母线槽测温系统的应用及产品选型

摘 要

      针对小区内密集型母线槽与插接箱相连接的触点位置容易发生老化而导致老化部位异常升温的问题，设计了一种非接触式密集型母线槽测温系统。通过非接触式红外测温模块进行母线温度的采集，再由4G数据传输模块将数据上传至服务器，并在客户端中的可视化界面进行温度监测预警、设备管理等操作。经过实际使用检验，该系统能对整个小区内各位置的插接箱进行温度监测，并能远程进行监控管理，具有实用性和拓展性。

关键词 ：密集型母线槽 ；红外测温系统 ；实时监控 ；4G 数据传输 

0 引言 

       在密集型母线槽系统中，密集型母线槽通过母排与插接箱后板上的金属弹片进行插接而相连，由于安装环境狭窄，安装过程不易把控，很难保证接触良好，容易使插接点接触电阻过大。再加上长时间大电流运行以及空气的氧化等多种因素的影响，插接点母线易发生老化，使得接触电阻继续变大。该处电流的热效应变大，从而导致母线温度的升高。母线温度超过了一定阈值时，将会对电力系统设备造成危害，甚至发生火灾。在某楼盘的施工、运维和厂家现场测试中，47个插接箱有6个点的接触电阻达到毫欧级，高的达到数十毫欧级。按照接触电阻为10 mΩ，通过电流为250 A来计算，接触点的发热功率 P =I 2 R =250 A×250 A×10 mΩ=625W，相当于一台家用电热器的功率，可见一旦接触电阻过大将导致温度迅速上升。因此对母线温度的实时监测预警是十分有必要的。

         插接箱数量多，且处在一种高压、大电流的环境中，采用人工去定期检查的方法具有工作量巨大、危险性高以及不全面性，同时也不具备实时性。 目前大多采用温度传感器测量母线温度以及通过各种通信设备将温度数据汇总传输到客户端的方案来实现对母线的实时测温[5]。

 1安科瑞温度在线监测系统解决方案

1.1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RS485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较大地提高。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。

1.2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。

1.3系统结构

1.4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。

2.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。 

3.安科瑞AMB300系列母线槽红外测温解决方案

      安科瑞AMB300系列母线槽红外测温解决方案，这是一款非接触式红外测温装置，能够解决母线槽温升过高的问题，实时把连接器中每相温度数据上传后台，提示管理人员应对报警点予以重视或采取必要的预防措施。      

此母线槽红外测温解决方案由人机HMI触摸屏，红外测温模块，红外采集器，电源模块组成。该系统通过RS485线与本地触摸屏和后台监控进行通信（如下图），系统设计遵循际标准Modbus-RTU传输规约，安全性、可靠性和开放性都得到了很大地提高。RS-485作为一种串行通信的接口具有传输距离长、速度较高、电平兼容性好、使用灵活方便、成本低廉和可靠度高等特点，与无线通信方式相比，具有价格低、抗共模干扰能力强等优点。

AMB300红外测温组网示意图

AMB300红外测温系统拓扑图

AMB300红外测温原理示意图

安科瑞系统平台界面

4. 结语 

系统的设计包含了硬件电路设计和客户端软件设计。使用非接触的测温模块，提高了测温系统的安全性、准确性，同时也不会影响电力系统的运行。采用 4G 数据传输模块将温度数据上传到服务器，解决了安装在不同位置的插接箱温度数据的传输问题，避免去重新布线传输数据，并且没有距离限制，便于随时添加、更改设备。另外由于所需传输的数据比较简单，所以产生的流量费用在可接受范围内。在客户端上开发的可视化软件能够快捷地查询到所有的温度数据，并且具有报警提示功能，能够及时对温度异常情况进行处理。目前该系统已经投入小区实际使用，从客户端显示的数据来看，各母线温度变化趋势十分平稳。实践表明此系统是实用、可行的，能够实现设计的功能，并且还具有很大的可拓展性。