安科瑞 劉邁

　　摘要：科技的進(jìn)步，無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)在高壓電氣設(shè)備上的應(yīng)用。電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)有大量的熱量產(chǎn)生。而如何調(diào)控整個(gè)系統(tǒng)的溫度是電力發(fā)展過(guò)程中首先要解決的問(wèn)題。在變電站中，由于工作的特殊性，會(huì)涉及到許多重要的設(shè)備、儀器。而這些設(shè)備的造價(jià)較高，且大多使用壽命較長(zhǎng)，在使用的過(guò)程中很容易出現(xiàn)設(shè)備損壞的情況。同時(shí)，由于在發(fā)電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，若不能及時(shí)被疏散，將會(huì)引起局部的溫度過(guò)高，甚至引起火災(zāi)，對(duì)員工和企業(yè)的生命以及財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。

　　關(guān)鍵詞：無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)；高壓電氣；優(yōu)勢(shì)；溫度傳感器

　　0引言

　　近年來(lái)得益于國(guó)家政策利好，風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源發(fā)展迅速，裝機(jī)容量與日俱增。其中風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)需要大量高低壓電氣設(shè)備，當(dāng)由于制造質(zhì)量或安裝質(zhì)量原因造成電氣設(shè)備節(jié)點(diǎn)接觸不良，形成較大的接觸電阻時(shí)，在重負(fù)載下節(jié)點(diǎn)發(fā)熱可能會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備的停電或燒毀，給生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)造成極大的安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。

　　1無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

　　無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)就是可以自主、實(shí)時(shí)的對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控，若發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)高，便會(huì)給工作人員傳達(dá)信息，好讓工作人員可以及時(shí)的調(diào)控溫度。無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)由實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度（溫度傳感器）和負(fù)責(zé)傳輸并顯示結(jié)果的兩個(gè)結(jié)構(gòu)組成。其與以往常規(guī)的測(cè)溫系統(tǒng)相比，沒(méi)有具體的傳輸設(shè)備，優(yōu)勢(shì)在于利用無(wú)線的方式將信息進(jìn)行傳達(dá)。溫度傳感器所處的位置一般在電纜接頭、高壓開(kāi)關(guān)柜、保險(xiǎn)絲等接口處，其能夠直接檢測(cè)此部分的溫度，之后將監(jiān)測(cè)的溫度結(jié)果借助無(wú)線技術(shù)傳輸、顯示在控制分析器件中。此外，高壓和低壓的各自工作部分需要采用電氣隔離，以保證測(cè)溫系統(tǒng)的安全性，規(guī)避漏電等危險(xiǎn)事件的發(fā)生。而接收信息的部分則需安置在特定的位置，并設(shè)置多個(gè)信息傳導(dǎo)通道，以便及時(shí)接收并顯現(xiàn)出所接收到的溫度信息。此外，因?yàn)榻邮昭b置以及傳導(dǎo)裝置所涉及的種類(lèi)以及數(shù)量較多，所以還能夠分析處理溫度有關(guān)的信息，然后利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將信息傳導(dǎo)給工作人員，進(jìn)而完成對(duì)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　2 常見(jiàn)設(shè)備測(cè)溫技術(shù)

　　2.1光纖光柵測(cè)溫

　　光纖光柵測(cè)溫利用光纖材料的光敏特性在光纖纖芯的空間相位光柵進(jìn)行測(cè)溫，通過(guò)外界參量對(duì)光柵中心波長(zhǎng)的調(diào)制來(lái)獲取溫度信息，是一種波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器。光纖光柵測(cè)溫具有抗電磁干擾，可靠性高、占用體積小等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是價(jià)格高、安裝要求高（尤其在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)光纖彎曲有限制），采用有線方式會(huì)影響開(kāi)關(guān)柜本身的絕緣結(jié)構(gòu)，有一定的不安全因素。

