一、摘要

電力系統安全運行關系到國民經濟的穩定發展。近年來，電廠自動化、信息化飛速發展，加快了對高壓開關柜內的溫度檢測技術的研究。一系列的開關柜的溫度無線監測技術也因此應運而生，并且發揮著越來越重要的作用。高壓開關柜是發電廠、變電站、動力車間最重要的電氣設備，每個開關柜都有多個進出線接頭盒開關觸頭。在運行過程中，開關的觸點、母線連接頭等部位因長期負荷較大、老化等原因會導致接觸電阻過大而發熱。由于開關柜密閉運行、內部空間狹小和絕緣保護等原因，這些發熱部位的溫度在運行狀態下幾乎無法監測，最終可能會因過熱造成火災和大面積停電事故的發生。因此，設計一套高壓開關柜無線測溫系統是勢在必行。

為解決光纖式電力開關柜溫度實時監測系統在信息傳輸時存在的有效傳輸距離短、容易出現灰塵漏電等問題，根據設備的設計特點，提出了一種采用無線2G/3G/4G網絡通信傳輸方式進行數據遠程傳輸的非接觸檢測方式。此方式可有效地提高光纖式電力開關柜溫度實時監測系統信號的有效傳輸距離，避免了采用有線方式進行信息傳送的復雜性與危險性，具有很好的應用前景。

關鍵字：高壓開關柜，溫度測量，無線2G/3G/4G DTU

二、高壓開關柜

高壓開關柜是指用于電力系統發電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護等作用，高壓開關柜按作電壓等級在3.6kV~550kV的電器產品，高壓隔離開關與接地開關、高壓負荷開關、高壓自動重合與分段器，高壓操作機構、高壓防爆配電裝置和高壓開關柜等幾大類。

三、無線測溫監控的應用前景

近年來，電力系統已發生多起因設備過熱而發生火災和大面積停電事故。據統計分析，我國每年發生的電力事故，有40％是由高壓電氣設備過熱所致；而在采用高壓開關柜和電力電纜的供電系統中，有70％以上的電纜運行故障是因為連接部位接觸電阻變大、過負荷等引起接頭溫度過高所致。因此，對高壓開關柜連接點的溫度變化進行實時監測及預警是非常必要的。     目前電廠高壓開關柜觸頭溫度監測有多種方式。近年來出現了采用無線電傳輸方式進行溫度采集的監測系統，滿足了非接觸檢測的要求，檢測系統中的通信控制器不僅能發送接收數據，而且具有了數據存儲、液晶顯示、報警等功能。

四、無線測溫系統與其它測溫方式的對比優勢

（1）普通測溫

常規的熱電偶、熱電阻、半導體溫度傳感器等測溫方式，需要金屬導線傳輸信號，絕緣性能不能保證。

無線測溫具有優異的絕緣性能，能夠隔離開關柜的高壓，因此能夠直接安裝到開關柜內的高壓觸點上，準確測量高壓觸點的運行溫度。

（2）紅外測溫

紅外成像儀無法透過柜門測量內部設備，開關柜運行時必須關閉柜門，導致紅外方式無法測量。

無線測溫系統溫度傳感器直接安裝到帶點物體的表面，可在封閉的柜體內直接測量設備溫度后，以無線網絡方式傳出。

（3）光纖測溫

光纖式溫度測溫儀采用光纖傳遞信號，其溫度傳感器安裝在帶電物體的表面，測溫儀與溫度傳感器間用光纖連接。光纖具有易折、易斷、不耐高溫。積累灰塵后易使絕緣性能降低，且在柜內布線難度較大，造價高。

無線測溫系統沒有復雜的引線，完全絕緣，造價低廉。

五、無線測溫系統組成

測溫系統由無線測溫終端、無線測溫集中器、無線2G/3G/4G DTU傳輸模塊和上層溫度監測管理中心構成。無線測溫終端負責對高壓開關柜內的溫度進行采集，并通過無線ZigBee傳輸模塊進行實時發送數據。無線測溫集中器負責對數據的接收、處理，并通過RS485總線將數據傳輸給監控計算機。監控計算機軟件采用C#編程，實現監測數據的顯示和數據庫的訪問，以便集中管理和最優控制。同時將監控計算機所采集到的溫度數據利用無線2G/3G/4G DTU遠程傳輸到上層溫度監測管理中心，并在溫度監測管理中心計算機中進行顯示、存儲、分析與報警。

圖一（工作原理圖）

此方案的高壓開關無線測溫系統，能夠實現對分散地域的多個高壓開關柜內溫度進行集中有效監測，能大大提高高壓開關柜的安全運行。

圖二（系統拓撲圖）

六、無線測溫系統的功能優勢

1）通信的先進性——采用先進的數字化及無線2G/3G/4G網絡傳輸技術，獨特的絕緣性能，使用方便經濟；

2）通信的可靠性——通信系統要長期經受惡劣環境例如較強的電磁干擾和高溫的考驗，并保持通信的暢通；

3）雙向通信——不僅能實現信息量的上傳，還要實現控制量的下達；

4）多業務的數據傳輸速率——隨著以后終端業務量的不斷增長，主站到子站、子站到終端之間通信對實現多業務的數據傳輸速率要求越來越高；

5）通信的靈活性和可擴展性——標準化設計，可方便擴展與其它系統互聯，費用低廉，安裝靈活。

七、結束語

現代工業中，工作溫度的升降反映了設備運行狀態和許多物理特征的變化，工業設備異?；蚬收铣１憩F出溫度的異常變化。因此工業設備運行溫度監測是設備安全監控最為有效、最為經濟的手段，對設備的安全運行具有重大的意義。隨著無線測溫系統的發展和應用，基于2G/3G/4G網絡的無線測溫系統是目前世界上最先進、最有效的溫度在線監測系統，特別是在電力系統、石油化工、交通運輸、工業消防等領域得到廣泛的使用。