摘要：近年来，随着电力市场需求的日益增长，高压开关柜作为电力系统的一个重要组成部分，其本身的安全性、经济性也受到了人们的重视。本文着重介绍了35 kV高压开关柜无线测温技术的应用情况﹐介绍了技术特点和工作原理﹐对其在35 kV高压开关柜中的应用进行归纳，以及变电站的无源无线测温系统的运用。
关键词：高压开关柜；无线测温；技术；应用
0引言
随着电力市场对电力系统的稳定需求不断增加，对电力供应的质量和可靠性提出了更高的要求。在开关柜中广泛采用新技术和新工艺，使得其可靠性得到了很大的提高。六氟化硫气体具有良好的绝缘和消弧特性，在高压开关设备中得到了广泛的应用。全封闭高压开关柜在长时间的高负载下，其散热性能不佳，容易导致热聚集，温度上升会对电器的绝缘性能产生不利影响；全封闭高压开关柜不能观测到动触点与柜内静接触位置连接、接地刀闸分合等情况，不能对柜体内部进行温度测量，存在较大的安全风险。通过对高压开关柜母排、电缆接头的直接监控，可以有效地降低由于过热引起的火灾和大面积停电。
1高压开关柜无线测温技术应用意义
电气设备的导电连接部位松动，刀闸、断路器接触松动等，都会使设备的温度聚集，使有关部件的性能恶化，从而引发导线的熔融、绝缘击穿，严重危害电网的安全。随着钢铁行业的不断发展，电力系统中的无人值守变电站将会得到广泛的应用，对变电站内的各种信息进行更严格的控制，但目前变电站对主要设备的温度监测还处在初级阶段，监控范围小，尤其是在密闭设备的温度监测中，更是处于“盲区”，技术水平也比较落后。目前变电所的高压设备基本上都是封闭的，传统的测温方法是不可能的，有些装置还采取了开孔和红外线测温器的方法，但其缺点是不能实时地收集和发送数据，对电力系统的绝缘性能有很高的要求；不能直接附着在高压带电装置上，精度低需要检查，还需要人在现场才能显现效果，并且只适合于裸露的设备；但是，该模型的安全性更高。传统的测温方法不能满足无人值守站对主要设备的关键位置进行实时监测的要求。研制一套适用范围广、安全可靠的测温系统，对重要设备（尤其是密闭装置）的关键部位的温度进行实时监控，及时发现故障隐患，采取措施，防止事故进一步扩大，对保障电网安全运行意义重大。
2 35kV高压开关柜常用几种无线测温传感器的原理及技术特点
2.1无线测温的原理
无线测温的基本原理是：温度传感器、红外温度传感器、半导体传感器、表面温度传感器、被动无线传感器。热敏传感器的工作原理是，电阻会随着温度的变化而变化，热敏电阻具有高度敏感性，可以很容易地检测温度变化；缺点是，阻值非线性，温度范围要求严格，元件易老化，使用寿命相对较短，随着使用年限的缩短，精度及稳定性也会下降。红外温度计的特点是无接触式，不干扰被测物的状态；其不足之处在于易受温度、湿度、辐射等因素的影响。半导体传感器的精度较高，但与热敏电阻器相比，它的反应时间要比热敏电阻器慢。半导体传感器的优势在于安全性高，识别精度高，可靠性更高。它的特点是采用被动式测温，采用无线传输的方法实现对开关柜温度的测量。其优点是体积较小，能耗低，但其缺点是讯号传送距离较短，而且传送时不能有障碍物，若受测点出现位移或振动，则会造成 相位的改变，从而影响温度测量的精度。被动式无线感应器采用能源采集方式来获取感应器所需的能源，完全摒弃了电池与常规 CT的取电方式。利用等电位法实现了高压电网的安全性和可靠性， EH技术具有循环、低能耗等特点，是未来无线温度测量的发展方向。
2.2该测温的技术特点
