探讨高压系统中无线测温技术的应用场合

摘要：在金属冶炼的过程中，电力运输的损耗是一直存在的问题。随着信息技术的不断发展，各种电子设备也被逐渐应用到冶炼金属的高压系统中，由于电子设备的应用越来越广泛，导致了系统所承受的电力负载也在不断加重，常常会出现电器过载而导致电路过载的情况出现。因此实时监控系统中电器的温度是一个急需解决的问题。无线测温系统可以很好地对电路内部进行实时监控，减少安全隐患的出现。本文将对无线测温技术在高压系统中的应用进行简要的阐述。

关键词：高压系统；电力运输；应用实例；温度传感器；无线测温技术

  在实际的生产应用中，使用的无线测温系统往往由温度传感器和无线温度检测器构成。这两个部分一个负责对温度的监测，即温度传感器；另一个负责将温度传感器传输过来的电信号进行收集和处理。温度传感器往往在距离被测点近的地方，且往往与被测点的电压保持一致，因此温度传感器常常位于一些接口处。在温度传感器测量出待测点的具体温度后，再通过无线传输技术将所得温度的具体数据传输到显示数据的模块部分上，由分布广泛的温度接收器所接收，从而起到实时监控温度的目的。需要注意的是，在无线测温系统的高压工作部分要和工作人员的低压处理部分之间形成电气隔离，来保证无线测温系统的安全性能。接下来将对温度传感器和温度检测器这两个重要的组成部分进行详细的阐述。

1.1温度传感器

1.1.1温度传感器在无线测温系统中的主要功能

在实际的生产应用中，对温度传感器的测量精度要求为零点一摄氏度。温度传感器主要起到把温度数值变成数据，即将热信号转变为脉冲电信号的作用。

1.1.2 温度传感器的内部组成 

  温度传感器主要由检测温度的元件、测量电路、供电电源和一些其他的控制电路构成。这些控制电路一般被要求在一定频率下的无线工作频率下工作。

  由于电子设备的有些部位有温度过高的情况出现，因此温度传感器的工作环境有时是恶劣的，所以对制作温度传感器的材质要求很高，尤其是温度传感器的外露部分，要求有耐高温等性能，并且考虑到温度传感器的使用寿命等问题，制作材料还需要具有一定程度的防水性能和防尘性能，以尽量延长温度传感器的使用寿命，防止因更换温度传感器导致电子设备不能正常工作，影响到工厂的正常生产。 

1.1.3 对温度传感器在实际生产中的一些要求 

  在实际生产中要求温度传感器的可测温度范围区间是负五十五度到一百三十三度，这个可测温度范围是范围区间，当然，根据温度传感器工作的不同环境，这一工作区间也应不断调整。

  在将温度传感器固定在待测物体表面时，可以使用粘贴的方法，也可以使用耐高温的材质，如耐高温的尼龙丝等将温度传感器固定在物体的表面。由于温度传感器要求的精度较高，因此应将温度传感器和待测物体紧密接触，以提高检测精度，减小因距离而产生的测量误差，快时间检测到安全隐患。

1.2无线温度检测器

1.2.1 无线温度检测器的基本工作原理 

  无线温度检测器往往是将多个温度传感器的数据进行接收并集中处理的，因此一个无线温度检测器具有多个接收数据的接口。检测器内设置有危险检测系统，控制无线温度检测器的工作人员会事先在无线温度检测器中设置好一个固定的温度范围为正常的温度范围，当无线温度检测器对温度传感器传输过来的数据进行接收处理后发现有超出这一温度范围的温度数值时，便会提高电位触发报警系统。报警系统通过显示警报字样及响铃等来进行警报，达到监测温度的效果。 

1.2.2 无线温度检测器的其他功能 

  一般来说，无线温度检测器会对超出的温度进行警报处理，除此之外，在温度基本在正常范围时，无线温度检测器还可以通过数据接口接到工作人员的显示屏中，让工作人员可以 对电子设备内部的温度进行一个实时的监控。即使在没有超出温度范围时，也可以起到了解设备运行状况的作用。

1.3无线测温系统的其他组成部分

  除了温度传感器和无线温度检测器这两个主要组成部分之外，无线测温系统往往要求在无线温度检测器后配备相应的温度处理软件等。由于随着时间的增长，温度数据也会不断增多，工作人员的工作量也会逐渐增加，处理过多的数据需要大量的人力。温度处理软件的插入可以大大的减小工作人员的工作量，减少人力资源的浪费。使无线温度检测器得出的数据能得到更好的处理。并且这类软件一般具有历史数据的记录功能，可以让工作人员在分析历史数据时得出电子设备内部过热的原因，起到吸取经验教训的作用。

