摘要：在電力系統當中，10kV高壓開關柜是一項非常關鍵的內容，其運行質量會對整個電力系統的安全、穩定運行造成直接的影響，但在實際運行中，受到諸多因素的影響，10kV高壓開關柜非常容易出現發熱故障，從而對其正常運行造成不利影響。而為了對這種情況加以治理，還需要利用無線測溫技術對10kV高壓開關柜進行實時的監測，使故障隱患能夠及時的排除，這對于電力系統的安全、穩定運行具有非常重要的意義，所以，有必要針對相關內容進行深入的研究。

關鍵詞：10kV；高壓開關柜；無線測溫技術；

1無線測溫的原理

無線測溫的原理根據溫度傳感元件的不同可以分為熱敏電阻溫度傳感器、紅外測溫傳感器、半導體傳感器、聲表面溫度傳感器以及無源無線溫度傳感器，下面筆者將做進一步的分析。

1.1熱敏電阻溫度傳感器

熱敏傳感器的原理就是阻值會隨著溫度的變化而發生改變，通過阻值的大小來反映出溫度的高低。熱敏傳感器的優點是靈敏度比較高；缺點是熱敏電阻值和溫度的線性關系比較差，元件容易老化，使用的壽命相對比較短，隨著使用壽命的縮短，度和穩定性會慢慢變差。

1.2紅外測溫傳感器

紅外測溫傳感器主要利用黑體輻射的定律，黑體輻射的定律:任何物體只要是高于零度，就都會發出紅外線。紅外線測溫傳感器的特點是采用的非接觸式測量，測量和被測量的物體之間不需要任何遮擋物，也不需要做絕緣處理；缺點是在測溫的過程中容易受到溫度、濕度、輻射等因素的影響。

1.3半導體傳感器

半導體傳感器主要是將PN作為測溫的元件，原理是PN會隨著溫度的變化而變化，加強恒定電流，通過運行中輸出電流的大小來反映出柜內的溫度。半導體傳感器的度相對比較高，但是靈敏度相對熱敏電阻要低一些，半導體傳感器反映的時間要比熱敏電阻更長一些。半導體電阻的優點是不易老化、使用的壽命相比較長，具有很高的可靠性。

1.4聲表面溫度傳感器

聲表面傳感器大的特點就是測溫的方式為無源測量方式，通過無線傳輸的方式進行開關柜內的溫度測量。聲表面傳感器的優點是體積比較小，不需要電源就可以工作，缺點是由于無線信號的傳輸距離比較短，并且在傳輸的工程中不允許有任何的阻礙物，被測溫部位如果發生位移或者是震動的情況機會導致聲表面波的相位發生變化，影響測溫的準確性。

1.5無源無線溫度傳感器

無源無線溫度傳感器使用能收集方法取得能以供傳感器使用，拋棄了電池及傳統CT取電。該傳感器使用等電位方法使高壓電力系統更加安全可靠；能收集(EH)技術具有可循環、、低能耗的優點，它建立在微電子技術與微功耗技術的基礎上，是以后無線測溫系統的發展趨勢。

2無線測溫技術的特點

2.1安全性

其可以通過點位絕緣安裝，降低爬電影響，所以不會影響電氣設備的安全運行，具有較高的安全性。

2.2準確性

在無線傳感器系統當中往往會應用一些精度較高的數字傳感器，且這些傳感器大多以接觸式測溫為主，將傳感器設置在發熱點附近能夠將測溫部位的溫度變化情況快速、準確測量出來，從而為監測系統提供準確的測溫數據。

2.3 方便性

通常情況下，無線測溫元件的體積都比較小，因此，其安裝較為方便，能夠進行靈活的組網，既可以使用有線網絡，也可以使用無線網絡，而且能夠滿足多點安裝的需求，確保測量工作的性。

2.4易用性

通常會采用模塊化的方式進行無線測溫平臺的設計，通過這種設計方式，能夠提升系統操作的便捷性和簡單性，且便于和網絡的連接，實現系統的自動化控制，確保了系統的易用性。

2.5能耗低

無線測溫技術的應用較為重視低功耗理念的應用，所以在應用該項技術進行測溫時，不僅不會造成太大的能源消耗問題，還會使測溫元件的使用壽命得到的延長。

3 10kV高壓開關柜中的無線測溫系統

3.1系統硬件

其主要包括溫度顯示儀、溫度傳感器與微以及通信單元等。其中，溫度傳感器選采用單總線接口方式，只需一條接線便可以實現溫度傳感器和微處理器之間雙向通信。將單片機微作為10kV高壓開關柜無線測溫系統的控制單元，用于對測得的各項溫度數據進行準確讀取。在運用該系統對10kV高壓開關柜進行測溫時，作為數據接收裝置的溫度顯示儀在順利接收到經由溫度傳感器傳輸的溫度數據后，將會直接在LCD屏幕中顯示出實時溫度數據，并利用RS485總線或是LAN傳輸的方式向監控主機傳輸相應的溫度數據與地址。一般情況下，為了便于后續的設備運維管理，同時為保障設備運行安全，需要將無線溫度傳感器牢固捆扎安裝在開關柜刀閘的A相與B、C相的上下靜觸頭位置處。

