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以下是一份詳細(xì)的高壓開關(guān)柜無線測(cè)溫技術(shù)方案，該方案旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)部溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，確保設(shè)備的安全運(yùn)行：
無線溫度傳感器主要用來測(cè)量帶電物體表面溫度.如對(duì)高壓開關(guān)柜中的母排接頭和裸露觸電的運(yùn)行溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè).無線溫度傳感器主要包括測(cè)量電路、溫度傳感器、無線調(diào)制接口、邏輯控制電路、供電電路。通過無線網(wǎng)絡(luò)將溫度信號(hào)傳送到無線溫度監(jiān)測(cè)儀。無線溫度傳感器由于體積比較小.適合用來測(cè)量開關(guān)柜中的溫度熱接點(diǎn)，可以對(duì)開關(guān)柜中引出電纜接頭，觸頭、母線連接點(diǎn)的運(yùn)行溫度進(jìn)行測(cè)量。
一、項(xiàng)目背景
高壓開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其內(nèi)部包含多種電氣設(shè)備，如斷路器、隔離開關(guān)、母線等。這些設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)因電流效應(yīng)、磁效應(yīng)及環(huán)境因素等產(chǎn)生熱量。若熱量不能及時(shí)散發(fā)，將導(dǎo)致設(shè)備溫度升高，加速絕緣材料老化，甚至引發(fā)火災(zāi)等安全事故。因此，對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警顯得尤為重要。
二、技術(shù)方案概述
本方案采用無線測(cè)溫技術(shù)，通過在高壓開關(guān)柜內(nèi)部的關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn)安裝無線溫度傳感器，實(shí)時(shí)采集溫度數(shù)據(jù)，并通過無線通信方式將數(shù)據(jù)傳輸至接收終端。接收終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示和存儲(chǔ)，同時(shí)提供超限報(bào)警功能，以便運(yùn)維人員及時(shí)采取措施，防止設(shè)備過熱損壞。
三、具體實(shí)施方案
1. 測(cè)溫點(diǎn)選擇
關(guān)鍵設(shè)備測(cè)溫點(diǎn)：在高壓開關(guān)柜內(nèi)部的斷路器觸頭、母線連接點(diǎn)、電纜接頭等關(guān)鍵位置安裝溫度傳感器，以監(jiān)測(cè)這些易發(fā)熱部位的溫度變化。
環(huán)境溫度測(cè)溫點(diǎn)：在開關(guān)柜內(nèi)適當(dāng)位置安裝溫度傳感器，以監(jiān)測(cè)柜內(nèi)環(huán)境溫度，為設(shè)備溫度分析提供參考。
溫度在線監(jiān)測(cè)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，通訊層的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測(cè)。
2. 無線溫度傳感器選型
測(cè)量精度：選擇具有高精度測(cè)量能力的傳感器，確保溫度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
抗干擾能力：由于高壓開關(guān)柜內(nèi)部存在強(qiáng)電磁場(chǎng)，傳感器需具備良好的抗電磁干擾能力。
安裝方式：根據(jù)測(cè)溫點(diǎn)的位置和特點(diǎn)，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(wěn)定可靠的無線通信方式，如Zigbee、LoRa等，確保數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確傳輸至接收終端。
3. 接收終端配置
數(shù)據(jù)接收與處理：接收終端需具備數(shù)據(jù)接收、處理、顯示和存儲(chǔ)功能，能夠?qū)崟r(shí)顯示各測(cè)溫點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)以備后續(xù)分析。
超限報(bào)警：設(shè)置溫度超限報(bào)警閾值，當(dāng)測(cè)溫點(diǎn)溫度超過閾值時(shí)，接收終端應(yīng)能及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒運(yùn)維人員注意。
人機(jī)交互界面：提供友好的人機(jī)交互界面，方便運(yùn)維人員查看溫度數(shù)據(jù)、設(shè)置報(bào)警閾值等。
4. 系統(tǒng)集成與調(diào)試
傳感器安裝：按照測(cè)溫點(diǎn)選擇結(jié)果，在高壓開關(guān)柜內(nèi)部安裝無線溫度傳感器，并確保傳感器與測(cè)溫點(diǎn)接觸良好。
通信鏈路測(cè)試：測(cè)試無線通信鏈路的穩(wěn)定性和可靠性，確保數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確傳輸至接收終端。
系統(tǒng)調(diào)試：對(duì)整個(gè)無線測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，包括溫度數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、顯示和報(bào)警等功能的測(cè)試，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。
四、優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)
1各類測(cè)溫裝置系統(tǒng)的比較
