G网络的无线测温系统是目前世界上最先进、最有效的温度在线监测系统，特别是在电力系统、石油化工、交通运输、工业消防等领域得到广泛的使用。