基于安科瑞无线测温技术的钢铁厂电气接点温度监测系统设计与应用

摘要:由于一般电气接点测温方法存在需人工干预、准确度不高、不能实时监控等弊端，联合特钢公司应用无线测温系统对各个电气接点进行全天24h实时在线监控，大幅度降低现场设备巡查的工作量，对安全状况进行提前预警，通过后台计算机轻松实现无人值守及故障查找，避免因发现故障不及时造成事故扩大。根据历史数据对温度的变化进行分析，提前进行检修、维护设备，保证了联合特钢公司供电系统运行的可靠性和安全性，实现了电力设备长周期安全稳定运行。

关键词:电气接点；电力故障；无线测温

0.引言

电力系统是工业发展的基础，为适应工业的迅猛发展，电网输送电压及容量不断变大，对电网的安全性、稳定性要求也越来越高。由于电缆接头、开关触头等电气接点电阻过大、接头质量不过关、衔接不紧、物理老化等问题引发的电力故障的情况时有发生。电网系统故障往往会给用电设备带来不可逆伤害，造成重大经济损失。监控电气接点的温度变化，可以及时发现接点温度超标的情况，有效避免大部分电力事故的发生，对整个电网的安全稳定运行具有重要意义。电气接点温度检测多采用红外测温、光纤测温、感温发光材料测温、热电偶测温等方式，但都需要配合人工巡检，受环境因素影响大，测量不*确，测量结果具有滞后性，不能实现实时监控，存在很多弊端。如何方便、准确、及时检测各种环境下电气接点的温度已成为保障电力系统安全的重要课题。

1.电气接点测温问题分析

1.1导致供电故障的原因

引发供电故障的原因诸多，比如风雨雷电等自然环境影响，风筝、旗杆、树枝等异物触碰导致接地、短路等。但主要原因在于电气系统自身的问题，比如电阻过大、接头质量不过关、衔接不紧、物理老化等，导致电缆接头、开关触头等电气接点过热、烧穿。在停送电过程中，电压瞬时变化，电气接点也非常容易出现问题。

1.2电气接点测温的重要性

电缆接头、开关触头的质量是否存在问题，是否发生老化、损坏，都应在运行过程中及时发现，如果在运行过程中进行实时测温，发现温度异常后及时处理排除事故隐患，可以有效降低电力设备事故发生的概率。

1.3电气接点测温难点

一个变电站至少有数千个电气接点需要测温，其分布比较分散，环境复杂，附近还可能有强电磁干扰，很难单纯依靠人工进行电气接点测温。大多数检测仪器的准确度、可靠性、测量范围等都存在不足，且需要由人工配合，因此亟需找到一种可以实现远程、准确、实时、连续监控电气接点温度的测温方法。

2.电气接点测温的方法

2.1红外线测温仪

红外线测温仪利用红外线辐射原理工作，准确度高，反应时间短，不需要接触测量。但是需要光学器件及人工干预、巡查，不能实现实时监控，准确性受气候、温度、距离变化影响大，具有局限性。

2.2温感发光材料

温感发光材料是一种特殊材料，随着温度的变化，发光材料颜色也随之变化，将其涂布在电气接点表面，可以大致确定温度的范围。这种方法测出的电气接点温度不准，存在误差，具有不确定性。

2.3光纤测温系统

光纤测温系统利用光纤传感技术完成测温，光纤传感器以光为载体，通过光纤传递信息，外界环境因素影响几乎可以忽略不计，准度高，可以实时传输数据。但是光纤测温系统不能将高压电器与低压环境相隔离，不符合高压电气仪表规范，在高压电气接点测温过程中存在安全隐患。

2.4无线测温系统

无线测温系统采用无线射频技术，是一款可以实现远程实时在线测温的系统，测温*确、安全、可靠，不受环境影响，可用于高、中、低压电气接点的检测，检测范围广，检测点分配便捷，可以集中收集数据，及时报警，消除电气系统安全隐患。可在无人值守的电站等场所推广普及，准度、可靠性、经济性相比其他方法更为优异，受到了广泛关注，具备良好的应用前景。

3.电气接点无线测温系统的组成及应用

3.1概述

电气接点在线测温装置适用于高低压开关柜内电缆接头、断路器触头、刀闸开关、高压电缆中间头、干式变压器、低压大电流等设备的温度监测，防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触电阻过大而发热成为安全隐患，提高设备安全保障，及时、持续、准确反映设备运行状态，降低设备事故率。

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，系统设计遵循国际标准Modbus-RTU、Modbus-TCP等传输规约，安全性、可靠性和开放性都得到了较大地提高。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。

3.2应用场所

适合在泛在电力物联网、钢厂、化工、水泥、数据*心、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。

3.3系统结构

温度在线监测系统结构图

3.4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：

1）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。

2）温度曲线：查看每个测温点的温度趋势曲线。

3）运行报表：查询及打印各测温点某个时间的温度数据。

4）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。

5）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。

3.5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。

4.电气接点无线测温系统的应用效果

无线测温系统无需人工巡检、干预即可实现全天24h实时在线监控，避免因发现故障不及时造成事故扩大。采用绝缘安装，无任何导线连接，对在线运行设备无任何影响。大幅度降低了现场设备巡查的工作量，并对安全状况进行提前预警，并通过后台计算机轻松实现无人值守及故障查找。系统采用无线网络的形式，无线信号汇集到控制室电脑，由电脑实时监测各个温度点的变化，实时监测高低压系统的发热情况。将以前的被动检修转变成预判、计划检修，根据历史数据对温度的变化进行分析，提前进行检修，维护设备，保证供电系统运行的可靠性和安全性。

以动力厂制氧作业区配电室为例，在配电室的发电上网柜安装1套无线测温装置，设定报警温度为50℃。运行过程中发现随着夏季室内温度升高，发电并网柜无线测温装置出现了超温报警情况。检修人员立即进入现场，调取主控室温度变化曲线，结合现场实际情况对线路、电流情况进行排查分析。排查发现由于电流较大，母线铜牌不能承受长时间大电流运行，导致240柜静触头温度超温，需要更换大容量真空断路器，保证在夏季满负荷运行时，线路温度变化可控，消除超温隐患。经改造后，夏季线路运行温度维持在45℃左右，可以有效预防断路器故障及其他安全事故的发生，保障了制氧作业区电力设备长周期安全稳定运行。

5.结语

通过对电气接点温度的监控可以及时发现接点存在的问题，避免大部分电力事故的发生，维护电网安全稳定。一般电气接点测温方法存在需人工干预、准确度不高、不能实时监控等弊端。无线测温方法经济、系统功能齐全、准确度高、自动化程度高，应用于联合特钢公司高、中、低压电气接点温度的检测，实现了24h实时监测控制，检测范围广，检测点分配便捷，可以集中收集数据，及时报警，消除电气系统安全隐患。

审核编辑 黄宇