安科瑞 陳聰

摘要：高壓開(kāi)關(guān)柜是保護高壓系統得以安全運轉的重要設備，不過(guò)由于高壓開(kāi)關(guān)柜需要保持長(cháng)期穩定的工作，因此在高壓柜的內部導電處很容易會(huì )因為過(guò)熱造成相連設備的損壞，甚至情況嚴重時(shí)將出現火災甚至爆炸等事故。為了避免事故災害的出現，我們就做好高壓柜的溫度控制，結合其測溫區特點(diǎn)，可以使用無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)傳輸、CT供電的無(wú)線(xiàn)測溫方式，保障設備系統的整體安全和穩定。

關(guān)鍵詞：高壓開(kāi)關(guān)柜；無(wú)線(xiàn)測溫；測溫系統；無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)

引言

高壓開(kāi)關(guān)柜主要用于關(guān)閉以及開(kāi)斷電氣設備的電力線(xiàn)路，是保障系統安全運轉的重要設備。為了保障電氣系統得以安全穩定的運行，開(kāi)關(guān)柜通常需要保持長(cháng)期的運行，這所帶來(lái)的影響非常明顯。首先是在長(cháng)期運行狀態(tài)下，高壓開(kāi)關(guān)柜的運轉結構會(huì )出現磨損。其次在高壓高溫的工作環(huán)境下，高壓開(kāi)關(guān)柜還會(huì )出現一定的氧化，進(jìn)而造成設備部件的松動(dòng)。這些問(wèn)題所帶來(lái)的弊端是導電處電阻增大，進(jìn)而影響系統安全性和穩定性。如若不加以控制，必然會(huì )造成放電、熔焊甚至火災等問(wèn)題。

一、高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測溫運作原理及構成

高壓開(kāi)關(guān)柜對測溫有著(zhù)很高的要求具體包括：不可出現高壓絕緣；測溫系統不可影響高壓柜工作性能；測溫系統不可以對高壓柜造成電磁干擾。針對以上需求，無(wú)線(xiàn)測溫系統結構被設計為如圖1所示。

無(wú)線(xiàn)測溫主要是由三個(gè)部位構成，分別為監測裝置、低壓接收端與上位機數據處理裝置、高壓發(fā)射端裝置。

（一）無(wú)線(xiàn)模塊

一般來(lái)說(shuō)高壓柜的無(wú)線(xiàn)測溫能夠滿(mǎn)足這樣幾點(diǎn)條件：點(diǎn)對多點(diǎn)組網(wǎng)；傳輸距離達10米至30米之間；能夠進(jìn)行數據實(shí)時(shí)傳輸。目前常用的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)包括藍牙、UWB、WiFi、

ZigBee等，主流無(wú)線(xiàn)通信全部使用的是2.4執照頻段，該頻段免費，能夠實(shí)現近距離的信號無(wú)線(xiàn)傳輸，一般常用于農業(yè)自動(dòng)化、汽車(chē)自動(dòng)化以及電子設備消費等。

（二）高壓發(fā)射端

該組織通常被設置在高壓柜內部，例如動(dòng)靜出頭能夠實(shí)現高壓柜內部溫度采集，使用單片機測量與處理高壓柜溫度傳感器，通過(guò)無(wú)線(xiàn)模塊將溫度數據傳輸至低壓接收端。高壓

發(fā)射端電路用于對設備系統的溫度數據采集和傳輸。因高壓發(fā)射端所安置的設備為10kV高壓設備，因此高壓發(fā)射端通常會(huì )被設計成較小的體積，且安裝方便，能夠利用CT供能。所以高壓發(fā)射端通常會(huì )包括無(wú)線(xiàn)電路、單片機、電源電路、溫度傳感器等部分具體如圖2所示。

