无线测温系统
解
决
方
案
（一）我国电力系统发展现状分析
目前我国电力系统正向着大电网、高可靠性、高自动化水平方向迅猛发展，电网运行自动化、智能化的监控水平已成为我国电力系统发展的关键问题。

高压配电开关柜是配电系统中的重要设备，承担着开断和关合电力线路等重要作用，但在长期运行过程中，开关的触点、母线及出线连接等部位因氧化腐蚀或因紧固螺栓松动等原因至使接触电阻增大，在高负荷运行情况下，连接点发热并形成恶性循环，且发热点温度无法监测，最终导致连接部位温度过高甚至烧毁，造成事故停电。

近年来，电力系统已发生多起因设备过热而发生火灾和大面积停电事故。

据统计分析，我国每年发生的电力事故，有40%是由高压电气设备过热所致;而在采用高压开关柜和电力电缆的供电系统中，有70%以上的电缆运行故障是因为连接部位接触电阻变大、过负荷等引起接头温度过高所致。

因此，对高压开关柜连接点的温度变化进行实时监测及预警是非常必要的。

（二）各种高压温度测量设备系统比较：
（三）无线测温系统的优点：
一、安全性高：它通过采用先进的数字温度传感器，避免了传感器输出模拟信号的传输受到电场、磁场的干扰。

二、可靠性高：通过采用先进的扩频通讯、数据纠错、自适应调频技术，有效地保证了数据无线传输的可靠性;另外，无线射频传感技术不受震动以及外界灰尘的影响，测温精度高。

三、智能化水平高：在常规模式下，温度值以分钟间隔进行采集并传输到监控中心，当发生突发事件导致温度升高到报警阈值或温度升速增快时，温度测量节点将进入快速反应状态，持续以秒为间隔密集采集温度并传输报警，从而避免错过任何可能的温升事故。

四、安装方便：无线温度传感器体积小、没有接线，可以很方便地安装在开关触头、电缆接头等安装空间狭小的被测点上。

五、免调试：通电即可使用，无需调试，特别适合停电时间短、安装工期紧的改造项目。

（四）高压开关柜无线测温系统的工作原理
基于无线测温技术的高压开关柜温度监测系统首先通过无线温度传感器感测设备表面温度，然后通过电磁波将温度信号传输至无线温度监测仪，再通过网络将无线温度监测仪连接至中心监测计算机来实现无线测温。

具体说明如下：
一、现场测量单元
现场测量单元主要由无线温度传感器、测量电路、逻辑控制电路、无线收发电路和供电电路组成。

无线式温度传感器用于测量带电物体表面的温度，如高压开关柜内的裸露触点和母线连接处的运行温度。

现场测量单元通过2.4G无
线网络将温度信号发送到无线式温度监测。

二、现场监控单元
现场监控单元主要由无线温度监测仪来实现。

每个无线温度监测仪相当于一个无线接入点，可同时接入6只无线温度传感器。

无线温度监测仪一般安装在高压开关柜柜体外，具有现场查询、参数设置和报警等功能。

无线温度监测仪采用LCD显示器显示现场监测温度，并通过隔离RS-485工业总线接口与远程监控系统相连，将温度数据上传至远程监测终端。

三、远程系统监控终端
远程监测终端安装在变电站控制室内，接收现场监控单元上传的数据，并按电力系统通讯标准规约(如电力系统101规约协议)将数据传送至变电站综合自动化系统。

系统在不组网的情况下，测量单元和现场监控单元可以脱离远程控制终端运行，构成独立的测温装置，对高压开关柜触头温度进行现场监测;在组网时，可实现高压开关柜温度现场及远程两级监测。

安装在监控系统计算机上的高压设备温度实时在线监测管理分析软件，能够实现温度实时显示、历史数据记录和对比分析、预警及报警、运行状态全程记录以及报表打印等功能。

可以有效地帮助运行人员监测和分析对比高压设备监测点的温度变化情况，及时预测出故障发生的部位，从而保证高压设备的安全运行。

（五）应用设计实例分析
以某110kV变电站10kV配电室高压开关柜监测为例，来说明无线测温技术在高压设备监控中的应用。

将无线温度传感器安装在与高压开关柜内设备连接的部位(易发热点，如出线间隔与母线连接处、电缆头连接处等)。

温度检测仪安装在柜体外部，每六个
温度传感器共用一个温度监测仪，构成一个简单的现场无线测温网络，再通过隔离RS-485工业总线接口与远程监控系统相连，组成一个高压设备远程无线测温监控系统，实现对该变电站开关柜设备温度的在线监测。

