无线测温装置的原理和应用

0引言
在电力系统中，温度是表征设备运行正常的一个重要参数。随着科技的进步，社会用电负荷不断增长，为了避免因设备发热而导致的起火或者温度的自动监测已经成为各行业进行安全生产和减少损失所采取的重要措施之一。传统的温度测量方式周期长，施工复杂，效率低，不便于管理，发生故障时，要耗费大量的人力物力排查和重新铺设线缆。而在特定场合下监测点分散、环境封闭或存在高电压，很多测量方式根本无法实现测量工作。
在变电站或开闭所，母排、刀闸、高压开关柜、断路器、电缆、架空线路之间一般都采用插头连接，长期过载、接头松动、触头老化等因素容易导致接触电阻增大，可能发生触头升温过高甚至烧毁等严重事故。一旦出现故障停电，首先给人民群众生活带来不便，干扰了企业的正常生产经营；其次给供电公司造成较大损失；再者变电站内开关柜、母排、电缆、架空线的分接头众多，呈网状及封闭结构，查找故障隐患非常困难，浪费了大量的人力，物力。

1.无线测温系统设计的重要性
无线测温系统是我公司自主研发的一种无线测量、安装简便的温度测量系统。它采用传感技术和无线通讯技术进行高压隔离和信号传输，利用其固有的绝缘性和抗电磁场干扰性能，解决高压开关柜内触点运行温度不易监测的难题。本系统适用于各种类型的高压设备的温度在线监测，具有可靠的高压隔离、抗强电场、磁场干扰及良好的热稳定等特性。10kV高压柜是电力系统中不可或缺的部分，其安全运行是用户负荷的重要保证。高压柜的特点是负荷电流较大、容易发热，需要定期测温。从结构形式上看.10kV高压柜分为旋转刀闸式和小车式两种，小车式高压柜由于触头完全密封，在柜外无法观察测温，因此巡视人员只能通过对柜测温来间接推算内部是否发热、温度的传导损耗导致精度十分低.而且无法观察细微的变化.不满足安全运行的要求。
本无线测温装置系统通过即时监测开关触头等发热点温度，可发现异常发热故障苗头，从而防止故障的发生，并且通过温度历史记录，对开关柜“状态维修”提供科学数据依据。对开关柜等电器设备的安全运行具有重要的意义。

2.高压开关柜无线测温系统设计原理
2.1系统的主要组成
无线测温系统主要由无线温度传感器、无线温度监测仪、监控中心上位机、通信链路构成，其中.无线温度传感器主要安装在开关柜面板上.用来收集各子无线温度传感器的数据.并进行处理和储存，所有的无线传感温度监测仪都利用RS485总线和监控中心上位机进行通信，从而组成分布式监测系统。
2.2无线温度传感器
无线温度传感器主要用来测量带电物体表面温度.如对高压开关柜中的母排接头和裸露触电的运行温度进行监测.无线温度传感器主要包括测量电路、温度传感器、无线调制接口、逻辑控制电路、供电电路。通过无线网络将温度信号传送到无线温度监测仪。无线温度传感器由于体积比较小.适合用来测量开关柜中的温度热接点，可以对开关柜中引出电缆接头，触头、母线连接点的运行温度进行测量。
2.3无线温度收发器
无线温度收发器主要用来对温度传感器的数据收集、储存、处理、报警信号输出等，其中监控中心PC机和RS485进行通信。LCD人机交互主要用来对当前无线传感器无线温度监测信息和温度数据信息进行显示.现场用户可以通过执行输入操作、输出操作进行控制。例如对无线传感器进行查询和设置，而无线温度监测仪则可以用来进行运行日志的查询和配置。

3.无线测温传感器介绍
a.电池供电型无线温度传感器
安装于发热部位，采集温度量并通过无线方式传输的传感器。
目前无线温度传感器有三款：

 

b. CT感应取电无线温度传感器
安装于断路器触头、母排、电缆搭接点等大电流处，采集温度量并通过无线方式传输的传感器。
目前无线温度传感器有两款：

4.上图案例

 

 

4.1现场安装图片
 高压进线、出线柜9点，分别按照在A/B/C三相母排3点、断路器上静触头3点、断路器下静触头3点。
高压主变柜、母联柜、隔离柜、PT柜6点，分别按装在断路器上静触头3点、断路器下静触头3点。
高压配电室，无线测温收发器安装于柜内电缆室处，智能操控装置安装在高压柜面板上。
各位置的传感器具体安装如下：

ATE200传感器在母排A/B/C三相处的安装 

 

ATE200传感器在上下触头的安装

 

收发器在电缆室内的安装

 

ASD320在柜体面板上的安装

 

5.结束语
高压开关设备是变电站和配电站中保证电力系统运行的重要设备之一，本文介绍的安科瑞智能操控及无线测温产品在晋南钢铁集团产能置换升级改造的前瞻性项目的应用，可以实现集操作、显示于一体，可以对高压开关柜内母排、断路器上下触头、电缆接头等的温度进线在线监测，防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触电阻过大而发热成为隐患，提升设备保障，及时、持续、准确反映设备运行状态，避免事故的发生，降低设备事故率。
【参考文献】
[1]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11版
[2]高压小车开关柜无线测温系统设计与实现 吴卓文 陈锦培