摘要：本文介紹由于電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長、超負(fù)荷運(yùn)行、材料受污染等因素導(dǎo)致的設(shè)備發(fā)熱時(shí)，設(shè)備溫度升高,會(huì)引發(fā)嚴(yán)重后果,無線測溫裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并且能夠做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)解決，將各種設(shè)備事故隱患消滅在初期，尤其對設(shè)備的接頭過熱現(xiàn)象更為，以保證電廠供電正常進(jìn)行。
關(guān)鍵詞：智能無線測溫技術(shù)；大型電廠；研究；應(yīng)用
1、傳統(tǒng)測溫方式
我國電力系統(tǒng)傳統(tǒng)的溫度測量方法在應(yīng)用的過程中有著一定的局限性，如傳統(tǒng)紅外線溫度測溫儀對電氣設(shè)備的監(jiān)測時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)對開關(guān)內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)測，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測；對于溫度貼片測量儀的使用，由于在出線室的后面有觀察窗，只能在接點(diǎn)監(jiān)測過程中觀察電纜的接頭是否有溫度的變化，無法對斷路器的街頭溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，貼片在使用的過程中需要觀察顏色的變化,無法實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測及預(yù)警等。
事故案例：某*局110kV變電站2號主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，三側(cè)開關(guān)跳閘。
事故原因是2號主變10kv側(cè)閘刀接觸面，鍍銀層沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)厚度，觸點(diǎn)壓力不足，造成動(dòng)靜觸頭接觸不良，引起發(fā)熱，發(fā)熱加重使彈簧失效，然后形成靜觸頭片熔化、墜落，造成單相短路，進(jìn)而引發(fā)相間短路，釀成事故。事故暴露出的問題是閘刀質(zhì)量差、開關(guān)柜沒有觀察窗，無法觀察到閘刀運(yùn)行工況。（如圖1）
圖1
以上事故案例都是在電力設(shè)備運(yùn)行過程中沒有進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)控所導(dǎo)致的，在電廠龐大的電力設(shè)備運(yùn)行過程中如采用非接觸式無源、高精度紅外傳感技術(shù)進(jìn)行溫度監(jiān)測就能夠彌補(bǔ)上述存在的不足，對于設(shè)備的維護(hù)人員的巡檢工作帶來很大的方便。
2、無線測溫技術(shù)的研究
2.1無線監(jiān)測系統(tǒng)的研究
無線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。（見圖2）
圖2
無線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括測溫?cái)?shù)據(jù)采集、通信終端和通信管理三個(gè)主要部分構(gòu)成。
測溫?cái)?shù)據(jù)采集是基于感應(yīng)式原理，對電能的獲取，并通過傳感器實(shí)現(xiàn)對重要部位溫度的測量，當(dāng)溫度的信號實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊時(shí)，就可以對設(shè)備進(jìn)行溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)主要在開關(guān)與母線接點(diǎn)等關(guān)鍵部位。
通信終端對測溫終端發(fā)出命令，將溫度值等信息傳輸?shù)綗o線通信的主要管理部位。
通信終端是其他兩個(gè)部分的進(jìn)行交換的主要機(jī)構(gòu)，能夠通過對信息的收集再經(jīng)過無線將信息發(fā)送至測溫現(xiàn)場顯示終端，受到數(shù)據(jù)后再轉(zhuǎn)發(fā)給通信管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，也保證了數(shù)據(jù)的完整與可靠。
2.2 無線監(jiān)測系統(tǒng)的功能
