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以下是一份詳細的高壓開關柜無線測溫技術方案,該方案旨在實現對高壓開關柜內部溫度的實時監測與預警,確保設備的安全運行:
無線溫度傳感器主要用來測量帶電物體表面溫度.如對高壓開關柜中的母排接頭和裸露觸電的運行溫度進行監測.無線溫度傳感器主要包括測量電路、溫度傳感器、無線調制接口、邏輯控制電路、供電電路。通過無線網絡將溫度信號傳送到無線溫度監測儀。無線溫度傳感器由于體積比較小.適合用來測量開關柜中的溫度熱接點,可以對開關柜中引出電纜接頭,觸頭、母線連接點的運行溫度進行測量。

一、項目背景
高壓開關柜作為電力系統中的重要設備,其內部包含多種電氣設備,如斷路器、隔離開關、母線等。這些設備在運行過程中會因電流效應、磁效應及環境因素等產生熱量。若熱量不能及時散發,將導致設備溫度升高,加速絕緣材料老化,甚至引發火災等安全事故。因此,對高壓開關柜內部溫度進行實時監測與預警顯得尤為重要。
二、技術方案概述
本方案采用無線測溫技術,通過在高壓開關柜內部的關鍵測溫點安裝無線溫度傳感器,實時采集溫度數據,并通過無線通信方式將數據傳輸至接收終端。接收終端對數據進行處理、顯示和存儲,同時提供超限報警功能,以便運維人員及時采取措施,防止設備過熱損壞。
三、具體實施方案
1. 測溫點選擇
關鍵設備測溫點:在高壓開關柜內部的斷路器觸頭、母線連接點、電纜接頭等關鍵位置安裝溫度傳感器,以監測這些易發熱部位的溫度變化。
環境溫度測溫點:在開關柜內適當位置安裝溫度傳感器,以監測柜內環境溫度,為設備溫度分析提供參考。

溫度在線監測系統主要由設備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元,通訊層的邊緣計算網關以及站控層的測溫系統主機組成,實現變配電系統關鍵電氣部位的溫度在線監測。

2. 無線溫度傳感器選型
測量精度:選擇具有高精度測量能力的傳感器,確保溫度數據的準確性。
抗干擾能力:由于高壓開關柜內部存在強電磁場,傳感器需具備良好的抗電磁干擾能力。
安裝方式:根據測溫點的位置和特點,選擇適合的安裝方式,如螺栓固定、磁吸式等。
通信方式:選擇穩定可靠的無線通信方式,如Zigbee、LoRa等,確保數據能夠準確傳輸至接收終端。
3. 接收終端配置
數據接收與處理:接收終端需具備數據接收、處理、顯示和存儲功能,能夠實時顯示各測溫點的溫度數據,并對數據進行存儲以備后續分析。
超限報警:設置溫度超限報警閾值,當測溫點溫度超過閾值時,接收終端應能及時發出報警信號,提醒運維人員注意。
人機交互界面:提供友好的人機交互界面,方便運維人員查看溫度數據、設置報警閾值等。
4. 系統集成與調試
傳感器安裝:按照測溫點選擇結果,在高壓開關柜內部安裝無線溫度傳感器,并確保傳感器與測溫點接觸良好。
通信鏈路測試:測試無線通信鏈路的穩定性和可靠性,確保數據能夠準確傳輸至接收終端。
系統調試:對整個無線測溫系統進行調試,包括溫度數據采集、傳輸、處理、顯示和報警等功能的測試,確保系統正常運行。
四、優勢與特點
1各類測溫裝置系統的比較
目前,越來越多的電力用戶開始在高壓開關柜內加裝溫度實時監測系統,用來實時掌握高壓開關柜的溫度變化趨勢和運行狀態,做到事故隱患及時排查,并合理預留設備檢修時間。然而,由于高壓開關柜內部的設備組成較多,且布置結構相對復雜,其間存在有較大的電流和電壓,導致開關柜內的電磁環境惡劣,現有的高壓開關柜測溫技術都存在著各種各樣的局限性。
比較常見的測溫技術包括光纖測溫、紅外測溫和無線感應測溫。光纖測溫時,其內部光纖在長時間使用后會積累大量灰塵,易導致光纖沿面的放電和閃絡現象,造成光纖的絕緣性能降低,并給高壓開關柜的安全運行帶來隱患;紅外測溫設備容易受到外界環境溫度的干擾,始終需要依靠人工巡查來實現測量,無法實現溫度的在線實時監測;無線感應測溫則需要在高壓開關柜內加裝感應線圈,在長期運行過程中很難保證其測量的可靠性和穩定性。
而無線測溫技術采用了無源無線的傳感器和無線接收單元,其分別安裝于高壓柜內的測溫點和開關柜柜外的電氣小室,由于傳感器本身無須電源額外供電、且不需要從電力裝備上取電,因此具有明顯的安全性、可靠性和可維護性。
2 無線測溫裝置實施方案
無線測溫裝置系統由無線測溫傳感器、數據讀取器、數據接收天線和后臺監控系統等組成,可以方便地安裝在被測點上,準確跟蹤發熱點的溫度變化,并通過無線傳輸方式將數據通過接收天線發送給數據讀取器,從而進行對被測點溫度信息的實時采集之后通過RS485通信方式將溫度信息傳輸到后臺監控系統,在后臺實時顯示出被測點的溫度變化,方便運行人員實時掌控全廠高壓開關的運行情況。無線測溫裝置系統的工作原理所示。
方案設計
在開關柜內觸頭上安裝無線溫度傳感器,傳感器為電流感應自供電型并通過射頻無線頻段把信號發送到無線測溫裝置上,無線測溫裝置安裝在指定位置,無線接收處理各個接頭的溫度值。對于柜子數較多的配電室,需要再開關柜二次儀表室安裝無線中繼進行無線信號傳輸,保障傳感器和接收裝置之間的通訊正常。

