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淺談高壓開關櫃無線測溫係統的應用

更新時間：2024-08-12      瀏覽次數：582

hth下载地址 陳聰

摘要：高壓開關(guan) 櫃是保護高壓係統得以安全運轉的重要設備，不過由於(yu) 高壓開關(guan) 櫃需要保持長期穩定的工作，因此在高壓櫃的內(nei) 部導電處很容易會(hui) 因為(wei) 過熱造成相連設備的損壞，甚至情況嚴(yan) 重時將出現火災甚至爆炸等事故。為(wei) 了避免事故災害的出現，我們(men) 就做好高壓櫃的溫度控製，結合其測溫區特點，可以使用無線組網、無線傳(chuan) 輸、CT供電的無線測溫方式，保障設備係統的整體(ti) 安全和穩定。

關(guan) 鍵詞：高壓開關(guan) 櫃；無線測溫；測溫係統；無線組網

引言

高壓開關(guan) 櫃主要用於(yu) 關(guan) 閉以及開斷電氣設備的電力線路，是保障係統安全運轉的重要設備。為(wei) 了保障電氣係統得以安全穩定的運行，開關(guan) 櫃通常需要保持長期的運行，這所帶來的影響非常明顯。首先是在長期運行狀態下，高壓開關(guan) 櫃的運轉結構會(hui) 出現磨損。其次在高壓高溫的工作環境下，高壓開關(guan) 櫃還會(hui) 出現一定的氧化，進而造成設備部件的鬆動。這些問題所帶來的弊端是導電處電阻增大，進而影響係統安全性和穩定性。如若不加以控製，必然會(hui) 造成放電、熔焊甚至火災等問題。

一、高壓開關(guan) 櫃無線測溫運作原理及構成

高壓開關(guan) 櫃對測溫有著很高的要求具體(ti) 包括：不可出現高壓絕緣；測溫係統不可影響高壓櫃工作性能；測溫係統不可以對高壓櫃造成電磁幹擾。針對以上需求，無線測溫係統結構被設計為(wei) 如圖1所示。

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無線測溫主要是由三個(ge) 部位構成，分別為(wei) 監測裝置、低壓接收端與(yu) 上位機數據處理裝置、高壓發射端裝置。

（一）無線模塊

一般來說高壓櫃的無線測溫能夠滿足這樣幾點條件：點對多點組網；傳(chuan) 輸距離達10米至30米之間；能夠進行數據實時傳(chuan) 輸。目前常用的無線通信技術包括藍牙、UWB、WiFi、

ZigBee等，主流無線通信全部使用的是2.4執照頻段，該頻段免費，能夠實現近距離的信號無線傳(chuan) 輸，一般常用於(yu) 農(nong) 業(ye) 自動化、汽車自動化以及電子設備消費等。

（二）高壓發射端

該組織通常被設置在高壓櫃內(nei) 部，例如動靜出頭能夠實現高壓櫃內(nei) 部溫度采集，使用單片機測量與(yu) 處理高壓櫃溫度傳(chuan) 感器，通過無線模塊將溫度數據傳(chuan) 輸至低壓接收端。高壓

發射端電路用於(yu) 對設備係統的溫度數據采集和傳(chuan) 輸。因高壓發射端所安置的設備為(wei) 10kV高壓設備，因此高壓發射端通常會(hui) 被設計成較小的體(ti) 積，且安裝方便，能夠利用CT供能。所以高壓發射端通常會(hui) 包括無線電路、單片機、電源電路、溫度傳(chuan) 感器等部分具體(ti) 如圖2所示。

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（三）抗幹擾措施

高壓櫃一般工作在大電流、高電壓環境，顯然這會(hui) 對高壓櫃的溫度監測造成一定幹擾。針對這一問題，我們(men) 對高壓櫃進行抗幹擾設計，提高測溫可靠性。抗幹擾需要解決(jue) 三個(ge) 要素，分別為(wei) 幹擾源，敏感設備，以及傳(chuan) 播途徑。對此可以針對性的調整測溫設備的軟硬件，從(cong) 而抑製甚至消除電磁幹擾。如軟件方麵可以通過提高軟件抗幹擾度的方式，即在單片機設計中采取冗餘(yu) 設計，並啟用開門狗模塊，加入溫度監測校驗，保障信號穩定。

二、實驗結論

為(wei) 證實本係統測溫效果，筆者通過實驗室升流器模擬電流，將高壓發射端放置在電路導線，分別在30℃、45℃、60℃、70℃、90℃、110℃進行檢測，結果如圖3。

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從(cong) 實驗結果可以看出，本次測溫度誤差為(wei) ±1℃，因此可以滿足高壓櫃測溫要求。

三、hth下载地址溫度在線監測係統解決(jue) 方案

（一）概述

電氣接點在線測溫裝置適用於(yu) 高低壓開關(guan) 櫃內(nei) 電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guan) 、高壓電纜中間頭、幹式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過程中因氧化、鬆動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發熱成為(wei) 安全隱患，提高設備安全保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，降低設備事故率。

Acrel2000T無線測溫監控係統通過RS485總線或以太網與(yu) 間隔層的設備直接進行通訊，係統設計遵循國際標準ModbusRTU、ModbusTCP等傳(chuan) 輸規約，安全性、可靠性和開放性都得到了較大地提高。該係統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監控無線測溫係統的設備運行狀況，實現快速報警響應，預防嚴(yan) 重故障發生。

