一．    電力設(shè)備溫度監(jiān)測的必要性
電力設(shè)備安全可靠性是超大規(guī)模輸配電和電網(wǎng)安全保障的重要環(huán)節(jié)，尤其我國正處于經(jīng)濟(jì)快速增長時(shí)期，國家電網(wǎng)的電力供電負(fù)荷日益增加，在持續(xù)擴(kuò)大供電同時(shí)給電網(wǎng)電器設(shè)備帶來一系列的安全問題。為盡可能的避免各類電力事故，電力設(shè)備安全運(yùn)營實(shí)時(shí)監(jiān)控的任務(wù)迫在眉睫。
電力設(shè)備中的觸頭和接頭的電網(wǎng)安全的一個(gè)重要隱患?，F(xiàn)有統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，故障其主要發(fā)生在如下位置：
1）開關(guān)柜中動(dòng)、靜觸頭故障。開關(guān)柜作為一種廣泛運(yùn)用的電力設(shè)備，開關(guān)柜是輸配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備，承擔(dān)著開斷和關(guān)合電力線路、線路故障保護(hù)、監(jiān)測運(yùn)行電量數(shù)據(jù)的重要作用。開關(guān)設(shè)備因高壓斷路器動(dòng)、靜觸頭接觸不良，加上長期的大電流、觸頭老化等因素易致其接觸電阻增大，從而導(dǎo)致長時(shí)間發(fā)熱、觸頭溫升過高甚至最終發(fā)生高壓柜燒毀故障。
2）電纜接頭故障。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長、壓接頭的松動(dòng)、絕緣老化、以及局部放電、高壓泄漏等，將引起發(fā)熱和溫度的升高，溫度的升高將使這些狀況進(jìn)一步惡化，這將促使溫度進(jìn)一步提升，這一惡性循環(huán)的結(jié)果就引發(fā)短路放炮，甚至火災(zāi)。
目前對(duì)于開關(guān)柜接頭觸點(diǎn)的溫度監(jiān)測尚沒有有效方法解決，作為監(jiān)測的替代方式，通常采用效率低且代價(jià)高的人工紅外探測巡檢方式，實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控成為目前智能電網(wǎng)的一大難題?？梢姡Ｒ?guī)測溫手段無法滿足對(duì)設(shè)備關(guān)鍵部位溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求。開發(fā)研制一種適用范圍廣、安全可靠的測溫系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測主要設(shè)備（特別是對(duì)封閉設(shè)備內(nèi)部）關(guān)鍵點(diǎn)的運(yùn)行溫度，掌握設(shè)備運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患、采取措施，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)保障電網(wǎng)安全運(yùn)行意義重大。

二．    技術(shù)優(yōu)勢 
2.1傳統(tǒng)測溫方式面臨的問題 
1) 常規(guī)測溫方式 常規(guī)的熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體溫度傳感器等測溫方式，需要金屬導(dǎo)線傳輸信號(hào)，絕緣性能不能保證。 
2) 與光纖測溫的比較 光纖溫度傳感器采用光導(dǎo)纖維傳輸溫度信號(hào)，光導(dǎo)纖維具有優(yōu)異的絕緣性能，能夠隔離開關(guān)柜內(nèi)的高壓，因此光纖溫度傳感器能夠直接安裝到開關(guān)柜內(nèi)的高壓觸點(diǎn)上，準(zhǔn)確測量高壓觸點(diǎn)的運(yùn)行溫度，實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜觸點(diǎn)運(yùn)行溫度的在線監(jiān)測。然而，光纖具有易折，易斷、不耐高溫等特性。積累灰塵后易導(dǎo)致光纖沿面放電從而使絕緣性降低，且受開關(guān)柜結(jié)構(gòu)影響，在柜內(nèi)布線難度較大。另外，光纖測溫的成本也相對(duì)較高。 
3) 紅外測溫 紅外測溫為非接觸式測溫，易受環(huán)境及周圍的電磁場干擾，另外開關(guān)柜內(nèi)的空間非常狹小，無法安裝紅外測溫探頭（因?yàn)樘筋^必須與被測物體保持一定的安全距離，并需要正對(duì)被測物體的表面），要求被測量點(diǎn)能夠在視野內(nèi)并無遮掩，并且表面干凈以確保準(zhǔn)確性。
 
