一、引言

在3?35kV高壓開(kāi)關(guān)柜配電系統(tǒng)中，真空斷路器是承載負(fù)荷電流分合、系統(tǒng)故障切除的核心關(guān)鍵設(shè)備，其動(dòng)靜觸頭更是開(kāi)關(guān)柜故障高發(fā)核心點(diǎn)位。在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，觸頭受電弧燒蝕、機(jī)械振動(dòng)、接觸壓力衰減、環(huán)境粉塵氧化等多重因素影響，接觸電阻會(huì)持續(xù)增大。根據(jù)焦耳定律，電阻升溫效應(yīng)不斷累積，極易引發(fā)觸頭過(guò)熱隱患，嚴(yán)重威脅配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

由于高壓柜體為全封閉結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)紅外熱成像檢測(cè)、手持測(cè)溫槍等外部檢測(cè)方式，無(wú)法穿透柜體精準(zhǔn)捕捉觸頭真實(shí)溫度，同時(shí)人工周期性巡檢存在滯后性、漏檢率高、無(wú)法全天候監(jiān)測(cè)等痛點(diǎn)。觸頭過(guò)熱隱患長(zhǎng)期隱匿，會(huì)逐步引發(fā)觸頭燒蝕、柜體絕緣老化、弧光短路等故障，最終導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜起火、非計(jì)劃停電等事故，給工礦企業(yè)、變電站、數(shù)據(jù)中心、新能源升壓站、軌道交通等場(chǎng)景造成重大安全隱患與經(jīng)濟(jì)損失。

傳統(tǒng)周期性點(diǎn)檢的運(yùn)維模式，僅能實(shí)現(xiàn)階段性設(shè)備排查，無(wú)法7×24小時(shí)實(shí)時(shí)感知斷路器觸頭運(yùn)行工況，難以捕捉負(fù)荷波動(dòng)下的短時(shí)過(guò)熱、緩慢爬升的隱性溫升故障，無(wú)法滿足當(dāng)下智能配電事前預(yù)警、狀態(tài)檢修的運(yùn)維需求。

針對(duì)以上行業(yè)痛點(diǎn)，安科瑞推出適配高壓強(qiáng)電磁環(huán)境、不影響一次回路絕緣、安裝便捷的真空斷路器觸頭無(wú)線測(cè)溫整體解決方案。通過(guò)多元化無(wú)源/電池型高精度傳感器，實(shí)現(xiàn)斷路器6個(gè)觸頭點(diǎn)位溫度的實(shí)時(shí)采集、超限告警、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，將柜體內(nèi)部隱性溫升隱患轉(zhuǎn)化為可量化、可追溯、可分析的數(shù)據(jù)，助力配電運(yùn)維模式從傳統(tǒng)“故障搶修、定期檢修”全面升級(jí)為智能化“預(yù)測(cè)性維護(hù)”。

二、方案工作原理

本套無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)架構(gòu)清晰，整體分為感知層、接收處理層、監(jiān)控應(yīng)用層三級(jí)架構(gòu)，全程實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集、傳輸、分析與告警，運(yùn)行穩(wěn)定、響應(yīng)高效。

系統(tǒng)核心運(yùn)行邏輯為：將專用無(wú)線測(cè)溫傳感器貼合安裝于真空斷路器動(dòng)靜觸頭關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn)位，傳感器實(shí)時(shí)采集觸頭表面溫度數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線射頻方式向外傳輸；柜內(nèi)專用接收單元精準(zhǔn)接收無(wú)線測(cè)溫信號(hào)，完成數(shù)據(jù)解析、校驗(yàn)與處理；就地顯示終端實(shí)時(shí)刷新各觸頭溫度數(shù)值，支持自定義溫度閾值，超時(shí)自動(dòng)觸發(fā)就地告警。同時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)RS485總線將實(shí)時(shí)溫度、歷史數(shù)據(jù)、告警信息同步上傳至后臺(tái)監(jiān)控平臺(tái)，運(yùn)維人員可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)掌握斷路器觸頭溫度變化規(guī)律與溫升趨勢(shì)，隱患異常時(shí)可通過(guò)就地聲光告警+后臺(tái)彈窗推送雙重提示，實(shí)現(xiàn)故障早發(fā)現(xiàn)、早處置，杜絕隱患擴(kuò)大。

方案充分適配高壓柜狹小安裝空間、手車式斷路器搖進(jìn)搖出的常規(guī)工況，傳感器體積小巧、適配性強(qiáng)，無(wú)需改動(dòng)高壓一次主回路，無(wú)需鋪設(shè)高壓側(cè)有線線路，全程保障高壓系統(tǒng)絕緣安全，可廣泛適配中置柜、手車柜、固定式開(kāi)關(guān)柜等主流柜型。

