压开关柜无线测温技术的研究与应用

贾帅雨

摘 要：一般来说，变电站中多采用10kV供电系统，其中10kV高压开关柜是关键，其是否能够稳定运行直接影响了面向用户的供电可靠性。根据相关统计数据显示，目前变电站设备中的运行缺陷基本与温度有关（占到80%以上），所以本文中结合例证简单研究了无线测温技术系统在某T 变电站中10kV高压开关柜中的相关技术应用。

关键词：10kV高压开关柜;变电站;无线有源测温技术;实践应用

最新的无线有源测温系统在测量技术应用方面数据准确、安全可靠性较高、且安装方便、施工量较小，能够较好适应变电站现场生产需求，目前它已经被广泛应用于10kV高压开关柜中，专门实施在线温度监测、预警等工作，可较好预防电网与设备事故。

1无线有源测温技术系统的结构组成、技术特征与工作原理

1.1结构组成

一套完整的无线有源测温技术系统其结构组成中包含了无线有源温度传感器，它专门负责温度采集，另外还有负责数据接收的无线温度显示仪、温度监测预警后台系统。

1.2技术特征

无线有源测温技术系统的安全性表现到位，因为它拥有独立式等电位绝缘安装技术体系，可有效规避爬电影响，同时保证不降低电气设备的整体安全性能;其次它拥有准确度极高的进口高精度数字式温度传感器，专门采用了接触式测温装置，在接近发热点能快速准确的监测测温点实际温度变化;另外它的体积较小、灵活度较高、安装简易且组网相当灵活，可实现有线或无线安装应用，在监控点数量表现方面也相当可观;最后它的易用性表现较好，因为它拥有表现优良、功能齐全的操作平台，其中全部采用到功能模块化设计，操作简易。该操作平台能够直接与系统局域网、外部广域网相互关联，并融入了自动化综合控制系统。整个系统是预留了多个外部扩充接口的，适应度极高。系统采用了低功耗设计，在确保正常测温的情况下有效延长传感器使用寿命。

1.3工作原理

高压柜无线测温系统所采用的是无线温度传感器，它其中包含了单片微处理器控制系统，它针对被测设备温度进行温度测试，采用的是梳子信号温度传感测试方式，主要通过无线发射接收模块传递、接收温度数据，这起重还运用到了485通讯模块，将所有数据传送到后台监测计算机，将数据正常保存于数据库中。在该过程中，它基于后台监控计算机接收设备温度数据，可实时显示监测点温度变化曲线，并利用软件与与其它数据进行比较分析。在高压柜无线测温系统中是存在温度过热报警系统的，当温度超出标准范围后就会发出声光警报，其所有测试到温度数据都会通过上位机接入到网络之中，而数据内容则通过Web发布，可快速掌握整个系统的发热情况[1]。

2某T变电站中10kV高压开关柜中的无线有源测温技术系统技术应用

2.1 T变电站基本概况

T变电站位于某地区工业园区，其于2012年1月建成并投产使用，它其中配备了多台主变压器，而其中的所有主变也均采用了自然循环自冷冷却方式，整个变电站中所采用的是封闭式高压柜。为有效提高设备整体运行维护水平，消除高压开关柜内部发热缺陷，弥补刀闸发热缺陷问题，T变电站目前已经专门引入了10kV高压开关柜无线测温系统。

2.2 T变电站系统结构基本构成

T变电站采用到了12台10kV开关柜，其中拥有在线温度监测系统，即10kV高压柜无线测温系统。具体来说，开关柜中每一把刀闸中的所有静触头都安装了无线温度传感器，其所采用是集中式无线测温系统。而为保证无线温度传感器信号强度，其中系统中还加装了额外的无线中继器、高压断路器动触头以及出线电缆处的无线测温元件。

2.3 T变电站高压开关柜无线测温系统的现场安装技术应用

2.3.1传感器安装

T变电站所采用的是无线有源温度传感器，其传感器体积偏小，特别采用到了高精度温度芯片配合接触式感温系统，其中还包含了高压断路器动触头、电缆头、母排连接片等等内容，为设备安全与检修便利创造有利条件，有效规避活动中部位安装出现损坏事故问题。在安装过程中，专门针对设备安装技术影响状况进行分析，为此变电站采用捆扎式方法提高施工效率，它将无线温度传感器直接安装于开关柜刀闸三相上，而主变低开关则与进线刀闸相连安装于电缆头另一侧。

2.3.2无线中继器安装

T变电站在安装无线中继器过程中需要保证主控室无线温度显示仪可接收较强的无线温度信号。而结合变电站10kV高压变电柜实际运行状况，无线中继器可有效放大无线信号，其工作频率指标中射频发射功率≤10mW，无线传输距离在无遮挡环境下为400m以内，其控制接口为RS232，供电方式为AC220，防尘放水等级为不防水结构，主要用于室内无线中继器安装。其工作温度控制在-40℃～85℃，安装方式选择了螺丝固定安装模式。

