基于物聯網的低壓開關柜溫度監測技術應用

安科瑞 宣依依

低壓開關柜無線測溫系統采用無線通訊網絡進行組網，在線監測低壓開關柜內關鍵電氣接點的溫度，實現溫度的本地監控和告警提示，同時也能通過計算機網絡技術將數據送至監控系統，通過監控系統的數據分析，對設備溫度異常進行預警，確保電力設備的安全穩定運行。

    低壓配電柜的開關接線柱、銅排連接點、電纜接頭等電氣連接部位由于壓接不緊、氧化、材料導電率不良、接觸面不平整、過負荷運行等原因會造成接觸電阻增大而引起發熱。開關柜設備長期的超溫運行，會降低設備的性能及使用壽命，引發設備故障，影響電網的正常運行，甚至引起電氣火災，造成巨大經濟損失。

    近年來隨著物聯網技術的迅速發展，采用短距離無線通信技術的無線測溫設備已經廣泛應用于低壓開關設備的電氣接點溫度監測。無線測溫傳感器安裝維護方便，組網簡單，實時在線，可以代替傳統的人工定期巡檢的方式，盡早發現電力設備的溫度異常，保證設備安全運行。

     無線測溫系統主要由設備層的無線溫度傳感器和溫度顯示單元，通訊層的邊緣計算網關以及站控層的無線測溫系統主機組成，實現低壓柜關鍵電氣部位的溫度在線監測。

    無線無源測溫傳感器ATE400采用一體化設計，集成自取電電路，溫度測量電路以及射頻發射電路。傳感器捆綁安裝在銅排、電纜頭等連接發熱點，當一次回路電流在5~5000A范圍時，傳感器依靠CT感應原理進行取電工作，每15秒進行一次測量發熱點溫度并無線上傳至柜面安裝的顯示單元。傳感器溫度測量范圍為-50℃~+125℃，精度高達±1℃，測溫分辨率0.1℃，安裝方便，工作可靠，抗干擾性能強，低功耗的無線設計既保證了和顯示單元的穩定通信也不會對其他設備造成影響。

    無線測溫顯示單元ARTM-Pn可無線接收多達60個ATE400傳感器的數據，傳感器和顯示單元之間通過數字ID進行識別，準確定位每個電氣發熱點的溫度。顯示單元嵌入式安裝在低壓柜面，實時顯示各點溫度，并且可以根據用戶設定預警、報警溫度值，實現高溫預警、超溫告警、相間溫差報警、溫度突變量告警等功能，裝置可存儲120條帶有時標的告警記錄，同時告警時繼電器出口可以控制聲光報警器和切斷故障回路，幫助用戶及時發現故障，盡快分析查找設備故障原因，恢復正常供電。此外顯示單元還可以選擇電參量測量功能，測量數據包括電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、電能等。顯示單元所有測量數據都可以通過485接口及標準Modbus-RTU協議接入邊緣計算網關，實現網絡組網，將數據上傳至無線測溫監測系統主機。

    無線測溫系統主機安裝于值班監控室，可以遠程監視系統內所有開關設備運行溫度狀態。系統具有以下主要功能：

    溫度顯示：顯示配電系統內每個測溫點的實時值，也可實現電腦WEB/手機APP遠程查看數據。

    溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。

    運行報表：查詢及打印各測溫點特定時間的溫度數據。

    實時告警：系統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。系統具有實時語音報警功能，能夠對所有事件發出語音告警，告警方式有彈窗、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時提醒值班人員。

    歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析等。

    總結：基于物聯網的低壓開關柜無線測溫技術的應用，解決了長期以來電氣設備需要人工現場測溫，數據存儲困難等問題，大大減少了設備檢修預試停電次數和時間，減輕了日常巡檢的工作量，無線測溫技術能及時發現各關鍵點部位的溫度異常狀況，避免連接部位老化或接觸電阻過大而產生過熱現象，為電力安全生產和可靠供電提供了有力保證，提高了設備的可靠性。隨著社會的發展，人們對用電的需求越來越大，電力無線測溫提供一種新的測溫方式，對低壓開關柜等設備安全穩定運行具有重要意義。