摘要：近年來，隨著電力市場需求的日益增長，高壓開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，其本身的安全性、經(jīng)濟(jì)性也受到了人們的重視。本文著重介紹了35 kV高壓開關(guān)柜無線測溫技術(shù)的應(yīng)用情況﹐介紹了技術(shù)特點(diǎn)和工作原理﹐對其在35 kV高壓開關(guān)柜中的應(yīng)用進(jìn)行歸納，以及變電站的無源無線測溫系統(tǒng)的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜；無線測溫；技術(shù)；應(yīng)用；安科瑞丁一187+6159=9093。

0.引言

隨著電力市場對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定需求不斷增加，對電力供應(yīng)的質(zhì)量和可靠性提出了更高的要求。在開關(guān)柜中廣泛采用新技術(shù)和新工藝，使得其可靠性得到了很大的提高。六氟化硫氣體具有良好的絕緣和消弧特性，在高壓開關(guān)設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。全封閉高壓開關(guān)柜在長時間的高負(fù)載下，其散熱性能不佳，容易導(dǎo)致熱聚集，溫度上升會對電器的絕緣性能產(chǎn)生不利影響；全封閉高壓開關(guān)柜不能觀測到動觸點(diǎn)與柜內(nèi)靜接觸位置連接、接地刀閘分合等情況，不能對柜體內(nèi)部進(jìn)行溫度測量，存在較大的安全風(fēng)險。通過對高壓開關(guān)柜母排、電纜接頭的直接監(jiān)控，可以有效地降低由于過熱引起的火災(zāi)和大面積停電。

1.高壓開關(guān)柜無線測溫技術(shù)應(yīng)用意義

電氣設(shè)備的導(dǎo)電連接部位松動，刀閘、斷路器接觸松動等，都會使設(shè)備的溫度聚集，使有關(guān)部件的性能惡化，從而引發(fā)導(dǎo)線的熔融、絕緣擊穿，嚴(yán)重危害電網(wǎng)的安全。隨著鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)中的無人值守變電站將會得到廣泛的應(yīng)用，對變電站內(nèi)的各種信息進(jìn)行更嚴(yán)格的控制，但目前變電站對主要設(shè)備的溫度監(jiān)測還處在初級階段，監(jiān)控范圍小，尤其是在密閉設(shè)備的溫度監(jiān)測中，更是處于“盲區(qū)"，技術(shù)水平也比較落后。目前變電所的高壓設(shè)備基本上都是封閉的，傳統(tǒng)的測溫方法是不可能的，有些裝置還采取了開孔和紅外線測溫器的方法，但其缺點(diǎn)是不能實(shí)時地收集和發(fā)送數(shù)據(jù)，對電力系統(tǒng)的絕緣性能有很高的要求；不能直接附著在高壓帶電裝置上，精度低需要檢查，還需要人在現(xiàn)場才能顯現(xiàn)效果，并且只適合于裸露的設(shè)備；但是，該模型的安全性更高。傳統(tǒng)的測溫方法不能滿足無人值守站對主要設(shè)備的關(guān)鍵位置進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的要求。研制一套適用范圍廣、安全可靠的測溫系統(tǒng)，對重要設(shè)備（尤其是密閉裝置）的關(guān)鍵部位的溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，采取措施，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，對保障電網(wǎng)安全運(yùn)行意義重大。

2.35kV高壓開關(guān)柜常用幾種無線測溫傳感器的原理及技術(shù)特點(diǎn)

（1）無線測溫原理

無線測溫主要采用熱敏、紅外、半導(dǎo)體、表面、被動無線等類型傳感器，核心原理各有側(cè)重：

熱敏傳感器靠阻值隨溫度變化測溫，靈敏度高但存在阻值非線性、壽命短等問題。

紅外傳感器為非接觸式，不干擾被測物，易受環(huán)境因素影響。

半導(dǎo)體傳感器精度和可靠性高、安全性強(qiáng)，但反應(yīng)速度較慢。

被動無線傳感器采用被動式測溫與無線傳輸，體積小、能耗低，不過傳輸距離短、易受障礙物和位移振動影響。

被動式無線感應(yīng)器通過能源采集獲取能量，無需電池和常規(guī)CT取電，借助等電位法保障高壓電網(wǎng)安全，是未來發(fā)展方向。

（2）核心技術(shù)特點(diǎn)

能量自給：利用母排交流電產(chǎn)生的交變磁場，通過特殊金屬條和線圈收集能量供MCU工作，無電池設(shè)計，使用壽命超10年且免維護(hù)。

安全穩(wěn)定：采用特殊合金，磁場易飽和，無渦流和溫升風(fēng)險，體積小不影響絕緣距離及電力設(shè)備安全。

高精度：搭載高精度進(jìn)口接觸式數(shù)碼傳感元件，響應(yīng)快、精度高，數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)校驗(yàn)剔除誤差。

安裝便捷：可適配動觸頭、靜觸頭等多個部位，支持多傳感器安裝，出廠編號固定，匹配簡單無需前期協(xié)調(diào)。

兼容性強(qiáng)：采用頻分多址技術(shù)，可與溫濕度等其他傳感器共用接收裝置，集成多種標(biāo)準(zhǔn)通信接口，支持多平臺數(shù)據(jù)共享與集中顯示。

寬溫適配：工作溫度范圍-45~125℃，未來將拓展至-45~135℃。

3.無源無線測溫技術(shù)在35kV高壓開關(guān)柜中的應(yīng)用

為改善變電所的維修工作，及時解決高壓開關(guān)柜的發(fā)熱問題，選用了無線溫度測量系統(tǒng)。按有關(guān)規(guī)定，結(jié)合實(shí)際條件對35 kV高壓開關(guān)柜進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試、測試，收集資料、分析，驗(yàn)證了該系統(tǒng)是可靠、實(shí)用的。采用無線測溫技術(shù)后，變電所對35 kV高壓開關(guān)柜的發(fā)熱問題進(jìn)行有效的控制，保證了供電安全。

4.安科瑞無線測溫系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000T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(shè)備直接進(jìn)行通訊，系統(tǒng)設(shè)計遵循國際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了很大地提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、醫(yī)院、機(jī)場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測。

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（2）系統(tǒng)功能

測溫系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關(guān)設(shè)備運(yùn)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(diǎn)的實(shí)時值，也可實(shí)現(xiàn)電腦WEB/手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。

溫度曲線：查看每個測溫點(diǎn)的溫度趨勢曲線。

運(yùn)行報表：查詢及打印各測溫點(diǎn)時間的溫度數(shù)據(jù)。

實(shí)時告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(shí)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。

歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析等。

（3）系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設(shè)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(guān)以及站控層的測溫系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。

5.結(jié)束語

總結(jié)了目前35 kV高壓開關(guān)柜采用常規(guī)無線測溫技術(shù)難以滿足要求。而高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，如果出現(xiàn)故障，將會造成很大的影響。35 kV高壓開關(guān)柜使用無線測溫技術(shù)進(jìn)行測量，測量設(shè)備的安裝方便、快速測量結(jié)果，更符合當(dāng)今技術(shù)的快速發(fā)展。在未來的溫度測量技術(shù)中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用狀況，對使用中出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)和研究，并在不斷的學(xué)習(xí)和摸索中*溫度測量系統(tǒng)。