摘 要

      針對小區(qū)內(nèi)密集型母線槽與插接箱相連接的觸點位置容易發(fā)生老化而導(dǎo)致老化部位異常升溫的問題，設(shè)計了一種非接觸式密集型母線槽測溫系統(tǒng)。通過非接觸式紅外測溫模塊進(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，并在客戶端中的可視化界面進(jìn)行溫度監(jiān)測預(yù)警、設(shè)備管理等操作。經(jīng)過實際使用檢驗，該系統(tǒng)能對整個小區(qū)內(nèi)各位置的插接箱進(jìn)行溫度監(jiān)測，并能遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)控管理，具有實用性和拓展性。

關(guān)鍵詞 ：密集型母線槽 ；紅外測溫系統(tǒng) ；實時監(jiān)控 ；4G 數(shù)據(jù)傳輸 

0 引言 

       在密集型母線槽系統(tǒng)中，密集型母線槽通過母排與插接箱后板上的金屬彈片進(jìn)行插接而相連，由于安裝環(huán)境狹窄，安裝過程不易把控，很難保證接觸良好，容易使插接點接觸電阻過大。再加上長時間大電流運行以及空氣的氧化等多種因素的影響，插接點母線易發(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。母線溫度超過了一定閾值時，將會對電力系統(tǒng)設(shè)備造成危害，甚至發(fā)生火災(zāi)。在某樓盤的施工、運維和廠家現(xiàn)場測試中，47個插接箱有6個點的接觸電阻達(dá)到毫歐級，高的達(dá)到數(shù)十毫歐級。按照接觸電阻為10 mΩ，通過電流為250 A來計算，接觸點的發(fā)熱功率 P =I 2 R =250 A×250 A×10 mΩ=625W，相當(dāng)于一臺家用電熱器的功率，可見一旦接觸電阻過大將導(dǎo)致溫度迅速上升。因此對母線溫度的實時監(jiān)測預(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、危險性高以及不全面性，同時也不具備實時性。 目前大多采用溫度傳感器測量母線溫度以及通過各種通信設(shè)備將溫度數(shù)據(jù)匯總傳輸?shù)娇蛻舳说姆桨竵韺崿F(xiàn)對母線的實時測溫[5]。

 1安科瑞溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

1.1概述 

    電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(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，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設(shè)備安全保障，及時、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過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)計遵循國際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了較大地提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運行狀況，實現(xiàn)快速報警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

1.2應(yīng)用場所

     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、機場、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。

1.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.4系統(tǒng)功能  

     測溫系統(tǒng)主機Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關(guān)設(shè)備運行溫度狀態(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)每個測溫點的實時值，也可實現(xiàn)電腦WEB/手機APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。

2）溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。

3）運行報表：查詢及打印各測溫點時間的溫度數(shù)據(jù)。

4）實時告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y溫點異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實時語音報警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警，告警方式有彈窗、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時提醒值班人員。 

5）歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析等。

2.系統(tǒng)硬件配置 

     溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測溫系統(tǒng)主機組成，實現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。 

3.安科瑞AMB300系列母線槽紅外測溫解決方案

      安科瑞AMB300系列母線槽紅外測溫解決方案，這是一款非接觸式紅外測溫裝置，能夠解決母線槽溫升過高的問題，實時把連接器中每相溫度數(shù)據(jù)上傳后臺，提示管理人員應(yīng)對報警點予以重視或采取必要的預(yù)防措施。      

此母線槽紅外測溫解決方案由人機HMI觸摸屏，紅外測溫模塊，紅外采集器，電源模塊組成。該系統(tǒng)通過RS485線與本地觸摸屏和后臺監(jiān)控進(jìn)行通信（如下圖），系統(tǒng)設(shè)計遵循際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開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、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，與無線通信方式相比，具有價格低、抗共模干擾能力強等優(yōu)點。

AMB300紅外測溫組網(wǎng)示意圖

AMB300紅外測溫系統(tǒng)拓?fù)鋱D

AMB300紅外測溫原理示意圖

安科瑞系統(tǒng)平臺界面

4. 結(jié)語 

系統(tǒng)的設(shè)計包含了硬件電路設(shè)計和客戶端軟件設(shè)計。使用非接觸的測溫模塊，提高了測溫系統(tǒng)的安全性、準(zhǔn)確性，同時也不會影響電力系統(tǒng)的運行。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)的傳輸問題，避免去重新布線傳輸數(shù)據(jù)，并且沒有距離限制，便于隨時添加、更改設(shè)備。另外由于所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比較簡單，所以產(chǎn)生的流量費用在可接受范圍內(nèi)。在客戶端上開發(fā)的可視化軟件能夠快捷地查詢到所有的溫度數(shù)據(jù)，并且具有報警提示功能，能夠及時對溫度異常情況進(jìn)行處理。目前該系統(tǒng)已經(jīng)投入小區(qū)實際使用，從客戶端顯示的數(shù)據(jù)來看，各母線溫度變化趨勢十分平穩(wěn)。實踐表明此系統(tǒng)是實用、可行的，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計的功能，并且還具有很大的可拓展性。