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以下是一份详细的高压开关柜无线测温技术方案,该方案旨在实现对高压开关柜内部温度的实时监测与预警,确保设备的安全运行:
无线温度传感器主要用来测量带电物体表面温度.如对高压开关柜中的母排接头和裸露触电的运行温度进行监测.无线温度传感器主要包括测量电路、温度传感器、无线调制接口、逻辑控制电路、供电电路。通过无线网络将温度信号传送到无线温度监测仪。无线温度传感器由于体积比较小.适合用来测量开关柜中的温度热接点,可以对开关柜中引出电缆接头,触头、母线连接点的运行温度进行测量。

一、项目背景
高压开关柜作为电力系统中的重要设备,其内部包含多种电气设备,如断路器、隔离开关、母线等。这些设备在运行过程中会因电流效应、磁效应及环境因素等产生热量。若热量不能及时散发,将导致设备温度升高,加速绝缘材料老化,甚至引发火灾等安全事故。因此,对高压开关柜内部温度进行实时监测与预警显得尤为重要。
二、技术方案概述
本方案采用无线测温技术,通过在高压开关柜内部的关键测温点安装无线温度传感器,实时采集温度数据,并通过无线通信方式将数据传输至接收终端。接收终端对数据进行处理、显示和存储,同时提供超限报警功能,以便运维人员及时采取措施,防止设备过热损坏。
三、具体实施方案
1. 测温点选择
关键设备测温点:在高压开关柜内部的断路器触头、母线连接点、电缆接头等关键位置安装温度传感器,以监测这些易发热部位的温度变化。
环境温度测温点:在开关柜内适当位置安装温度传感器,以监测柜内环境温度,为设备温度分析提供参考。

温度在线监测系统主要由设备层的温度传感器和温度采集/显示单元,通讯层的边缘计算网关以及站控层的测温系统主机组成,实现变配电系统关键电气部位的温度在线监测。

2. 无线温度传感器选型
测量精度:选择具有高精度测量能力的传感器,确保温度数据的准确性。
抗干扰能力:由于高压开关柜内部存在强电磁场,传感器需具备良好的抗电磁干扰能力。
安装方式:根据测温点的位置和特点,选择适合的安装方式,如螺栓固定、磁吸式等。
通信方式:选择稳定可靠的无线通信方式,如Zigbee、LoRa等,确保数据能够准确传输至接收终端。
3. 接收终端配置
数据接收与处理:接收终端需具备数据接收、处理、显示和存储功能,能够实时显示各测温点的温度数据,并对数据进行存储以备后续分析。
超限报警:设置温度超限报警阈值,当测温点温度超过阈值时,接收终端应能及时发出报警信号,提醒运维人员注意。
人机交互界面:提供友好的人机交互界面,方便运维人员查看温度数据、设置报警阈值等。
4. 系统集成与调试
传感器安装:按照测温点选择结果,在高压开关柜内部安装无线温度传感器,并确保传感器与测温点接触良好。
通信链路测试:测试无线通信链路的稳定性和可靠性,确保数据能够准确传输至接收终端。
系统调试:对整个无线测温系统进行调试,包括温度数据采集、传输、处理、显示和报警等功能的测试,确保系统正常运行。
四、优势与特点
1各类测温装置系统的比较
目前,越来越多的电力用户开始在高压开关柜内加装温度实时监测系统,用来实时掌握高压开关柜的温度变化趋势和运行状态,做到事故隐患及时排查,并合理预留设备检修时间。然而,由于高压开关柜内部的设备组成较多,且布置结构相对复杂,其间存在有较大的电流和电压,导致开关柜内的电磁环境恶劣,现有的高压开关柜测温技术都存在着各种各样的局限性。
比较常见的测温技术包括光纤测温、红外测温和无线感应测温。光纤测温时,其内部光纤在长时间使用后会积累大量灰尘,易导致光纤沿面的放电和闪络现象,造成光纤的绝缘性能降低,并给高压开关柜的安全运行带来隐患;红外测温设备容易受到外界环境温度的干扰,始终需要依靠人工巡查来实现测量,无法实现温度的在线实时监测;无线感应测温则需要在高压开关柜内加装感应线圈,在长期运行过程中很难保证其测量的可靠性和稳定性。
而无线测温技术采用了无源无线的传感器和无线接收单元,其分别安装于高压柜内的测温点和开关柜柜外的电气小室,由于传感器本身无须电源额外供电、且不需要从电力装备上取电,因此具有明显的安全性、可靠性和可维护性。
2 无线测温装置实施方案
无线测温装置系统由无线测温传感器、数据读取器、数据接收天线和后台监控系统等组成,可以方便地安装在被测点上,准确跟踪发热点的温度变化,并通过无线传输方式将数据通过接收天线发送给数据读取器,从而进行对被测点温度信息的实时采集之后通过RS485通信方式将温度信息传输到后台监控系统,在后台实时显示出被测点的温度变化,方便运行人员实时掌控全厂高压开关的运行情况。无线测温装置系统的工作原理所示。
方案设计
在开关柜内触头上安装无线温度传感器,传感器为电流感应自供电型并通过射频无线频段把信号发送到无线测温装置上,无线测温装置安装在指定位置,无线接收处理各个接头的温度值。对于柜子数较多的配电室,需要再开关柜二次仪表室安装无线中继进行无线信号传输,保障传感器和接收装置之间的通讯正常。

四、系统各部分简介
1.无线温度传感器
技术参数
测温范围:-50℃~+125℃;
测温精度:±1℃
供电方式:CT感应取电,启动电流≥5A;
安装位置:电缆接头、铜排、触头等;
无线频率:470MHz;
采样频率:15S;
发送频率:15S;
传输距离:空旷150m。
安装方式:
无源无线温度传感器ATE400结构说明:
1 —— 温度传感器主体
2 —— 合金底座,与温度探头接触
3 —— 锁扣,用于固定合金片
4 —— 取电合金片,用于感应取电
5 —— 硅胶垫片,用于支撑合金片
6 —— 合金片安装孔,用于安装合金片

取2根合金片穿过锁紧件安装孔,将合金片居中对折后锁紧件固定在折弯处;将对折后的4层合金片分别穿过硅胶垫片-传感器主体-硅胶垫片;将整体传感器环绕安装部位一圈后拉紧合金片并旋紧螺丝;合金片多余部分留取适当长度并折叠压紧。合金片安装示意过程如下:

无线温度传感器安装实例如下:

实时监测:实现对高压开关柜内部温度的实时监测,及时发现温度异常。
无线传输:采用无线通信方式,避免了有线连接带来的布线复杂性和维护成本。
高精度测量:传感器具备高精度测量能力,确保温度数据的准确性。
易于扩展:系统可根据实际需求灵活增加测温点,满足不同场景下的监测需求。
五、运维管理建议
定期检查:定期对无线测温系统进行检查和维护,确保传感器和接收终端的正常运行。
数据分析:对存储的温度数据进行定期分析,发现温度变化趋势和潜在问题,为设备维护提供依据。
应急响应:建立完善的应急响应机制,当发生温度超限报警时,能够迅速采取措施进行处理,防止事故扩大。
本方案通过无线测温技术实现对高压开关柜内部温度的实时监测与预警,为设备的安全运行提供了有力保障。在实际应用中,可根据具体需求和场景对方案进行调整和优化。
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