安科瑞

李雨軒

摘要

：

電力傳輸系統中，

發電廠、變電站的高壓開關櫃

起著關鍵性的作用，隨著電網裝置技術的發展，高壓開關櫃也得到廣泛的使用。

溫度是表徵開關櫃執行正常的一個重要引數，在使用開關櫃的過程中，普遍存在開關櫃內部過熱現象，並且由於高壓開關櫃的密閉性，在負荷較重的地區，引發開關櫃的溫升超標現象。開關櫃裝置長期的超溫執行，會降低裝置的效能及使用壽命，引發裝置故障，影響電網的正常執行，甚至引起電氣火災，造成巨大經濟損失。高壓開關櫃的溫度線上監測系統越來越得到使用者的認可和重視，目前感應取電無源無線溫度線上監測系統在高壓開關櫃上得到廣泛應用，無源無線測溫感測器安裝維護方便，組網簡單，實時線上，可以代替傳統的人工定期巡檢的方式，

發現電力裝置的溫度異常，保證裝置安全執行。

關鍵詞

：無源無線

感測器

；

高壓櫃測溫

；

電氣接點測溫

；

測溫系統

概述：

無源

無線測溫系統主要由裝置層的無源無線溫度感測器和溫度顯示單元，通訊層的邊緣計算閘道器以及站控層的無線測溫系統主機組成，實現高壓櫃關鍵電氣部位的溫度線上監測。

1、無源無線感測器的設計依據

無

源無線感測器的取電應用法拉第電磁定律，充分利用高壓開關櫃內三相母線電流產生的大量電磁能，根據電流互感器模型進行設計。高壓母線作為取電互感器的一次側線圈，取電線圈作為取電互感器的二次側線圈，組成取電電路。

取電電路關鍵在於導磁材料的選擇，電路選擇了

1J85型

坡莫

合金帶，

坡莫

合金帶是一款高導磁合金材料，

其特點是高初始磁導率，高磁感，低損耗，縮小了磁性元件的體積，此外合金帶在潮溼的環境中耐腐蝕性強。

2、無源無線感測器的硬體設計

無源無線感測器的硬體電路主要包括電源模組，處理單元，射頻模組，測溫模組。

電源模組為整個電路板供電，由電磁線圈取電後的鉗位保護電路，整流電路，電壓檢測，線性穩壓器，儲能電容組成。為了縮小產品的整個尺寸，處理單元和射頻模組採用整合

MCU單元和射頻單元的低功耗無線微控制器，此設計簡化了整個電路設計複雜性，又實現了電路尺寸50%以上的縮減。測溫模組採用數字式溫度感測器，感測器具有低功耗，數字通訊穩定的特點。

3、無源無線感測器的軟體設計

無源無線感測器的軟體採用

C語言進行程式設計，程式設計需要注意規範，程式碼簡潔易讀，感測器為低功耗設計，需要控制好整個電路系統的功耗，及時對微控制器和外設進行休眠或電源關斷，使得系統空閒時電流消耗不超過2uA。

為了保障感測器系統的可靠執行，需要正確配置微控制器的看門狗，保證不會出現感測器宕機的情況。此外還要防止感測器通訊碰撞，提高通訊抗干擾性能，採用隨機延時的演算法進行溫度上報，並對通訊資料進行

CRC校驗，濾除異常資料。

4、無源無線感測器的主要效能與安裝

按照以上的原理和方法設計出的無源無線測溫感測器

ATE400，可在一次迴路電流在5~5000A範圍內取電工作，每15秒進行一次測量發熱點溫度並無線上傳至櫃面安裝的顯示單元。感測器溫度測量範圍為-50℃~+125℃，精度高達±1℃，測溫解析度0。1℃，體積小巧，安裝方便，抗干擾性能強，廣泛應用於高壓櫃電氣接頭測溫。

5、無線測溫接收裝置主要功能

無源無線感測器透過無線射頻方式將採集到的電氣溫度傳輸至無線測溫接收顯示單元

ARTM-Pn。顯示單元可無接收多達60個ATE400感測器的資料，感測器和顯示單元之間透過數字ID進行識別，準確定位每個電氣發熱點的溫度。顯示單元嵌入式安裝在高壓櫃面，實時顯示各點溫度，並且可以根據使用者設定預警、報警溫度值，實現高溫預警、超溫告警、相間溫差報警、溫度突變數告警等功能，裝置可儲存120條帶有時標的告警記錄，同時告警時繼電器出口可以控制聲光報警器，幫助使用者及時發現故障，儘快分析查詢裝置故障原因，恢復正常供電。此外顯示單元還可以選擇電參量測量功能，測量資料包括電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、電能等，精度高達0。5級。顯示單元所有測量資料都可以透過485介面及標準Modbus-RTU協議接入邊緣計算閘道器，實現網路組網，將資料上傳至無線測溫監測系統主機。

6、無線測溫系統的功能及介面

無線測溫系統主機

Acrel-2000T

安裝於值班監控室，可以遠端監視系統內所有開關裝置執行溫度狀態。系統具有以下功能：

溫度顯示：顯示配電系統內每個測溫點的實時值，也可實現電腦

WEB/手機APP遠端檢視資料。

溫度曲線：檢視每個測溫點的溫度趨勢曲線。

執行報表：查詢及列印各測溫點指定時間的溫度資料。

實時告警：系統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。系統具有實時語音報警功能，能夠對所有事件發出語音告警，告警方式有彈窗、語音告警等，還可以簡訊

/APP推送告警訊息，及時提醒值班人員。

歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行儲存和管理，方便使用者對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析等。

7、總結語

無源無線測溫系統在

高壓開關櫃溫度監測的應用，解決了長期以來高壓開關櫃需要人工現場測溫，開關櫃內部溫度無法測量，資料儲存困難等問題，大大減少了裝置檢修預試停電次數和時間，減輕了日常巡檢的工作量，提高人員工作安全性。無源無線測溫系統能及時發現各關鍵點部位的溫度異常狀況，避免連線部位老化或接觸電阻過大而產生過熱現象，為電力安全生產和供電提供了有力保證，提高了裝置的智慧性。

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