摘要：本文提出了一種小型車輛開關(guān)柜的無線溫度測量系統(tǒng)，包括小型車輛觸點套管上的溫度傳感器、小型車輛觸點周圍的電流傳感器、溫度傳感器和電流傳感器分別連接數(shù)據(jù)接收處理器、小型車輛開關(guān)柜上的數(shù)據(jù)接收處理器；數(shù)據(jù)接收處理器連接通信模塊、遠(yuǎn)程報警單元、遠(yuǎn)程報警單元電連接終端設(shè)備。無線溫度測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可遠(yuǎn)程及時監(jiān)控小型車輛觸點的工作，通過顯示設(shè)置及時顯示小型車輛開關(guān)柜上的溫度電流信息，便于操作和維護人員檢查，及時了解小型車輛開關(guān)柜內(nèi)的工作情況，確保小型車輛觸點的安全運行。

關(guān)鍵詞：高壓汽車開關(guān)柜；無線測溫系統(tǒng)；電磁干擾

引言

在高壓開關(guān)柜的使用過程中，母線連接點、柜內(nèi)接觸點和動靜觸頭電路產(chǎn)生的熱量過大，容易發(fā)生火災(zāi)事故和停電事故。因此，做好高壓開關(guān)柜內(nèi)的溫度監(jiān)測工作非常重要。由于高壓設(shè)備中存在裸電壓，傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法無法解決高壓絕緣問題，無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)采用無線波傳輸信息，無需接線和使用高壓設(shè)備，無需采取相應(yīng)的絕緣措施，可解決高壓設(shè)備溫度監(jiān)測問題，分析討論了高壓汽車開關(guān)柜無線溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。

一無線溫度測量系統(tǒng)設(shè)計的重要性

10kV高壓柜是電力系統(tǒng)不可huo少的一部分，其安全運行是用戶負(fù)荷的重要保證。高壓柜的特點是負(fù)荷電流大，容易加熱，需要定期測溫。從結(jié)構(gòu)形式來看，10kV高壓柜分為旋轉(zhuǎn)刀閘式和小型車型。由于觸點wan全密封，小型車型高壓柜無法觀察柜外的溫度測量，檢查人員只能間接計算柜內(nèi)是否加熱。溫度傳導(dǎo)損耗導(dǎo)致精度低，無法觀察細(xì)微變化，不能滿足安全運行的要求。

二高壓開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)設(shè)計原理

1系統(tǒng)的主要組成部分

無線溫度測量系統(tǒng)主要由無線溫度傳感器、無線溫度監(jiān)測儀、監(jiān)測中心上位機、通信環(huán)節(jié)組成，其中無線溫度傳感器主要安裝在開關(guān)柜面板上，收集各子無線溫度傳感器數(shù)據(jù)，處理和存儲，無線溫度監(jiān)測儀采用RS485總線和監(jiān)測中心上位機通信，形成分布式監(jiān)測系統(tǒng)。

2無線溫度傳感器

無線溫度傳感器主要用于測量帶電物體的表面溫度，如監(jiān)測高壓開關(guān)柜中的母線接頭和暴露觸電的運行溫度。無線溫度傳感器主要包括測量電路、溫度傳感器、無線調(diào)制接口、邏輯控制電路和供電電路，通過無線網(wǎng)絡(luò)將溫度信號傳輸?shù)綗o線溫度監(jiān)測儀。無線溫度傳感器體積小，適用于測量開關(guān)柜內(nèi)的溫度熱接頭，可測量開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、觸點和母線接頭的運行溫度。

3無線溫度監(jiān)測儀

無線溫度監(jiān)測儀主要用于溫度傳感器的數(shù)據(jù)收集、存儲、處理、報警信號輸出等，其中監(jiān)控中心的PC機和RS485進行通信。LCD人機交互主要用于顯示當(dāng)前無線傳感器的無線溫度監(jiān)測信息和溫度數(shù)據(jù)信息，現(xiàn)場用戶可以通過執(zhí)行輸入操作和輸出操作來控制。例如，無線傳感器查詢和設(shè)置，無線溫度監(jiān)測儀可用于運行日志的查詢和配置。

4抗電磁干擾

在設(shè)計中，無線傳感器布置在接近開關(guān)觸點和接頭表面的觸摸臂上。一旦大電流從觸摸臂和母排流過，就會產(chǎn)生相對較大的電磁場，從而影響傳感器的正常運行。為了保證無線傳感器的正常運行，需要采取一定的屏蔽措施。在系統(tǒng)設(shè)計中，除了連接天線外，還需要在屏蔽盒中布置電路，以減少運行過程中電磁輻射的影響。溫度傳感器布置在導(dǎo)熱片上，并在其他屏蔽盒中填充剩余的空間。為了保證其良好的絕緣性，傳感器需要用熱鎖管包裹。

