摘要：討論了無線溫度測量技術在低壓大電流斷路器中的應用，通過安裝無線溫度測量預警系統解決了大電流設備故障給電廠安全生產帶來的問題，在確保電廠安全運行方面發揮了重要作用。

關鍵詞：無線測溫；低壓電器大電流斷路器；電廠安全

引言

在電廠，低壓大電流供電設備隨處可見。在長期運行過程中，由于低壓母線表面氧化腐蝕、緊固螺栓松動、斷路器插件老化、制造、運輸、安裝不良等問題，接觸電阻過大，設備過熱。如果不能監測這些加熱部位的溫度，使其不能及時維護，則加熱情況將進一步惡化，可能導致斷路器爆炸、火災、開關柜燒毀，造成惡性事故，造成重大經濟損失。及時測量母線接頭與斷路器接頭的接觸溫度，為采取有效措施提供準確的信息，將是電廠實現長期安全運行的重要保證。

洪江電廠配備6臺單機45MW燈泡貫流機組，總裝機容量270MW，投產時為國內單機容量燈泡貫流機組。電廠電壓為400V，原廠400V低壓斷路器柜為河南新鄉豫北電器廠生產的低壓GCY組合抽出開關柜，已運行13年。隨著運行壽命的延長和設備的老化，近年來斷路器插件與母線接觸不良，導致斷路器插件在大負荷下燒焦變形。此前，電廠沒有專門的400V大電流斷路器測溫設備。上述缺陷是通過每天3次的人工測溫發現的。由于不是24小時不間斷監測，這些缺陷的發現有一定的滯后時間。此外，檢測點多，檢測位置復雜，人工測溫費時費力，甚至威脅到測溫人員的人身安全。

2014年下半年，洪江電廠決定對公共工廠進行400V低壓系統改造。為提高設備自動化水平，實現24小時不間斷在線監測和自動報警，減少人工測溫工作量，防范人工檢查測溫過程中觸電安全風險，采用“溫度在線監測裝置”＋實現工廠400V低壓系統溫度實時監測的無線測溫技術。

一無線測溫系統的組成和安裝位置

1無線測溫系統總體介紹

無線溫度測量系統整體分為采集層、采集層和監測層。采集層由無線溫度傳感器組成；采集層為本地集中顯示裝置，通過無線與采集層連接，通過網絡或光纖與監測層連接；監測層為溫度測量背景，可選擇10/100M局域網、光纖網絡等通信方式連接。系統管理采集的數據，定期存儲在數據庫中，根據用戶要求記錄實時數據庫中的信息，形成歷史數據庫，可提供分、時、日曲線顯示、報表打印、超溫記錄，并及時發出報警信號；支持數據共享，向第三方提供溫度測量數據，將溫度測量數據放入綜合管理平臺。系統框圖如圖1所示。

圖1系統框架

2無線測溫系統主要設備設備

（1）無線溫度傳感器。在每個需要監測溫度的節點上安裝一個無線溫度傳感器。傳感器每隔一段時間自動測量節點的溫度，并發送到集中顯示裝置。

（2）集中顯示裝置。自動收集和顯示無線溫度傳感器發送的溫度數據，并在收到溫度測量后臺的讀取命令后將收到的數據上傳到溫度測量后臺。

（3）溫度測量背景。溫度測量背景是一臺工業控制計算機，用于定期讀取和存儲從集中顯示裝置中收集的溫度數據。

二無線測溫系統的主要功能

1無線溫度傳感器

（1）每個溫度探頭的ID號需要記錄每個無線溫度傳感器的安裝位置，并與號碼一起存儲在溫度測量背景數據庫和集中顯示裝置中。無線溫度傳感器每隔一定時間自動發射一次監測點的溫度數據，由集中顯示裝置收集記錄區域的溫度數據，通過光纖傳輸到溫度測量背景，發現異常立即報警，避免人工溫度測量方法滯后、工作量大、不安全等問題，非常適合監測點大的電廠，提高電廠自動化程度，減少人工溫度測量的繁瑣工作。

（2）無線溫度數據傳輸。無線溫度傳感器與溫度測量終端之間的無線連接，不僅方便了系統的安裝和維護，而且減少了對電廠安全運行的影響，大大提高了系統的安全性和靈活性。無線通信選擇在ISM工作頻率，對人體無害，對周圍設備無電磁干擾，符合FCC標準和國家無線管理規定。

（3）無線溫度傳感器技術指標。①測量溫度范圍為-40-+125℃。②測量精度：0-80℃精度誤差為±80-150℃精度誤差為1℃±2℃。③探頭的使用壽命為5-8年。④傳感器的絕緣強度為AC2KV1min。⑤阻燃性能：無線溫度傳感器250℃耐高溫，絕緣阻燃型。⑥外觀尺寸：傳感器箱部分為80mm（長）×40.5mm（寬）×14.8mm(高)電池盒部分為68.5mm（長）×23mm（寬）×22mm(高)。⑦工作頻率為2.4GHZ～433MHZ。⑧傳輸距離為250m（無阻擋）。

2集中顯示裝置

（1）集中顯示裝置的功能特性。①高精度無線傳輸不僅方便了系統的安裝和維護，而且減少了對電廠安全運行的影響，大大提高了系統的安全性和靈活性，在高溫高濕環境下具有很強的長期穩定性。②可擴展性，每個溫度測量接收通信終端接收容量為100個溫度測量電路（每個電路包含3個溫度測量傳感器），為未來擴展留下足夠的空間，無需添加新的接收裝置。③儀器內部有EEPROM，設定參數不丟失；Watchdog芯片，程序運行自動復位；RTC實時鐘；以太網接口。④測量值由高亮度TFT液晶顯示屏直接顯示，報警溫度設定值直接設置在面板上。⑤當沒有傳感器信號時，自動檢測傳感器并自動關閉控制元件。⑥安裝方便，可安裝在開關柜上，也可固定在墻壁或其他物體上。⑦在不受其他設備影響的情況下，能準確識別和接收探頭發出的溫度信號。