　　2.2紅外熱成像測(cè)溫

　　紅外熱成像測(cè)溫是通過(guò)吸收待測(cè)物體輻射的紅外能量進(jìn)行溫度測(cè)量，也是電氣設(shè)備日常巡檢測(cè)溫的常用技術(shù)。該技術(shù)利用物體的溫度越高，釋放的紅外能量越多原理，采用紅外探測(cè)器、光學(xué)成像儀等器件對(duì)物體的紅外熱像進(jìn)行掃描，將紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后處理放大，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的圖像信號(hào)顯示在監(jiān)測(cè)屏幕上。該技術(shù)是非接觸測(cè)溫，安全性高、測(cè)量速度快、靈敏度高，不受電磁干擾；缺點(diǎn)是易受光照環(huán)境干擾，需要專(zhuān)業(yè)人員操作儀器，儀器價(jià)格高且不能監(jiān)測(cè)設(shè)備內(nèi)部溫度等。

　　3局放監(jiān)測(cè)

　　當(dāng)絕緣材質(zhì)發(fā)生局部放電時(shí)，放電效應(yīng)會(huì)對(duì)周?chē)馁|(zhì)進(jìn)行不斷侵蝕，最終導(dǎo)致整個(gè)絕緣系統(tǒng)的失效，進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成威脅。因此必須了解好局部放電的產(chǎn)生原理和類(lèi)型，利用合適的檢測(cè)方法對(duì)其檢測(cè)，做好預(yù)防工作，避免發(fā)生嚴(yán)重事故。局部放電監(jiān)測(cè)主要通過(guò)暫態(tài)對(duì)地電壓監(jiān)測(cè)和超聲法監(jiān)測(cè)兩種方式綜合判斷。（1）暫態(tài)地電壓監(jiān)測(cè)原理：當(dāng)局部放電活動(dòng)出現(xiàn)在高壓配電盤(pán)當(dāng)中時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生無(wú)線電頻率范圍內(nèi)的電磁波，它可以通過(guò)金屬外殼上的開(kāi)孔，從配電盤(pán)內(nèi)泄漏到外表面。這些開(kāi)孔可以是外殼或密封墊圈或其它絕緣部件周?chē)拈g隙。當(dāng)電磁波傳播到配電盤(pán)外面時(shí)，它會(huì)在接地的金屬外殼上對(duì)地產(chǎn)生暫態(tài)電壓。暫態(tài)地電壓(TEV)在幾個(gè)毫伏至幾伏的范圍內(nèi)，存在時(shí)間很短，只有幾個(gè)納秒的上升時(shí)間?？梢栽谂潆姳P(pán)正在工作時(shí)，將探頭放在配電盤(pán)的表面，采用這種非侵入方式來(lái)檢測(cè)局部放電活動(dòng)。（2）超聲法監(jiān)測(cè)原理：介質(zhì)發(fā)生局部放電時(shí)，其瞬間釋放的能量使分子間產(chǎn)生劇烈碰撞，并在宏觀上形成一種壓力產(chǎn)生超聲波脈沖，此時(shí)局部放電源如同一個(gè)聲源，向外發(fā)出超聲波。由于放電持續(xù)時(shí)間很短，所以其發(fā)射的聲源頻譜很寬，可以達(dá)到數(shù)百千赫茲，另外由于超聲波波長(zhǎng)較短，因此它的方向性較強(qiáng)，從而它的能量較為集中，可以從配電盤(pán)縫隙處檢測(cè)到有效的超聲信號(hào)，進(jìn)行對(duì)局部放電的診斷。利用以上兩個(gè)基本原理制成的監(jiān)測(cè)傳感器，能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)局部放電的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

　　4安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)

　　4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)RS 485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通訊，系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開(kāi)放性都得到了極大地提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　4.2系統(tǒng)功能

　　測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能：

　　溫度顯示：顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)值，也可實(shí)現(xiàn)電腦WEB/手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。

　　溫度曲線：查看每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度趨勢(shì)曲線。

　　運(yùn)行報(bào)表：查詢及打印各測(cè)溫點(diǎn)指定時(shí)間的溫度數(shù)據(jù)。

　　實(shí)時(shí)告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y(cè)溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)語(yǔ)音報(bào)警功能，能夠?qū)λ惺录l(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。

　　歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析等。

　　4.3系統(tǒng)硬件配置

　　溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測(cè)。

　　5結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)基無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)在高壓電氣設(shè)備上的應(yīng)用應(yīng)用，可以提前發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)溫度異常隱患，避免隱患發(fā)展成故障造成設(shè)備和發(fā)電量損失，同時(shí)極大地減輕了運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了運(yùn)維效率。

　　參考文獻(xiàn)：

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