基於無線測溫係統在高壓電氣設備上的應用研究

簡婷

韦德1946网址 上海嘉定 201801

摘要：隨著鋼鐵企業(ye) 的快速發展，對電力的需求也越來越大。許多供電設備需要常年運行，而一些設備，如變壓器、傳(chuan) 輸電纜、高壓開關(guan) 等連接部件容易因發熱而損壞。因此，如何對供電設備的溫度進行的監測，已成為(wei) 鋼鐵企業(ye) 發展中要解決(jue) 的首要問題。基於(yu) 此，本文探討了無線測溫係統在高壓電氣設備中的應用，僅(jin) 供參考。

關(guan) 鍵詞：無線測溫係統；高壓電氣；優(you) 勢；溫度傳(chuan) 感器

0引言

隨著科技的不斷發展與(yu) 進步，很多新興(xing) 技術被應用到鋼鐵企業(ye) 的電氣控製係統中。電力係統在運行的過程中會(hui) 有大量的熱量產(chan) 生。而如何調控整個(ge) 係統的溫度是電力發展過程中首先要解決(jue) 的問題。在變電站中，由於(yu) 工作的特殊性，會(hui) 涉及到許多重要的設備、儀(yi) 器。而這些設備的造價(jia) 較高，且大多使用壽命較長，在使用的過程中很容易出現設備損壞的情況。同時，由於(yu) 在發電過程中會(hui) 產(chan) 生一定的熱量，若不能及時被疏散，將會(hui) 引起局部的溫度過高，甚至引起火災，對員工和企業(ye) 的生命以及財產(chan) 安全帶來嚴(yan) 重的威脅。

1無線測溫係統結構分析

無線測溫係統就是可以自主、實時的對溫度進行監控，若發現溫度過高，便會(hui) 給工作人員傳(chuan) 達信息，好讓工作人員可以及時的調控溫度。無線測溫係統由實時監測溫度（溫度傳(chuan) 感器）和負責傳(chuan) 輸並顯示結果的兩(liang) 個(ge) 結構組成。其與(yu) 以往常規的測溫係統相比，沒有具體(ti) 的傳(chuan) 輸設備，優(you) 勢在於(yu) 利用無線的方式將信息進行傳(chuan) 達。溫度傳(chuan) 感器所處的位置一般在電纜接頭、高壓開關(guan) 櫃、保險絲(si) 等接口處，其能夠直接檢測此部分的溫度，之後將監測的溫度結果借助無線技術傳(chuan) 輸、顯示在控製分析器件中。此外，高壓和低壓的各自工作部分需要采用電氣隔離，以保證測溫係統的安全性，規避漏電等危險事件的發生。而接收信息的部分則需安置在特定的位置，並設置多個(ge) 信息傳(chuan) 導通道，以便及時接收並顯現出所接收到的溫度信息。此外，因為(wei) 接收裝置以及傳(chuan) 導裝置所涉及的種類以及數量較多，所以還能夠分析處理溫度有關(guan) 的信息，然後利用無線網絡將信息傳(chuan) 導給工作人員，進而完成對溫度的實時監控。

1.1溫度傳(chuan) 感器

溫度傳(chuan) 感器主要是將溫度信號轉換成電信號，可以測量電路、邏輯控製電路、供電電源等，並具備防水防塵效果，可適應長時間工作。但要注意測量期間，需要將溫度傳(chuan) 感器與(yu) 待測物體(ti) 表麵密切接觸（可采用耐高溫尼龍絲(si) 或粘貼的方法），減少測量誤差，並封裝高溫和高熱縮管，以適應高溫工作。此外，為(wei) 了保證溫度傳(chuan) 感器的線性工作範圍，應選用-55～130℃的傳(chuan) 感器，並根據不同的工作場所、環境，合理的控製精準度和誤差。

1.2無線溫度檢測器

目前的無線溫度檢測器實現了多個(ge) 信息接收通道，使其可以同時顯示、處理多個(ge) 方位的監測數據。在檢測器中，設有由工作人員預先設置的故障處理模塊和閾值判定模塊，一旦監測的數據與(yu) 設定的閾值不符合，則會(hui) 直接傳(chuan) 輸至故障處理模塊。探測器將顯示警告字樣、高低電平、驅動報警指示燈、聲音等。此外，無效溫度檢測儀(yi) 還可以進行信息傳(chuan) 輸，將數據線或串口/並行通信芯片連接到計算機上，可以遠程監控，同時分析多種工況，以便及時發現異常情況，及時處理安全隱患。

