摘要：隨著鋼鐵企業的快速發展，對電力的使用需求越來越大，很多供電設備需要常年處于運轉狀態，如何對供電設備的溫度進行監測，成為了鋼鐵企業發展首要解決的問題。基于此，本文通過探究無線測溫系統在高壓電氣設備上的應用，僅供參考。
關鍵詞：高壓開關柜；無線測溫系統；溫度傳感器；溫度監測儀
0前言
隨著科學技術的不斷進步，許多新興的技術被應用到了鋼鐵企業電氣控制系統中。在電力系統運轉的過程中，會產生大量的熱量，如何對整個系統的溫度進行調控，是發展電力首先要解決的問題。在變電站中，由于工作的特殊性會涉及到許多重要的設備儀器，這些設備的造價較高，加之大部分的使用年限都較長，會容易出現設備受損的情況，同時由于發電過程所產生的熱量，如果無法對此進行疏散，會造成局部溫度過高，嚴重時很有可能會引發火災，給企業和職工的財產和生命帶來嚴重的威脅。
1 無線測溫系統結構組成
所謂無線測溫系統就是能夠自主對溫度進行實時的監控，并在溫度過高時，將信息傳達給相關的工作人員，使工作人員能夠及時的對溫度進行調控。與以往的測溫系統相比，它的主要優勢在于沒有具體的傳輸設備，信息主要通過無線的方式進行傳達，在這個過程中，會將溫度感應設備放置在容易產生熱量的部位， 比如開關等位置，它可以對這些部分的溫度進行直接的測量，然后將溫度傳導出去，將不同的設備進行有效的分隔，從而提高整個系統運行的穩定性，降低危險事故發生的概率。而信息的接收部分一般會安置在特定的位置上，并且該裝置會設有多個信息傳導的通道，能夠將所接受到的溫度信息及時地顯現出來，除此之外整個接收和傳導過程中所涉及到的裝置種類和數量眾多，還可以對溫度信息進行分析處理，然后通過無線網絡將信息傳導給相關的工作人員，以此來完成對溫度的實時監控。
圖 1 無線測溫系統結構組成
1.1無線溫度傳感器
1.1.1溫度傳感器功能結構
無線的溫度傳感器可以對電路中不同部分的溫度進行檢測， 然后進行下一步的操作。具體的結構如下。
圖 2 無線溫度傳感器功能結構圖
1.1.2溫度傳感器外形及安裝方式
出于作用的特殊性和為了更好的提高設備的使用壽命，在無線溫度傳感器的使用過程中要格外的注意，尤其是避免設備接觸到水，灰塵等，以免給設備等額運行帶來困難。一般情況下，它適用于空間較為小的位置。另一方面，適用于戶外的設備安裝也很簡單，只要使用絕緣的繩索等將它綁定在需要測量的設備上就可以正常運轉。
圖 3 安裝在母排上的傳感器
1.1.3溫度傳感器主要性能指標
為了使溫度傳導設備能夠更好的工作，在具體的實際工作中，會對周圍的情況進行嚴格的規定，其中包括溫度、大小等多個方面。
1.2溫度監測儀
1.2.1顯示報警功能
溫度檢測儀在運作過程中，一般用于接受傳導出來的溫度信息，然后將接受到的信息顯示出來，在檢測地點出現問題時將問題及時的表現出來。在這之前，工作人員會預先設定好一個溫度的范圍，當溫度超過這個范圍時，就會在監測儀上提示出來。
1.2.2通信功能
與一般的溫度監測儀相比，無線溫度檢測儀的優點就在于它不僅可以對溫度進行實時的檢測，它還具備通信功能，可以將檢測到的信息進行傳導，從而使得工作人員不必一直在現場，可以從終端對此進行監管。同時機器還可以對接受到的溫度進行分析處理，判斷是否超過設定的溫度。
2 無線測溫系統的技術優勢及適用范圍
隨著科學技術的不斷發展，無線測溫系統也經歷了多次的更新和換代，它的功能比以往更加強大，對溫度的監控更加的準確，在當前階段，由于對信號的頻率，有很嚴格的要求，并且頻率較高，使得它的穩定性較強，不容易受到外界的干擾。對于信息傳導方面，目前所使用的是無線通信技術，該技術的操作難度性較小并且對能源的消耗較小，且目前市場上它的造價較低，具有很強的經濟效益，還可以對接收到的信息進行分析處理，因此在測溫系統中有很廣泛的應用。但是我們也認識到受限于技術的影響，它只能適用于距離較短的信息傳導。在溫度傳導的過程中，為了使得信息的傳導效率更加效率，一般會裝有搖桿設置， 并且該設置的使用較為簡單，體型較小，可以采用電池這種無線的供電設備，工作周期長。在對溫度進行傳導時，所使用的也是無線設備，在這種情況下，就不需要電線進行連接，使整個設置大大提高， 并且由于沒有實體的電線在作業中也就不會受到周圍環境的影響，穩定性較好。由于它的應用，可以使得測溫裝置24小時工作，降低了人力的使用提高了工作效率，同時也因為減少了人力的使用使得整個過程中誤差發生概率較小。無線測溫設備的產生，為電力行業的發展做出了重要的貢獻。
3 無線測溫系統的應用實例
