无线测温技术在高压开关柜中的应用

无线测温技术在高压开关柜中的应用

杨垂全

江西人民输变电有限公司

摘要：目前，经济发展迅速，我国的电力行业的发展也有了前所未有的进步。随着自动化建设的不断推进，对供电系统要求也不断提高。高压开关柜作为供电系统重要组成单元，其运行可靠性直接关系矿井生产。高压开关柜在运输、安装以及使用中可能会在接头位置接触不良、散热不充分等导致开关柜内温度异常，进而导致开关柜出现跳闸、高温警告等事故。根据有关统计资料，矿井供电站故障中约有４０％的故障是由高温引起，因此对开关柜内温度监测对提升开关柜运行可靠性、降低故障发生率具有重要意义。

关键词：无线测温技术;高压开关柜;应用

引言

高压开关柜是配电系统中重要的组成部分，其主要作用是控制电荷、分配电能和开断电流等，对维持系统的稳定性有一定的保障作用。将无线测温技术应用于高压开关柜，可以实现对其进行实时的动态监测，有助于相关工作人员根据高压开关柜的温度变化采取相应的应对措施，避免意外情况的发生，有效促进了高压开关柜的正常运行。该文就无线测温技术的技术、无线测温技术在高压开关柜测温结构中的应用、无线测温技术在高压开关柜中的应用优势、在高压开关柜中应用无线测温技术的必要性以及无线测温技术在高压开关柜中的应用过程进行论述。

1温度监测系统构成

布置的高压开关柜温度监测系统结构包括监测主机、温度采集端以及数据集中器等部分。系统采用无线通信技术进行监测信号传输，实现温度采集端与温度显示端间的高压（低压）隔离传输，布置的温度监测系统不会对高压开关柜原有的绝缘性带来不利影响。高压开关柜内有三相电并有多个刀闸开关、电缆接头以及断路接触接头、母线等多个容易发热点，为此温度采集端由多个测控点（温度传感器）构成，并采用分散集控构建，每个温度采集端控制多个温度测控点。测控点通过ＺｉｇＢｅｅ网络将监测结果传输至数据集中器，监测数据通过ＲＳ４８５总线传输至监控主机。监控主机通过专业软件分析各位置温度，若温度超过设定阈值时则监控主机发出报警信号，并将温度异常监测结果传输至调度数据采集与监控系统（ＳＣＡＤＡ）。高压开关柜运行出现异常时会出现强电流、高电压情况，并在异常瞬间产生强电磁场，从而会给温度监控系统内的微电子系统、弱信号处理系统正常运行带来干扰。为了减小强电磁场对温度监控系统运行造成的影响，温度监控系统内应采取必要的硬件、软件抗干扰措施。在硬件方面可通过强化各级滤波、金属屏蔽来削弱高频干扰；在软件方面采用专用数字编码、解码技术，从而提出干扰信号，提升数据传输精准度；为削弱随机干扰，依据触头温度变化缓慢特点，测控点采用连续监测、循环发送方式传输温度监测数据，从而提升数据监测、传输可靠性。

2无线测温技术在高压开关柜中的应用

2.1硬件设计

第一，蓝牙无线通信模块。根据应用方式可以将蓝牙技术分为蓝牙模块以及蓝牙芯片这两种，而考虑到蓝牙模块在电路设计以及组织方式上的优势，文章决定应用BLK-MD-MC04-B蓝牙模块进行设计，这种蓝牙模块的特点包括收发灵敏、功耗低、体积小以及成本投入低等，而在高低压侧进行信号传输，需要在每一路设置2个蓝牙模块。而高压发送端电路如图1所以。在对低压侧进行设计时，需要对蓝牙模块的即连即用特点进行充分的考虑，确保低压侧设置的蓝牙模块能够对高压侧的信号传输进行自动的接收，并向数据处理单元进行信号的传输。由于ATmega16单片机和上述蓝牙模块存在不同的电压要求，所以，需要在对蓝牙通信模块进行硬件设计的过程中，在两者间设置电压转换芯片，利用AMS1117正向降压稳压器，为蓝牙通信模块的运行提供有利支持。第二，温度检测模块。该模块主要涉及到电源处理电路、功能CT、单片机系统、温度传感器以及蓝牙发射模块等，使用的温度传感器以封装结构为主，且使用的是外部供电，为了使总线稳定运行，需要将一个4.7kΩ的上拉式电阻设置在单总线上，此外，结合I/O引脚温度检测模块即可进行单总线通讯。

2.2静触头安装

静触头安装是将温度传感器布置在开关静触头上，具有安装简单的优点。由于将温度传感器布置在开关静触头触臂上，在日常工作过程中温度传感器处于相对固定状态，不存在往返移动或者撞击风险，对触臂本身绝缘要求低、安装相对简单，同时温度传感器在使用过程中也不容易损坏。静触头安装方式存在后续维护相对困难的问题，后期维护成本较高。高压开关柜内的开关静触头一般位于母线侧，一旦温度传感器出现故障需要更换时则必须停役整条母线，从而会降低高压开关柜运行可靠性。现阶段矿井对供电系统可靠性要求不断提高，因此采用静触头安装方式显然不能满足供电需要。

2.3注重运行过程中的维护与保养

不论是测温系统的软件设备还是硬件设备，在经过长时间的运行后，都会出现磨损与老化的情况，这意味着该设备有一定出现故障的概率，这就需要相关工作人员对无线测温设备进行定期的维护和保养，确保其一直处于最佳的运行状态，避免因设备损害而发挥不出作用，造成温度测量不准确与不及时的问题。

结语

总的来说，实现无线测温技术在高压开关柜中的应用，可以实时有效地掌握高压开关柜的具体问题，以此来协助相关工作人员及时采取相应的措施，做好事故的防治工作，促进高压开关柜的可持续运行。针对10kV高压开关柜的无线测温技术加强研究与应用，能够使10kV高压开关柜中的发热问题得到有效的解决，这对于电网的安全、稳定运行具有至关重要的作用，因此，相关领域一定要对无线测温技术进行深入的研究，并结合实际情况，在10kV高压开关柜当中进行合理的应用，使其能够在电网运行过程中发挥更大的作用。

参考文献

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