三、核心產(chǎn)品選型（適配全場(chǎng)景工況）

安科瑞針對(duì)老舊柜體改造、新建智能柜體、高負(fù)荷長(zhǎng)期運(yùn)行等不同現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景，打造電池供電、CT取電、射頻無(wú)源三種傳感方案，搭配多元化接收終端與后臺(tái)平臺(tái)，滿足不同項(xiàng)目預(yù)算、運(yùn)維需求與工況標(biāo)準(zhǔn)。

（一）感知層：無(wú)線測(cè)溫傳感器（斷路器觸頭專用）

1. ATE200電池供電無(wú)線測(cè)溫傳感器

采用表帶式捆綁安裝方式，無(wú)需打孔、無(wú)需螺栓固定，僅需短時(shí)停電即可完成存量開(kāi)關(guān)柜改造施工，安裝便捷、改造成本低。設(shè)備測(cè)溫區(qū)間為?50℃~125℃，測(cè)溫精度可達(dá)±1℃，搭載低功耗芯片，電池使用壽命長(zhǎng)久。采用470MHz專用無(wú)線頻段，抗柜內(nèi)強(qiáng)電磁干擾能力優(yōu)異，運(yùn)行穩(wěn)定。單臺(tái)真空斷路器可配置6臺(tái)傳感器，實(shí)現(xiàn)上下6個(gè)觸頭點(diǎn)位全覆蓋、逐點(diǎn)位精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，是存量高壓柜智能化升級(jí)的優(yōu)選設(shè)備。

2. ATE300 CT感應(yīng)取電無(wú)源傳感器

依托一次回路電流CT感應(yīng)自主取電，無(wú)需配置電池、無(wú)需后期更換維護(hù)，解決電池老化、更換帶來(lái)的運(yùn)維工作量。設(shè)備采用扎帶捆綁固定，安裝便捷，當(dāng)一次回路電流達(dá)到啟動(dòng)閾值即可自動(dòng)啟動(dòng)測(cè)溫工作，適配電廠、重工業(yè)等高負(fù)荷、長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn)行的高壓柜場(chǎng)景，免維護(hù)、高可靠，適配長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行工況。

3. ATE800系列RFID無(wú)源無(wú)線測(cè)溫傳感器

采用射頻電磁波取能技術(shù)，無(wú)電池、無(wú)CT線圈，純無(wú)源設(shè)計(jì)，設(shè)備可靠性高，無(wú)需后期運(yùn)維檢修。其中ATE800?B表帶式傳感器專門(mén)適配真空斷路器觸頭測(cè)溫場(chǎng)景，搭配ATC800系列接收器使用，具備優(yōu)異的EMC電磁兼容性能，可有效抵御高壓柜內(nèi)強(qiáng)電磁干擾，契合新一代智能高壓開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，多用于可靠性要求高、后期運(yùn)維不便的新建配電工程項(xiàng)目。

（二）接收與就地顯示單元（柜內(nèi)集成安裝）

1. ARTM?Pn無(wú)線測(cè)溫顯示裝置

采用開(kāi)關(guān)柜面板嵌入式安裝設(shè)計(jì)，不占用柜體額外空間，單臺(tái)設(shè)備可同時(shí)接收多路傳感器測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)。通過(guò)高清液晶屏可就地直觀查看每一路觸頭的實(shí)時(shí)溫度，支持自定義高溫、溫升速率告警閾值，可輸出繼電器告警信號(hào)。設(shè)備搭載標(biāo)準(zhǔn)RS485?Modbus通訊接口，可無(wú)縫對(duì)接后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，是高壓柜觸頭測(cè)溫場(chǎng)景中應(yīng)用廣泛的就地采集終端。

2. ASD320智能操控一體化裝置

集成開(kāi)關(guān)柜一次回路模擬顯示、斷路器運(yùn)行狀態(tài)指示、無(wú)線測(cè)溫接收與告警多重功能，一表多用、高度集成。可有效簡(jiǎn)化柜內(nèi)元器件布局，縮減設(shè)備占用空間，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜操控、測(cè)溫、狀態(tài)監(jiān)測(cè)一體化功能，主要適配新建成套開(kāi)關(guān)柜配套供貨使用，適配智能化柜體設(shè)計(jì)需求。

3. ATC系列無(wú)線收發(fā)器

采用導(dǎo)軌式安裝，拆裝便捷、部署靈活，主要負(fù)責(zé)接收前端傳感器的無(wú)線測(cè)溫信號(hào)，并將數(shù)據(jù)精準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)至測(cè)溫儀表或后臺(tái)監(jiān)控平臺(tái)。組網(wǎng)方式靈活多樣，可滿足多柜集中監(jiān)測(cè)、分布式部署的項(xiàng)目場(chǎng)景，適配大中型配電站點(diǎn)的集中化運(yùn)維需求。

（三）監(jiān)控應(yīng)用層：Acrel?2000T測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)

