無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)在高壓開(kāi)關(guān)柜中的應(yīng)用與實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：TM41;TP393.09 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編碼：1672-7274（2025）07-0110-03

Application and Practice ofWireless Temperature Monitoring and Early WarningSystem in HighVoltage Switchgear

--Taking Shandong Haihua Co.，'s WirelessTemperature Monitoring and Early Warning System as an Example HUANGShukai，YUANQiang，YANGHuaijie （，，，）

Abstract： High voltage switchgear is an important equipment in the power system，and its operational safety and stability directly affectthe reliabilityof the entire power system.The wireless temperature measurement warning system，asanewtypeof monitoringsystem，isincreasinglywidelyused inhigh-voltage switchgear.Thisarticle takes the wirelesstemperature measurement and warning system of Shandong Haihua Co.， as an example to deeply explore the application and practice of the wireless temperature measurement and warning system in high-voltage switchgear，analyze its working principle，advantages，and issues that need to be noted in application. Applying wireless temperature measurement warning system to high-voltage substationsandonline monitoring ofhigh-voltage switchgear can ensure stable operation of the power system.

Keywords： wireless temperature measurement warning technology; high voltage switch cabinet

無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)謦系統(tǒng)在高壓開(kāi)關(guān)柜中應(yīng)用的必要性

山東海化股份有限公司純堿廠(chǎng)303站變電站是負(fù)責(zé)堿廠(chǎng)新線(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)供電的高壓變電站。在高壓電力網(wǎng)里，其具有較高的電壓與較大的電流量，一旦母線(xiàn)的承受電流超過(guò)一定值或者開(kāi)關(guān)的接觸電阻較大，就會(huì)成為電力傳輸中最脆弱的部分。當(dāng)負(fù)載增加后，這種脆弱部分會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)一系列問(wèn)題，如溫度升高、體積擴(kuò)大、縮小、氧化等，這會(huì)導(dǎo)致電阻變大，然后再次引起溫度上升。此時(shí)，如果不能得到快速處理的話(huà)，就可能會(huì)使得絕緣器件的功能下降，最終可能發(fā)生短路，此時(shí)釀成嚴(yán)重事故，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，必須實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓接口和高壓開(kāi)關(guān)點(diǎn)的溫度，以根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)來(lái)制定有效的應(yīng)對(duì)策略，這是確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。

2 無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)的引進(jìn)及原理構(gòu)成

近年來(lái)，山東?；煞萦邢薰疽肓诵聭?yīng)用，利用無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)來(lái)測(cè)量溫度，并采用數(shù)字溫度傳感技術(shù)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了一款無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)。該產(chǎn)品成功克服了在電力操作環(huán)境中所面臨的高壓、高流量、強(qiáng)烈電磁干涉及溫度探測(cè)器的安置問(wèn)題，同時(shí)還規(guī)避了由于溫度傳感線(xiàn)纜（如光纖）可能影響電氣絕緣間距的問(wèn)題。這款產(chǎn)品可以實(shí)時(shí)、精確地監(jiān)控高壓電器設(shè)備，尤其是各類(lèi)接口的熱異常情況，并為其維修保養(yǎng)提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)參考，從而降低了風(fēng)險(xiǎn)、減少了故障，確保了供用電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。此外，這種產(chǎn)品的使用是通過(guò)非有線(xiàn)的方式實(shí)現(xiàn)的，這使得其可以在高壓端和低壓端之間保持物理上的分離，并且易于安裝且安全可靠。它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓帶電體的溫度，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)至電力集控站。無(wú)須操作員親自前往獲取設(shè)備的溫度數(shù)據(jù)，只要被測(cè)點(diǎn)的溫度超過(guò)了預(yù)先設(shè)定的上限，就會(huì)觸發(fā)警報(bào)[1]。

如圖1所示，303變電站無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)包括傳統(tǒng)主機(jī)顯示 + 電腦總后臺(tái)。發(fā)射模塊將數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸給測(cè)溫主機(jī)，由測(cè)溫主機(jī)處理匯總數(shù)據(jù)，可根據(jù)需求將數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)發(fā)至主控電腦后臺(tái)。數(shù)據(jù)接入大數(shù)據(jù)平臺(tái)，值班人員可以在主控室，或手機(jī)端進(jìn)行查看。