1.3實時溫測軟件係統

實時溫測軟件係統的研發，解決(jue) 了人力匱乏的問題，減少了人員的工作量，並實現了實時溫度測量和實時數據處理、分析，將其與(yu) 無線檢測係統相連，借助計算機實現顯示溫度、與(yu) 曆史數據相比較、存儲(chu) 數據、故障預警、設備運行狀態分析等功能，以便幫助工作人員及時明確目前測溫結果以及異常情況，確保各個(ge) 設備正常的運轉，此外，通過計算機的計算能力以及可視化能力，可以將溫度的變化生動顯示出來，使工作人員直觀的判斷出異常點，及時處理，便於(yu) 維修。

2無線測溫係統技術的優(you) 勢及應用範圍

2.1無線測溫係統的技術優(you) 勢

（1）無線測溫係統抗幹擾能力強，且具備低功耗、低成本、實時處理能力強、使用複雜度低等優(you) 勢，其通信頻段一般在2.3～2.5GHz區間，處於(yu) 高頻波段。

（2）無線測溫係統中的溫度傳(chuan) 感器裝有天線，不僅(jin) 縮小了麵積，同時還可以保證工作效率，即通訊效果，並提升了簡便性，方便安裝和使用，加上該測溫係統采用鋰電池供電，會(hui) *大限度延長壽命。

（3）無線測溫係統中的傳(chuan) 感器使用二進製編碼，處理分析更為(wei) 方便。

（4）無線測溫係統中的溫度傳(chuan) 感器利用了無線傳(chuan) 輸技術，不再需要傳(chuan) 統的外置數據線，降低了漏電等安全風險，提升整體(ti) 工作的安全性，同時也因為(wei) 不需要留置外置數據線，使得目前的無線測溫係統具備較強的抗幹擾能力，也不會(hui) 受到振動、溫度、灰塵等外界影響，提高係統的安全性和穩定性。

（5）無線測溫係統中的溫度傳(chuan) 感器與(yu) 計算機相連，可以利用互聯網技術進行數據的分析和處理，*大限度的節省了人力，提升工作效率。

（6）信息傳(chuan) 導方麵，無線測溫係統使用的是無線通信技術，操作難度小，且對能源的消耗較小，尤其是市場造價(jia) 低，具有較強的經濟效益。

2.2無線測溫係統的適用範圍

無線測溫係統中采用了ZiBee技術，尤為(wei) 適用於(yu) 短距離通信，且隨著技術的發展，使其工作範圍包括：35kV以下高壓開關(guan) 、110kV以下地下電纜、多種接觸點、繼電器。並於(yu) 使用過程中注意限製工作電壓。

3無線測溫係統應用實例

無線測溫係統，作為(wei) 21世紀電力行業(ye) 的重要發展，自從(cong) 問世以來，就在電氣行業(ye) 中有很廣泛的應用，隨著無線測溫係統的不斷發展和完善，其工作的效率和產(chan) 生的效益，被廣大企業(ye) 所認可並青睞。雖然我國相比英美等發達國家腳部的趨勢。

實例一：

高壓開關(guan) 櫃即電路中的斷電保護器，多應用於(yu) 高壓傳(chuan) 輸設備中的發電設備、變壓器、大功率負載、配電器、傳(chuan) 輸線纜中，傳(chuan) 統電氣行業(ye) 中，可以通過較多的設備來輔助電路控製，其中*為(wei) 常見的就是對於(yu) 電路斷電保護係統，即在電路運轉達到某種負荷或溫度過高時，該係統可以自動切斷電路供應，預防發生安全事故，這說明，在高壓設備中，各個(ge) 接口都是預先固定好的，且位置隱秘，更換困難，隨著時間推移，故障發生率提升，並增加電阻，產(chan) 生較多熱量，形成惡性循環，降低安全性。如果采用人工測量溫度的方式，無法獲取實時的信息，還易因經驗的差異性，忽略潛在的問題，不能及時辨別安全隱患，從(cong) 而造成安全事故，因此，為(wei) 了規避這一不良風險，應引入無線溫度在線監測係統，如河北宣化鋼鐵集團一樣，從(cong) 而實現對變電站高壓開關(guan) 櫃內(nei) 觸電和電纜接頭溫度的實時監測，及時發現異常情況，及時對異常溫度過熱的情況進行處理，保證安全性，降低安全事故的發生率。