（三）抗干擾措施

高壓柜一般工作在大電流、高電壓環(huán)境，顯然這會(huì )對高壓柜的溫度監測造成一定干擾。針對這一問(wèn)題，我們對高壓柜進(jìn)行抗干擾設計，提高測溫可靠性?？垢蓴_需要解決三個(gè)要素，分別為干擾源，敏感設備，以及傳播途徑。對此可以針對性的調整測溫設備的軟硬件，從而抑制甚至消除電磁干擾。如軟件方面可以通過(guò)提高軟件抗干擾度的方式，即在單片機設計中采取冗余設計，并啟用開(kāi)門(mén)狗模塊，加入溫度監測校驗，保障信號穩定。

二、實(shí)驗結論

為證實(shí)本系統測溫效果，筆者通過(guò)實(shí)驗室升流器模擬電流，將高壓發(fā)射端放置在電路導線(xiàn)，分別在30℃、45℃、60℃、70℃、90℃、110℃進(jìn)行檢測，結果如圖3。

從實(shí)驗結果可以看出，本次測溫度誤差為±1℃，因此可以滿(mǎn)足高壓柜測溫要求。

三、安科瑞溫度在線(xiàn)監測系統解決方案

（一）概述

電氣接點(diǎn)在線(xiàn)測溫裝置適用于高低壓開(kāi)關(guān)柜內電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開(kāi)關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過(guò)程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設備安全保障，及時(shí)、持續、準確反映設備運行狀態(tài)，降低設備事故率。

Acrel2000T無(wú)線(xiàn)測溫監控系統通過(guò)RS485總線(xiàn)或以太網(wǎng)與間隔層的設備直接進(jìn)行通訊，系統設計遵循國際標準ModbusRTU、ModbusTCP等傳輸規約，安全性、可靠性和開(kāi)放性都得到了較大地提高。該系統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件報警、曲線(xiàn)、棒圖、報表和用戶(hù)管理功能，可以監控無(wú)線(xiàn)測溫系統的設備運行狀況，實(shí)現快速報警響應，預防嚴重故障發(fā)生。

（二）應用場(chǎng)所

適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠(chǎng)、化工、水泥、數據、醫院、機場(chǎng)、電廠(chǎng)、煤礦等廠(chǎng)礦企業(yè)、變配電所等電力設備的溫度監測。

（三）系統結構

（四）系統功能

測溫系統主機Acrel2000T安裝于值班監控室，可以遠程監視系統內所有開(kāi)關(guān)設備運行溫度狀態(tài)。系統具有以下主要功能：

1. 溫度顯示

顯示配電系統內每個(gè)測溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)值，也可實(shí)現電腦WEB/手機APP遠程查看數據。

（2）溫度曲線(xiàn)

查看每個(gè)測溫點(diǎn)的溫度趨勢曲線(xiàn)。

（3）運行報表

查詢(xún)及打印各測溫點(diǎn)時(shí)間的溫度數據。

（4）實(shí)時(shí)告警

系統能夠對各測溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統具有實(shí)時(shí)語(yǔ)音報警功能，能夠對所有事件發(fā)出語(yǔ)音告警，告警方式有彈窗、語(yǔ)音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時(shí)提醒值班人員。

（5）歷史事件查詢(xún)

能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統計、事故分析等。

（五）系統硬件配置

溫度在線(xiàn)監測系統主要由設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主機組成，實(shí)現變配電系統關(guān)鍵電氣部位的溫度在線(xiàn)監測。

四、結語(yǔ)

本文所研究和介紹的高壓柜測溫系統，使用的是無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)、CT供電的無(wú)線(xiàn)傳輸系統，因此能夠有效解決高壓柜測溫系統突然升高，以及柜內高壓絕緣等問(wèn)題。利用CT供電可以在保障高壓側電路穩定供能的同時(shí)實(shí)現對地絕緣。無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)的連接方式則可以確保測溫系統更為實(shí)用。*后從軟硬件等方面提供給測溫系統的抗干擾設施，更是可以大幅提高測溫質(zhì)量及可靠性。

參考文獻

1. 周文文,聶一雄,徐衛東,等.10kV智能化高壓開(kāi)關(guān)柜測溫系統設計[J].廣東電力,2017,30(12):130135.

2. 董淑瑩，鄭文龍，穆三強，高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測溫系統的研究

3. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022年05版