无线测温系统可有效地解决电力设备接触部位无法实时监测的问题，做到对电力设备的在线监测，防止由于各种原因引起的设备过热造成设备损坏。

（六）远方脉德无线测温终端技术特性
一、低功耗：低功耗高灵敏度采用高能电池，也可自行供电。

以10秒~5分钟为数据的传输周期，可持续8～10年，符合电工电子产品低温GB/T2423.1、高温GB/T2423.2的要求，适于在气候条件恶劣的地区使用。

二、准确性：测量精度可达±0.5度
三、高可靠性；高绝缘性和抗电磁场干扰性
四、灵活性：用户可根据自己的组网需求，灵活、方便的设置参数
五、保密性：可透明传输，也可以数据加密
六、测量温度：-50 ～+500℃
七、频率范围：433MHz－434.79MHz （免申请）、2.4GHZ（专业定制）
八、最大输出功率：+20dbm
九、最远传输距离：≥ 800m （无阻挡）
十、发射电流：17mA
十一、测量循环周期：N*5秒（可以用户设置）
十二、整机设计寿命：≥ 8年
十三、防水级别：IP68
十四、尺寸：100x36x16mm
十五、重量：＜160g
（七）系统解决方案
根据高电压（6KV-220KV）作业环境下温度测量的特点，我公司推出工业无线温度监控系统，本方案先是针对短程无线测量温度，采集数据并汇聚于一点，再通过远程（GPRS/CDMA）无线网络传输，实现无线传输的技术方案。

一、系统结构图如下：
二、无线测温系统方案概述：
系统主要由无线测温终端，无线测温中继器和无线汇集终端构成。

无线测温终端由高能电池供电，减少高低压之间的电气联系，采用全数字方式工作，温度传感器与数据处理装置分离，由一段数据线使温度传感器与数据处理装置相连接(温度传感器和数据处理装置一起称为无线测温终端)。

温度传感器附着在发热点上（高压母线或高压开关），使其充分接触，更加准确的测量发热点实际情况。

同时，数据处理装置相对远离发热点，使无线测温终端可在高压设备发热情况下正常运行。

温度传感器与数据处理装置均采用特殊材料制成，耐高压，耐腐蚀，耐高温，阻燃性好，提高系统的可靠性，可长期工作在
恶劣的室外环境中。

三、根据需求分析，一般需将无线测温终端安装在以下位置：
●变压器高、低压侧套管
●户外进线刀闸
●开关柜进线刀闸和出线刀闸
实际安装位置需以现场情况为准，在以不破坏原有电力设备并保障准确测温的前提下进行确定。

无线测温终端把温度信号通过无线的方式直接或经过无线测温中继器传送给无线汇集终端，每个无线汇集终端可以接收多个无线测温终端发送来的数据。

一般情况而言，在35KV及以下的变电站无需使用无线测温中继器，而箱式变电站需使用无线测温中继器。

对于是否使用无线中继器还需由测量环境以及各无线测温终端所处的物理位置决定。

当无线测温终端与无线汇集终端处于有效的通讯距离内，无须增加无线测温中继器。

系统采用短程无线网络的方式，多个测温终端分布在无线汇集终端的周围，在有效的通讯范围内可以随意添加、删除、移动测温终端。

无线汇集终端则安装在控制中心，控制中心计算机软件实时监控每个点温度的变化，实现足不出户掌握整个高压系统的发热状况。

如果在无人值守、实际测温地点远离控制中心的环境中，无线汇集终端可以把接收到的数据通过RS232传送给GPRS/CDMA，再由GPRS/CDMA把数据传送到控制中心的计算机，由计算机的后台软件进行处理。

（八）无线测温系统应用
无线智能煤气设施缺水报警的应用
地磅无线数据采集控制系统
无线温度数据在线监测系统的运用
无线多路开关量控制系统
水泵远程无线控制系统
盘箱柜无线测温系统
回转窑无线测温系统
液化气公司供气站压力容器远程监控系统
车辆计数系统
人员自动点检系统
设备无线点检系统
（九）联系方式
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