基于物联网的低压开关柜温度监测技术应用

安科瑞 宣依依

低压开关柜无线测温系统采用无线通讯网络进行组网，在线监测低压开关柜内关键电气接点的温度，实现温度的本地监控和告警提示，同时也能通过计算机网络技术将数据送至监控系统，通过监控系统的数据分析，对设备温度异常进行预警，确保电力设备的安全稳定运行。

    低压配电柜的开关接线柱、铜排连接点、电缆接头等电气连接部位由于压接不紧、氧化、材料导电率不良、接触面不平整、过负荷运行等原因会造成接触电阻增大而引起发热。开关柜设备长期的超温运行，会降低设备的性能及使用寿命，引发设备故障，影响电网的正常运行，甚至引起电气火灾，造成巨大经济损失。

    近年来随着物联网技术的迅速发展，采用短距离无线通信技术的无线测温设备已经广泛应用于低压开关设备的电气接点温度监测。无线测温传感器安装维护方便，组网简单，实时在线，可以代替传统的人工定期巡检的方式，尽早发现电力设备的温度异常，保证设备安全运行。

     无线测温系统主要由设备层的无线温度传感器和温度显示单元，通讯层的边缘计算网关以及站控层的无线测温系统主机组成，实现低压柜关键电气部位的温度在线监测。

    无线无源测温传感器ATE400采用一体化设计，集成自取电电路，温度测量电路以及射频发射电路。传感器捆绑安装在铜排、电缆头等连接发热点，当一次回路电流在5~5000A范围时，传感器依靠CT感应原理进行取电工作，每15秒进行一次测量发热点温度并无线上传至柜面安装的显示单元。传感器温度测量范围为-50℃~+125℃，精度高达±1℃，测温分辨率0.1℃，安装方便，工作可靠，抗干扰性能强，低功耗的无线设计既保证了和显示单元的稳定通信也不会对其他设备造成影响。

    无线测温显示单元ARTM-Pn可无线接收多达60个ATE400传感器的数据，传感器和显示单元之间通过数字ID进行识别，准确定位每个电气发热点的温度。显示单元嵌入式安装在低压柜面，实时显示各点温度，并且可以根据用户设定预警、报警温度值，实现高温预警、超温告警、相间温差报警、温度突变量告警等功能，装置可存储120条带有时标的告警记录，同时告警时继电器出口可以控制声光报警器和切断故障回路，帮助用户及时发现故障，尽快分析查找设备故障原因，恢复正常供电。此外显示单元还可以选择电参量测量功能，测量数据包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能等。显示单元所有测量数据都可以通过485接口及标准Modbus-RTU协议接入边缘计算网关，实现网络组网，将数据上传至无线测温监测系统主机。

    无线测温系统主机安装于值班监控室，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：

    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。

    温度曲线：查看每个测温点的温度趋势曲线。

    运行报表：查询及打印各测温点特定时间的温度数据。

    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。

    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。

    总结：基于物联网的低压开关柜无线测温技术的应用，解决了长期以来电气设备需要人工现场测温，数据存储困难等问题，大大减少了设备检修预试停电次数和时间，减轻了日常巡检的工作量，无线测温技术能及时发现各关键点部位的温度异常状况，避免连接部位老化或接触电阻过大而产生过热现象，为电力安全生产和可靠供电提供了有力保证，提高了设备的可靠性。随着社会的发展，人们对用电的需求越来越大，电力无线测温提供一种新的测温方式，对低压开关柜等设备安全稳定运行具有重要意义。