實例二：

某化工集團備有30MW、60MW、13.5MW不同功率的發電機組，數量1～3台，作用：工廠供水、供電、供暖，由於(yu) 負荷較大，且隨著近幾年工廠用電需求增多，電氣設備不斷的改造，進一步增加了用電的負荷量，從(cong) 而使得該企業(ye) 在多年以前檢修時發現發電組接線部分因過熱而產(chan) 生的一定程度損壞，增加安全隱患。之後該企業(ye) 投入了無線測溫係統，將溫度傳(chuan) 感器係統與(yu) 計算機相連接，實現了實時監測的情況，以便於(yu) 工作人員及時掌握設備的實時情況，對於(yu) 異常現象及時處理，及時排查安全隱患，保證該企業(ye) 工廠的安全。

4應用場所

適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據中心、醫院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業(ye) 、變配電所等電力設備的溫度監測。

5係統結構

溫度在線監測係統結構圖

6係統功能

測溫係統主機Acrel-2000T安裝於(yu) 值班監控室，可以遠程監視係統內(nei) 所有開關(guan) 設備運行溫度狀態。係統具有以下主要功能：

1）溫度顯示：顯示配電係統內(nei) 每個(ge) 測溫點的實時值，也可實現電腦WEB/手機APP遠程查看數據。

2）溫度曲線：查看每個(ge) 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據。

4）實時告警：係統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。係統具有實時語音報警功能，能夠對所有事件發出語音告警，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）曆史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行存儲(chu) 和管理，方便用戶對係統事件和報警進行曆史追溯，查詢統計、事故分析等。

7係統硬件配置

溫度在線監測係統主要由設備層的溫度傳(chuan) 感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網關(guan) 以及站控層的測溫係統主機組成，實現變配電係統關(guan) 鍵電氣部位的溫度在線監測。

8結語

傳(chuan) 統電氣設備無法實現實時溫度監測，也不具備全自動溫度監測，設備落後，難以及時辨別異常溫度升高的情況，降低工作效率，加上部分電氣設備中的溫度監測是定製完成，統一規格，導致應用範圍狹窄，並且缺乏測溫的統一規定，導致通用型不強，尤其是零件出現故障、損害後，難以替換，從(cong) 而影響推廣性。因此，要想進行溫度監測的技術革新，就需要結合目前實際情況，包括：高壓電氣企業(ye) 的電站設備、溫度監測需求等，製定出符合實際情況的全自動化溫度監測係統，確保高壓電氣設備周期的穩定運行。無線測溫係統又稱“無線溫度在線監測係統"，其具備實時在線監測、工作環境惡劣、安裝方便、預警及時等特點，可以有效保證高壓電氣設備的安全性。無線測溫係統由無線溫度傳(chuan) 感器、測溫通信終端（溫度接收儀(yi) ）、溫度監測預警工作站三部分組成，其中，無線溫度傳(chuan) 感器可以測量接觸點的溫度，無線溫度接收儀(yi) 負責接收各無線溫度傳(chuan) 感器（探頭）測量和發送出的溫度數據，通過總線連接，將數據上傳(chuan) 至管理計算機，響應管理軟件命令，而工作站係統屬於(yu) 無線測溫客戶端軟件，可以便於(yu) 實時觀察到監測的結果，包括溫度數據的變化曲線，以便及時發現溫度過熱、或急劇升溫到設置報警溫度立即報警。因此，在無線測溫係統的幹預下，工作人員可以及時明確溫度測量結果，發現溫度變化，及時鑒別安全隱患，並處理，保證生產(chan) 設備的效率以及安全性能，此外，無線傳(chuan) 輸技術摒棄了外置數據線，*大限度減少了傳(chuan) 輸過程中的電容、電感耦合，提升了高壓電氣設備的使用安全性。並且隨著該項技術的不斷普及，無線測溫係統已經不局限於(yu) 電氣企業(ye) 中，於(yu) 各行各業(ye) 都有了廣泛的推廣，在其作用下，工作人員可以進行嚴(yan) 格監管，通過遠程監控，對溫度進行高效管理，*大限度的推動了我國的經濟發展。

參考文獻

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作者簡介

簡婷，現任職於(yu) 韦德1946网址，主要從(cong) 事數據中心相關(guan) 產(chan) 品的研發及應用