目前,越來越多的電力用戶開始在高壓開關(guān)柜內(nèi)加裝溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),用來實(shí)時(shí)掌握高壓開關(guān)柜的溫度變化趨勢(shì)和運(yùn)行狀態(tài)，做到事故隱患及時(shí)排查,并合理預(yù)留設(shè)備檢修時(shí)間。然而，由于高壓開關(guān)柜內(nèi)部的設(shè)備組成較多，且布置結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，其間存在有較大的電流和電壓，導(dǎo)致開關(guān)柜內(nèi)的電磁環(huán)境惡劣，現(xiàn)有的高壓開關(guān)柜測(cè)溫技術(shù)都存在著各種各樣的局限性。
比較常見的測(cè)溫技術(shù)包括光纖測(cè)溫、紅外測(cè)溫和無線感應(yīng)測(cè)溫。光纖測(cè)溫時(shí),其內(nèi)部光纖在長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)積累大量灰塵，易導(dǎo)致光纖沿面的放電和閃絡(luò)現(xiàn)象，造成光纖的絕緣性能降低，并給高壓開關(guān)柜的安全運(yùn)行帶來隱患；紅外測(cè)溫設(shè)備容易受到外界環(huán)境溫度的干擾,始終需要依靠人工巡查來實(shí)現(xiàn)測(cè)量,無法實(shí)現(xiàn)溫度的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；無線感應(yīng)測(cè)溫則需要在高壓開關(guān)柜內(nèi)加裝感應(yīng)線圈,在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中很難保證其測(cè)量的可靠性和穩(wěn)定性。
而無線測(cè)溫技術(shù)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(nèi)的測(cè)溫點(diǎn)和開關(guān)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(hù)性。
2 無線測(cè)溫裝置實(shí)施方案
無線測(cè)溫裝置系統(tǒng)由無線測(cè)溫傳感器、數(shù)據(jù)讀取器、數(shù)據(jù)接收天線和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)等組成，可以方便地安裝在被測(cè)點(diǎn)上,準(zhǔn)確跟蹤發(fā)熱點(diǎn)的溫度變化，并通過無線傳輸方式將數(shù)據(jù)通過接收天線發(fā)送給數(shù)據(jù)讀取器,從而進(jìn)行對(duì)被測(cè)點(diǎn)溫度信息的實(shí)時(shí)采集之后通過RS485通信方式將溫度信息傳輸?shù)胶笈_(tái)監(jiān)控系統(tǒng),在后臺(tái)實(shí)時(shí)顯示出被測(cè)點(diǎn)的溫度變化，方便運(yùn)行人員實(shí)時(shí)掌控全廠高壓開關(guān)的運(yùn)行情況。無線測(cè)溫裝置系統(tǒng)的工作原理所示。
方案設(shè)計(jì)
在開關(guān)柜內(nèi)觸頭上安裝無線溫度傳感器，傳感器為電流感應(yīng)自供電型并通過射頻無線頻段把信號(hào)發(fā)送到無線測(cè)溫裝置上，無線測(cè)溫裝置安裝在指定位置，無線接收處理各個(gè)接頭的溫度值。對(duì)于柜子數(shù)較多的配電室，需要再開關(guān)柜二次儀表室安裝無線中繼進(jìn)行無線信號(hào)傳輸，保障傳感器和接收裝置之間的通訊正常。
四、系統(tǒng)各部分簡(jiǎn)介
1.無線溫度傳感器
技術(shù)參數(shù)
測(cè)溫范圍：-50℃~+125℃；
測(cè)溫精度：±1℃
供電方式：CT感應(yīng)取電，啟動(dòng)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(fā)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(duì)折后鎖緊件固定在折彎處；將對(duì)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(huán)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(dāng)長(zhǎng)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(shí)例如下：
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)部溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)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(fù)雜性和維護(hù)成本。
高精度測(cè)量：傳感器具備高精度測(cè)量能力，確保溫度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
易于擴(kuò)展：系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際需求靈活增加測(cè)溫點(diǎn)，滿足不同場(chǎng)景下的監(jiān)測(cè)需求。
五、運(yùn)維管理建議
定期檢查：定期對(duì)無線測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保傳感器和接收終端的正常運(yùn)行。
數(shù)據(jù)分析：對(duì)存儲(chǔ)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行定期分析，發(fā)現(xiàn)溫度變化趨勢(shì)和潛在問題，為設(shè)備維護(hù)提供依據(jù)。
應(yīng)急響應(yīng)：建立完善的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，當(dāng)發(fā)生溫度超限報(bào)警時(shí)，能夠迅速采取措施進(jìn)行處理，防止事故擴(kuò)大。
本方案通過無線測(cè)溫技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)部溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，為設(shè)備的安全運(yùn)行提供了有力保障。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)具體需求和場(chǎng)景對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。
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