以下是关于无源无线温度测量系统的技术特性，即当母排经过交流电时，会在母排附近形成一个交变磁场，通常这些磁场会被释放到空气中，不能被利用。现在，主排上安装一条特殊的金属条，可以让磁场中的能量在金属条流动，而在金属条上则有一个线圈，当电流聚集到一起时， MCU就会释放出足够的电流，然后再用无线网络将热量传递给 MCU。该传感器采用了原来没用的交流磁场，为 MCU提供能量，使其在不使用电池的情况下，可以长时间的工作，使用寿命超过10年，而且基本不需要维修。与一般的硅钢片不同，硅钢片有一条直线，一次电流和二次电流呈线性关系，当一次电流很大时，二次电流会被大量的二次电流所吸收，导致二次电流无法释放，造成危险。被动式无线传感器采用一种特别的合金，其线性范围很小，磁场迅速达到饱和状态，初级电流持续上升，电流几乎没有增长，因此不需要加热设备，也不会产生涡流和温度上升。
被动式无线温度计，其体积较小，安装完毕后，其高度与动接触铁环之高﹐基本不会对绝缘距离产生任何影响，也不会影响电力装置的安全性。被动式无线感应器的讯号要从开关柜里传出，相隔二十多米远，所以没有在开关柜里装任何接收装置，也没有电缆﹐也没有天线﹐只有一个感应器，不会对电器安全产生任何影响。目前，我国的无线传感设备大多采用高精度的进口数码传感元件，且都是采用接触式温度测量。该传感器可以实现对发热点附近的温度变化的快速测量，使其精度得到很高的提高。所有的资料传送程序都要经过检查﹐检查出的资料都会被删除﹐所以不会由于传送而产生有误差的温度。小型，可装于动触头、静触头、变压器进出线、刀闸等部位，一种多个传感器的安装形式，为施工提供了便利。
所有的传感器的出厂号码都是固定的，只需要在接收设备上进行匹配就可以，不需要进行前期的协调，也不需要专门的维修和替换。传感系统使用频分多址技术，各感应器使用相同的波段进行通信，所需的波段不会超过20 ms。被动式无线测温传感器与其它环境温湿度、带电显示、抽湿机、位移传感器等传感器均使用相同的通讯架构，能共用一个单一的接收装置，方便日后安装传感器收集其它物理量。还集成了 MODBUS、61850等标准接口，可实现与其它厂商的通信。为其它平台的资料分享，提供各种不同的分享界面。具有RS485通信接口、 TCP/IP通信接口、RS232通信接口。为方便用户使用﹐有多种显示接口﹐有分别的开关柜和变电所的显示接口，并能将全省的资料集中在伺服器上。被动式无线温度计克服了电池供电不足的缺点，提供更多的电力，所以即使是在较高的温度下，也可以进行数据传输。温度范围为-45~125摄氏度，目前厂商仍在不断改进，未来的温度将会在-45~135摄氏度之间。
3无源无线测温技术在35kV高压开关柜中的应用
为改善变电所的维修工作，及时解决高压开关柜的发热问题，选用了无线温度测量系统。按有关规定，结合实际条件对35 kV高压开关柜进行现场调试、测试，收集资料、分析，验证了该系统是可靠、实用的。采用无线测温技术后，变电所对35 kV高压开关柜的发热问题进行有效的控制，保证了供电安全。
4安科瑞无线测温系统
4.1系统结构
Acrel-2000T无线测温监控系统通过RS485总线或以太网与间隔层的设备直接进行通讯，系统设计遵循guojibiaozhunModbus-RTU、Modbus-TCP等传输规约，安全性、可靠性和开放性都得到了很大地提高。该系统具有遥信、遥测、遥控、遥调、遥设、事件报警、曲线、棒图、报表和用户管理功能，可以监控无线测温系统的设备运行状况，实现快速报警响应，预防严重故障发生。
适合在泛在电力物联网、钢厂、化工、水泥、医院、机场、电厂、煤矿等厂矿企业、变配电所等电力设备的温度监测。
温度在线监测系统结构图
4.2系统功能
测温系统主机Acrel-2000T安装于值班监控室，可以远程监视系统内所有开关设备运行温度状态。系统具有以下主要功能：
温度显示：显示配电系统内每个测温点的实时值，也可实现电脑WEB/手机APP远程查看数据。
温度曲线：查看每个测温点的温度趋势曲线。
运行报表：查询及打印各测温点时间的温度数据。
实时告警：系统能够对各测温点异常温度发出告警。系统具有实时语音报警功能，能够对所有事件发出语音告警，告警方式有弹窗、语音告警等，还可以短信/APP推送告警消息，及时提醒值班人员。
