韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：隨著(zhù)鋼鐵企業(yè)的快速發(fā)展，對電力的需求也越來(lái)越大。許多供電設備需要常年運行，而一些設備，如變壓器、傳輸電纜、高壓開(kāi)關(guān)等連接部件容易因發(fā)熱而損壞。因此，如何對供電設備的溫度進(jìn)行的監測，已成為鋼鐵企業(yè)發(fā)展中要解決的首要問(wèn)題?；诖?，本文探討了無(wú)線(xiàn)測溫系統在高壓電氣設備中的應用，僅供參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)測溫系統；高壓電氣；優(yōu)勢；溫度傳感器

0引言

隨著(zhù)科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，很多新興技術(shù)被應用到鋼鐵企業(yè)的電氣控制系統中。，電力系統在運行的過(guò)程中會(huì )有大量的熱量產(chǎn)生。而如何調控整個(gè)系統的溫度是電力發(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備、儀器。而這些設備的造價(jià)較高，且大多使用壽命較長(cháng)，在使用的過(guò)程中很容易出現設備損壞的情況。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，對員工和企業(yè)的生命以及財產(chǎn)安全帶來(lái)嚴重的威脅。

1無(wú)線(xiàn)測溫系統結構分析

無(wú)線(xiàn)測溫系統就是可以自主、實(shí)時(shí)的對溫度進(jìn)行監控，若發(fā)現溫度過(guò)高，便會(huì )給工作人員傳達信息，好讓工作人員可以及時(shí)的調控溫度。無(wú)線(xiàn)測溫系統由實(shí)時(shí)監測溫度（溫度傳感器）和負責傳輸并顯示結果的兩個(gè)結構組成。其與以往常規的測溫系統相比，沒(méi)有具體的傳輸設備，優(yōu)勢在于利用無(wú)線(xiàn)的方式將信息進(jìn)行傳達。溫度傳感器所處的位置一般在電纜接頭、高壓開(kāi)關(guān)柜、保險絲等接口處，其能夠直接檢測此部分的溫度，之后將監測的溫度結果借助無(wú)線(xiàn)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，以保證測溫系統的安全性，規避漏電等危險事件的發(fā)生。而接收信息的部分則需安置在特定的位置，并設置多個(gè)信息傳導通道，以便及時(shí)接收并顯現出所接收到的溫度信息。此外，因為接收裝置以及傳導裝置所涉及的種類(lèi)以及數量較多，所以還能夠分析處理溫度有關(guān)的信息，然后利用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將信息傳導給工作人員，進(jìn)而完成對溫度的實(shí)時(shí)監控。

1.1溫度傳感器

溫度傳感器主要是將溫度信號轉換成電信號，可以測量電路、邏輯控制電路、供電電源等，并具備防水防塵效果，可適應長(cháng)時(shí)間工作。但要注意測量期間，需要將溫度傳感器與待測物體表面密切接觸（可采用耐高溫尼龍絲或粘貼的方法），減少測量誤差，并封裝高溫和高熱縮管，以適應高溫工作。此外，為了保證溫度傳感器的線(xiàn)性工作范圍，應選用-55～130℃的傳感器，并根據不同的工作場(chǎng)所、環(huán)境，合理的控制精準度和誤差。

1.2無(wú)線(xiàn)溫度檢測器

目前的無(wú)線(xiàn)溫度檢測器實(shí)現了多個(gè)信息接收通道，使其可以同時(shí)顯示、處理多個(gè)方位的監測數據。在檢測器中，設有由工作人員預先設置的故障處理模塊和閾值判定模塊，一旦監測的數據與設定的閾值不符合，則會(huì )直接傳輸至故障處理模塊。探測器將顯示警告字樣、高低電平、驅動(dòng)報警指示燈、聲音等。此外，無(wú)效溫度檢測儀還可以進(jìn)行信息傳輸，將數據線(xiàn)或串口/并行通信芯片連接到計算機上，可以遠程監控，同時(shí)分析多種工況，以便及時(shí)發(fā)現異常情況，及時(shí)處理安全隱患。

