摘 要

      針對(duì)小區(qū)內(nèi)密集型母線槽與插接箱相連接的觸點(diǎn)位置容易發(fā)生老化而導(dǎo)致老化部位異常升溫的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種非接觸式密集型母線槽測(cè)溫系統(tǒng)。通過(guò)非接觸式紅外測(cè)溫模塊進(jìn)行母線溫度的采集，再由4G數(shù)據(jù)傳輸模塊將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，并在客戶(hù)端中的可視化界面進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警、設(shè)備管理等操作。經(jīng)過(guò)實(shí)際使用檢驗(yàn)，該系統(tǒng)能對(duì)整個(gè)小區(qū)內(nèi)各位置的插接箱進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，并能遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)控管理，具有實(shí)用性和拓展性。

關(guān)鍵詞 ：密集型母線槽 ；紅外測(cè)溫系統(tǒng) ；實(shí)時(shí)監(jiān)控 ；4G 數(shù)據(jù)傳輸 

0 引言 

       在密集型母線槽系統(tǒng)中，密集型母線槽通過(guò)母排與插接箱后板上的金屬?gòu)椘M(jìn)行插接而相連，由于安裝環(huán)境狹窄，安裝過(guò)程不易把控，很難保證接觸良好，容易使插接點(diǎn)接觸電阻過(guò)大。再加上長(zhǎng)時(shí)間大電流運(yùn)行以及空氣的氧化等多種因素的影響，插接點(diǎn)母線易發(fā)生老化，使得接觸電阻繼續(xù)變大。該處電流的熱效應(yīng)變大，從而導(dǎo)致母線溫度的升高。母線溫度超過(guò)了一定閾值時(shí)，將會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備造成危害，甚至發(fā)生火災(zāi)。在某樓盤(pán)的施工、運(yùn)維和廠家現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，47個(gè)插接箱有6個(gè)點(diǎn)的接觸電阻達(dá)到毫歐級(jí)，高的達(dá)到數(shù)十毫歐級(jí)。按照接觸電阻為10 mΩ，通過(guò)電流為250 A來(lái)計(jì)算，接觸點(diǎn)的發(fā)熱功率 P =I 2 R =250 A×250 A×10 mΩ=625W，相當(dāng)于一臺(tái)家用電熱器的功率，可見(jiàn)一旦接觸電阻過(guò)大將導(dǎo)致溫度迅速上升。因此對(duì)母線溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警是十分有必要的。

         插接箱數(shù)量多，且處在一種高壓、大電流的環(huán)境中，采用人工去定期檢查的方法具有工作量巨大、危險(xiǎn)性高以及不全面性，同時(shí)也不具備實(shí)時(shí)性。 目前大多采用溫度傳感器測(cè)量母線溫度以及通過(guò)各種通信設(shè)備將溫度數(shù)據(jù)匯總傳輸?shù)娇蛻?hù)端的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)母線的實(shí)時(shí)測(cè)溫[5]。

 1安科瑞溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案

1.1概述 

    電氣接點(diǎn)在線測(cè)溫裝置適用于高低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開(kāi)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(guò)程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過(guò)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(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)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(kāi)放性都得到了較大地提高。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(hù)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。

1.2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)。

1.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.4系統(tǒng)功能  

     測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度狀態(tài)。

系統(tǒng)具有以下主要功能：

1）溫度顯示：顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)值，也可實(shí)現(xiàn)電腦WEB/手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。

2）溫度曲線：查看每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度趨勢(shì)曲線。

3）運(yùn)行報(bào)表：查詢(xún)及打印各測(cè)溫點(diǎn)時(shí)間的溫度數(shù)據(jù)。

4）實(shí)時(shí)告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y(cè)溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)語(yǔ)音報(bào)警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語(yǔ)音告警，告警方式有彈窗、語(yǔ)音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時(shí)提醒值班人員。 

5）歷史事件查詢(xún)：能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、事故分析等。

2.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)。 

3.安科瑞AMB300系列母線槽紅外測(cè)溫解決方案

      安科瑞AMB300系列母線槽紅外測(cè)溫解決方案，這是一款非接觸式紅外測(cè)溫裝置，能夠解決母線槽溫升過(guò)高的問(wèn)題，實(shí)時(shí)把連接器中每相溫度數(shù)據(jù)上傳后臺(tái)，提示管理人員應(yīng)對(duì)報(bào)警點(diǎn)予以重視或采取必要的預(yù)防措施。      

此母線槽紅外測(cè)溫解決方案由人機(jī)HMI觸摸屏，紅外測(cè)溫模塊，紅外采集器，電源模塊組成。該系統(tǒng)通過(guò)RS485線與本地觸摸屏和后臺(tái)監(jiān)控進(jìn)行通信（如下圖），系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開(kāi)放性都得到了很大地提高。RS-485作為一種串行通信的接口具有傳輸距離長(zhǎng)、速度較高、電平兼容性好、使用靈活方便、成本低廉和可靠度高等特點(diǎn)，與無(wú)線通信方式相比，具有價(jià)格低、抗共模干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

AMB300紅外測(cè)溫組網(wǎng)示意圖

AMB300紅外測(cè)溫系統(tǒng)拓?fù)鋱D

AMB300紅外測(cè)溫原理示意圖

安科瑞系統(tǒng)平臺(tái)界面

4. 結(jié)語(yǔ) 

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含了硬件電路設(shè)計(jì)和客戶(hù)端軟件設(shè)計(jì)。使用非接觸的測(cè)溫模塊，提高了測(cè)溫系統(tǒng)的安全性、準(zhǔn)確性，同時(shí)也不會(huì)影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行。采用 4G 數(shù)據(jù)傳輸模塊將溫度數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，解決了安裝在不同位置的插接箱溫度數(shù)據(jù)的傳輸問(wèn)題，避免去重新布線傳輸數(shù)據(jù)，并且沒(méi)有距離限制，便于隨時(shí)添加、更改設(shè)備。另外由于所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比較簡(jiǎn)單，所以產(chǎn)生的流量費(fèi)用在可接受范圍內(nèi)。在客戶(hù)端上開(kāi)發(fā)的可視化軟件能夠快捷地查詢(xún)到所有的溫度數(shù)據(jù)，并且具有報(bào)警提示功能，能夠及時(shí)對(duì)溫度異常情況進(jìn)行處理。目前該系統(tǒng)已經(jīng)投入小區(qū)實(shí)際使用，從客戶(hù)端顯示的數(shù)據(jù)來(lái)看，各母線溫度變化趨勢(shì)十分平穩(wěn)。實(shí)踐表明此系統(tǒng)是實(shí)用、可行的，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)的功能，并且還具有很大的可拓展性。