摘 要：本文重點(diǎn)介紹由于電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)、超負(fù)荷運(yùn)行、材料受污染等因素導(dǎo)致的設(shè)備發(fā)熱時(shí)，設(shè)備溫度升 高，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重后果，無(wú)線測(cè)溫裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且能夠做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)解決，將各種設(shè)備事故隱患消滅在初期，尤其對(duì)設(shè)備的接頭過(guò)熱現(xiàn)象更為有效，以保證電廠供電的安全、正常進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：智能無(wú)線測(cè)溫技術(shù)；大型電廠；研究；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.130

1 傳統(tǒng)測(cè)溫方式

我國(guó)電力系統(tǒng)傳統(tǒng)的溫度測(cè)量方法在應(yīng)用的過(guò)程中有著一定的局限性，如傳統(tǒng)紅外線溫度測(cè)溫儀對(duì)電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；對(duì)于溫度貼片測(cè)量?jī)x的使用，由于在出線室的后面有觀察窗，只能在接點(diǎn)監(jiān)測(cè)過(guò)程中觀察電纜的接頭是否有溫度的變化，無(wú)法對(duì)斷路器的街頭溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，貼片在使用的過(guò)程中需要觀察顏色的變化，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警等。

事故案例：某供電局局110kV變電站2號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，三側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘。

事故原因是2號(hào)主變10kv側(cè)閘刀接觸面，鍍銀層沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)厚度，觸點(diǎn)壓力不足，造成動(dòng)靜觸頭接觸不良，引起發(fā)熱，發(fā)熱加重使彈簧失效，最后形成靜觸頭片熔化、墜落，造成單相短路，進(jìn)而引發(fā)相間短路，釀成事故。事故暴露出的問(wèn)題是閘刀質(zhì)量差、開(kāi)關(guān)柜沒(méi)有觀察窗，無(wú)法觀察到閘刀運(yùn)行工況。（如圖1）

以上事故案例都是在電力設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行全天候在線實(shí)時(shí)監(jiān)控所導(dǎo)致的，在電廠龐大的電力設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中如采用非接觸式無(wú)源、高精度紅外傳感技術(shù)進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)就能夠有效彌補(bǔ)上述存在的不足，對(duì)于設(shè)備的維護(hù)人員的巡檢工作帶來(lái)極大的方便。

2 無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的研究

2.1 無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究

無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。（見(jiàn)圖2）

無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)采集、通信終端和通信管理三個(gè)主要部分構(gòu)成。

測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)采集是基于感應(yīng)式原理，對(duì)電能的獲取，并通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)重要部位溫度的測(cè)量，當(dāng)溫度的信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊時(shí)，就可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要在開(kāi)關(guān)與母線接點(diǎn)等關(guān)鍵部位。

通信終端對(duì)測(cè)溫終端發(fā)出命令，將溫度值等信息傳輸?shù)綗o(wú)線通信的主要管理部位。

通信終端是其他兩個(gè)部分的進(jìn)行交換的主要機(jī)構(gòu)，能夠通過(guò)對(duì)信息的收集再經(jīng)過(guò)無(wú)線將信息發(fā)送至測(cè)溫現(xiàn)場(chǎng)顯示終端，受到數(shù)據(jù)后再轉(zhuǎn)發(fā)給通信管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，也保證了數(shù)據(jù)的完整與可靠。

2.2 無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能

（1）在發(fā)電廠設(shè)備的內(nèi)部，安裝一種傳感器，主要是非接觸式并且無(wú)源高精度的紅外傳感器，例如變壓器、開(kāi)關(guān)柜以及封閉母線等等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)非接觸式的系統(tǒng)溫度采集。

（2）智能無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電纜及其附件的溫度測(cè)量是通過(guò)光線傳感器的作用進(jìn)行的。

（3）通過(guò)無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的硬件與軟件設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（4）對(duì)無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的后臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并且要對(duì)趨勢(shì)進(jìn)行分析，能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備的隱患做到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)與預(yù)防，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)在故障出現(xiàn)前對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決，及時(shí)扼殺電氣設(shè)備故障的萌芽。

2.3 無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的一般都是本安型的傳感器，這樣的傳感器用起來(lái)比較安全、可靠，不會(huì)使電氣設(shè)備遭到破壞，也不會(huì)受到電力電壓的等級(jí)影響，使用起來(lái)沒(méi)有電壓等級(jí)的限制。

（2）無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的在計(jì)算過(guò)程中，計(jì)算方法的應(yīng)用比較科學(xué)，對(duì)于系統(tǒng)的溫度與溫升能夠做出判斷與分析，進(jìn)而對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)警。

（3）當(dāng)電廠中的發(fā)電設(shè)備受到溫度影響時(shí)，無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠有效的進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。設(shè)備溫度過(guò)高的主要原因是流經(jīng)電流在接點(diǎn)耗損進(jìn)而釋放出一定的熱能，流經(jīng)電流損耗越多釋放的熱量越大，電廠設(shè)備溫度也就越高，因此出現(xiàn)故障的幾率就會(huì)增大。

（4）對(duì)電廠發(fā)電設(shè)備的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)故障的早發(fā)現(xiàn)、早處理，進(jìn)而能夠提前預(yù)測(cè)出事故的類(lèi)型，做好防護(hù)工作。

（5）當(dāng)大型電廠的設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠及時(shí)做出警報(bào)，并對(duì)故障的位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，以便維修人員及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行檢修。