（二）應用場所

適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據、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。

（三）係統結構

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（四）係統功能

測溫係統主機Acrel2000T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。

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（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。

（五）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。

名稱

外形

型號

參數說明

係統組態軟件

Acrel2000/T

硬件：內(nei) 存4G，硬盤500G，以太網口。

顯示器：21寸，分辨率1280*1024。

操作係統：Windows764位簡體(ti) 中文旗艦版。

數據庫係統：MicrosoftSQLServer2008R2。

通訊協議：IEC608705103、IEC608705104、ModbusRTU、ModbusTCP等國際標準通信規約

智能通信管理機

XSX03121

Anet2E4SM

通用網關(guan) ，2路網口，4路RS485，可選配1路LORA，帶電告警功能，支持485，4G從(cong) 模塊擴展。

無線測溫集中采集設備

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Acrel2000T/A

壁掛式安裝

標配一路485接口、一路以太網口

自帶蜂鳴器告警

櫃體(ti) 尺寸480*420*200（單位mm）

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Acrel2000T/B

硬件：內(nei) 存4G，硬盤128G，以太網口

顯示器：12寸，分辨率800*600

操作係統：Windows7

數據庫係統：MicrosoftSQLServer2008R2可選Web平台/APP服務器櫃體(ti) 尺寸為(wei) 480*420*200（單位mm)

顯示終端

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ATP007

ATP010

DC24V供電；一路上行RS485接口；一路下行RS485接口；

可接收20個(ge) ATC200/1個(ge) ATC400/1個(ge) ATC450C。

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ARTMPn

麵框96*96*17mm，深度65mm；開孔92*92mm；

AC85265V或DC100300V供電；

一路上行RS485接口，Modbus協議；

可接收60個(ge) ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。

HG9A5394

ASD320

ASD300

麵框237.5*177.5*15.3mm，深度67mm；開孔220*165mm；

AC85265V或DC100300V供電；

一路上行RS485接口，Modbus協議；

可接收12個(ge) ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。

智能溫度巡檢儀(yi)

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ARTM8

開孔88*88mm嵌入式按照；

AC85265V或DC100300V供電；

一路上行RS485接口，Modbus協議；

可接入8路PT100傳(chuan) 感器，適用於(yu) 低壓開關(guan) 櫃電氣接點、變壓器繞組、點擊繞組等場合的測溫；

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ARTM24

35MM導軌安裝；

AC85265V或DC100300V供電；

一路上行RS485接口，Modbus協議；

24路NTC或PT100、1路溫濕度測溫、2路繼電器告警輸出，用於(yu) 低壓電氣接點、變壓器繞組、點擊繞組等場所測溫；

無線收發器

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ATC450C

可接收60個(ge) ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳(chuan) 感器數據。

7E7A9790

ATC600

ATC600有兩(liang) 種規格；ATC600C可接收240個(ge) ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳(chuan) 感器數據。ATC600Z做中繼透傳(chuan) 。

電池型無線測溫傳(chuan) 感器

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ATE100M

電池供電，壽命≥5年；50℃~+125℃；

精度±1℃；470MHz，空曠距離150米；

32.4*32.4*16mm(長*寬*高)。

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ATE200

電池供電，壽命≥5年；50℃~+125℃；

精度±1℃；470MHz，空曠距離150米；

35*35*17mm，L=330mm(長*寬*高，三色表帶)。

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ATE200P

電池供電，壽命≥5年；50℃~+125℃；

精度±1℃；470MHz，空曠距離150米,防護等級IP68；35*35*17mm，L=330mm(長*寬*高，三色表帶)。

CT取電型無線測溫傳(chuan) 感器

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ATE400

CT感應取電，啟動電流≥5a；50℃~125℃；精度±1℃470MHz，空曠距離150米；

合金片固定、取電；三色外殼；25.82*20.42*12.8mm(長*寬*高)。

有線溫度傳(chuan) 感器

PT100

PT100

用於(yu) 低壓接點測溫時，具體(ti) 封裝、精度、線製、線材、線長與(yu) 供應商聯係；

用於(yu) 變壓器、電機繞組測溫時，建議變壓器或電機內(nei) 部預埋好Pt100

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NTC

用於(yu) 低壓接點測溫時，具體(ti) 封裝、精度、線製、線材、線長與(yu) 供應商聯係；

四、結語

本文所研究和介紹的高壓櫃測溫係統，使用的是無線組網、CT供電的無線傳(chuan) 輸係統，因此能夠有效解決(jue) 高壓櫃測溫係統突然升高，以及櫃內(nei) 高壓絕緣等問題。利用CT供電可以在保障高壓側(ce) 電路穩定供能的同時實現對地絕緣。無線組網的連接方式則可以確保測溫係統更為(wei) 實用。*後從(cong) 軟硬件等方麵提供給測溫係統的抗幹擾設施，更是可以大幅提高測溫質量及可靠性。

參考文獻

  1. 周文文,聶一雄,徐衛東(dong) ,等.10kV智能化高壓開關(guan) 櫃測溫係統設計[J].廣東(dong) 電力,2017,30(12):130135.

  2. 董淑瑩，鄭文龍，穆三強，高壓開關(guan) 櫃無線測溫係統的研究

  3. hth下载地址企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2022年05版