摘要：本文提出了一種小型車輛開(kāi)關(guān)柜的無(wú)線溫度測(cè)量系統(tǒng)，包括小型車輛觸點(diǎn)套管上的溫度傳感器、小型車輛觸點(diǎn)周圍的電流傳感器、溫度傳感器和電流傳感器分別連接數(shù)據(jù)接收處理器、小型車輛開(kāi)關(guān)柜上的數(shù)據(jù)接收處理器；數(shù)據(jù)接收處理器連接通信模塊、遠(yuǎn)程報(bào)警單元、遠(yuǎn)程報(bào)警單元電連接終端設(shè)備。無(wú)線溫度測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可遠(yuǎn)程及時(shí)監(jiān)控小型車輛觸點(diǎn)的工作，通過(guò)顯示設(shè)置及時(shí)顯示小型車輛開(kāi)關(guān)柜上的溫度電流信息，便于操作和維護(hù)人員檢查，及時(shí)了解小型車輛開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的工作情況，確保小型車輛觸點(diǎn)的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：高壓汽車開(kāi)關(guān)柜；無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)；電磁干擾

引言

在高壓開(kāi)關(guān)柜的使用過(guò)程中，母線連接點(diǎn)、柜內(nèi)接觸點(diǎn)和動(dòng)靜觸頭電路產(chǎn)生的熱量過(guò)大，容易發(fā)生火災(zāi)事故和停電事故。因此，做好高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的溫度監(jiān)測(cè)工作非常重要。由于高壓設(shè)備中存在裸電壓，傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測(cè)方法無(wú)法解決高壓絕緣問(wèn)題，無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用無(wú)線波傳輸信息，無(wú)需接線和使用高壓設(shè)備，無(wú)需采取相應(yīng)的絕緣措施，可解決高壓設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)問(wèn)題，分析討論了高壓汽車開(kāi)關(guān)柜無(wú)線溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

一無(wú)線溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性

10kV高壓柜是電力系統(tǒng)不可huo少的一部分，其安全運(yùn)行是用戶負(fù)荷的重要保證。高壓柜的特點(diǎn)是負(fù)荷電流大，容易加熱，需要定期測(cè)溫。從結(jié)構(gòu)形式來(lái)看，10kV高壓柜分為旋轉(zhuǎn)刀閘式和小型車型。由于觸點(diǎn)wan全密封，小型車型高壓柜無(wú)法觀察柜外的溫度測(cè)量，檢查人員只能間接計(jì)算柜內(nèi)是否加熱。溫度傳導(dǎo)損耗導(dǎo)致精度低，無(wú)法觀察細(xì)微變化，不能滿足安全運(yùn)行的要求。

二高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

1系統(tǒng)的主要組成部分

無(wú)線溫度測(cè)量系統(tǒng)主要由無(wú)線溫度傳感器、無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)儀、監(jiān)測(cè)中心上位機(jī)、通信環(huán)節(jié)組成，其中無(wú)線溫度傳感器主要安裝在開(kāi)關(guān)柜面板上，收集各子無(wú)線溫度傳感器數(shù)據(jù)，處理和存儲(chǔ)，無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)儀采用RS485總線和監(jiān)測(cè)中心上位機(jī)通信，形成分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2無(wú)線溫度傳感器

無(wú)線溫度傳感器主要用于測(cè)量帶電物體的表面溫度，如監(jiān)測(cè)高壓開(kāi)關(guān)柜中的母線接頭和暴露觸電的運(yùn)行溫度。無(wú)線溫度傳感器主要包括測(cè)量電路、溫度傳感器、無(wú)線調(diào)制接口、邏輯控制電路和供電電路，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將溫度信號(hào)傳輸?shù)綗o(wú)線溫度監(jiān)測(cè)儀。無(wú)線溫度傳感器體積小，適用于測(cè)量開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的溫度熱接頭，可測(cè)量開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、觸點(diǎn)和母線接頭的運(yùn)行溫度。

3無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)儀

無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)儀主要用于溫度傳感器的數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、處理、報(bào)警信號(hào)輸出等，其中監(jiān)控中心的PC機(jī)和RS485進(jìn)行通信。LCD人機(jī)交互主要用于顯示當(dāng)前無(wú)線傳感器的無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)信息和溫度數(shù)據(jù)信息，現(xiàn)場(chǎng)用戶可以通過(guò)執(zhí)行輸入操作和輸出操作來(lái)控制。例如，無(wú)線傳感器查詢和設(shè)置，無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)儀可用于運(yùn)行日志的查詢和配置。

4抗電磁干擾

在設(shè)計(jì)中，無(wú)線傳感器布置在接近開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)和接頭表面的觸摸臂上。一旦大電流從觸摸臂和母排流過(guò)，就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較大的電磁場(chǎng)，從而影響傳感器的正常運(yùn)行。為了保證無(wú)線傳感器的正常運(yùn)行，需要采取一定的屏蔽措施。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，除了連接天線外，還需要在屏蔽盒中布置電路，以減少運(yùn)行過(guò)程中電磁輻射的影響。溫度傳感器布置在導(dǎo)熱片上，并在其他屏蔽盒中填充剩余的空間。為了保證其良好的絕緣性，傳感器需要用熱鎖管包裹。