3 無(wú)線測(cè)溫技術(shù)在電廠的應(yīng)用

3.1 無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的測(cè)溫方法

這種無(wú)線測(cè)溫法對(duì)于電力系統(tǒng)的適應(yīng)程度還需要通過(guò)實(shí)際的測(cè)量得出結(jié)論，可以通過(guò)對(duì)設(shè)備的精度、穩(wěn)定度等方面進(jìn)行分析，具體如下：

對(duì)于高壓的電氣設(shè)備進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)，需要對(duì)其精度進(jìn)行測(cè)量。以紅外線測(cè)溫法為例，這種方法的測(cè)量范圍比較寬廣，但是精度卻比較差，同時(shí)穩(wěn)定性也比較差，主要是由于紅外線的信號(hào)比較弱，進(jìn)程在對(duì)其進(jìn)行輻射聚焦過(guò)程中就會(huì)需要更精確，但這在實(shí)際應(yīng)用中卻比較難實(shí)現(xiàn)。除此之外，溫度的補(bǔ)償方面也會(huì)影響精度，各個(gè)高壓觸點(diǎn)的輻射率是不同的，由于輻射的路徑是不同的，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一定的大氣衰減，也就使得測(cè)量的穩(wěn)定性較差，但是經(jīng)過(guò)熟練的操作人員對(duì)溫度的測(cè)量，也能對(duì)溫度實(shí)行初步的測(cè)量。

3.2 無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的測(cè)量安裝點(diǎn)研究

測(cè)溫的方法有兩種分別為接觸式與非接觸式，第一種的測(cè)量原理就是利用元件與被測(cè)設(shè)備間的熱量交換，實(shí)現(xiàn)熱平衡，完成對(duì)電力設(shè)備中的重要部位進(jìn)行測(cè)量。由于在測(cè)量的同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)熱量的向外傳導(dǎo)，因此測(cè)量結(jié)果也會(huì)存在一定的誤差。

運(yùn)用接觸式測(cè)量方法對(duì)設(shè)備溫度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于對(duì)象是不同的，而且會(huì)有很多因素導(dǎo)致誤差出現(xiàn)，上文提到的兩點(diǎn)都是比較常見(jiàn)的，但是也要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行分析，而且有的誤差是可以通過(guò)計(jì)算進(jìn)行修正的，但是有的就不能，只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)數(shù)值進(jìn)行估計(jì)。另外，在接觸法測(cè)量過(guò)程中，也要對(duì)元件的接觸點(diǎn)進(jìn)行關(guān)注，防止對(duì)測(cè)量的溫度準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。

3.3 無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)裝置關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

（1）等電位技術(shù)，將設(shè)備的溫度測(cè)量裝置在開(kāi)關(guān)、母線接點(diǎn)等部位進(jìn)行安裝，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和傳輸要保持等電位的狀態(tài)，這樣能夠有效解決終端絕緣和耐壓的問(wèn)題；

（2）抗電磁干擾技術(shù)，等電位的溫度測(cè)量探頭都是采用的封閉外殼材料，并且將傳感器等模塊安裝在設(shè)備內(nèi)部；

（3）電源無(wú)源技術(shù)，將電力設(shè)備的供電切斷，并且實(shí)現(xiàn)供電的方式，對(duì)電路進(jìn)行引入，進(jìn)而能夠保證測(cè)量溫度的可靠性。

（4）安全措施，電氣設(shè)備的溫度測(cè)量技術(shù)在進(jìn)行設(shè)備安裝時(shí)要實(shí)行電氣設(shè)備的絕緣保護(hù)工作，以確保設(shè)備的無(wú)線終端以及整個(gè)設(shè)備能夠正常的運(yùn)行。

3.4 無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

在煉鋼的齒輪箱內(nèi)應(yīng)用這種技術(shù)進(jìn)行溫度測(cè)量，當(dāng)將設(shè)備放置在冷軋卷上時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)高溫潤(rùn)滑的失效現(xiàn)象，進(jìn)而使得設(shè)備出現(xiàn)故障，這時(shí)在對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量就能夠有效的對(duì)故障隱患進(jìn)行排查，進(jìn)而防止設(shè)備事故的發(fā)生，以確保大型電廠內(nèi)部的生產(chǎn)安全。

4 總結(jié)

在我國(guó)的大型電廠中，由于傳統(tǒng)的測(cè)溫方的局限性，已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)多次事故，因此對(duì)智能無(wú)線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，能夠大大改善設(shè)備的溫度測(cè)量工作，為設(shè)備事故的預(yù)防和排查，帶來(lái)了十分重要的意義，保證了我國(guó)電廠的正常與安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)大偉.基于Zig Bee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)[J].微計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2010，3（31）.

[2]柯兆盛，郭樹(shù)旭，劉寶琦，凌子松，李英博.基于n RF401芯片的無(wú)線傳輸遠(yuǎn)程測(cè)溫系統(tǒng)[J].傳感器技術(shù)，2004，23（07）.

[3]易靈芝，王根平，彭寒梅，李衛(wèi)平.無(wú)線射頻收發(fā)模塊在遠(yuǎn)程測(cè)溫系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2004，23（190）.

作者簡(jiǎn)介：王海峰（1982-），遼寧葫蘆島人，學(xué)士，工程師，主要從事繼電保護(hù)工作。endprint