3 無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)的組成部分

3.1無(wú)線(xiàn)溫度傳感器 （即探頭）

每個(gè)需監(jiān)控溫度的位置都配備了一個(gè)名為“探頭”的無(wú)線(xiàn)溫度傳感器其工作機(jī)制如下：使用數(shù)字傳感器的測(cè)溫技術(shù)、通過(guò)銅箔觸碰的方式來(lái)檢測(cè)溫度，利用CT感應(yīng)供電模式，無(wú)須維修；同時(shí)，它的外殼由一種高絕緣材質(zhì)制成，能承受高溫并具有良好的防火性能和熱穩(wěn)定度；通信方式為2.4GHz或433MHz，定時(shí)地對(duì)所處環(huán)境的溫度進(jìn)行測(cè)量，并在預(yù)設(shè)的時(shí)間內(nèi)將其讀數(shù)以無(wú)線(xiàn)形式輸送出去，一旦溫度有變動(dòng)就會(huì)立刻發(fā)出信息，而當(dāng)一段時(shí)間沒(méi)有變化后會(huì)自動(dòng)切換至較低的發(fā)射頻率。每個(gè)無(wú)線(xiàn)溫度探測(cè)器都有一個(gè)唯一的ID，在實(shí)際操作中，需要將其分配到各自的安裝地點(diǎn)，并將這些信息與編號(hào)一同記錄在測(cè)溫設(shè)備的配置文件里。

3.2測(cè)溫通信終端

通過(guò)終端測(cè)溫通信系統(tǒng)，無(wú)線(xiàn)溫度傳感器可以自動(dòng)發(fā)送相關(guān)的溫度數(shù)據(jù)。一旦接收到來(lái)自測(cè)溫設(shè)備的讀取指令，這些數(shù)據(jù)就會(huì)被上傳至該設(shè)備。智能采集裝置，可與各類(lèi)測(cè)溫模塊配套使用，該接收模塊具有接收、處理、轉(zhuǎn)發(fā)等功能。

3.3測(cè)溫工作站

測(cè)量體溫的工作臺(tái)是一個(gè)工業(yè)控制電腦，它執(zhí)行特定的程序以定期從通信端口采集和存儲(chǔ)來(lái)自溫度傳感器的數(shù)據(jù)，并將這些信息保存在本地硬盤(pán)里作為永久記錄。每一個(gè)配電站點(diǎn)只需要設(shè)置一個(gè)這樣的設(shè)備，并在它的計(jì)算機(jī)內(nèi)添加一個(gè)RS485通信模塊，這個(gè)模塊可以無(wú)線(xiàn)接收到所有溫度檢測(cè)單元的信息。用戶(hù)可以在

圖1無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)

任何電力MIS網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)上啟動(dòng)此程序來(lái)獲取溫度異常警報(bào)，并且查看、整理和打印整個(gè)系統(tǒng)的溫度測(cè)量結(jié)果。而溫度監(jiān)測(cè)管理中心則可以通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（使用RJ45接口）的方式與各個(gè)測(cè)溫工作站保持聯(lián)系。

4 無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

（1）非接觸式測(cè)量：無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)采用非接觸式測(cè)量方式，避免了傳統(tǒng)接觸式測(cè)量可能導(dǎo)致的接觸電阻、電弧等問(wèn)題，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。

（2）實(shí)時(shí)性高：無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)具有高實(shí)時(shí)性，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的溫度變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。

（3）精度高：無(wú)線(xiàn)測(cè)溫傳感器具有高精度和高靈敏度，可以準(zhǔn)確地測(cè)量設(shè)備的溫度變化。

5 無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）主業(yè)界面明確直觀(guān)（見(jiàn)圖2）。

（2）每一個(gè)溫控探測(cè)器都擁有其獨(dú)特的標(biāo)識(shí)編號(hào)。當(dāng)無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)送了它所在地點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)的同時(shí)，也會(huì)將其自身的編碼（即ID號(hào)）一起發(fā)送出去，如此一來(lái)，接收到的信息會(huì)與之前已儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)里的監(jiān)測(cè)點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的位置相匹配，從而準(zhǔn)確地確定各處的溫度狀況。這種特性對(duì)于電力系統(tǒng)擁有眾多測(cè)量點(diǎn)的場(chǎng)景來(lái)說(shuō)極為適用，它能提升整個(gè)系統(tǒng)的智能化水平，并減少手動(dòng)錄入的工作量。