2.2無線測溫的優(yōu)勢
1) 安全可靠 無線的溫度采樣方式無需在被測點(diǎn)或相關(guān)支撐結(jié)構(gòu)上連線，傳感器與接收設(shè)備之間無電氣聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)了高壓隔離，抗干擾能力強(qiáng)，保障設(shè)備安全運(yùn)行。 
2) 安裝方便靈活 無線溫度傳感器體積小且與采集器之間數(shù)據(jù)無線傳輸，安裝方便靈活，不受開關(guān)柜結(jié)構(gòu)和空間影響
3) 環(huán)境適應(yīng)性好 溫度傳感器通過匹配軟件的校正后就已經(jīng)補(bǔ)償了傳感器制作過程中的偏差。傳感器可在任何工作溫度范圍內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)試，不會(huì)受季節(jié)因素影響。通常情況下，傳感器只在安裝后調(diào)試一次，并保持多年不需再校正。 同時(shí)，灰塵堆積等環(huán)境因素不會(huì)對(duì)無線溫度傳感器測溫產(chǎn)生影響。 
4) 低成本 無線溫度傳感器的價(jià)格較其他傳統(tǒng)測溫方式較低，同時(shí)，信號(hào)采用無線傳輸?shù)墓ぷ鞣绞搅畋鞠到y(tǒng)的安裝、維護(hù)成本大大降低。

三．    無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)采用由一臺(tái)高性能工控計(jì)算機(jī)， 通過RS485 工業(yè)總線，連接XG-on-Line-TD型無線式溫度監(jiān)測裝置，每臺(tái)XG-on-Line-TD監(jiān)測裝置都具有一個(gè)RS485 接口，在無中繼器的情況下，多達(dá)256 個(gè)XG-on-Line-TD無線式溫度監(jiān)測裝置可組成一個(gè)無線測量網(wǎng)絡(luò)，每臺(tái)XG-on-Line-TD無線式溫度監(jiān)測裝置相當(dāng)于一個(gè)無線接入點(diǎn)，它可接入6-12 只無線溫度傳感器，系統(tǒng)的中心計(jì)算機(jī)在線監(jiān)測所有XG-on-Line-TD型無線溫度監(jiān)測裝置所測量的溫度，下圖顯示了無線測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。

無線傳輸式在線測溫的工作原理
   溫度檢測、信號(hào)傳輸單元是由微功耗工業(yè)級(jí)或汽車級(jí)，最高可工作到180℃的高性能測溫IC芯片及工作壽命長的專用感應(yīng)取電線圈以及數(shù)據(jù)發(fā)送單元等組成，該單元可以安全、方便地裝于母線排、隔離開關(guān)、觸臂等位置上；溫度檢測、信號(hào)傳輸單元的測溫傳感器完成溫度測量，數(shù)據(jù)發(fā)送塊完成溫度等數(shù)據(jù)的無線傳輸，然后由數(shù)據(jù)監(jiān)控主機(jī)單元完成數(shù)據(jù)接收、顯示、設(shè)定和報(bào)警。可實(shí)時(shí)顯示溫度數(shù)據(jù)，現(xiàn)場設(shè)定相關(guān)參數(shù)，具有報(bào)警和預(yù)報(bào)警功能，并可利用總線技術(shù)，組網(wǎng)完成集中顯示、設(shè)定、數(shù)據(jù)記錄及無線遠(yuǎn)程語音報(bào)警等功能，因此可實(shí)現(xiàn)無人值班的情況下的實(shí)時(shí)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)溫度過高馬上報(bào)警，及時(shí)處理防范于未然，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全和供電的可靠性。
信號(hào)處理和組網(wǎng)裝置帶有遠(yuǎn)程通信接口，可通過現(xiàn)場工業(yè)總線組網(wǎng)，可以在遠(yuǎn)程上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行集中顯示各開關(guān)柜各測溫點(diǎn)數(shù)據(jù)，可設(shè)定開關(guān)柜預(yù)報(bào)警溫度。上機(jī)位系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)管理功能，能顯示各測溫點(diǎn)歷史溫度變化曲線和記錄歷史預(yù)報(bào)警狀態(tài)。上位機(jī)系統(tǒng)功能界面示于圖5

