浅析无线测温装置在低压大电流断路器上的应用及产品选型

摘要：论述无线测温技术在低压大电流断路器上的应用，通过安装无线测温预警系统解决了大电流设备故障给电厂安全生产带来的困扰，对保障电厂安全运行具有重要作用。

   关键词：无线测温；低压电器大电流断路器；电厂安全

0引言

   在电厂中，低压大电流供电设备随处可见，在长期运行过程中这些设备的断路器触头及断路器与母线之间的连接插接件等部位会因为低压母线表面氧化腐蚀、紧固螺栓松动、断路器插接件老化及制造、运输、安装不良等问题引起接触电阻过大，造成设备过热。如果无法监测这些发热部位的温度，使其得不到及时检修，那么发热情况将进一步恶化，可能导致断路器爆炸、起火，烧毁开关柜，引发恶性事故，从而造成重大经济损失。及时测量母线接头与断路器插接件触点温度，为采取有效措施提供准确信息，将是电厂实现长周期安全运行的重要保障。

   洪江电厂安装有6台单机45MW的灯泡贯流式机组，总装机容量为270MW，投产时为国内单机容量灯泡贯流式机组。电厂厂用电压为400V，原厂用400V低压断路器柜为河南新乡豫北电器厂生产的低压GCY型组合抽出式开关柜，目前已运行13年。随着运行年限的延长，设备不断老化，近年来频繁出现断路器插接件与母线接触不良，大负荷时发热导致断路器插接件烧焦变形等情况。此前电厂无专门400V大电流断路器测温设备，以上缺陷均是通过每天3次的人工测温发现的，由于不是24小时不间断监测，因此这些缺陷的发现均有一定滞后时间。另外，检测点多，检测位置复杂，人工测温费时费力，甚至还威胁测温人员人身安全。

   2014年下半年，洪江电厂决定对公用厂用400V低压系统进行改造。为提高设备自动化水平，实现24小时不间断在线监测，自动报警，同时减少人工测温工作量，防范人工巡查测温时存在的触电安全风险等因素，采用了“温度在线监测装置＋无线测温技术"，以实现厂用400V低压系统温度实时监测。

1无线测温系统构成及安装位置

1.1无线测温系统总体介绍

   无线测温系统整体上分为采集层、收集层和监测层。采集层由无线温度传感器组成；收集层为就地集中显示装置，通过无线和采集层连接，通过网络或光纤和监测层连接；监测层为测温后台，可选择10/100M局域网、光纤网络等通信方式联网。系统对采集的数据进行管理，并定时存储到数据库，根据用户要求对实时数据库中的信息进行记录，形成历史数据库，能提供分、时、日曲线显示，报表打印，超温记录，并及时发出报警信号；支持数据共享，提供给第三方读取测温数据，将测温数据放入综合管理平台中。系统框图如图１所示。

图1系统框架

1.2无线测温系统主要设备

（1）无线温度传感器。在每个需要监测温度的节点上安装一个无线温度传感器。该传感器每隔一定时间自动测量所在节点的温度，并发送给集中显示装置。

（2）集中显示装置。自动收集并显示无线温度传感器发送的温度数据，并在收到测温后台的读取命令后把收到的数据上传测温后台。

（3）测温后台。测温后台为一台工控计算机，用来定时读取和存储从集中显示装置中收集的温度数据。

2无线测温系统主要功能

2.1无线温度传感器

（1）每个温度探头具的ID号，实际安装使用时需要记录每个无线温度传感器的安装地点，并与编号一起存入测温后台数据库及集中显示装置中。无线温度传感器每隔一定时间自动发射一次监测点的温度数据，由集中显示装置收集并记录所在区域的温度数据并通过光纤传输至测温后台，发现异常立即报警，避免了人工测温方法存在的滞后、工作量大、不安全等问题，非常适合具有大量监测点的电厂，提高了电厂的自动化程度，减轻了人工测温时的繁琐工作。

（2）无线温度数据传输。无线温度传感器与测温终端之间的无线连接，既方便了系统的安装与维护，又减少了对电厂安全运行的影响，使系统的安全性、灵活性得到极大提高。无线通信选择工作于ISM工作频率，对人体无伤害，对周围设备无电磁干扰，符合FCC标准和国家无线管理规定。

（3）无线温度传感器技术指标。①测量温度范围为-40-+125℃。②测量精度：0-80℃精度误差为±1℃，80-150℃精度误差为±2℃。③探头使用寿命为5-8年。④传感器绝缘强度为AC2KV1min。⑤阻燃性能：无线温度传感器250℃耐高温、绝缘阻燃型。⑥外观尺寸：传感器盒部分为80mm（长）×40.5mm（宽）×14.8mm（高），电池盒部分为68.5mm（长）×23mm（宽）×22mm（高）。⑦工作频率为2.4GHZ～433MHZ。⑧传输距离为250m（无阻挡）。

3.安科瑞无线测温监控系统及产品在开关柜中的应用

3.1应用场景

   Acrel-2000T无线测温监控系统，是我司根据电力设备安全性的要求，总结国内外的研究和生产的先进经验，专门研制出的新一代无线测温监控系统。本系统具有超温告警等功能，可以帮助值班人员尽早发现问题，消除隐患，确保电力系统的安全运行。为电力设备的安全、经济、可靠运行提供了全新的解决方案。

3.2主要功能

   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。

数据采集与处理（模拟量、开关量、电度、SOE、定值）

控制操作（断路器、隔离开关、分接头、复归）

报警及处理功能（设备状态异常或故障、测量值越限，声音、颜色、闪烁）

事件顺序记录SOE（分合闸记录、保护及自动装置的动作顺序记录）

远动功能（为调度中心提供相关运行数据和设备状态）

时钟同步（北斗GPS纳秒级，满足间隔层子系统标准时钟误差不大于1ms）

人机联系与运行管理（控制、查看、数据库定义修改、报警确认、二次开发、事故记录检索、在线设备管理）

与其他设备接口（微机保护、电力仪表、直流屏、故障录波仪、模拟屏、调度）

3.3现场图片

3.4测温产品选型

4.结束语

   洪江电厂厂用400V低压系统改造中，建成了一套400V低压大电流断路器无线测温系统，实现了对洪江电厂大部分大负荷断路器的24小时不间断监测，可及时发现厂用400V低压系统重要断路器的关键部位老化、插接不良、接头松动、表面氧化、电化腐蚀、过负荷等不安全运行状态，提高了厂用400V低压系统安全运行水平。目前，该测温系统运行稳定，多次及时发现机旁动力屏及直流盘室动力盘断路器发热现象并进行处理，确保了电厂的安全稳定运行。