四、系統各部分簡介
1.無線溫度傳感器
技術參數
測溫范圍:-50℃~+125℃;
測溫精度:±1℃
供電方式:CT感應取電,啟動電流≥5A;
安裝位置:電纜接頭、銅排、觸頭等;
無線頻率:470MHz;
采樣頻率:15S;
發送頻率:15S;
傳輸距離:空曠150m。
安裝方式:
無源無線溫度傳感器ATE400結構說明:
1 —— 溫度傳感器主體
2 —— 合金底座,與溫度探頭接觸
3 —— 鎖扣,用于固定合金片
4 —— 取電合金片,用于感應取電
5 —— 硅膠墊片,用于支撐合金片
6 —— 合金片安裝孔,用于安裝合金片

取2根合金片穿過鎖緊件安裝孔,將合金片居中對折后鎖緊件固定在折彎處;將對折后的4層合金片分別穿過硅膠墊片-傳感器主體-硅膠墊片;將整體傳感器環繞安裝部位一圈后拉緊合金片并旋緊螺絲;合金片多余部分留取適當長度并折疊壓緊。合金片安裝示意過程如下:

無線溫度傳感器安裝實例如下:

實時監測:實現對高壓開關柜內部溫度的實時監測,及時發現溫度異常。
無線傳輸:采用無線通信方式,避免了有線連接帶來的布線復雜性和維護成本。
高精度測量:傳感器具備高精度測量能力,確保溫度數據的準確性。
易于擴展:系統可根據實際需求靈活增加測溫點,滿足不同場景下的監測需求。
五、運維管理建議
定期檢查:定期對無線測溫系統進行檢查和維護,確保傳感器和接收終端的正常運行。
數據分析:對存儲的溫度數據進行定期分析,發現溫度變化趨勢和潛在問題,為設備維護提供依據。
應急響應:建立完善的應急響應機制,當發生溫度超限報警時,能夠迅速采取措施進行處理,防止事故擴大。
本方案通過無線測溫技術實現對高壓開關柜內部溫度的實時監測與預警,為設備的安全運行提供了有力保障。在實際應用中,可根據具體需求和場景對方案進行調整和優化。
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