無線測溫系統，作為21世紀電力行業的重要發展，自從它問世以來，就在電氣行業中有了很廣泛的應用。與西方的發達國家相比，我國在無線測溫系統的研發上起步較晚，但是隨著我國對該方面的不斷重視，投入了大量的資金、人力和物力。使得我國在無線測溫系統的發展上，有了很大的進步，在這些年已經有了逐漸追趕上西方國家腳步的趨勢。在傳統的電氣行業中，也存在許多的設備來幫助電路的控制，其中常見的就是對于電路的斷電保護系統。通俗來講就是在電路的運轉達到某種負荷或溫度過高時，該設備系統可以自行的切斷電路的供應，防止發生火災等意外事故。該發明主要應用在電壓較高的設備中，它的各種接口都是預先固定好的，不能夠進行更換，并且隨著使用時間的推移容易發生損壞，使得該區域的電阻變大，從而在運作過程中產生更多的熱量。長此以往，很容易引發事故，給人們的生命和財產帶來嚴重的威脅。為了更好地解決這一現象，我國的一些企業開始嘗試在輸電過程中引入無線溫度監測系統。通過對溫度進行實時的監測，在溫度較高時及時的進行處理，來降低事故發生的可能性，隨著該項技術的不斷普及，已經開始不局限于電氣企業中，在各行各業中也都開始有了廣泛的應用， 在它的作用下，工作人員可以不用隨時隨地的對溫度進行監管，可以通過遠程的監控，對溫度進行管理，很大程度上推動了我國經濟的發展。
4安科瑞溫度在線監測系統
4.1概述
電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸 電阻過大而發熱成為隱患，提高設備保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，降低設備事故率。
Acrel-2000T無線測溫監控系統通過RS 485總線或以太網與間隔層的設備直接進行通訊，系統設計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規約，可靠性和開放性都得到了提高。該系統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監控無線測溫系統的設備運行狀況，實現快速報警響應，預防嚴重故障發生。
4.2應用場所
適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據中心、醫院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業、變配電所等電力設備的溫度監測。
4.3系統結構
溫度在線監測系統結構圖
4.4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關設備運行溫度狀態。系統具有以下主要功能：
1）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遠程查看數據。
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據。
4）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行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析等。
4.5系統硬件配置
溫度在線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關以及站控層的測溫系統主機組成，實現變配電系統關鍵電氣部位的溫度在線監測。
名稱 | 外形 | 型號 | 參數說明 |
系統組態軟件 |
| Acrel-2000/T | 硬件：內存 4G，硬盤 500G，以太網口。 顯示器：21 寸，分辨率 1280*1024。 操作系統：Windows 7 64 位簡體中文旗艦版。 數據庫系統：Microsoft SQL Server 2008 R2。 通訊協議：IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、Modbus RTU、Modbus TCP 等國際標準通信規約 |
智能通信管理機 |
| Anet-2E4SM | 通用網關，2路網口，4路RS485，可選配1路LORA，帶電告警功能，支持485，4G從模塊擴展。 |
無線測溫集中采集設備 |
| Acrel-2000T/A | 壁掛式安裝 標配一路485接口、一路以太網口 自帶蜂鳴器告警 柜體尺寸480*420*200 （單位mm） |
| Acrel-2000T/B | 硬件：內存4G，硬盤128G，以太網口 顯示器：12寸，分辨率800*600 操作系統：Windows7 數據庫系統：Microsoft SQL Server 2008 R2 可選Web平臺/APP服務器 柜體尺寸為480*420*200（單位mm) | |
顯示終端 |
| ATP007 ATP010 | DC24V供電；一路上行RS485接口；一路下行RS485接口； 可接收20個ATC200/1個ATC400/1個ATC450-C。 |
