唐雪阳

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：在近年来科技不断发展进步的背景下，电力行业相关技术中出现了许多新技术。为保证电力的稳定供输，防止变电站设备高温造成的过载损坏，需要对设备的运行温度进行实时监测，无线测温技术的应用可以有效解决这个问题。与几种传统的测温技术相比，无线测温技术具有诸多技术优势。电力企业相关人员要注意充分利用，搭建相应的技术监控平台，及时报警解决问题，预防各种问题。安全风险的发生保障了电力行业的健康稳定发展。

1无线测温技术研究

（一）无线监测系统

无线监测系统由测温数据采集、通信终端、通信管理三方面构成整个系统结构。测温数据采集：基于感应式原理的基础上获取电能并对传感器加以利用、进而测量重要部位温度，在测量的重要部分温度信号转变为数据通讯时，即可实现设备实施温度检测，此时的监测点关键部位为开关和母线接点等位置。通信终端：能够像测温终端发出相应的操作指令，进而向无线通信的主要管理部位传递温度值信息等。通信管理：能够实现上述两个部分之間的信息交换，基于信息收集的基础上经无线向测温现场的显示终端发送信息，而测温现场显示终端在接收到相应数据信息后在向通信管理转发，由此使得数据之间的转换得到有效实现，而对于数据的完整性以及可靠性也给予了重要保障。

（二）无线检测系统功能

将非接触式、无源高精度红外传感器安装在相应设备的内部如电厂设备内部的变压器、开关柜、封闭母线等，能够促使非接触式系统温度采集得以有效实现;在温度测量过程中所使用的智能无线监测系统的电缆及其附件是基于光纤传感器作用进而实现对温度测量工作的;在温度测量中为了实现能够实时监测温度，则需要对无线监测系统中的硬件和软件设备加以合理应用;通过实时监测无线监测系统后台以及分析无线监测系统后台运行动态趋势等信息，能及时发现设备隐患并及时给予针对性防护，使得在故障发生前就能够从源头上控制和解决故障问题，将设备故障扼杀在摇篮之中。

（三）无线检测系统特点

首先，在无线监测系统开展温度测量的过程中往往都会对本安型传感器进行使用，其优势就是既安全又可靠同时也不会影响到其他电气设备，并且电力电压等级也不会对其造成影响，在对其进行使用过程中不会受到电压等级的限制而导致自身功能作用的全面发挥受到影响;其次，无线监测系统计算温度时会使用较为科学的计算方式，进而根据计算结果判断和分析系统温度和温升，在此基础上准确预警系统故障;此外，在温度影响到电厂发电设备时，使用无线测温系统能够有效分析以及预测影响因素。设备运行过程中流经电流在接电耗损会对相应的热能进行释放因而导致设备温度出现过高现象，流经电流损耗与热量释放两者是成正比的，损耗大热量就大相应的设备温度就会逐渐升高，所以故障发生率也会提升;实时监测电厂放电设备温度能够确保及时发现故障问题并及时给予有效应对措施，促使事故类型能够进行提前预测，帮助相应运维人员的防护工作得以切实有效开展。当故障问题出现在大型电厂设备中时，适用无线监测系统能够对故障进行及时预警，并高度准确的定位发生故障的具体位置，能够帮助维修人员对故障检修能够及时有效的进行，进而避免故障问题不断蔓延情况的发生。

2.无线测温技术在不同领域的应用

无线温度监测技术在变电站进行应用时，需要用到无线温度传感器、测温通信终端和温度在线监测工作站等设备，利用数字化技术构建温度监测平台，将监测到的温度数据无线传输给通信终端，通信终端通过互联网将数据上传到监测工作站。其中无线温度传感器主要是指放置在各测温点的无线信号发送、接收装置和无线温度测量装置，在变电站中应用的无线测温技术，每个无线传感器设置有ID编号，将编号存入到计算机数据库中，测量温度范围设置为-40℃—125℃。测温通信终端在实际使用过程中主要负责接收无线温度传感器传输的温度数据，并将数据上传到远程管理计算机工作站中。为了提高终端的响应速度，通常一个终端最多管理100个测温探头。温度在线监测工作站，主要是指一台装有管理终端的计算机，计算机通过RS485串口或者互联网与测温通信终端建立连接，实时对各监测点运行温度数据进行监控比对，对监测点的温度变化曲线进行分析，一旦发现温度过热和急剧升高，立即报警。无线测温的种种优点使得仓储,电力设施,发动机等都开始使用无线测温装置来测量温度.通过监测开关柜内触电温度的运行情况,可有效防止开关柜的火灾发生,但由于开关柜内高压狭小的结构,无法进行人工巡查测温,因此实现温度在线监测是保证高压开关柜安全运行的重要手段.采用无线数字温度传感器,温度传感器可快捷方便地安装在高压带电体被测接点上,准确地跟踪发热接点的温度变化;无线温度传感器是利用射频技术传递温度信息,实现了采集器和被采集点等电位,安全可靠。

