一、高壓開關柜傳統(tǒng)測溫方法分析

目前，對高壓開關柜進行測溫的方法主要包括蠟片測溫法和熱紅外測溫法。

1.蠟片測溫法

石蠟片的顏色會隨溫度的變化而變化，因此，可利用石蠟片來測量高壓開關柜的溫度。具體方法是，將石蠟片粘貼于設備連接部位，根據(jù)其顏色來判斷被測溫度，這種方法由于原理簡單、成本低廉而獲得廣泛應用。但其需要憑個人經(jīng)驗來判斷溫度，因而準確率和可靠性比較低，另外也不能進行定量測量和實時在線監(jiān)測。而且，對高壓開關觸點、電纜接頭等易發(fā)熱部位因為在運行時幾乎看不見而無法測量。

2.熱紅外測溫技術

基于熱紅外的高壓開關柜測溫是利用紅外測溫槍、紅外成像儀及紫外成像儀等熱感應設備進行非接觸式測溫。其優(yōu)點是測量范圍大，準確度較高，可靠性較好，但是設備儀器昂貴，且需大量人力進行定期巡測，無法實現(xiàn)溫度的實時在線監(jiān)測。另外，由于高壓開關柜內(nèi)部件處于高電壓、強磁場及密閉的運行環(huán)境中，測溫石蠟片、熱紅外測溫等常規(guī)的測溫方式已無法實現(xiàn)柜內(nèi)部件溫度測量。目前，基于無線溫度傳感技術的高壓供電設備溫度實時監(jiān)測是克服上述問題的一個比較理想的解決方案。

二、高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的工作原理

基于無線測溫技術的高壓開關柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)首先通過無線溫度傳感器感測設備表面溫度，然后通過電磁波將溫度信號傳輸至無線溫度監(jiān)測儀，再通過網(wǎng)絡將無線溫度監(jiān)測儀連接至中心監(jiān)測計算機來實現(xiàn)無線測溫。高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)主要由現(xiàn)場測量單元(無線溫度傳感器)、現(xiàn)場監(jiān)控單元(無線溫度監(jiān)測儀)和遠程系統(tǒng)監(jiān)控終端組成。

1.現(xiàn)場測量單元

現(xiàn)場測量單元主要由無線溫度傳感器、測量電路、邏輯控制電路、無線收發(fā)電路和供電電路組成。無線式溫度傳感器用于測量帶電物體表面的溫度，如高壓開關柜內(nèi)的裸露觸點和母線連接處的運行溫度?，F(xiàn)場測量單元通過2.4G無線網(wǎng)絡將溫度信號發(fā)送到無線式溫度監(jiān)測。

2.現(xiàn)場監(jiān)控單元

現(xiàn)場監(jiān)控單元主要由無線溫度監(jiān)測儀來實現(xiàn)。每個無線溫度監(jiān)測儀相當于一個無線接入點，可同時接入6只無線溫度傳感器。無線溫度監(jiān)測儀一般安裝在高壓開關柜柜體外，具有現(xiàn)場查詢、參數(shù)設置和報警等功能。無線溫度監(jiān)測儀采用LCD顯示器顯示現(xiàn)場監(jiān)測溫度，并通過隔離RS-485工業(yè)總線接口與遠程監(jiān)控系統(tǒng)相連，將溫度數(shù)據(jù)上傳至遠程監(jiān)測終端。

3.遠程系統(tǒng)監(jiān)控終端

遠程監(jiān)測終端安裝在變電站控制室內(nèi)，接收現(xiàn)場監(jiān)控單元上傳的數(shù)據(jù)，并按電力系統(tǒng)通訊標準規(guī)約(如電力系統(tǒng)101規(guī)約協(xié)議)將數(shù)據(jù)傳送至變電站綜合自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)在不組網(wǎng)的情況下，測量單元和現(xiàn)場監(jiān)控單元可以脫離遠程控制終端運行，構成獨立的測溫裝置，對高壓開關柜觸頭溫度進行現(xiàn)場監(jiān)測;在組網(wǎng)時，可實現(xiàn)高壓開關柜溫度現(xiàn)場及遠程兩級監(jiān)測。

安裝在監(jiān)控系統(tǒng)計算機上的高壓設備溫度實時在線監(jiān)測管理分析軟件，能夠實現(xiàn)溫度實時顯示、歷史數(shù)據(jù)記錄和對比分析、預警及報警、運行狀態(tài)全程記錄以及報表打印等功能?？梢杂行У貛椭\行人員監(jiān)測和分析對比高壓設備監(jiān)測點的溫度變化情況，及時預測出故障發(fā)生的部位，從而保證高壓設備的安全運行。

三、現(xiàn)場應用設計實例

這里，以某110kV變電站10kV配電室高壓開關柜監(jiān)測為例，來說明無線測溫技術在高壓設備監(jiān)控中的應用。如圖3所示，將無線溫度傳感器安裝在與高壓開關柜內(nèi)設備連接的部位(易發(fā)熱點，如出線間隔與母線連接處、電纜頭連接處等)。溫度檢測儀安裝在柜體外部，每六個溫度傳感器共用一個溫度監(jiān)測儀，構成一個簡單的現(xiàn)場無線測溫網(wǎng)絡，再通過隔離RS-485工業(yè)總線接口與遠程監(jiān)控系統(tǒng)相連，組成一個高壓設備遠程無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對該變電站開關柜設備溫度的在線監(jiān)測。

四、無線測溫系統(tǒng)的優(yōu)點

與傳統(tǒng)的高壓設備溫度測量技術相比，無線測溫系統(tǒng)具有如下的優(yōu)勢：

(1)安全性高：它通過采用先進的數(shù)字溫度傳感器，避免了傳感器輸出模擬信號的傳輸受到電場、磁場的干擾。

(2)可靠性高：通過采用先進的擴頻通訊、數(shù)據(jù)糾錯、自適應調(diào)頻技術，有效地保證了數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)目煽啃?另外，無線射頻傳感技術不受震動以及外界灰塵的影響，測溫精度高。

(3)智能化水平高：在常規(guī)模式下，溫度值以分鐘間隔進行采集并傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，當發(fā)生突發(fā)事件導致溫度升高到報警閾值或溫度升速增快時，溫度測量節(jié)點將進入快速反應狀態(tài)，持續(xù)以秒為間隔密集采集溫度并傳輸報警，從而避免錯過任何可能的溫升事故。

(4)安裝方便：無線溫度傳感器體積小、沒有接線，可以很方便地安裝在開關觸頭、電纜接頭等安裝空間狹小的被測點上。

(5)免調(diào)試：通電即可使用，無需調(diào)試，特別適合停電時間短、安裝工期緊的改造項目。