电力设备的智能无线温度检测系统

于梦瑶

摘要：随着我国的不断发展你和进步，我国的各个行业领域都随之发展。在长期工作中，由于设备基础变化、温湿度变化、严重超负荷运行、触点氧化等原因造成的电力设备压接不紧，触头接触部分发生改变。最终导致接触电阻增大，造成巨大的风险隐患。本系统将通过无线测温的方式，使用ZigBee无线通信技术，对电力设备的异常信息进行采集和反馈，保障设备的安全运行。

关键词：无线测温;ZigBee;谐振器;传感器

引言

在电网进行供电时，主要由电力一次设备完成对各个电压等级的负荷进行电力输送，电力设备连接部位，由于气候冷热变化、设备基础变化、加工工艺、设备受到环境污染，严重超负荷运行、触点氧化等原因造成压接不紧、压力不够、触头接触部分发生变化、最终导致接触电阻增大，由于电力运行中，运行状况相当复杂，在一定时候，当一次设备发生故障时，电气参数不能如实反映设备运行时的故障状况和故障点，在电流通过时，温度升高，从而引起设备老化，绝缘下降。严重的还能触发电弧短路，烧坏设备，扩大设备损坏范围，降低设备使用寿命。在这种情况下，随着时间的推移，故障状况不能得到处理，故障情况将会越来越严重。甚至容易引起一次设备起火爆炸，最终可能造成重大电力事故。尤其是活动刀闸的动、静触头部分更加严重，故障率高，这些都时时刻刻威胁电力设备的安全运行。

1、智能无线温度监测系统的工作原理

智能无线温度监测系统被设定成三个子系统，分别是采集系统、汇总系统、监测系统。三个子系统通力协调工作，实现了电力设备温度的实时、准确、便捷的智能无线监测。

智能无线温度监测系统的三个子系统间的连接方式是不同的，无线通信方式是应用于采集系统和汇总系统之间，而通信线缆则是使用在汇总系统与监测系统之间，即一个无形，另一个有形。对应部位的热感应元件将其所监测到的温度信息通过无线通信设备传输到汇总系统的总站，总站将会对收集到的所有温度信息进行分类整理、分析并处理，再将处理完毕的数据信息传输到监测系统的监测计算机上。同时，调节端监测计算机也将收到同样的数据信息。监测计算机对接收到的数据信息进行二次处理分析，当处理所得数据结果超高设定的极限值时，监测计算机就会发出警示信号。每个总站可以管理数百个子站，信息量的采集将是非常巨大的。

2、智能无线温度监测系统的组成

2.1采集系统

此种技术主要是通过使用传感器等热感应元件安装在工作中散热不是很好的部分，这就能够时刻地对这部分元件进行温度采集，并能够及时地把消息发送出去。保证采集系统正常工作的主要依靠力量就是交流电，为了保证能够持续的采集信息，我们应该准备太阳能板作为后备电源。

2.2汇总系统

信息汇总系统主要由无线接收装置构成，在收集到采集系统传递而来的数据信息后，再传递给总站，总站接收到分站的温度数据之后，再将其传递给当地监测系统，同时还将温度数据传递给调节终端。

2.3监测系统

监测系统又可以细分为站级监测系统和调节端监测系统。用于监测系统的计算机直接接受总站传递的温度信息等数据，并与总站是直接通信的关系。监测计算机对总站传递来的数据信息进行汇总、整理、分析后，存储于特定的数据存储库。监测计算机可以对数据信息进行报表统计，准确记录处于何时、何地、何种状况下的温度情况。同时，监测计算机在温度越过某一设定极限值时会有警示信号出现。监测计算機的另一个便捷之处在于，可以根据需要进行任何时间段的任何部件的温度查询。调节端监测系统的数据信息传输用到的是汇集系统的通讯管理器，通过数据传输线缆直接传输到PCM设备之中，在经过线缆转送给调节端。

3、智能无线温度监测系统与传统监测系统的对比

智能无线温度监测系统由于装有位于各个需要测量的部位的热感应元件，使得数据的采集与监测具有了实时性、连续性和准确性的优点，通过对每年、月、日甚至每小时的温度数据的变化情况，总结出电力设备不同部位的相应温度的变化规律，确定出其温度规律的峰值，有效地对电力设备的工作稳定性进行预见性分析，消除潜在的威胁。传统的电力设备温度的监测是依靠监测人员定期地监测与测量才得出的，耗费大量的人力、物力，测得的数据存在不确定误差，甚至会出现错误，对潜在的故障威胁不能及时发现并作出应有的处理。智能无线温度监测系统对数据的处理速度以及对故障的预见性分析是人类不能比拟的，其所存储的数据信息能够被极方便地调阅，对数据信息的存储量也是相当的巨大。传统的监测数据信息要进行存储就需要建立专门的存档管理机构，而且常年存储的信息量是无妨想象的，要对某段数据进行查阅也是极为不便的，费时费力，极不现实。智能无线温度监测系统的应用软件简单，操作方便，减少人员培训和上岗时间。传统的监测测量需要对专门的工作人员进行培训。

4、系统整体设计

系统将主要采用ZigBee无线通信技术，结合CC2530开发板，无须布线。将烟雾传感器、温湿度传感器和蜂鸣器连接到CC2530开发板上，作为采集信息的终端节点。将终端节点安装在电力设备上，通过这些传感器对环境进行监测，并把采集到的信息通过ZigBee射频模块通过无线发送到路由器节点，路由器节点再将数据进行初步的整理后发送给协调器节点，协调器节点通过USB接口与监控主机相连，在对终端节点传输过来的信息进行初步转换后传送给监控主机的上位机。而在对接收到的数据进行判断后，若是满足条件，将会通过监控主机和蜂鸣器实现报警，以此通知管理人员及时处理。系统将解决了传统温度自动报警系统布线难、后期维护复杂、误报率高、一些特殊场合不适用等一系列问题。同时，系统网络配套编有相应上位机软件，其人性化设计便于操作人员对全网进行监控。系统完成的最主要的任务是对环境中温湿度、烟雾的监控。只要系统监控区域中节点测量到某一项指标的值超出上位机设定的门限值后即触发报警。上位机接收并处理相应数据。我们对此系统的整体框图预想如下：

系统将由各节点共同组成的ZigBee网络和监控PC机组成，安置在设备旁的各终端节点采集的数据由协调器节点汇聚并通过其串口传输给PC机进而供值班人员监视。我们对此系统结构的设计框图如图2所示：

5、结语

综上所述，鉴于对以上所介绍的无线组网技术的比较，Zig⁃Bee以其独有的特点表明它更适合于在现代建筑中进行无线网络组建。本系统预选用ZigBee技术来组建系统的无线传感网络，各种温度条件下进行有效的测量，反映了本系统构成方式具备很强的可操作性。本系统采用的电路结构更简洁，硬件成本更低，操作也更灵活，可实现对电力设备的关键点进行测温。

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