（3）采用無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的傳輸，無(wú)須增設(shè)額外的電線(xiàn)。這在復(fù)雜的電網(wǎng)環(huán)境下極為便利，同時(shí)也降低了對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)作的干擾，提升了系統(tǒng)的安全性和靈活性。

（4）每天24小時(shí)連續(xù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。當(dāng)預(yù)設(shè)的時(shí)間點(diǎn)到達(dá)時(shí)，傳感器將會(huì)主動(dòng)向系統(tǒng)傳遞其所在位置的溫度信息，同時(shí)，計(jì)算機(jī)也會(huì)持續(xù)采集和存儲(chǔ)所有的讀數(shù)。如果檢測(cè)到任何異樣狀況，它就會(huì)立刻觸發(fā)警告信號(hào)。這種方法有效避免了由于使用試溫片或紅外線(xiàn)等方式需手動(dòng)巡查和掃描所導(dǎo)致的延遲故障的問(wèn)題。

（5）系統(tǒng)具有趨勢(shì)分析功能。系統(tǒng)會(huì)對(duì)每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期保存并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。如果發(fā)現(xiàn)溫度逐漸升高，在溫度未達(dá)到最大值之前，會(huì)提前發(fā)出預(yù)警，以防止問(wèn)題在初始階段就產(chǎn)生。

（6）大數(shù)據(jù)功能。系統(tǒng)會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送至云端服務(wù)器，可在PC端Web和移動(dòng)端（手機(jī)、平板）等設(shè)備上實(shí)現(xiàn)展示、預(yù)警、操作等功能。

6 無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)

（1）硬件安裝：在高壓開(kāi)關(guān)柜的關(guān)鍵部位安裝無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，建立無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)。

（2）軟件設(shè)置：將硬件設(shè)備與后臺(tái)管理系統(tǒng)進(jìn)行連接，設(shè)置相關(guān)參數(shù)和閾值，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、分析和預(yù)警。

（3）系統(tǒng)調(diào)試：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化，確保系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定地運(yùn)行。

7 303站無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)行效果及價(jià)值

高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)裝置型號(hào)為KRX-KW2，運(yùn)行后效果良好。

圖2.主業(yè)界面

（1）監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)將各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)集中顯示。如果實(shí)際測(cè)量值超過(guò)了警報(bào)閾值，就會(huì)發(fā)出聲光警告。

（2）當(dāng)測(cè)量的溫度點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，其工作狀態(tài)將會(huì)顯示異常。

（3）將所有測(cè)溫點(diǎn)在各個(gè)時(shí)間記錄下的溫度數(shù)值，用于進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)和展示歷史溫度曲線(xiàn)。

（4）只有在擁有使用權(quán)限的系統(tǒng)操作員的指導(dǎo)下，才能進(jìn)行權(quán)限設(shè)定和運(yùn)行數(shù)據(jù)的調(diào)整。

（5）電子地圖的易用性使其能夠清晰地呈現(xiàn)出各系統(tǒng)采集站和采集點(diǎn)的地理位置分布，以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)。

（6）該系統(tǒng)提供了rs485、以太網(wǎng)和can總線(xiàn)的通訊方式，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程交流。

（7）提高了運(yùn)行的安全性：無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)高壓開(kāi)關(guān)柜的溫度變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取措施，有效提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。

（8）提高了管理效率：無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，方便運(yùn)行維護(hù)人員對(duì)多個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行集中管理，提高了管理效率。

8 結(jié)束語(yǔ)

使用這個(gè)無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)后，山東?；煞萦邢薰臼∪チ速?gòu)買(mǎi)昂貴的溫度檢測(cè)設(shè)備（如紅外成像儀和點(diǎn)式測(cè)溫器等費(fèi)用）提高了電氣智能化自動(dòng)程度，提升了工作效率。此外，有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)備修理，減輕了電氣設(shè)備維護(hù)任務(wù)量，并且降低了事故發(fā)生率。

無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)高壓開(kāi)關(guān)柜的溫度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并發(fā)出預(yù)警，提高了電力系統(tǒng)的安全性和運(yùn)行效率。同時(shí)，該系統(tǒng)還具有易于維護(hù)和升級(jí)的特點(diǎn)，為電力系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)提供了有力的支持。因此，無(wú)線(xiàn)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)在高壓開(kāi)關(guān)柜的應(yīng)用中具有廣泛的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]王萍.無(wú)線(xiàn)測(cè)溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)·自然科學(xué)，2022（3）：35-38.