圖1　小型車型開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1是小型開(kāi)關(guān)柜無(wú)線溫度測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括溫度傳感器2和端子箱模塊3電流傳感器4，溫度傳感器2和電流傳感器4分別連接數(shù)據(jù)接收處理器5，數(shù)據(jù)接收處理器5電連接小型開(kāi)關(guān)柜6顯示7；數(shù)據(jù)接收處理器5連接通信模塊8，通信模塊8連接遠(yuǎn)程報(bào)警單元9；遠(yuǎn)程報(bào)警單元9電連接終端設(shè)備。其中，數(shù)據(jù)接收處理器5包括相互電連接的數(shù)據(jù)接收單元10和數(shù)據(jù)處理單元11。此外，數(shù)據(jù)接收單元10包括溫度數(shù)據(jù)接收單元和電流數(shù)據(jù)接收單元，溫度數(shù)據(jù)接收單元和電流數(shù)據(jù)接收單元分別與數(shù)據(jù)處理單元11連接。其中，數(shù)據(jù)處理單元11與通信模塊8連接。此外，溫度傳感器2為綁定溫度傳感器，綁定溫度傳感器設(shè)置在汽車動(dòng)觸頭套管1上。其中，溫度傳感器2為絕緣溫度傳感器。

三高壓小車開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

在該技術(shù)方案中，溫度傳感器的設(shè)置可以測(cè)量汽車觸點(diǎn)的溫度，通過(guò)電流傳感器的設(shè)置可以測(cè)量流經(jīng)汽車觸點(diǎn)的電流；溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)接收處理器的設(shè)置接收，判斷當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)與電流數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確保測(cè)量的準(zhǔn)確性，避免通信模塊連接的遠(yuǎn)程報(bào)警單元的誤報(bào)；同時(shí)，汽車開(kāi)關(guān)柜上設(shè)有顯示屏，可實(shí)時(shí)顯示電流和溫度數(shù)據(jù)，方便運(yùn)維人員查看顯示屏，及時(shí)了解汽車開(kāi)關(guān)柜內(nèi)汽車觸點(diǎn)的加熱和電流，確保汽車開(kāi)關(guān)柜的安全運(yùn)行；同時(shí)，遠(yuǎn)程報(bào)警單元與終端設(shè)備相連，終端設(shè)備可以是手機(jī)或其他設(shè)備，方便運(yùn)維人員通過(guò)終端設(shè)備及時(shí)掌握汽車開(kāi)關(guān)柜的工作條件。

數(shù)據(jù)接收處理器包括相互連接的數(shù)據(jù)接收單元和數(shù)據(jù)處理單元。在技術(shù)方案中，數(shù)據(jù)接收單元可以接收溫度傳感器和電流傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元可以判斷電流和相應(yīng)的電流溫度是否在正常范圍內(nèi)。如果電流在一定值，溫度超過(guò)設(shè)定閾值，數(shù)據(jù)處理單元將判斷指令和接收的電流和溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到通信模塊。

數(shù)據(jù)接收單元包括溫度數(shù)據(jù)接收單元和電流數(shù)據(jù)接收單元，兩者都與數(shù)據(jù)處理單元相連。在技術(shù)方案中，數(shù)據(jù)處理單元可以處理電流數(shù)據(jù)接收單元接收的電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)接收單元接收的溫度數(shù)據(jù)，并將處理后的指令、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄐ拍K。

數(shù)據(jù)處理單元與通信模塊相連。在該技術(shù)方案中，通信模塊可以將數(shù)據(jù)處理單元處理后的指令、電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程報(bào)警單元。溫度傳感器為綁扎式溫度傳感器，綁扎式溫度傳感器設(shè)置在汽車動(dòng)觸頭套管上。綁扎式溫度傳感器可根據(jù)汽車觸頭套管的直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，便于在不同規(guī)格的汽車觸頭上安裝溫度傳感器。溫度傳感器采用絕緣溫度傳感器。這種設(shè)置可以使溫度傳感器盡可能靠近汽車觸頭，獲得更真實(shí)的溫度值，防止流經(jīng)汽車觸頭的電流對(duì)溫度傳感器的影響，保證溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性。

四應(yīng)用場(chǎng)景

電氣接觸在線溫度測(cè)量裝置適用于高低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器接頭、閘門(mén)開(kāi)關(guān)、高壓電纜中間頭、干變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)，防止氧化、松動(dòng)、灰塵等因素導(dǎo)致接觸電阻過(guò)大，提高設(shè)備安全，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確地反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。

五系統(tǒng)硬件配置

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、通信層的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)和站控層的溫度測(cè)量系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部件的溫度在線監(jiān)測(cè)。

六結(jié)語(yǔ)

綜上所述，該無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)是一種用于小車式開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)，通過(guò)電流傳感器及溫度傳感器的設(shè)置，反映出電流與溫度的關(guān)系，保證了測(cè)量小車觸頭的溫度數(shù)據(jù)及通過(guò)小車觸頭中的電流數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，通過(guò)數(shù)據(jù)接收處理器的設(shè)置可以判斷在電流值一定的情況下，溫度數(shù)據(jù)超出設(shè)定的閾值后，數(shù)據(jù)接收處理器將指令、溫度數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù)發(fā)送至通信模塊，通信模塊將接收的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程報(bào)警單元，便于后臺(tái)遠(yuǎn)程及時(shí)監(jiān)控小車觸頭的工作情況，通過(guò)顯示屏的設(shè)置可以在小車式開(kāi)關(guān)柜上及時(shí)顯示溫度電流信息，便于運(yùn)維人員查看，及時(shí)了解小車式開(kāi)關(guān)柜內(nèi)小車動(dòng)觸頭的工作情況，保證了小車動(dòng)觸頭的安全運(yùn)行。

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