3无线测温的发展前景

由于高压电力设备的高电压、密闭性、不间断运行等特点，其温度测量方式与普通的温度测量方式不同。以前对于高压电气设备的测温主要采取以下三种方式。

（1）红外测温仪测温：由工作人员手持红外测温仪每天数次去采集数据，每次上百个点的温度，工作量大，精度低，甚至有些高压开关柜是封闭的，根本无法测到。

（2）蜡片测温：将蜡片贴在节点上，当温度过高时蜡片变色，需要人眼观察，也存在工作量大、精度低的问题。

（3）光纤通信测温：由测温点单片机将温度数字化后通过光纤传输至集中器，集中器连接到计算机系统，定时进行数据存储和超温报警。其缺点在于光纤在运行几个月后会沉积灰尘等杂质，降低绝缘强度，反而给电力设备安全运行带来威胁甚至威胁到人身安全。鉴于以往的测温方式的种种弊端，无线测温技术应运而生。无线测温系统具有配置灵活、运行稳定、抗干扰能力强、功耗低等特点。该系统主要采用短程无线组网方式，多个测温终端分布在无线汇聚终端的周围，在有效的通信范围内可以随意添加、删除、移动测温终端。运行人员可在主控室对多种恶劣环境条件下的电气设备温度变化情况进行远程在线监测预警，从而及时掌握电气设备运行状况。另外，无线测温系统后台可以电子地图的形式显示整个温度场的分布，可清晰发现温度异常点，判定故障隐患，进而提前采取措施，避免事故的发生。

目前，针对计量设备温度监测大都采用传统的接触式测量法，这种方式存在以下问题：

3.1需要定期更换传感器，易老化和脱落，温度指示范围窄，精确度低，人工操作，无法实现自动化管理；

3.2需人工定期巡视，工作强度大，需近距离测温，安全系数低；

3.3非在线式温度监测，不能反映温度的变化过程和及时发现设备异常。因此，传统的接触式温度监测方法已经无法满足如今生产高效以及运行安全、可靠的要求，迫切地需要寻找非接触式计量检测技术手段，对计量设备运行温度进行在线监测，同时，进一步完善了计量设备状态在线监测的监测范围，对温度计量具有重大意义。

4系统结构

Acrel-2000T无线测温监控系统通过RS485总线或以太网与间隔层的设备直接进行通讯，系统设计遵循国际标准Modbus-RTU、Modbus-TCP等传输规约，安全性、可靠性和开放性都得到了极大地提高。该系统具有遥信、遥测、遥控、遥调、遥设、事件报警、曲线、棒图、报表和用户管理功能，可以监控无线测温系统的设备运行状况，实现快速报警响应，预防严重故障发生。

适合在泛在电力物联网、钢厂、化工、水泥、医院、机场、电厂、煤矿等厂矿企业、变配电所等电力设备的温度监测。

温度在线监测系统结构图

4.2系统功能

测温系统主机Acrel-2000T安装于值班监控室，可以远程监视系统内所有开关设备运行温度状态。系统具有以下主要功能：

1. 温度显示：显示配电系统内每个测温点的实时值，也可实现电脑WEB/手机APP远程查看数据。

1. 温度曲线：查看每个测温点的温度趋势曲线。

运行报表：查询及打印各测温点时间的温度数据。

实时告警：系统能够对各测温点异常温度发出告警。系统具有实时语音报警功能，能够对所有事件发出语音告警，告警方式有弹窗、语音告警等，还可以短信/APP推送告警消息，及时提醒值班人员。

1. 历史事件查询：能够温度越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析等。

4.3系统硬件配置

温度在线监测系统主要由设备层的温度传感器和温度采集/显示单元，通讯层的边缘计算网关以及站控层的测温系统主机组成，实现变配电系统关键电气部位的温度在线监测。

5结束语

总之，无线测温技术具有多适应性，且它的功耗更低、网络容量更大，数据传输安全且兼容性，非常适合于目前许多中小型变电站使用。而无线传感器网络的兴起也证明无线通信技术在未来必将成为工业领域所的核心技术。将数字化技术作为辅助手段，运用计算机对系统在实际运行过程中温度的变化情况进行监控，了解影响温度变化的原因，对促进各项生产工作的有效开展具有重要作用，充分的展现出了无线测温技术的可靠性和经济性，验证了无线测温技术良好的应用前景， 需要加大对该技术的推广。