  同时，温度处理软件可对电子设备在某一温度下的运行情况进行分析，在正常的温度区间内也可对电子设备的工作状态进行实时分析。具有数据处理功能的软件还可以将设备一定时间内的温度转化为柱状图、折线图、曲线图等更直观的形式，可以让工作人员更加直观地了解到近一段时间内电子设备 

的工作情况，并及时对设备进行检修。

2.1无线测温系统在通信技术方面的优势

  由于无线测温系统的通信频段往往处在一个高频波段，所以无线测温系统具有抗干扰能力。而在实际的生产中，无线测温系统中的通信并不具有太长的距离，所以短距离通信的波段具有稳定性强、构成简单，成本耗能低等优良性能。同时，短距离通信还具有较强的实时数据处理能力，可以提高温度显示的时效性。

  无线测温系统的主要组成部分之一温度传感器内部安装有通信天线，在不占据额外体积的前提下也可在一定程度上提高通信效率。 

2.2 无线测温系统在能源损耗方面的优势 

  当前使用的无线测温系统往往使用锂电池内部供电，锂电池具有方便、耗能低、使用寿命长、不用频繁更换等优良特性。因此在能源损耗方面相较于其他系统具有一定优势，并且 

无线测温系统的耗电量较小，不需要经常充电，因此也具有节约能源的优点。 

2.3 无线测温系统在其他方面具有的优势 

  由于无线测温系统主要依赖于无线传输技术，所以温度传感器和无线温度检测器都不需要外接数据传输线，也就不存在数据线老化需更换的一系列突发情况，保障了数据传输的稳定性，从而无线测温系统的数据传输也具有了很好的抗干扰能力。传统红外测温系统由于依赖数据传输线来传输数据，。往往会更加受到温度、湿度、压强等因素的影响，数据传输线需要不定时检查更换，降低了工作效率[4]。使用无线测温系统对数据进行实时监控，由于无线测温系统内部具有温度处理软件，因此可以大大节约人力的浪费，使人员分配更加的合理，与传统红外测温系统相比，大大提高了工作效率。

3.1 电压的注意事项 

  在实际生产中对无线测温系统进行应用时，要注意无线测温系统一般要求的电压范围在35千伏以下，地下电缆的要求在110千伏以下，只有严格遵守使用时的电压要求，才能保证无线测温系统在使用过程中落实到了安全用电，减小安全隐患的产生。 

3.2 其他注意事项 

  在无线测温系统的高压工作部分要和工作人员的低压处理部分之间形成电气隔离，来保证无线测温系统的安全性能。

4.1 无线测温技术在我国的应用现状 

  由于我国的无线测温技术相对于欧美一些国家研究起步较晚，所以无线测温技术开始应用的时间也较晚，但随着我国近几年对无线测温技术的不断研究，我国的无线测温技术已经取得了一定的成果，随着科学技术的不断发展，我国对无线测温技术的研发也在飞速进行当中。 

4.2 无线测温技术在高压系统中的应用实例 

4.2.1 无线测温技术对检测高压开关柜温度中的应用

  在高压系统中，常常由高压开关柜在系统中起到保护的作用，其具体功能与断电保护器几乎一致。高压开关柜在高压系统中有着十分广泛的应用，尤其是在一些高压传输设备和一些负载中常常得到应用。在传输器和配电线缆中也常常得到使用。而这些大功率负载的接口常常十分隐蔽，不便于对其进行定时检查，因此时间较长这些接口就会自然的老化，发生氧化和松动等情况。

在接口老化后，高压开关柜会发生膨胀，开关柜中的电阻进一步大，形成了一个恶性循环，如果温度检测不及时很容易造成电路超载失火等事故，而使用传统的人工检测方法显然不能够对高压开关柜的温度进行实时检测，这就形成了很大的安全隐患。在实际的生产中引入无线测温系统，可以对高压开关柜的温度进行实时监测，从而得知负载接口的老化情况，可以对其进行及时的更换，及时地对高压开关柜温度超出范围进行监测，可以有效降低安全隐患的存在，减少事故的发生。 