（2）集中顯示裝置技術指標。①每個接入測溫點數為每個接入100個電路(每個電路包含3個測溫傳感器)。②通信方式為RS485接口(光電隔離)1個，433M無線接口1個，網絡接口1個，通信協議為Modbus-tcp，300米可有效接收同一配電室（無墻壁阻擋）。④接收間隔為1s。⑤IO端口容量為2路繼電器輸出(報警、預警輸出)。⑥工作電源為AC/DC220V，功耗不超過10W，工作溫度為-20～85℃。⑦事件記錄為循環記錄報警事件。⑧溫度門限為每個柜可單獨設置報警值和預警值。

3測溫后臺功能特點

溫度測量后臺為工業控制計算機。溫度測量系統采用B/S結構，使用瀏覽器直接檢查溫度測量點的溫度。除了安裝瀏覽器顯示插件外，還不需要安裝額外的客戶端程序。

（1）可通過后臺實時直觀地觀察開關柜內斷路器插頭、電纜接頭等電氣接頭的運行溫度變化。

（2）通過收到的所有現場檢測數據，可自動生成開關柜內一次插頭和電纜接頭zhi定時間段的溫度變化趨勢、歷史事件統計、所需的曲線圖和圖表。

（3）報警溫度可根據用戶實際情況設置，到達預警值和報警值的監測點可彈出報警窗口，并提示語音報警。設置報警值的方法如下：預警溫度（超過上限）、報警溫度(超上限)、某點溫度超三相溫差大(橫向對比超限)、溫度突然變化（趨勢超限）。

（4）可保存溫度數據、報警溫度、時間等參數，實現歷史數據查詢。

三無線測溫技術的優點

1溫度傳感器采用無線傳輸技術傳輸數據，比傳統的接線方式更安全。傳統的硬接線通信不僅接線復雜，而且帶來干擾、高壓擊穿等危險。電廠選擇無線傳輸技術收集斷路器溫度數據，可簡化現場硬接線，提高系統安全性能。

2現場設置集中顯示裝置，每個溫度測量通道可單獨設置預警和報警固定值，并輸出干接頭。為了方便斷路器溫度的收集，在各配電室安裝集中顯示裝置。該裝置具有超溫聲光報警、干接頭報警、檢查等功能，可獨立設置各組測量點的名稱和溫度閥值。當檢測到的溫度超過設定的閥值時，自動發出溫度報警信息，并可根據不同的報警狀態調整報警水平（報警和應急報警），快速通知維修人員及時處理故障。

3實現遠程服務器與計算機監控系統的通信，方便上位機的實時監控、查詢和分析。通過開發配置后臺服務器與計算機監控系統的通信，實現計算機監控系統上位機的實時監控、查詢和分析功能。通過比較，及時掌握設備的運行趨勢，發現隱患并處理，有效避免電氣設備絕緣老化造成的短路、燒毀事故和開關柜火災。

四安科瑞無線測溫監測系統及產品在開關柜中的應用

1應用場景

Acrel-2000T無線溫度測量監測系統是我公司根據電力設備安全要求，總結國內外研究生產的先進經驗，專門開發的新一代無線溫度測量監測系統。該系統具有超溫報警等功能，可幫助值班人員盡快發現問題，消除隱患，確保電力系統的安全運行。為電力設備的安全、經濟、可靠運行提供了新的解決方案。

2主要功能

電氣接觸在線溫度測量裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器接頭、閘門開關、高壓電纜中間頭、干變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止氧化、松動、灰塵等因素導致接觸電阻過大，提高設備安全，及時、持續、準確地反映設備運行狀態，降低設備事故率。

數據采集與處理(模擬量、開關量、電度、SOE、定值）

控制操作(斷路器、隔離開關、分接頭、復歸)

報警處理功能(設備狀態異常或故障、測量值越限、聲音、顏色、閃爍)

SOE事件順序記錄(分開關閉記錄、保護和自動裝置動作順序記錄)

遠動功能(為調度中心提供相關運行數據和設備狀態)

時鐘同步(北斗GPS納秒級，滿足間隔層子系統標準時鐘誤差不大于1ms)

人機聯系與運行管理(控制、查看、數據庫定義修改、報警確認、二次開發、事故記錄檢索、在線設備管理)

與其他設備接口(微機保護、電力儀表、DC屏、故障錄波儀、模擬屏、調度)

3現場圖片

4測溫產品選型

5結束語

洪江電廠廠用400V低壓系統改造中，建成了一套400V低壓大電流斷路器無線測溫系統，實現了對洪江電廠大部分大負荷斷路器的24小時不間斷監測，可及時發現廠用400V低壓系統重要斷路器的關鍵部位老化、插接不良、接頭松動、表面氧化、電化腐蝕、過負荷等不安全運行狀態，提高了廠用400V低壓系統安全運行水平。目前，該測溫系統運行穩定，多次及時發現機旁動力屏及直流盤室動力盤斷路器發熱現象并進行處理，確保了電廠的安全穩定運行。

參考文獻

[1]耿宇濤，李剛，信明貴．無線測溫計數在變電站中的應用[J].硅谷，2011（4）:24.

[2]何葵東，簡孝林，吳杰.無線測溫技術在低壓大電流斷路器上的應用.

[3]安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2020.01月版.

[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.5月版.