2.3.3无线温度显示仪安装

T变电站在10kV高压开关柜采用了无线温度显示仪，其设备下方设置了6位撥码开关，同时配备了485信道通信模式，同时配合以太网通信模式与5位扩展口，可实现固件在线升级。由于采用的是485信道通信模式，其拨码开关可直接拨码到12功能位，同时将射频天线、电源线等等设置于无线温度显示仪上，配合显示仪电源直接连接到220V交流电源中，配合显示仪电源指示灯点亮设备，操作技术应用到位。无线温度显示仪中配备了9600bps网络通讯频率，拥有256个可配传感器温度点。

2.3.4监测工作站安装

某T变电站监测工作站主要安装于主控室中，它配合系统监控软件计算机系统，可与无线温度显示仪相互连接，其中系统软件可对温度数据实施有效分析，可确保温度实时监测与报警功能发挥到位。

2.4 T变电站高压开关柜无线测温系统的现场调试技术应用

某T变电站采用到了无线温度传感器、无线中继器等多项设备技术内容，在实施高压柜开关柜无线测温系统现场调试技术，实施各项调试工作，其中就包括了信号测试、温度测试与软件测试等等，整体看来现场调试技术应用内容相当丰富。

首先是信号测试，它专门针对无线测温系统配合温度信号进行无线温度传感优化。其温度信号强弱直接与数值相关联，可客观反映无线中继器、无线温度显示仪工作运行状况。在判断无线测温系统过程中分析其具技术运行条件，确保信号测试功能实施应用到位。配合测试信号安装不同测温点，合理反馈信号技术内容，保证信号正常传输[2]。

其次是温度测试，它可实现对高压开关柜检测系统的有效测温，提高测温精确度，保证现场红外测温仪监测点测量到位，显示高压开关柜实际温度。再结合监测工作站显示数值实施数值对比，分析验证系统测量精确度。其检测系统灵敏度较高，可通过监测工作站温度曲线变化对系统灵敏性进行深度验证。

再次是软件测试，结合后台软件功能实现保证测试技术应用到位。它其中就包含了曲线分析模块、设备管理模块与用户管理模块等等。

2.5 T变电站高压开关柜无线测温系统的系统可扩展性

T变电站高压开关柜在使用无线测温系统过程中希望实现功能扩展优化。具体来说，系统采用到了无线收发模块通信协议，该收发模块功应用到了EnhancedShockBrust-TM收发技术。新收发技术内容中有3个基本特点，分别为节能、低系统成本以及数据高抗干扰性，基于高压侧发射段设计测温模块，有效完成测温与温度数据传送之后进入掉电模式之中，它可保证电流损耗达到最小。总体来讲它完全要归功于无线收发模块的低系统消费成本体系中，优化数据高亢干扰性，保证收发模式技术应用到位。整体来说，该模块的数据帧帧头只有1个字节、测温终端硬件地址有2个字节、温度数据压缩为2个字节，这种低消费成本也从某种程度上稳定了数据传输的质量，提高了通信协议的时效性。就10kV高压变电柜而言，T变电站中采用到了10台高压开关柜，其中系统中保证每台开关柜拥有12个测温节点，每个测温节点都配置了不同的硬件地址，优化整理数据内容。其数据内容就包含了1号柜1号节点（1x01）、1号柜2号节点（1x02）……以此类推到0x0N，再到Nx0N。如上文所示，每个温度数据都可以用2个字节表示，那么它的1个字节应该表示为温度的整数部分，而另一个字节则为小数部分。无线收发模块一般设有6个收发通道，如果同时接收6路数据，那么就表示上位机系统在接收主控端1次指示时只要发出1个测温命令即可针对1台高压开关柜的多个测温节点进行温度实时监测，推算下去在一个循环周期中要发送命令N次，这样一来整个变电站的所有高壓开关柜测温节点就都实现了实时的温度监测。

整体看来，变电站中采用10kV高压柜进行测温过程中可利用到集中式测测温技术系统。而结合工程项目中变电站高压开关柜的实际生产运行情况、系统特征、现场安装与调试情况进行分析，可实现对无线测温系统实施经济性分析，总结相关经验，证明无线测温系统可用于10kV高压开关柜中，在正确安装后实施数据采集分析操作，有效验证其无线有源测温系统的安装应用可靠性与实用价值[3]。

总结：

综上所述，某T变电站传统中采用了大电流刀闸发热缺陷系统有效处理10kV高压开关柜生产运行各项功能，其采用到了无线测温技术系统，结合10kV高压开关柜基本特征，按照高压开关柜无线测温系统各种技术模块内容构建关键触电在线测温系统模式，充分展现无线测温技术整体可靠性与竞技性。在本文中就验证了集中式无线有源测温系统，希望其技术应用前景发展越来越好，体现现代化测温技术优势性。

参考文献：

[1]翟丽丽， 茌旭， 李华兵，等. 10kV高压开关柜无线测温技术[J]. 农村电气化， 2017， 000（006）：42-42.

[2]丁惠忠. 基于ZigBee的高压开关柜无线测温系统的设计与实现[J]. 沙洲职业工学院学报， 2020， v.23;No.94（02）：4-8.

[3]赵应艳. 基于ZigBee的高压开关柜温度测控系统设计[J]. 通信电源技术， 2020， v.37;No.194（02）：27-28.

（南京钢铁集团，江苏 南京 210000）