| ARTM-Pn | 面框96*96*17mm，深度65mm；開孔92*92mm； AC85-265V或DC100-300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協議； 可接收60個ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。 | |
| ASD320 ASD300 | 面框237.5*177.5*15.3mm，深度67mm；開孔220*165mm； AC85-265V或DC100-300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協議； 可接收12個ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。 | |
智能溫度巡檢儀 |
| ARTM-8 | 開孔88*88mm 嵌入式按照； AC85-265V或DC100-300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協議； 可接入8路PT100傳感器，適用于低壓開關柜電氣接點、變壓器繞組、點擊繞組等場合的測溫； |
| ARTM-24 | 35MM導軌安裝； AC85-265V或DC100-300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協議； 24路NTC或PT100、1路溫濕度測溫、2路繼電器告警輸出，用于低壓電氣接點、變壓器繞組、點擊繞組等場所測溫； | |
無線收發器 |
| ATC450-C | 可接收60個ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數據。 |
| ATC600 | ATC600有兩種規格；ATC600-C可接收240個ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數據。ATC600-Z做中繼透傳。 | |
電池型無線測溫傳感器 |
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ATE100M | 電池供電，壽命≥5年；-50℃~+125℃； 精度±1℃；470MHz，空曠距離150米； 32.4*32.4*16mm(長*寬*高)。 |
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ATE200 | 電池供電，壽命≥5年；-50℃~+125℃； 精度±1℃；470MHz，空曠距離150米； 35*35*17mm， L=330mm(長*寬*高，三色表帶)。 | |
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ATE200P | 電池供電，壽命≥5年；-50℃~+125℃； 精度±1℃；470MHz，空曠距離150米,防護等級IP68；35*35*17mm， L=330mm(長*寬*高，三色表帶) 。 | |
CT取電型無線測溫傳感器 |
| ATE400 | CT感應取電，啟動電流≥5a；-50℃~125℃；精度±1℃470MHz，空曠距離150米； 合金片固定、取電；三色外殼；25.82*20.42*12.8mm(長*寬*高)。 |
有線溫度傳感器 |
| PT100 | 用于低壓接點測溫時，具體封裝、精度、線制、線材、線長與供應商聯系； 用于變壓器、電機繞組測溫時，建議變壓器或電機內部預埋好Pt100 |
| NTC | 用于低壓接點測溫時，具體封裝、精度、線制、線材、線長與供應商聯系； 用于變壓器、電機繞組測溫時，建議變壓器或電機內部預埋好 |
5結束語
目前對電氣設備關鍵部位的溫度監測無法實現全自動監控，由于部分溫度監測裝置十分落后，部分溫度監測裝置是定制完成的，用途相對狹窄。另外，當前沒有對測溫裝置制定統一的規范，通用性不強，要實現電器元件的替換難度較高。因此，為了實現溫度在線監測， 結合企業現有的電站設備，對電氣設備關鍵部位溫度監測需求進行分析，制定出滿足變電站全自動化溫度監測的系統，確保高壓電氣設備長周期穩定運行。
參考文獻
[1] 池宋梁.無線測溫系統在高壓電氣設備上的應用.
[2] 王東.無線式中低壓配電柜導體發熱在線監測系統研究 [D].天津大學,2017.
[3] 曹國衛.變電站無線測溫系統的設計與研制 [D].華北電力大學 ( 北京 ),2016.
安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版．
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