3.2系統軟件

10kV高壓開關柜無線測溫系統的溫度采集器在正式運行中，經過初始化后將主動進行10kV高壓開關柜各項測溫點的溫度數據采集，隨后發送傳感器編號與具體溫度數據。在10kV高壓開關柜無線測溫系統中，主控室內安裝有監測工作站，利用RS485網線，安裝著系統全部監控軟件的計算機可直接連接無線溫度顯示儀。當無線溫度顯示儀完成溫度數據的接收之后，將會直接顯示傳感器編號與溫度數據，此時10kV高壓開關柜無線測溫系統中的數據處理裝置，會將其采集得到的溫度數據與規定溫度值進行比較。如果系統判斷存在超溫情況，將立即發出告警信號，并在LCD屏中直接予以顯示，系統發出的告警信號將經由數據通信傳輸單元傳輸至監控，由此提醒相關工作人員注意。如果系統判斷未出現超溫情況，則系統同樣會先在LCD屏中直接顯示出監測得到的10kV高壓開關柜溫度值，而后再將得到的溫度數據傳輸至監控即可結束該程序。

3.3應用效果

結合10kV高壓開關柜無線測溫系統實際使用情況可知，為證明使用10kV高壓開關柜無線測溫技術可以、的完成高壓開關柜溫度測量工作。工作人員在使用10kV高壓開關柜無線測溫系統的同時，還選用具有較高性的紅外測溫儀，其溫度測量范圍在零下50℃到零上380℃之間。在將測溫范圍設定在25℃到80℃之間后，每隔5℃10kV高壓開關柜無線測溫系統與紅外測溫儀將會自動進行一次溫度數據的采集與記錄。在一共進行12次測溫的情況下，10kV高壓開關柜無線測溫系統與紅外測溫儀之間的誤差均需嚴格控制在3℃以內。例如在測溫中，無線測溫系統所獲得的10kV高壓開關柜溫度數據為23℃，而紅外測溫儀顯示的溫度數據為24℃。在第六次測溫中，系統與紅外測溫儀所檢測得到的開關柜溫度數據均為50℃，在1次測溫時，10kV高壓開關柜無線測溫系統所測得的開關柜溫度值為72℃，而紅外測溫儀顯示得到的溫度值為73℃。根據整體應用效果來看，10kV高壓開關柜無線測溫系統可以實時完成開關柜的溫度數值采集工作，并時間將采集得到的溫度數據傳輸至微處理器中，與此同時液晶顯示屏中也將同步顯示具體溫度數值。當系統檢測發現所測實際溫度值超出規定溫度值時，系統將會自動發出告警信息提示工作人員注意。

4 安科瑞溫度在線監測系統解決方案

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安全隱患，提高設備安全保障，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，安全性、可靠性和性都得到了大地提高。該系統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件告警、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，實現快速告警響應，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、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

5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：

5.1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。

5.2溫度曲線：

查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。

5.3運行報表：

查詢及打印各測溫點時間的溫度數據。

5.4實時告警：

系統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。系統具有實時音頻告警功能，能夠對所有事件發出音頻告警，告警方式有彈窗、音頻告警等，還可以/APP推送告警消息，及時提醒值班人員。

5.5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告警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析等。

6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，通訊層的邊緣計算智能通訊管理機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。

7結束語

總而言之，相關的工作人員一定要對無線測溫技術進行深入的研究，并結合實際情況，在10kV高壓開關柜當中對其進行合理的應用，使其能夠在電網運行過程中發揮更大的作用，從而的我國電網事業的發展。

【參考文獻】

[1]鄭樂樂.高壓開關柜溫度在線監測技術[J].礦業裝備，2019(02):114-115.

[2]蒲偉.淺論智能化變電站10kV高壓開關柜在線測溫技術[J].低碳世界，2017(18):93-94.

[3]蘇琳.10kV 高壓開關柜無線測溫技術.河北電力裝備有限公司056004

[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2019.11月版

作者介紹：

虞佳豪，男   現任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向為電能計量管理與保護。