历史事件查询：能够温度越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析等。
4.3系统硬件配置
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。
在现代电力系统中，35kV高压开关柜作为重要的电力设备，其运行的安全性和可靠性直接影响着整个电力网络的稳定。然而，传统的监测方式往往存在响应慢、准确性不足等问题。为了解决这些难题，安科瑞电气股份有限公司推出了基于无线测温技术的解决方案，为35kV高压开关柜的管理与维护提供了全新的思路。
无线测温技术的优势无线测温技术的核心在于其能够实现实时监测与数据传输。相较于传统的温度测量方式，无线测温具备以下几大优势：
实时性：无线测温设备可持续监测开关柜内各部件的温度，实时传输数据，使电力管理人员能够随时掌握设备的运行状态。
便捷性：无线装置的安装与维护更为简便，不需布线，极大地节省了人力和时间成本，减少了对设备运行的影响。
安全性：温度测量不再依赖物理接触，从而降低了因操作带来的安全隐患，有助于提高现场工作人员的安全性。
智能化：结合物联网技术，无线测温设备能够将数据上传至云平台，进行大数据分析，为决策提供可靠依据。
高温是导致高压开关柜发生故障的主要因素之一。通过无线测温技术，安科瑞电气能够在设备运行初期高温阶段即刻发出警报，从而提示维护人员进行检查和干预，防止潜在的设备损坏和电力事故的发生。例如，2023年某电力公司因高温引发的开关设备故障，造成了大规模的停电，直接经济损失高达数百万元，提醒了行业对温度监测的重要性。
提高设备使用寿命无线测温系统不仅能够及早发现温度异常，还能通过监测温度变化趋势，为设备运行提供重要的数据支持。根据统计，高温会加速设备老化，缩短高压开关柜的使用周期。通过定期监测温度，进行数据分析，可以为维护提供科学依据，帮助用户制定合理的检修计划，最大限度延长设备的使用寿命。安科瑞电气不同系列的无线测温仪器已在多个电力项目中取得良好的成果，有效提升了设备的可靠性。
提升电力系统的整体效率高压开关柜的监测与维护不仅仅是针对单一设备的运作，更是对整个电力系统效率的提升。无线测温技术的应用，通过对每一个开关柜的实时监控，能有效地筛选出运行不稳定的设备，及时进行调整与维护。这种系统性的监测有助于优化电力负荷分配，降低线损，提高电网的整体效率。
案例分析：智慧电网示范区的成功应用在某智慧电网示范区试点中，安科瑞电气股份有限公司成功引入了无线测温技术。在为期六个月的试运行中，系统实现了对35kV高压开关柜的全面监测，监测数据报告显示，通过在关键温度节点设置报警，成功避免了多起由于过热而导致的设备故障。这实例充分验证了无线测温技术在提高设备安全性与稳定性方面的巨大潜力。
市场反馈与未来展望随着相关技术的不断发展，无线测温在电力行业中的应用将会愈加广泛。目前，已收到了来自各大电力公司的积极反馈，许多电力公司表示愿意在新项目中引入该技术，以增强系统的可靠性。展望未来，安科瑞电气将继续致力于无线测温技术的研发，丰富产品线，通过不断创新引领行业发展，为用户提供更先进的解决方案。
35kV高压开关柜无线测温技术为电力行业带来了巨大的进步，不仅有效提升了设备运行的安全性和可靠性，也为电力管理带来智能化的新思路。安科瑞电气股份有限公司将继续推进这一技术的应用，努力为客户提供更加高效、安全的产品与服务。在这场能源转型与智能化的浪潮中，选择合适的技术与合作伙伴，将是任何电力企业持续发展的关键。
无论是为提高设备使用寿命，还是提升电力系统的整体效率，安科瑞电气的无线测温技术都将是您不能错过的产品。了解更多产品与服务，欢迎关注安科瑞电气股份有限公司，我们期待与您一起携手共建更加安全、高效的电力未来。
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