淺談高壓配電櫃溫度線上監測系統的設計及選型

摘要

：高壓配電櫃是電力系統的關鍵電能分配節點，保證其執行的穩定可靠具有重要意義。文章綜合運用了

470MHz無線

測溫、無線傳輸等技術手段，設計了一套高壓配電櫃溫度監測系統。應用結果表明，本系統執行穩定可靠，資料準確，預警及時，滿足一般電力系統的應用要求。

關鍵詞:

高壓；配電櫃；溫度監測

一、引言

隨著電氣自動化技術的普遍應用供配電系統的綜合性能越來越受到人們的關注。高壓配電櫃作為供配電系統的關鍵組成部分，其執行的可靠性與穩定性對整個系統都有著直接的影響。在實際環境中

，高壓配電櫃作為電能分配的重要節點，經常會因為接觸不良、散熱不佳電流過大等問題而產生高溫，進而造成跳閘、火災等事故。因此，對高壓配電櫃進行溫度監測具有重要的價值。

二、溫度監測系統總體結構及原理

根據電氣控制系統的一般結構結合溫度監測的實際需求文音設計的高

低

配電

櫃

溫度監測系統

整

體結構

包

括

控制

主機、資料集中器、無線

測溫單元

和

聲光

報警等模組。

由幹一般的高壓配申櫃內通常安裝有三相線路和若干個閘門

，還有一些斷路器、母線等裝置，這些都是溫度異常的高發處，因此溫度採集終端也採用多點佈置測點溫度資料透過

470MH無線

組網傳輸至資料集中器，再由

RS-485資料匯流排傳送到主機。主機中執行的監控軟體對各測點溫度資料進行分析，如發現超過預設值則立即發出預警，同時將預警資訊傳送至值班室，從而實現對高壓配電櫃的溫度實時監測。

三、系統關鍵功能模組設計

（一）溫度感測器

當前可以從市場上採購的溫度感測器種類和型號都非常多

，並且技術也已經達到較成熟的程度，最常用的溫度感測器主要包括水銀溫度計、熱電偶、光纖測溫計、紅外測溫儀等，這些感測器的原理和應用場合均有所有同，必須根據實際的應用需求進行合理的選用。在本系統中，透過高效能溫度感測器對高壓配電櫃內的溫度進行實時測量。綜合考慮成本、精度和應用條件等要求確定採用多路

無線

測溫感測器進行採集測量範圍為

~125℃精度在1%以內。

無線

溫度感測器由於

電磁感應供電無線測溫具有測溫速度快、週期短、免維護、使用壽命長、故障率低等特點

，特別適用於高壓配電櫃內的應用場合。

（

二

）資料集中器

考慮到溫度測點較多這些測點如果分別傳輸至主機。必然會增加系統的複雜度，使得系統硬體開發和軟體設計的難度都明顯增加。因此，為了提高資料傳輸效率，簡化系統設計

，文章採用了資料集中器對所有測點的資料進行統一的匯聚和傳輸。資料集中器的作用是對所有溫度測點的資料進行匯聚。形成一組溫度資料序列，以便於集中傳輸。資料集中器設定在

無線測溫感測器

和主機之間，是

470MHz

無線網路和

RS-485的傳輸通道，測點資料在資料售口器進行打包處理後，批次傳送至主機進行分析。

（

三

）監測主機

監測主機是系統的控制核心，也是主要的邏輯控制模組。監測主機可以採用微控制器、嵌人式系統或

PC，為了實現資料的臨時儲存。文章採用了P

機作為監測主機。所有測點的資料傳輸至監測主機後在監測軟體的控制下首先會對資料的有效性進行判斷，對於無效資料會被拋棄，有效的資料會與系統中預測的溫度閾值進行對比，如果溫度值不在閾值範圍內

說明高壓配電櫃內的相應測點執行出現了異常軟體會立即向聲光報警器傳送一個觸發脈衝，及時發出敬報訊號。同時還會將報警資訊透過網路傳送到遠端值班中心提示值班人員及時安排維修。

四、系統安裝要求

在實際的供配電系統中

，尤其是大型供電網路，高壓配電櫃的數量往往有多個，而且型號也各不相同，因此在硬體安裝時也需要根據櫃內部局進行合理的安裝，這裡直點分機溫度採集終端的安裝技術。

一般在高壓配電櫃中的溫度採集模組可以安裝在進出線電纜連線處

：主母排與主母排，分支母排與主母排搭接處：電流互感器P1。P2銅排連線位置。高壓櫃斷路器為手車式的動觸頭上是重點監控部位，也可以安裝在靜觸頭上。對於動觸頭安裝方式，優點是後期維護方便，如果感測器出現損壞，只需停役故障裝置間隔進行更換即可。但動觸頭經常處於活動狀態，溫度感測器較易損壞，並且對絕緣效能也有特殊要求。對於靜觸頭安裝方式，由於靜觸頭不會產生運動。因此其安裝工藝就簡單得多，對絕緣要求也不高，可以避免感測器因振動和衝擊而損壞。然而一旦靜觸頭上的感測器發生故障必須停役整條母線才能更換維修，這對供電的可靠性會造成嚴重影響。因此，對於供電可靠性要求高的場合應採用動觸頭安裝方式。

五、系統的應用

本系統在某專案現場的多個高壓配電櫃中進行了試執行

，經過3個月的測試和最佳化，系統執行穩定可靠，溫度資料測量精確，資料傳輸快速高效，預警觸發及時準確，完全滿足實際工程的應用需求。

六、安科瑞溫度線上監測系統解決方案

1、概述

電氣接點線上測溫裝置適用於高低壓開關櫃內電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關、高壓電纜中間頭、乾式變壓器、低壓大電流等裝置的溫度監測，防止在執行過程中因氧化、鬆動、灰塵等因素造成接點接觸

電阻過大而發熱成為安全隱患，提高裝置安全保障，及時、持續、準確反映裝置執行狀態，降低裝置事故率。

Acrel-2000T無線測溫監控系統透過RS 485匯流排或乙太網與間隔層的裝置直接進行通訊，系統設計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規約，安全性、可靠性和開放性都得到了極大地提高。該系統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件報警、曲線、棒圖、報表和使用者管理功能，可以監控無線測溫系統的裝置執行狀況，實現快速報警響應，預防嚴重故障發生。

2、應用場所

適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、資料中心、醫院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業、變配電所等電力裝置的溫度監測。

3、系統結構