4.2.2 无线测温系统在接线处的应用 

  在工厂中常常会设置一些发电机组来维持工厂平时的用电用暖用水，而工厂规模不断扩大的同时，发电机组也会进行相应的改造，可能会导致发电机组的负载过大，用电负荷大，很容易出现接线部分温度过高的情况。引入无线测温系统并接入显示温度的设备对接线处的温度进行实时检测，避免接线处温度过高的情况出现，可以大大降低事故发生率。 

4.3 无线测温系统的发展前景 

  无线测温系统主要由温度传感器、无线测温检测器和温度处理软件构成。将无线测温系统与工作人员的计算机或其他电子设备连接，可以对某点的温度起到实时监测的作用。这种实时监测可以在安全事故发生之前对事故可能发生的点进行提前处理，来对事故进行有效地预防。

  合理地在高压系统中应用无线测温系统在帮助工作人员及时发现安全隐患的同时，还可以一定程度地提高工作人员的工作效率，保证生产设备的安全性能。并且由于无线测温系 

统无需外界数据传输线的特性，可以减少耦合情况的发生，可以很好地实现高压中工作设备和工作人员数据处理设备的分离，即实现电气隔离，提高了设备工作的安全性能。因此，无 线测温系统在高压系统中的安全检测领域将有很好的前景。

5.1概述

  电气接点在线测温装置适用于高低压开关柜内电缆接头、断路器触头、刀闸开关、高压电缆中间头、干式变压器、低压大电流等设备的温度监测，防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触 电阻过大而发热成为安全隐患，提高设备安全保障，及时、持续、准确反映设备运行状态，降低设备事故率。

  Acrel-2000T无线测温监控系统通过RS 485总线或以太网与间隔层的设备直接进行通讯，系统设计遵循国际标准Modbus-RTU、Modbus-TCP等传输规约，安全性、可靠性和开放性都得到了提高。该系统具有遥信、遥测、遥控、遥调、遥设、事件报警、曲线、棒图、报表和用户管理功能，可以监控无线测温系统的设备运行状况，实现快速报警响应，预防严重故障发生。

5.2应用场所

  适合在泛在电力物联网、钢厂、化工、水泥、数据中心、医院、机场、电厂、煤矿等厂矿企业、变配电所等电力设备的温度监测。

5.3系统结构

温度在线监测系统结构图

 

 

 

 

5.4系统功能

  测温系统主机Acrel-2000T安装于值班监控室，可以远程监视系统内所有开关设备运行温度状态。系统具有以下主要功能：

1）温度显示：显示配电系统内每个测温点的实时值，也可实现电脑WEB/手机APP远程查看数据。

2）温度曲线：查看每个测温点的温度趋势曲线。

 

3）运行报表：查询及打印各测温点时间的温度数据。

 

4）实时告警：系统能够对各测温点异常温度发出告警。系统具有实时语音报警功能，能够对所有事件发出语音告警，告警方式有弹窗、语音告警等，还可以短信/APP推送告警消息，及时提醒值班人员。

5）历史事件查询：能够温度越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析等。

 

 

5.5系统硬件配置

  温度在线监测系统主要由设备层的温度传感器和温度采集/显示单元，通讯层的边缘计算网关以及站控层的测温系统主机组成，实现变配电系统关键电气部位的温度在线监测。

  当今时代，随着信息技术的不断发展，各种电子设备也被逐渐应用到冶炼金属的高压系统中，因为电子设备的应用越来越广泛，导致了系统所承受的电力负载也在不断加重，常常会出现电器过载而导致电路过载的情况出现。因此实时监控系统中电器的温度是一个急需解决的问题。无线测温系统可以很好地对电路内部进行实时监控，减少安全隐患的出现。本文通过对无线测温技术在高压系统中的应用进行简要的阐述，分析无线测温系统的一些优良性能和使用时的重要事项，可见无线测温系统可以减少人力财力的浪费，提高工作效率，并且具有较强的实时性，在未来的高压系统中具有广泛地使用前景。

[1]李国,郭辉,竞剑锋,马占峰,殷青云.余能发电厂无线测温技术在电气系统的应用[J].冶金设备,2019,(S1):210-212. 

[2]刘宾.无线测温技术在高压系统中的应用

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版．

 

作者简介：柏为为，男，现任职于安科瑞电气股份有限公司。主要从事温度在线监测系统的研发与应用，