四．    技術(shù)特點(diǎn)
4.1 高壓隔離實(shí)現(xiàn)高壓設(shè)備在線監(jiān)測，首先要解決高壓隔離問題。一般來說，解決這個(gè)問題有兩個(gè)途徑一是通過空間隔離，另一是通過光纖隔離?？臻g隔離，信號(hào)可由光傳送或無線電傳送，本文采用無線電進(jìn)行信號(hào)傳送，它具有結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠等特點(diǎn)。而通過光纖隔離存在著沿面放電問題，需要有較長的沿面爬電距離。
4.2 抗干擾措施高壓開關(guān)柜運(yùn)行在高電壓、大電流的狀態(tài)，系統(tǒng)事故瞬間還出現(xiàn)強(qiáng)烈的電磁暫態(tài)過程，這些強(qiáng)電場、磁場及強(qiáng)電磁干擾，會(huì)對(duì)微電子系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。為消除這些干擾，同時(shí)采用軟、硬件抗干擾措施，在軟件設(shè)計(jì)上應(yīng)用數(shù)字編碼、解碼技術(shù)，剔除干擾信號(hào)，并使用了軟件濾波技術(shù)；在硬件上采用金屬屏蔽，加強(qiáng)各級(jí)濾波消除高頻干擾。另外為了消除隨機(jī)干擾，利用觸頭溫度變化相對(duì)緩慢的特點(diǎn)，對(duì)檢測點(diǎn)信號(hào)多次采集，排除異常數(shù)據(jù)以保證數(shù)據(jù)可靠，通過以上綜合措施，整機(jī)有了較好的干擾能力，測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。
4.3 供電方式采用專用感應(yīng)取電線圈供電方式。在探頭及信號(hào)傳輸單元內(nèi)安裝了能自動(dòng)從高壓帶電設(shè)備電流中感應(yīng)出電源，無需外接電源和內(nèi)置電池，提供穩(wěn)定可靠的電源。
4.4 熱穩(wěn)定性問題溫度檢測器安裝在主導(dǎo)電回路上，測量點(diǎn)溫度可達(dá)120℃左右，所以選用了最高工作溫度達(dá)到180℃的高性能測溫IC作為測溫元件，從而保證了溫度檢測器良好的熱穩(wěn)定性。

五．    系統(tǒng)設(shè)備簡介
5.1數(shù)據(jù)監(jiān)控主機(jī)
采用工業(yè)級(jí)微處理，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，抗干擾性強(qiáng)，采用128×64工業(yè)液晶屏，中文菜單顯示簡單直觀具有RS485接口和雙路開關(guān)量接口，即可以單獨(dú)成系統(tǒng)，也可以聯(lián)網(wǎng)成為系統(tǒng)的一部分，帶有事件記錄功能，可記錄曾經(jīng)出現(xiàn)的異常情況，可搭配多種溫度采集方式，根據(jù)不同的場合采用不同的傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測及顯示柜內(nèi)溫度的情況，提供溫度和溫差雙檢測方式。
  技術(shù)參數(shù)
供電電源                AC/DC85-264V
測溫通道                12個(gè)（支持1到12個(gè)溫度采集點(diǎn)）
儀表工作環(huán)境溫度        -15℃~80℃
儀表工作環(huán)境濕度        ＜95%RH
報(bào)警輸出口            繼電器無源接點(diǎn)輸出（4路常開或4路常閉）
通訊接口                Rs485（隔離）

5.2無線溫度傳感器（感應(yīng)取電線圈型）
無線溫度傳感器（感應(yīng)取電線圈型）由電源感應(yīng)、溫度檢測、無線發(fā)送等部分組成。無線溫度傳感器采集對(duì)應(yīng)的溫度信息，轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)過處理后由無線部分發(fā)送到無線接收模塊。

技術(shù)參數(shù)
測溫精度：＜±0.2℃                        
測溫范圍：-10℃~150℃
無線傳輸距離：80米（空曠可視距離）        
測量時(shí)間間隔：1秒
工作電流：＞15A
通信接口：無線傳輸
信號(hào)調(diào)制方式：GFSK
通訊速率：雙向1024kbit/s
工作頻率：2.4GHz
最大輸出功率：0dbm
接收靈敏度：-80dbm~90dbm