（1）在發(fā)電廠設(shè)備的內(nèi)部，安裝一種傳感器，主要是非接觸式并且無源高精度的紅外傳感器，例如變壓器、開關(guān)柜以及封閉母線等等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對非接觸式的系統(tǒng)溫度采集。
（2）智能無線監(jiān)測系統(tǒng)的電纜及其附件的溫度測量是通過光線傳感器的作用進(jìn)行的。
（3）通過無線監(jiān)測系統(tǒng)中的硬件與軟件設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
（4）對無線監(jiān)測系統(tǒng)的后臺進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并且要對趨勢進(jìn)行分析，能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備的隱患做到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)與預(yù)防，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)在故障出現(xiàn)前對問題進(jìn)行解決，及時(shí)扼殺電氣設(shè)備故障的萌芽。
2.3 無線監(jiān)測系統(tǒng)的特點(diǎn)
（1）無線監(jiān)測系統(tǒng)采用的一般都是本安型的傳感器，這樣的傳感器用起來比較可靠，不會(huì)使電氣設(shè)備遭到破壞，也不會(huì)受到電力電壓的等級影響，使用起來沒有電壓等級的限制。
（2）無線監(jiān)測系統(tǒng)的在計(jì)算過程中，計(jì)算方法的應(yīng)用比較科學(xué)，對于系統(tǒng)的溫度與溫升能夠做出判斷與分析，進(jìn)而對故障進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)警。
（3）當(dāng)電廠中的發(fā)電設(shè)備受到溫度影響時(shí)，無線監(jiān)測系統(tǒng)能夠的進(jìn)行分析和預(yù)測。設(shè)備溫度過高的主要原因是流經(jīng)電流在接點(diǎn)耗損進(jìn)而釋放出一定的熱能，流經(jīng)電流損耗越多釋放的熱量越大，電廠設(shè)備溫度也就越高，因此出現(xiàn)故障的幾率就會(huì)變大。
（4）對電廠發(fā)電設(shè)備的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測能夠?qū)崿F(xiàn)故障的早發(fā)現(xiàn)、早處理，進(jìn)而能夠提前預(yù)測出事故的類型，做好防護(hù)工作。
（5）當(dāng)大型電廠的設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，無線監(jiān)測系統(tǒng)能夠及時(shí)做出警報(bào)，并對故障的位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，以便維修人員及時(shí)對故障進(jìn)行檢修。
3、無線測溫技術(shù)在電廠的應(yīng)用
3.1無線測溫技術(shù)的測溫方法
這種無線測溫法對于電力系統(tǒng)的適應(yīng)程度還需要通過實(shí)際的測量得出結(jié)論，可以通過對設(shè)備的精度、穩(wěn)定度等方面進(jìn)行分析，具體如下：
對于高壓的電氣設(shè)備進(jìn)行溫度測量時(shí)，需要對其精度進(jìn)行測量。以紅外線測溫法為例，這種方法的測量范圍比較寬廣，但是精度卻比較差，同時(shí)穩(wěn)定性也比較差，主要是由于紅外線的信號比較弱，進(jìn)程在對其進(jìn)行輻射聚焦過程中就會(huì)需要更準(zhǔn)確，但這在實(shí)際應(yīng)用中卻比較難實(shí)現(xiàn)。除此之外，溫度的補(bǔ)償方面也會(huì)影響精度，各個(gè)高壓觸點(diǎn)的輻射率是不同的，于輻射的路徑是不同的，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一定的大氣衰減，也就使得測量的穩(wěn)定性較差，但是經(jīng)過熟練的操作人員對溫度的測量，也能對溫度實(shí)行初步的測量。
3.2 無線測溫技術(shù)的測量安裝點(diǎn)研究
測溫的方法有兩種分別為接觸式與非接觸式，其中一種的測量原理就是利用元件與被測設(shè)備間的熱量交換，實(shí)現(xiàn)熱平衡，完成對電力設(shè)備中的重要部位進(jìn)行測量。由于在測量的同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)熱量的向外傳導(dǎo)，因此測量結(jié)果也會(huì)存在一定的誤差。
