安科瑞 呂夢(mèng)怡

前言

近年來隨著電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，企業(yè)在生產(chǎn)過程中使用的電力負(fù)荷也隨之加重，經(jīng)常會(huì)發(fā)生因負(fù)載過多而導(dǎo)致電路設(shè)備燒毀的情況，對(duì)企業(yè)造成不小的財(cái)產(chǎn)損失。為有效檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的溫度變化狀況，研制了一種無線測(cè)溫系統(tǒng)，利用溫度傳感器與無線傳輸系統(tǒng)相結(jié)合的方法，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備溫度變化的目的。

無線測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

無線測(cè)溫系統(tǒng)由兩部分組成，一部分是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度的硬件結(jié)構(gòu)，即溫度傳感器，另一部分是傳輸并顯示檢測(cè)結(jié)果的結(jié)構(gòu)，本研究將其集成在溫度檢測(cè)器中。溫度傳感器一般位于高壓開關(guān)柜、電纜接頭、保險(xiǎn)絲等接口處，為保證測(cè)量精度，傳感器與被測(cè)點(diǎn)一般處于同一點(diǎn)位，然后通過無線傳輸技術(shù)將所得數(shù)據(jù)傳輸并顯示到控制分析器件中。為保證該測(cè)溫系統(tǒng)的用電安全，高壓工作部分與低壓工作部分應(yīng)實(shí)現(xiàn)電氣隔離，以免發(fā)生漏電等事故。溫度接收裝置一般安裝在工作器件的外表面，并設(shè)置有多個(gè)通道，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理，之后將接收器收到的數(shù)據(jù)通過串口或者并口數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，由事先編輯好的程序進(jìn)行分析和處理。

1.溫度傳感器

溫度傳感器的主要功能是將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，常用的有Pt100熱電偶傳感器，測(cè)量精度為0.1℃。無線溫度傳感器除溫度檢測(cè)元件外，還包括供電電源、測(cè)量電路、邏輯控制電路以及一定頻率下的無線通信電路，溫度傳感器要與被測(cè)物體表面緊密接觸。為了適應(yīng)高溫工作環(huán)境，無線溫度傳感器 通常要用高溫高壓的熱縮管進(jìn)行封裝，還要具備一定的防水防塵能力，以滿足長(zhǎng)時(shí)間工作需求。由于無線溫度檢測(cè)系統(tǒng)的工作空間一般都比較小，因此在封裝時(shí)應(yīng)盡量減小其體積，以適應(yīng)工作環(huán)境。

在使用溫度傳感器時(shí)，可利用耐高溫的尼龍絲或粘貼的方法將已經(jīng)封裝好的溫度檢測(cè)器固定于物體表面，但要注意保持接觸的緊密度，以減少測(cè)量誤差。溫度傳感器應(yīng)有比較寬的線性工作范圍，一般選擇-55~130℃的傳感器，對(duì)于不同的工作環(huán)境，應(yīng)根據(jù)精度和誤差要求進(jìn)行選擇。

2.無線溫度檢測(cè)器

無線溫度檢測(cè)器有多個(gè)接收通道，可同時(shí)對(duì)來自多個(gè)位置的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并顯示。檢測(cè)器中設(shè)置有閾值判定模塊和故障處理模塊，工作人員事先設(shè)定一個(gè)安全范圍，檢測(cè)器在接收到數(shù)據(jù)之后與設(shè)定閾值進(jìn)行對(duì)比，一旦發(fā)現(xiàn)溫度高于閾值就轉(zhuǎn)入故障處理模塊，檢測(cè)器顯示屏上會(huì)輸出警告字樣，同時(shí)輸出一系列高低電平以驅(qū)動(dòng)報(bào)警指示燈和音響工作。

3.實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)軟件系統(tǒng)

為降低工作人員的工作量，技術(shù)人員設(shè)計(jì)開發(fā)了與上述無線溫度檢測(cè)系統(tǒng)相匹配的實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)軟件，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和處理。該軟件安裝于與無線溫度檢測(cè)系統(tǒng)相連接的計(jì)算機(jī)上，具備溫度顯示功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能、歷史數(shù)據(jù)分析對(duì)比功能、故障警示功能和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析功能，可以幫助技 術(shù)人員處理海量數(shù)據(jù)，提煉有用信息，對(duì)各個(gè)設(shè)備溫度的變化情況進(jìn)行對(duì)比和分析，及時(shí)匯報(bào)異常狀態(tài)，保證各個(gè)設(shè)備的安 全運(yùn)行。同時(shí)，該軟件還具有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)計(jì)算功能和可視化能力，可以將一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)以曲線圖的方式展示，并標(biāo)注其中的異常點(diǎn)，提醒維修人員檢查。

無線測(cè)溫系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例

無線測(cè)溫系統(tǒng)的通信頻段一般設(shè)置為2.3~2 .5GHz，處于高頻波段，抗干擾能力強(qiáng)。通信技術(shù)選擇ZigBee技術(shù)，適用于短距離通信，使用復(fù)雜度較低，具有低功耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)。溫度傳感器中安裝有天線，可以保證通信效率，體積較小，便于安裝和使用，內(nèi)部采用鋰電池供電，使用壽命長(zhǎng)。傳感器使用二進(jìn)制編碼，處理分析方便。

溫度傳感器在使用時(shí)應(yīng)用無線傳輸技術(shù)，不需外接數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)安全性能高，漏電風(fēng)險(xiǎn)小。由于溫度傳感器在信息傳輸時(shí)不需要使用外部數(shù)據(jù)線， 因此不會(huì)受到溫度、濕度、灰塵、振動(dòng)等的影響，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性高，抗干擾能力強(qiáng)。溫度傳感器與計(jì)算機(jī)連接并通過計(jì)算機(jī)中的軟件對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 和分析，具有良好的實(shí)時(shí)性，同時(shí)還可節(jié)省人力資源，提高工作效率。與傳統(tǒng)的紅外測(cè)溫傳感器相比，本研究提出的無線測(cè)溫系統(tǒng)不需要人工進(jìn)行操作，受周圍環(huán)境、設(shè)備構(gòu)造的影響比較小，測(cè)量精度比較高。

目前研制的無線測(cè)溫系統(tǒng)工作范圍為35kV以下高壓開關(guān)、繼電器以及多種接觸點(diǎn)，地下電纜的檢測(cè)電壓為 110 kV，在使用時(shí)要注意工作電壓的限制。

安科瑞溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1概述

電氣接點(diǎn)在線測(cè)溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)，防止在運(yùn)行過程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設(shè)備安全保障，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。

Acrel-2000T無線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通訊，系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

2應(yīng)用場(chǎng)所

適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測(cè)。

審核編輯 黃宇