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(yùn)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(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備的損壞,更嚴(yán)重的是可能還會(huì)發(fā)生火災(zāi)等嚴(yán)重事故。因此,電力系統(tǒng)中電器設(shè)備安全運(yùn)行的一個(gè)重要課題就是對高壓開關(guān)柜實(shí)施在線監(jiān)測。本文主要研究的是針對高壓開關(guān)柜接點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn),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(shí)介紹了在某風(fēng)電場項(xiàng)目應(yīng)用操控及無線測溫技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)及時(shí)告警避免了嚴(yán)重事故的發(fā)生。 

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜；電氣接點(diǎn)；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(yùn)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(jī)率。高壓開關(guān)柜內(nèi)存在的電氣連接點(diǎn)主要包括母線銅排連接點(diǎn)，手車動(dòng)靜觸頭連接點(diǎn)以及銅排和電纜連接點(diǎn)，在這些點(diǎn)位需安裝溫度傳感器進(jìn)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(hào)。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(diǎn)/觸點(diǎn)上，其信號(hào)傳輸金屬導(dǎo)線的絕緣性能無法保證。 同時(shí)，對于改造類項(xiàng)目實(shí)施難度較大，因此推薦采用無線測溫方法進(jìn)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(diǎn)，塵土震動(dòng)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(hù)、使用壽命長、故障率低等特點(diǎn)。

無線傳輸技術(shù)選用：無線通信是利用電磁波信號(hào)在自由空間中傳播的特性進(jìn)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(lán)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(lán)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(xiàng)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(dòng)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(dá)到可能影響開關(guān)柜一次設(shè)備絕緣及被測點(diǎn)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(shí)，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(xiàng)目的對智能操控及無線測溫一體裝置要求如下：

1）一次動(dòng)態(tài)模擬圖，斷路器分合位置動(dòng)態(tài)顯示；接地開關(guān)位置動(dòng)態(tài)顯示；彈簧儲(chǔ)能動(dòng)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(bào)警；

5）柜內(nèi)照明操作；

6）（除PT柜外）分合閘、儲(chǔ)能、遠(yuǎn)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(diǎn)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(xiàng)目現(xiàn)場應(yīng)用

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