配套專屬Acrel?2000T測(cè)溫監(jiān)控后臺(tái)，可集中匯總多臺(tái)高壓柜真空斷路器的全部觸頭測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)、分析與展示。系統(tǒng)支持溫度實(shí)時(shí)曲線、歷史溫升趨勢(shì)分析，可自動(dòng)存儲(chǔ)告警記錄、支持歷史數(shù)據(jù)隨時(shí)調(diào)取查詢。

系統(tǒng)可精準(zhǔn)區(qū)分瞬時(shí)負(fù)荷溫升告警與設(shè)備劣化緩慢溫升告警，幫助運(yùn)維人員精準(zhǔn)辨別正常工況溫度波動(dòng)與觸頭接觸不良、設(shè)備老化等隱性故障，為設(shè)備狀態(tài)檢修、隱患排查提供全面、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)支持Web網(wǎng)頁(yè)遠(yuǎn)程訪問(wèn)，可無(wú)縫對(duì)接用戶現(xiàn)有配電綜合監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，適配智能化配電運(yùn)維體系。

四、方案核心優(yōu)勢(shì)

1. 精準(zhǔn)靶向監(jiān)測(cè)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢測(cè)短板

方案聚焦真空斷路器上下6個(gè)核心觸頭風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位，針對(duì)性開(kāi)展專項(xiàng)監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)直擊開(kāi)關(guān)柜高發(fā)故障源頭。解決封閉柜體紅外測(cè)溫、人工巡檢無(wú)法穿透柜體監(jiān)測(cè)內(nèi)部觸頭溫度的行業(yè)痛點(diǎn)，可精準(zhǔn)捕捉緩慢爬升、隱性溫升等極易被忽略的安全隱患。

2. 施工改造安全便捷，不改動(dòng)一次系統(tǒng)

所有傳感器均采用表帶、捆綁式無(wú)損安裝，無(wú)需打孔、無(wú)需改造一次主回路，僅需短時(shí)停電即可完成存量柜體改造。設(shè)備體積小巧，不會(huì)干涉手車斷路器搖入、搖出的常規(guī)操作，完整保留設(shè)備原有運(yùn)行性能，不降低高壓系統(tǒng)絕緣安全等級(jí)，施工安全、改造效率高。

3. 多模式選型，適配全場(chǎng)景需求

覆蓋電池供電、CT感應(yīng)取電、RFID純無(wú)源三種傳感模式，可靈活適配老舊柜體改造、新建智能開(kāi)關(guān)柜、高負(fù)荷不間斷運(yùn)行、免維護(hù)需求場(chǎng)景等不同項(xiàng)目工況，兼顧項(xiàng)目預(yù)算、運(yùn)維難度與設(shè)備可靠性，選型靈活、適配性廣。

4. 雙重告警機(jī)制，實(shí)現(xiàn)隱患前置預(yù)警

系統(tǒng)支持溫度閾值、溫升速率雙重智能告警，告別傳統(tǒng)單一溫度告警的局限性。搭配柜內(nèi)就地聲光告警、后臺(tái)遠(yuǎn)程推送告警的雙重提醒機(jī)制，可第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)異常、通知運(yùn)維人員，改變傳統(tǒng)運(yùn)維“事后處置”的被動(dòng)模式，實(shí)現(xiàn)隱患前置防控。

5. 數(shù)據(jù)全程沉淀，支撐智能化狀態(tài)檢修

系統(tǒng)長(zhǎng)期持續(xù)記錄觸頭溫度運(yùn)行數(shù)據(jù)與溫升趨勢(shì)，可精準(zhǔn)區(qū)分負(fù)荷波動(dòng)導(dǎo)致的正常溫升與設(shè)備老化、接觸不良導(dǎo)致的劣化溫升。無(wú)需頻繁開(kāi)展停電預(yù)防性試驗(yàn)，可依托真實(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)制定針對(duì)性檢修計(jì)劃，大幅降低設(shè)備運(yùn)維成本、減少停電頻次、提升配電系統(tǒng)運(yùn)行效率。

五、結(jié)語(yǔ)

真空斷路器觸頭過(guò)熱是3?35kV配電系統(tǒng)最常見(jiàn)、危害最大的隱性安全隱患，傳統(tǒng)人工巡檢、定期檢修模式存在無(wú)法規(guī)避的技術(shù)短板與運(yùn)維弊端。安科瑞真空斷路器觸頭無(wú)線測(cè)溫解決方案，依托成熟的無(wú)源傳感、無(wú)線傳輸、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)高壓柜內(nèi)部隱匿觸頭溫度的7×24小時(shí)全天候在線監(jiān)測(cè)。

方案以精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)、安全改造、智能預(yù)警、數(shù)據(jù)賦能為核心，將配電安全隱患消滅在萌芽階段，有效規(guī)避開(kāi)關(guān)柜起火、短路、非計(jì)劃停電等運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，助力各行業(yè)配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全化、智能化、高效化的預(yù)測(cè)性運(yùn)維升級(jí)，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行保駕護(hù)航。