摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的飛躍式發(fā)展，我國經(jīng)濟(jì)增長與電力增長形成了一個有機和無縫的連接?，F(xiàn)階段，我國電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢逐漸轉(zhuǎn)向為大電網(wǎng)，這就對可靠性以及自動化水平有了進(jìn)一步的要求，同時也要求電網(wǎng)運行調(diào)控逐漸向自動化、智能化方向發(fā)展。開關(guān)柜作為配電網(wǎng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，對其進(jìn)行研究就顯得尤為重要。因此，文章針對目前國內(nèi)開 關(guān)柜發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題進(jìn)行了淺要分析，探討了監(jiān)測溫度變化的重要性，提出了無線測溫技術(shù)的研究方向，并對未來開關(guān)柜無線測溫技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了一定展望，以期為未來電力系統(tǒng)的良好發(fā)展奠定一定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜；無線測溫；技術(shù)研制；技術(shù)應(yīng)用

       我國是人口大國，對于電力有很大的需求，相應(yīng)對于電氣化設(shè)備的可靠運行也有進(jìn)一步的要求。開關(guān)柜作為確保電能質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備，保證其安全穩(wěn)定運行具有十分重要的意義。 

       一般情況下，由于開關(guān)柜通常是密閉空間，當(dāng)負(fù)荷增加以及長時間運行時，就容易發(fā)生內(nèi)部過熱的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致異常溫升。如果沒有及時發(fā)現(xiàn)并采取合理的措施進(jìn)行干預(yù)，隨著時間的流逝，其溫升現(xiàn)象會越來越嚴(yán)重，開關(guān)柜內(nèi)絕緣件等設(shè)備的過熱程度會持續(xù)增加，不僅會影響使用壽命，而且會導(dǎo)致重大安全事故發(fā)生。此外，開關(guān)柜具有大電流的特點，這就引發(fā)了較為強烈的電磁輻射現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致測溫系統(tǒng)溫度監(jiān)測的不準(zhǔn)確，從而無法及時掌握溫度變化情況。另外，由于通常溫度傳感器需要直接安置于高壓被測物體上，并且保證一定的安全距離，這就容易引起溫度測量誤差的問題，進(jìn)而埋下安全隱患。

 

       開關(guān)柜發(fā)生故障的原因有很多，但究其根本還是由于開關(guān)柜內(nèi)相關(guān)元件及線路長期處于大電流、高電壓工作狀況，且空間狹小不通風(fēng)，強大電流容易導(dǎo)致其內(nèi)部溫升加劇，一旦沒有及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行預(yù)防，很容易發(fā)生火災(zāi)等安全事故。因此，做好開關(guān)柜內(nèi)溫度監(jiān)測，避免發(fā)生過熱的現(xiàn)象，對于避免火災(zāi)等安全事故的發(fā)生具有十分重要的研究價值。

2.1溫度過高

       通常情況下，開關(guān)柜在正式應(yīng)用前會在實驗室內(nèi)進(jìn)行試驗檢測，檢測時間通常為8小時。然而，在實際應(yīng)用中，開關(guān)柜通常需要長時間、不間斷運行，同時會持續(xù)性發(fā)熱，而溫升又是隨著時間不斷增加的，這就導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)無法滿足實際應(yīng)用中的數(shù)據(jù)變化范圍。另外，雖 然我國自動化水平穩(wěn)步提升，但是對于開關(guān)柜這種電氣設(shè)備安裝，通常還需要具有較強專業(yè)技術(shù)知識的工作人員進(jìn)行設(shè)計與安裝。在一定程度上，現(xiàn)場工作人員的違規(guī)操作也會導(dǎo)致溫升異常的情況發(fā)生。

2.2接頭故障

       短距離無線通信技術(shù)主要包括藍(lán)牙、紅外數(shù)據(jù)傳輸以及無線局域網(wǎng)。無線溫度傳感器采用的何種短距離無線通信技術(shù)，需要各電力單位在實際應(yīng)用中根據(jù)經(jīng)濟(jì)性、可靠性要求等因素選擇。無線測溫系統(tǒng)通常由溫度傳感器、顯示器以及監(jiān)測預(yù)警平臺組成，通過將無線溫度傳感器測量的溫度轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，經(jīng)過無線發(fā)射接收模塊傳遞到溫度顯示器和監(jiān)測預(yù)警平臺，后臺監(jiān)測設(shè)備根據(jù)信息進(jìn)行實時監(jiān)測，一旦發(fā)生溫度超過預(yù)設(shè)溫度的情況，就及時進(jìn)行預(yù)警，發(fā)出警報?？傊瑹o線測溫系統(tǒng)具有如下特點。

       由于安裝方式獨立，絕緣性好，可以大限度地避免大電流、高電壓對其造成的影響，因此對開關(guān)柜的安全運行沒有影響；可以直接測量開關(guān)柜內(nèi)元件溫度，且溫度傳感器精度高，因此可以更加準(zhǔn)確地測量開關(guān)柜內(nèi)溫度變化情況；由于無線測溫裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，靈活性高，因此可以依據(jù)工程實際增加 

       監(jiān)測點的數(shù)量，進(jìn)一步增加了開關(guān)柜運行的可靠性；由于無線測溫系統(tǒng)研制工作起步較早，因此具有優(yōu)良的操作平臺，且操作簡單，各功能的模塊化設(shè)計也方便了與其他裝置的連接，同時融入大數(shù)據(jù)平臺，可以更好地對溫度變化情況進(jìn)行匯總收集，以便更好地對開關(guān)柜的性能進(jìn)行升級優(yōu)化，因此具有很好的推廣價值；由于無線測溫系統(tǒng)體積較小，因此運行功耗較低，在確保溫度監(jiān)測水平可靠的前提下，可以更好地延長開關(guān)柜的使用壽命。

       除此之外，針對開關(guān)柜內(nèi)空間狹小、易發(fā)生溫現(xiàn)象的特點，在安裝無線測溫設(shè)備時需注意以下幾點：一是在安裝溫度傳感器時需選擇容易發(fā)生溫度變化的部分，比如，觸電或接頭位置；二是在安裝過程中要避免影響其他設(shè)備的正常工作，保證安全距離；三是在安裝溫度接收儀時也要根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用掛壁式或嵌入式，確保開關(guān)柜的供電可靠性。 

4.1概述

       電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸 電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設(shè)備安全保障，及時、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。

       Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過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)計遵循國際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運行狀況，實現(xiàn)快速報警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

4.2應(yīng)用場所

       適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

 

4.4系統(tǒng)功能

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

1）溫度顯示：顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個測溫點的實時值，也可實現(xiàn)電腦WEB/手機APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。

2）溫度曲線：查看每個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(shù)據(jù)。

4）實時告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y溫點異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實時語音報警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)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）歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析等。

 

4.5系統(tǒng)硬件配置

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

       綜上所述，開關(guān)柜內(nèi)的導(dǎo)線連接處易發(fā)生溫升問題，影響因素是多方面的，這就要求相關(guān)電力單位做好無線測溫技術(shù)的研制與應(yīng)用工作，保證供電可靠性，降低人工巡視成本，保障電力設(shè)備運行安全，大限度地避免安全事故的發(fā)生