- 基于无线测温的热缺陷检测系统在35kV开关柜中的应用[图]

（3）利用无线传感器ID 号具有唯一性的特点，提出1 种无线传感器网络节点与网关之间新的通信方法，在采样单元和发射单元中增加间隔周期调节电路，通过控制模块改变发射周期，使2 者之间能够以低功耗方式进行双向无线通信。

2.3 测温工作站

测温工作站为1 台工控计算机，通过在该计算机上运行专用软件，用来定时读取从通信终端收集的温度和ID 数据，并写入本地硬盘作长期保存。主要功能有以下几个方面。

（1）开关柜监测点巡查功能。值班人员根据需要进行功能选择，所有隐患点和工作不正常的测温探头位置将在屏幕上直接显示出来。

（2）开关柜监测点温度变化趋势分析功能。通过对以往60 d 的数据分析，预测出可能出现故障的监测点，使传统的"故障检修"升级为"状态检修"成为可能。

（3）开关柜监测点温度变化曲线图生成功能。

用户既可以查看单个点温度随时间的变化曲线，也可以同时比较任意1 组三相线路的温度变化曲线。

（4）系统通过计算机网络可将测温工作站与上级办公系统连接起来，实时查看各变电站监测点温度数据，及时制定安全生产措施，提出工作指导。

3 系统的应用过程分析

3.1 测温点分布

内蒙古某变电站35 kV 开关柜在运行过程中，曾多次因局部过热引起开关柜烧毁故障。经研究，在该变电站35 kV 配电室安装了基于无线测温原理的热缺陷检测系统。该变电站35 kV 高压配电室分4段母线、共29 个开关柜，母线一段和母线二段8 个柜各安装6 个测温点，分别监测开关下触头和电缆接头温度； 母线三段和母线四段8 个柜各安装3 个测温点，监测电缆接头温度，共72 个测温点，需2 台接收终端进行管理。2 台接收终端可实时发送测点温度信息至变电站主控室的计算机，实现远程监测。

3.2 测量及传输性能校验

热缺陷检测系统通过接触式传感器测量温度，发出无线信号给接收终端。为了确保发送数据的准确性和信号传输的可靠性，对热缺陷检测系统在不同工作环境下进行了校验，热缺陷检测系统校验数据见表1 所示。试验结果表明，在不同的工作环境和接收距离下，热缺陷检测系统都可以准确识别和接收探头发出的温度信号。系统接收温度信息的抗干扰能力较强，可满足电力系统高压带电设备的温度监测要求。

表1 热缺陷检测系统校验数据

3.3 系统安装

系统现场安装前，需先收集该变电站35 kV 开关柜图纸、技术资料和相关参数，实测变电站35 kV开关柜内安装尺寸，确定传感器安装位置和热缺陷检测系统的安装方案。经对历史故障数据比对分析，发现封闭的高压开关柜内易发热部位是断路器触头接触处和出线电缆接头处，因此传感器安装位置定位在上述2 个部位。用于监测断路器触头温度的传感器安装在断路器下拐臂接头处，通过绑带固定在拐臂上（见图3）；电缆接头处的传感器通过专用夹具与螺丝固定（见图4）。2 台接收终端分别固定在配电室西北角和西南角的墙壁上，信息传输距离100m, 最多可以和200 个温度传感器实现传输通信，保证对柜内测温传感器信号接收的可靠性和扩展性。

图3 传感器安装在断路器下拐臂处

图4 传感器安装在电缆接头处

为了确保测温系统在运行电压下可靠运行，依据Q/HBW14701-2008,对安装热缺陷检测系统的开关柜进行了交流耐压试验，电压为85 kV,持续时间1 min,试验通过，试验结果合格。

3.4 监测功能及效果

3.4.1 功能

35 kV 开关柜热缺陷检测系统主界面见图5.该系统主界面显示每个监测开关柜中温度最高的测温点，通过主界面可以对运行中任意1 个开关柜的运行温度随时间变化曲线进行查询，完成对数据的处理、维护、报警设定和用户管理等功能。

图5 热缺陷检测系统主界面