1.3實(shí)時(shí)溫測軟件系統

實(shí)時(shí)溫測軟件系統的研發(fā)，解決了人力匱乏的問(wèn)題，減少了人員的工作量，并實(shí)現了實(shí)時(shí)溫度測量和實(shí)時(shí)數據處理、分析，將其與無(wú)線(xiàn)檢測系統相連，借助計算機實(shí)現顯示溫度、與歷史數據相比較、存儲數據、故障預警、設備運行狀態(tài)分析等功能，以便幫助工作人員及時(shí)明確目前測溫結果以及異常情況，確保各個(gè)設備正常的運轉，此外，通過(guò)計算機的計算能力以及可視化能力，可以將溫度的變化生動(dòng)顯示出來(lái)，使工作人員直觀(guān)的判斷出異常點(diǎn)，及時(shí)處理，便于維修。

2無(wú)線(xiàn)測溫系統技術(shù)的優(yōu)勢及應用范圍

2.1無(wú)線(xiàn)測溫系統的技術(shù)優(yōu)勢

（1）無(wú)線(xiàn)測溫系統抗干擾能力強，且具備低功耗、低成本、實(shí)時(shí)處理能力強、使用復雜度低等優(yōu)勢，其通信頻段一般在2.3～2.5GHz區間，處于高頻波段。

（2）無(wú)線(xiàn)測溫系統中的溫度傳感器裝有天線(xiàn)，不僅縮小了面積，同時(shí)還可以保證工作效率，即通訊效果，并提升了簡(jiǎn)便性，方便安裝和使用，加上該測溫系統采用鋰電池供電，會(huì )*大限度延長(cháng)壽命。

（3）無(wú)線(xiàn)測溫系統中的傳感器使用二進(jìn)制編碼，處理分析更為方便。

（4）無(wú)線(xiàn)測溫系統中的溫度傳感器利用了無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，不再需要傳統的外置數據線(xiàn)，降低了漏電等安全風(fēng)險，提升整體工作的安全性，同時(shí)也因為不需要留置外置數據線(xiàn)，使得目前的無(wú)線(xiàn)測溫系統具備較強的抗干擾能力，也不會(huì )受到振動(dòng)、溫度、灰塵等外界影響，提高系統的安全性和穩定性。

（5）無(wú)線(xiàn)測溫系統中的溫度傳感器與計算機相連，可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行數據的分析和處理，*大限度的節省了人力，提升工作效率。

（6）信息傳導方面，無(wú)線(xiàn)測溫系統使用的是無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，操作難度小，且對能源的消耗較小，尤其是市場(chǎng)造價(jià)低，具有較強的經(jīng)濟效益。

2.2無(wú)線(xiàn)測溫系統的適用范圍

無(wú)線(xiàn)測溫系統中采用了ZiBee技術(shù)，尤為適用于短距離通信，且隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，使其工作范圍包括：35kV以下高壓開(kāi)關(guān)、110kV以下地下電纜、多種接觸點(diǎn)、繼電器。并于使用過(guò)程中注意限制工作電壓。

3無(wú)線(xiàn)測溫系統應用實(shí)例

無(wú)線(xiàn)測溫系統，作為21世紀電力行業(yè)的重要發(fā)展，自從問(wèn)世以來(lái)，就在電氣行業(yè)中有很廣泛的應用，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)測溫系統的不斷發(fā)展和完善，其工作的效率和產(chǎn)生的效益，被廣大企業(yè)所認可并青睞。雖然我國相比英美等發(fā)達國家腳部的趨勢。

實(shí)例一：

高壓開(kāi)關(guān)柜即電路中的斷電保護器，多應用于高壓傳輸設備中的發(fā)電設備、變壓器、大功率負載、配電器、傳輸線(xiàn)纜中，傳統電氣行業(yè)中，可以通過(guò)較多的設備來(lái)輔助電路控制，其中*為常見(jiàn)的就是對于電路斷電保護系統，即在電路運轉達到某種負荷或溫度過(guò)高時(shí)，該系統可以自動(dòng)切斷電路供應，預防發(fā)生安全事故，這說(shuō)明，在高壓設備中，各個(gè)接口都是預先固定好的，且位置隱秘，更換困難，隨著(zhù)時(shí)間推移，故障發(fā)生率提升，并增加電阻，產(chǎn)生較多熱量，形成惡性循環(huán)，降低安全性。如果采用人工測量溫度的方式，無(wú)法獲取實(shí)時(shí)的信息，還易因經(jīng)驗的差異性，忽略潛在的問(wèn)題，不能及時(shí)辨別安全隱患，從而造成安全事故，因此，為了規避這一不良風(fēng)險，應引入無(wú)線(xiàn)溫度在線(xiàn)監測系統，如河北宣化鋼鐵集團一樣，從而實(shí)現對變電站高壓開(kāi)關(guān)柜內觸電和電纜接頭溫度的實(shí)時(shí)監測，及時(shí)發(fā)現異常情況，及時(shí)對異常溫度過(guò)熱的情況進(jìn)行處理，保證安全性，降低安全事故的發(fā)生率。

