崔庭宇

江蘇安科瑞電器制造有限公司  江蘇江陰 

摘 要：作為保證系統(tǒng)安全運行的重要設(shè)備的高壓開關(guān)柜裝置,其內(nèi)部導(dǎo)電連接處過熱會導(dǎo)致電氣設(shè)備的損壞,更嚴重的是可能還會發(fā)生火災(zāi)等嚴重事故。因此,電力系統(tǒng)中電器設(shè)備安全運行的一個重要課題就是對高壓開關(guān)柜實施在線監(jiān)測。本文主要研究的是針對高壓開關(guān)柜接點的無線測溫技術(shù),闡述了高壓開關(guān)柜在無線測溫的技術(shù)特點及工作原理，具有測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠性高、絕緣性能好的特點,能很好的適應(yīng)現(xiàn)場需求,可以在高壓開關(guān)柜中廣泛應(yīng)用。同時介紹了在某風(fēng)電場項目應(yīng)用操控及無線測溫技術(shù)，并實現(xiàn)及時告警避免了嚴重事故的發(fā)生。 

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜；電氣接點；無線測溫

1 概述

我國電力系統(tǒng)的大規(guī)模發(fā)展，增加了高壓開關(guān)柜的運行壓力，隨著電網(wǎng)的改革與建設(shè)，高壓開關(guān)柜的數(shù)量越來越多，增加了故障的發(fā)生機率。高壓開關(guān)柜內(nèi)存在的電氣連接點主要包括母線銅排連接點，手車動靜觸頭連接點以及銅排和電纜連接點，在這些點位需安裝溫度傳感器進行溫度測量。

溫度測量技術(shù)的選用：傳統(tǒng)的測溫方法包括通過熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體溫度傳感器等測溫，溫度傳感器與測溫儀之間采用金屬導(dǎo)線傳輸溫度信號。電氣設(shè)備測溫檢測，由于溫度傳感器直接安裝于高壓接點/觸點上，其信號傳輸金屬導(dǎo)線的絕緣性能無法保證。 同時，對于改造類項目實施難度較大，因此推薦采用無線測溫方法進行檢測。目前無線測溫方法包括電磁感應(yīng)供電無線測溫、電池供電無線測溫方式及紅外在線測溫方式。紅外測溫需要鏡頭對準(zhǔn)發(fā)熱點，塵土震動對其影響較大；有源無源測溫較合適，無需布線，易于安裝，但有源測溫需要外供電池，受電池壽命影響，需要更換；電磁感應(yīng)供電無線測溫具有測溫速度快、周期短、免維護、使用壽命長、故障率低等特點。

無線傳輸技術(shù)選用：無線通信是利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式，其中應(yīng)用較為廣泛及具有較好發(fā)展前景的短距離無線通信方式包括：Sub-1G技術(shù)、藍牙技術(shù)(Bluetooth)、工業(yè)無線技術(shù)( WiFi)、超寬帶技術(shù)(UWB)、近場通信技術(shù) (NFC)。藍牙技術(shù)(Bluetooth)屬于一種超短距離的無線傳輸技術(shù)，傳輸距離10m范圍以內(nèi)，至高傳輸速率約1 Mb / s，其有效速率約為 723 kb / s；超寬帶技術(shù) (UWB)傳輸速率一般結(jié)余 53 ~ 480 Mb / s 傳輸距離小于40 m；近場通信技術(shù)(NFC)適用于近距離貼近操作。Sub-1G技術(shù)的主要特征包括：傳輸速率較低;通信距離較長；設(shè)備功耗很低，發(fā)射輸出僅為10dBm；通信組網(wǎng)簡潔。這些主要特征使Sub-1G 通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。

2 產(chǎn)品方案

某風(fēng)電場項目的對傳感器要求如下：

1）非電池供電（采用感應(yīng)取電方式供電）的無線溫度傳感器

2）無線頻率：470MHz；

3）啟動電流：≥5A； 

4）測溫范圍：-50 ℃～+125 ℃；

5）采樣頻率：15s；

6）發(fā)射頻率：15s；

7）精    度：±1℃；

8）工作溫度：-40 ℃～+85 ℃；

9）至大工作電流：一次額定電流 5000 A；

10）溫升要求：在額定工作條件下，裝置不應(yīng)達到可能影響開關(guān)柜一次設(shè)備絕緣及被測點正常工作的溫度，裝置的電流互感器線圈通過1250 A，30 min，環(huán)境溫度為20 ℃時，無線溫度傳感器表面溫升不應(yīng)超過10 K。

11）傳輸距離：空曠距離不大于150米。

該項目的對智能操控及無線測溫一體裝置要求如下：

1）一次動態(tài)模擬圖，斷路器分合位置動態(tài)顯示；接地開關(guān)位置動態(tài)顯示；彈簧儲能動態(tài)顯示；

2）兩路溫濕度控制器功能，通訊線長4米6米，液晶顯示；

3）語音防誤提示功能，人體紅外感應(yīng)探頭；

4）加熱器斷線報警；

5）柜內(nèi)照明操作；

6）（除PT柜外）分合閘、儲能、遠方/就地開關(guān)；

7）高壓帶電顯示和閉鎖裝置；

8）RS485通訊功能，Modbus 通訊協(xié)議；

9）裝置工作電源應(yīng)滿足交直流通用，支持AC/DC110、AC/DC220V自適應(yīng)；

10）高壓斷路器觸頭6點測溫

根據(jù)上述要求，故此選擇安科瑞的無線測溫產(chǎn)品如下表。

3 項目現(xiàn)場應(yīng)用

某風(fēng)電場項目，對高壓柜開關(guān)柜進行綜合監(jiān)控，并對斷路器的觸頭進行溫度實時監(jiān)測。在監(jiān)測過程中，一臺高壓柜斷路器的下觸頭的C相電流溫度高達116.8℃，智能操控裝置及時進行了語音告警，并對該超溫告警進行事件記錄。同時，工作人員斷開高壓柜斷路器，推出動觸頭后發(fā)現(xiàn)該相觸頭有損壞，事故原因為斷路器觸頭接觸不良。由于安科瑞的操控測溫裝置的及時告警，幫助現(xiàn)場及時排查問題避免了事故發(fā)生。