運(yùn)用接觸式測量方法對設(shè)備溫度進(jìn)行測量時(shí)，由于對象是不同的，而且會(huì)有很多因素導(dǎo)致誤差出現(xiàn)，上文提到的兩點(diǎn)都是比較常見的，但是也要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行分析，而且有的誤差是可以通過計(jì)算進(jìn)行修正的，但是有的就不能，只能通過實(shí)驗(yàn)的方法對數(shù)值進(jìn)行估計(jì)。另外，在接觸法測量過程中，也要對元件的接觸點(diǎn)進(jìn)行關(guān)注，防止對測量的溫度準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。
3.3 無線溫度監(jiān)測裝置關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用
（1）等電位技術(shù)，將設(shè)備的溫度測量裝置在開關(guān)、母線接點(diǎn)等部位進(jìn)行安裝，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和傳輸要保持等電位的狀態(tài)，這樣能夠解決終端絕緣和耐壓的問題；
（2）抗電磁干擾技術(shù)，等電位的溫度測量探頭都是采用的封閉外殼材料，并且將傳感器等模塊安裝在設(shè)備內(nèi)部；
（3）電源無源技術(shù)，將電力設(shè)備的供電切斷，并且實(shí)現(xiàn)供電的方式，對電路進(jìn)行引入，進(jìn)而能夠保證測量溫度的可靠性。
（4）措施，電氣設(shè)備的溫度測量技術(shù)在進(jìn)行設(shè)備安裝時(shí)要實(shí)行電氣設(shè)備的絕緣保護(hù)工作，以確保設(shè)備的無線終端以及整個(gè)設(shè)備能夠正常的運(yùn)行。
3.4無線測溫技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例
在煉鋼的齒輪箱內(nèi)應(yīng)用這種技術(shù)進(jìn)行溫度測量，當(dāng)將設(shè)備放置在冷軋卷上時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)高溫潤滑的失效現(xiàn)象，進(jìn)而使得設(shè)備出現(xiàn)故障，這時(shí)在對溫度進(jìn)行測量就能夠的對故障隱患進(jìn)行排查，進(jìn)而防止設(shè)備事故的發(fā)生，以確保大型電廠內(nèi)部的生產(chǎn)。
4、安科瑞無線測溫產(chǎn)品介紹
a.電池供電型無線溫度傳感器
安裝于發(fā)熱部位，采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?/span>
目前無線溫度傳感器有三款：
圖3電池供電型無線測溫傳感器
b.CT感應(yīng)取電無線溫度傳感器
安裝于斷路器觸頭、母排、電纜搭接點(diǎn)等大電流處，采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?/span>
目前無線溫度傳感器有兩款：
圖4 感應(yīng)取電無線測溫傳感器
安科瑞無線測溫就地顯示配置：
ASD300/320智能操控裝置可連接12路無線溫度傳感器，ARTM-Pn無線測溫裝置可以連接18路無線溫度傳感器，無源（CT取電）方式為ATE300（捆綁式安裝），有源（電池供電）方式為ATE100（螺栓式安裝，主要用于電纜/銅排等螺絲固定的搭接點(diǎn)）和ATE200（表帶式，主要用于斷路器觸頭等接點(diǎn)捆綁安裝，因安裝較ATE100更方便，電纜/銅排等搭接點(diǎn)也常選用）。
圖5無線測溫帶操顯功能（就地顯示）
Acrel-2000T/B無線測溫壁掛式監(jiān)控設(shè)備，內(nèi)存4G,硬盤128G,以太網(wǎng)口，顯示器12寸，分辨率800*600，可選Web平臺/App服務(wù)器，柜體尺寸480*420*200（單位mm），配置IPAD,安裝ACREL-2000/T軟件。就地實(shí)時(shí)顯示溫度分布以及報(bào)警等詳細(xì)參數(shù)。
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圖6無線測溫采集設(shè)備配置方案
5、總結(jié)
在我國的大型電廠中，由于傳統(tǒng)的測溫方的局限性，已經(jīng)出現(xiàn)過多次事故，因此對智能無線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，能夠較大改善設(shè)備的溫度測量工作，為設(shè)備事故的預(yù)防和排查，帶來了十分重要的意義，保證了我國電廠的正常運(yùn)行。
【參考文獻(xiàn)】
