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一、總則
在電力系統中，溫度是表現一次設備運行正常的一個重要參數。尤其是一次設備的開斷接觸點。由于設備制造、設備受環境污染、設備長期運行、嚴重超載運行、觸點氧化、電弧沖擊等造成接觸電阻增大，在運行時往往不斷發熱，溫度不斷上升，給設備安全運行埋下了隱患。如果不及時發現，容易導致起火或爆炸，造成大量的財產損失甚至人員傷亡。這一現象在負荷增長較快的地區顯得尤為普遍。 因此采取有效措施在線監測設備溫度是電力系統必須解決的課題。
開關柜作為電力系統中最常用的設備之一，其內部裝置運行的穩定安全尤為重要。因此，開關柜內部溫度的監測對確保設備安全運行有著重大意義。
溫度在線監測系統以其簡單靈活的實施方式、實時準確的數據反映、穩定可靠的無線傳輸模式，解決了開關柜內部溫度在線監測的困難。
二、溫度在線監測系統解決的問題
溫度在線監測系統以其獨特的優勢解決了如下幾點開關柜內部溫度監測的難點及問題：
l 封閉測溫：開關柜其內部設備必須在封閉狀態下才能運行，而封閉開關柜內部的溫度狀態如何反應到外部，這是系統解決的主要問題。系統將無線溫度傳感器直接安裝于開關柜內部需要監測的被測點，傳感器獲取溫度模擬信號后自行轉換為數字信號，數字信號通過無線射頻技術傳輸到封閉的開關柜外部，以此實現了封閉的測溫。
l 減少布線：整個系統終端部分全部采用無線射頻技術，無需任何布線。當開關室面積不大的情況下，利用系統優良的遠程數據傳輸能力，室內無需增加任何布線，數據就可以遠傳到安裝于控制室的接收裝置。從而避免了布線帶來的維護困難以及安全隱患。
l 無電磁干擾：微功耗的無線設備對其他電子設備不產生干擾，能夠在強電磁干擾環境下運行，很好地解決傳統測溫方法采用有線連接降低高壓設備絕緣距離的技術難題。
三、溫度在線監測系統原理
3.1系統組成
系統由安裝于被測點的無線溫度傳感器，安裝在開關柜柜面或者開關室、控制室墻面的無線溫度顯示儀，以及后臺系統分析軟件組成。
通常每面開關柜配置6只無線溫度傳感器。顯示儀的配置可根據現場需求，每面開關柜配備一臺顯示儀，以滿足現場監測的需求；或者整套系統配備一臺顯示儀，以進一步減少施工簡化系統。系統由一套后臺軟件集中管理。
3.2系統結構示意圖
系統結構示意圖
3.3系統特點
分層：該系統分為三層：數據采集層（由無線溫度傳感器和數據接收主機組成）、通訊管理層和計算機管理層。數據采集層設備負責數據采集。通訊層通過485或以太網方式將數據傳輸到計算機管理層，計算機管理層實現站級協調、優化控制和當地監測功能。同時實現與遠方調度中心的通信。
分布：通訊層以站內數據接收主機為對象，面向綜合分析變電站對信息的采集要求，分布式配置各獨立變電站。各站完全獨立，通過先進的以太網通訊技術計算機管理后臺相聯。
分散：數據采集層以站內一次設備的刀閘或連接點為對象，可選擇就地安裝在所需監測對象上，做到地理位置上的分散。
這樣分層、分布、分散式的系統具有明顯的優點：
² 提高了系統可靠性，任一部分設備有故障時，只影響局部；
² 站內甚至沒有二次電纜（或僅一根485線或網線），節省了投資，也簡化了施工與維護；
² 提高了系統可擴展性和靈活性，既適用于新建變電站，也適用于老站改造；
² 數據采集層設備之間無任何連線，提高了一次設備的安全性和可靠性。
系統采用先進成熟的傳感技術、數字編碼方式的無線傳輸技術和獨特先進的無線通訊技術進行高壓隔離和信號傳輸，解決了無線信號的相互干擾問題和數據傳輸的糾錯問題。讀數準確，可靠性高。傳感器內部經過特殊工藝處理，本身安裝在高壓電氣設備上處于等電位狀態，不但具有良好的絕緣性還具有極強的抗電磁干擾能力，保證了設備運行的可靠性和安全性，不會對一次設備產生任何干擾和影響。
系統部件在運行時均能進行在線自檢，無線溫度傳感器在每次測量時會進行自校準。整個測溫網絡，因采用總線型網絡拓樸結構而變得非常有效和可靠。在系統正常運行時無需人工維護，實現無人值班。
智能測溫模塊采用無線通訊技術傳輸溫度信號，溫度信號從測溫模塊到通訊模塊不需要任何接線，無任何絕緣安全問題，無線溫度傳感器僅火柴盒大小能夠安裝到帶電物體的表面，直接測量帶電物體的溫度。測溫準確、可靠，精度高，不受其他因素的影響。
溫度數據發送時間間隔和溫度報警閥值可由監測計算機軟件程設定，監測計算機直接發下行命令給通訊管理機。管理機與數據接收主機通訊直接設定和更改無線溫度傳感器測量時間間隔和報警值，實現雙向智能化，極大方便了工作人員處理不同情況時的監控要求。當發生報警時，監測計算機能自動記錄并顯示出報警時間、報警測點名稱和報警狀態，所有的報警信息都被記錄在數據庫中，以備查閱。
無線溫度傳感器由于安裝位置特殊，裝上后很難有機會卸下，那么電源效率是設計考慮的關鍵因素。AT-II傳感器采用超低功耗設計，定時發送與超溫報警主動發送相結合，保證了溫度超標不漏測。傳感器使用工業專用電池供電，供電時間長達8年，可更換。
傳感器（無線傳輸至）數據接收主機（以太網連接）監測計算機。整個變電站所用線纜只有一根通訊管理機和遠程通道相連的485線，大大提高設備可靠性，減少人力物力，縮短施工進程，一個變電站1-2天可以全部安裝施工完畢。
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溫度傳感器 |
頻率范圍 |
433~434MHZ（免申請） |
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整機睡眠電流 |
<6µA |
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工作電壓 |
2.7~3.6V |
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測溫范圍（℃） |
-55~ +125（特殊要求可訂制） |
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傳輸距離 |
≤1000m |
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波特率 |
9600bps |
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發射電流 |
30mA(峰值) |
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最大發射功率 |
10mW |
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測量精度 |
0.5℃ |
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供電方式 |
電池（壽命5年） |
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射頻標準 |
IEEE802.15.4 |
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巡檢周期 |
可由遠程軟件調節或者根據溫度值動態調整時間為6秒-4小時 |
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絕緣電阻 |
不小于5000MΩ |
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工頻耐壓試驗 |
45kV/對地距離 0.4m，1min無閃絡和擊穿現象 |
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數據接主機 |
顯示屏 |
LCD屏 |
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安裝方式 |
掛裝或嵌入式盤裝 |
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接口 |
RS-485 |
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工作電壓 |
交直流220V或交直流110V |
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報警輸出 |
2個250VAC，0.1A或24VDC，2A |
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數據傳輸方式 |
無線 |
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