圖1　小型車型開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1是小型開關(guān)柜無線溫度測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括溫度傳感器2和端子箱模塊3電流傳感器4，溫度傳感器2和電流傳感器4分別連接數(shù)據(jù)接收處理器5，數(shù)據(jù)接收處理器5電連接小型開關(guān)柜6顯示7；數(shù)據(jù)接收處理器5連接通信模塊8，通信模塊8連接遠(yuǎn)程報警單元9；遠(yuǎn)程報警單元9電連接終端設(shè)備。其中，數(shù)據(jù)接收處理器5包括相互電連接的數(shù)據(jù)接收單元10和數(shù)據(jù)處理單元11。此外，數(shù)據(jù)接收單元10包括溫度數(shù)據(jù)接收單元和電流數(shù)據(jù)接收單元，溫度數(shù)據(jù)接收單元和電流數(shù)據(jù)接收單元分別與數(shù)據(jù)處理單元11連接。其中，數(shù)據(jù)處理單元11與通信模塊8連接。此外，溫度傳感器2為綁定溫度傳感器，綁定溫度傳感器設(shè)置在汽車動觸頭套管1上。其中，溫度傳感器2為絕緣溫度傳感器。

三高壓小車開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)的實際應(yīng)用

在該技術(shù)方案中，溫度傳感器的設(shè)置可以測量汽車觸點的溫度，通過電流傳感器的設(shè)置可以測量流經(jīng)汽車觸點的電流；溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)接收處理器的設(shè)置接收，判斷當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)與電流數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，確保測量的準(zhǔn)確性，避免通信模塊連接的遠(yuǎn)程報警單元的誤報；同時，汽車開關(guān)柜上設(shè)有顯示屏，可實時顯示電流和溫度數(shù)據(jù)，方便運維人員查看顯示屏，及時了解汽車開關(guān)柜內(nèi)汽車觸點的加熱和電流，確保汽車開關(guān)柜的安全運行；同時，遠(yuǎn)程報警單元與終端設(shè)備相連，終端設(shè)備可以是手機或其他設(shè)備，方便運維人員通過終端設(shè)備及時掌握汽車開關(guān)柜的工作條件。

數(shù)據(jù)接收處理器包括相互連接的數(shù)據(jù)接收單元和數(shù)據(jù)處理單元。在技術(shù)方案中，數(shù)據(jù)接收單元可以接收溫度傳感器和電流傳感器測量的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元可以判斷電流和相應(yīng)的電流溫度是否在正常范圍內(nèi)。如果電流在一定值，溫度超過設(shè)定閾值，數(shù)據(jù)處理單元將判斷指令和接收的電流和溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到通信模塊。

數(shù)據(jù)接收單元包括溫度數(shù)據(jù)接收單元和電流數(shù)據(jù)接收單元，兩者都與數(shù)據(jù)處理單元相連。在技術(shù)方案中，數(shù)據(jù)處理單元可以處理電流數(shù)據(jù)接收單元接收的電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)接收單元接收的溫度數(shù)據(jù)，并將處理后的指令、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄐ拍K。

數(shù)據(jù)處理單元與通信模塊相連。在該技術(shù)方案中，通信模塊可以將數(shù)據(jù)處理單元處理后的指令、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程報警單元。溫度傳感器為綁扎式溫度傳感器，綁扎式溫度傳感器設(shè)置在汽車動觸頭套管上。綁扎式溫度傳感器可根據(jù)汽車觸頭套管的直徑進行調(diào)節(jié)，便于在不同規(guī)格的汽車觸頭上安裝溫度傳感器。溫度傳感器采用絕緣溫度傳感器。這種設(shè)置可以使溫度傳感器盡可能靠近汽車觸頭，獲得更真實的溫度值，防止流經(jīng)汽車觸頭的電流對溫度傳感器的影響，保證溫度測量的準(zhǔn)確性。

四應(yīng)用場景

電氣接觸在線溫度測量裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器接頭、閘門開關(guān)、高壓電纜中間頭、干變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測，防止氧化、松動、灰塵等因素導(dǎo)致接觸電阻過大，提高設(shè)備安全，及時、持續(xù)、準(zhǔn)確地反映設(shè)備運行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。

五系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元、通信層的邊緣計算網(wǎng)關(guān)和站控層的溫度測量系統(tǒng)主機組成，實現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部件的溫度在線監(jiān)測。

六結(jié)語

綜上所述，該無線測溫系統(tǒng)是一種用于小車式開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)，通過電流傳感器及溫度傳感器的設(shè)置，反映出電流與溫度的關(guān)系，保證了測量小車觸頭的溫度數(shù)據(jù)及通過小車觸頭中的電流數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，通過數(shù)據(jù)接收處理器的設(shè)置可以判斷在電流值一定的情況下，溫度數(shù)據(jù)超出設(shè)定的閾值后，數(shù)據(jù)接收處理器將指令、溫度數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù)發(fā)送至通信模塊，通信模塊將接收的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程報警單元，便于后臺遠(yuǎn)程及時監(jiān)控小車觸頭的工作情況，通過顯示屏的設(shè)置可以在小車式開關(guān)柜上及時顯示溫度電流信息，便于運維人員查看，及時了解小車式開關(guān)柜內(nèi)小車動觸頭的工作情況，保證了小車動觸頭的安全運行。

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