實(shí)例二：

某化工集團備有30MW、60MW、13.5MW不同功率的發(fā)電機組，數量1～3臺，作用：工廠(chǎng)供水、供電、供暖，由于負荷較大，且隨著(zhù)近幾年工廠(chǎng)用電需求增多，電氣設備不斷的改造，進(jìn)一步增加了用電的負荷量，從而使得該企業(yè)在多年以前檢修時(shí)發(fā)現發(fā)電組接線(xiàn)部分因過(guò)熱而產(chǎn)生的一定程度損壞，增加安全隱患。之后該企業(yè)投入了無(wú)線(xiàn)測溫系統，將溫度傳感器系統與計算機相連接，實(shí)現了實(shí)時(shí)監測的情況，以便于工作人員及時(shí)掌握設備的實(shí)時(shí)情況，對于異?，F象及時(shí)處理，及時(shí)排查安全隱患，保證該企業(yè)工廠(chǎng)的安全。

4應用場(chǎng)所

適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠(chǎng)、化工、水泥、數據中心、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。

5系統結構

溫度在線(xiàn)監測系統結構圖

6系統功能

測溫系統主機Acrel-2000T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。

7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。

8結語(yǔ)

傳統電氣設備無(wú)法實(shí)現實(shí)時(shí)溫度監測，也不具備全自動(dòng)溫度監測，設備落后，難以及時(shí)辨別異常溫度升高的情況，降低工作效率，加上部分電氣設備中的溫度監測是定制完成，統一規格，導致應用范圍狹窄，并且缺乏測溫的統一規定，導致通用型不強，尤其是零件出現故障、損害后，難以替換，從而影響推廣性。因此，要想進(jìn)行溫度監測的技術(shù)革新，就需要結合目前實(shí)際情況，包括：高壓電氣企業(yè)的電站設備、溫度監測需求等，制定出符合實(shí)際情況的全自動(dòng)化溫度監測系統，確保高壓電氣設備周期的穩定運行。無(wú)線(xiàn)測溫系統又稱(chēng)“無(wú)線(xiàn)溫度在線(xiàn)監測系統"，其具備實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測、工作環(huán)境惡劣、安裝方便、預警及時(shí)等特點(diǎn)，可以有效保證高壓電氣設備的安全性。無(wú)線(xiàn)測溫系統由無(wú)線(xiàn)溫度傳感器、測溫通信終端（溫度接收儀）、溫度監測預警工作站三部分組成，其中，無(wú)線(xiàn)溫度傳感器可以測量接觸點(diǎn)的溫度，無(wú)線(xiàn)溫度接收儀負責接收各無(wú)線(xiàn)溫度傳感器（探頭）測量和發(fā)送出的溫度數據，通過(guò)總線(xiàn)連接，將數據上傳至管理計算機，響應管理軟件命令，而工作站系統屬于無(wú)線(xiàn)測溫客戶(hù)端軟件，可以便于實(shí)時(shí)觀(guān)察到監測的結果，包括溫度數據的變化曲線(xiàn)，以便及時(shí)發(fā)現溫度過(guò)熱、或急劇升溫到設置報警溫度立即報警。因此，在無(wú)線(xiàn)測溫系統的干預下，工作人員可以及時(shí)明確溫度測量結果，發(fā)現溫度變化，及時(shí)鑒別安全隱患，并處理，保證生產(chǎn)設備的效率以及安全性能，此外，無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)摒棄了外置數據線(xiàn)，*大限度減少了傳輸過(guò)程中的電容、電感耦合，提升了高壓電氣設備的使用安全性。并且隨著(zhù)該項技術(shù)的不斷普及，無(wú)線(xiàn)測溫系統已經(jīng)不局限于電氣企業(yè)中，于各行各業(yè)都有了廣泛的推廣，在其作用下，工作人員可以進(jìn)行嚴格監管，通過(guò)遠程監控，對溫度進(jìn)行高效管理，*大限度的推動(dòng)了我國的經(jīng)濟發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介

韓歡慶，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事數據中心相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)及應用。