發射機溫度監測應用探討

黃澤明

當前， 100 kW短波發射機也在向著智能化方向發展。智能化就是讓事情變得更簡單高效，應用在發射機日常的維護中，即如何更高效地發現問題和解決問題，而發射機的溫度監測對此可以發揮重要監測作用。

1 運行環境

100kW短波發射機由前級和末級兩個電子管為核心元件組成，起到推動和放大的作用。內部結構復雜，包括：放大系統，調諧系統，冷卻系統等。其中，系統由真空電子管、真空電容、電感線圈、管道等組成。屬于高頻放大設備，高頻干擾比較厲害，也是高壓設備，內部有很多高壓電。很多元器件產生高熱量，通過冷卻系統進行降溫，但遇到匹配不好或瞬間大電流時也會瞬間產生大量熱量。發射機內部結構比較緊湊，可利用空間有限。

2 設備要求

基于以上運行環境，對測溫設備有較嚴格的要求。發射機內有高頻干擾，所以，測溫設備需要有較強的抗干擾能力，以保障測溫的正確性和良好的傳輸的效果。由于元器件會瞬間產生大量熱量，且是高壓設備，所以對設備的耐高溫性和絕緣性有較高要求，且不能是與元器件接觸，防止由于測溫設備的絕緣度不好，造成發射機元器件打火損壞。測溫設備的體積要求比較的小巧，因為其內部空間緊湊狹小，而且要經常進行檢修，測溫設備不能妨礙到正常的檢修，所以，測溫設備要求體積小巧，走線合理，不能妨礙發射機的日常維護。

3 設備的選取

基于上述要求，選擇了HT系列無線紅外測溫系統。

紅外輻射測溫的：一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布與它的表面溫度有十分密切的關系。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎。

紅外輻射測溫的技術特點：HT系列無線紅外溫度采集系統是專門設計用于高壓帶電體的運行溫度實時監測，該系統采用前沿的ZigBee組網技術設計，解決了前端傳感器與網關直接的復雜連線，實現現場的快速安裝。采用無線紅外測溫技術，系統具有數據無線傳輸、精度高、響應速度快、操作靈活、組網方便等優勢。

無線紅外測溫系統由網關和無線紅外測溫探測器組成。

每臺網關可接入多達18只紅外探測器，系統的中心計算機在線監測所有紅外探測器測量的溫度。

3.1 無線紅外測溫探測器的工作原理

無線紅外測溫系統用于測量高壓帶電物體表面的溫度，如高壓開關柜內的裸露觸點、母線連接處、高壓電容等的運行溫度。無線紅外測溫探測器是由紅外溫度傳感器、邏輯控制電路、無線模塊和供電電路組成。無線紅外測溫探測器通過紅外溫度傳感器采集溫度數據，通過無線模塊將溫度數據發送至網關。

3.2 主要技術參數

3.2.1 紅外探頭工作參數

工作電壓：DC12 V。功耗：＜1 W。

工作溫度：-40 ℃…+125 ℃。測溫范圍：-70℃…+380℃。測量精度：0.02℃。距離：大?。―∶S）：11.6∶1。

通信頻段：2.4 G。通信距離：可視距離50 m。

3.2.2 紅外探頭主要參數

工作電壓：220VAC。射頻標準：IEEE802.15.4。可接入傳感器數：18。

溫度顯示：LCD顯示器，帶背光。顯示精度：0.1℃。通信接口：以太網總線接口。無線GPRS接口（支持移動與聯通卡）。RS485接口。報警輸出：1個（無源接點）。存儲溫度：-30℃～+80℃。工作溫度：-20℃～+70℃。

安裝方式：嵌入式盤裝或導軌安裝。

3.3 溫度顯示功能

網關能夠支持18個無線紅外測溫探測器的顯示，帶背光的LCD顯示屏每屏能夠顯示6個通道的溫度數值，并具有溫度報警和溫度測點故障指示等功能。

3.3.1 報警功能

網關具有針對每一個無線紅外測溫探測器（簡稱探測器）的報警值設定功能，通過通信接口可以靈活的設定。當對應的探測器的溫度值超過設定的報警值時，儀表報警輸出接點就會動作，同時對應通道溫度值對會顯示溫度超限提示。在使用GPRS通信方式時，主動通知遠程平臺告警。

圖1 高壓設備溫度實時在線監測管理分析軟件系統

網關具有報警輸出功能，一個無源繼電器接點輸出，1個常開和1個常閉觸點。當發生超溫報警時，報警輸出可控制外部設備動作或用于報警指示，可以是指示燈或報警音響。

3.3.2 以太網接口

網關具有標準的工業以太網接口，支持MODBUS-TCP協議，該接口用于與上位計算機通信。

以太網接口參數：通訊速率：10/100 Mbps自適應。

通訊協議：Modbus-TCP。

工作模式：服務器。

GPRS接口（選配）：通過GPRS接口，網關可以與后臺服務器連接，實現遠程實時監控。

GPRS接口參數：通訊速率：1Kbps。頻 段：GSM850/EGSM900/DCS1800/PCS1900

工作方式：GPRS/TCP工作模式：客戶端

接線端子及功能定義：網關的可插拔接線端子用于電氣連接，這是一個8位端子，對端子操作前，請先斷開電源。它包括電源供電、通訊接口和報警輸出的端子。

3.4 后臺管理軟件

提供高壓設備溫度實時在線監測管理分析軟件系統（見圖1）。軟件可以將采集過來的數據集成在監測界面里，觀察發射機各個安裝部位的實時溫度數據，便于隨時巡視。也設有溫度閾值，當超出閾值是會報警，已提示可能出現異態。此軟件還可以將數據實時的傳給局端，以供局端平臺數取數據進行分析。

4 安裝部位

安裝部位的選取依照的是，元器件容易發熱的，故障率比較高的。比如，高末電子管、高末調諧電容、高末負載電容、高末槽路、高末負載線圈、諧波濾波器的電感和電容、380 V三相進線端子，都是需要著重檢測溫度的地方，這些器件在出現異常時容易發熱現象，造成電路故障甚至燒毀。檢測后，在未嚴重時就可以發覺，提前處理隱患。

5 總結

此溫度監測設備，經過了長期的運行，可以達到準備的實時采集溫度數據，故障率較低，抗干擾能力強。對發射機主要元器件的溫度監測比較有效，通過觀察數據可以更好地了解元器件的工作狀態是否正常，提前進行預判或對其加強巡視。

在實際使用中已經顯現出效果，發現一部發射機的高壓柜中的交流接觸器溫度明顯過高，及時進行了更換，發現交流接觸器的端子已經有打火的痕跡，排除了隱患，為重要保證期的優質零秒做出了貢獻。

不過這套系統的軟件部分還需改進，并沒有數據，不能查詢其之前的數據，不利于對比分析。