一．    電力設備溫度監測的必要性
電力設備安全可靠性是超大規模輸配電和電網(wǎng)安全保障的重要環(huán)節，尤其我國正處于經(jīng)濟快速增長(cháng)時(shí)期，國家電網(wǎng)的電力供電負荷日益增加，在持續擴大供電同時(shí)給電網(wǎng)電器設備帶來(lái)一系列的安全問(wèn)題。為盡可能的避免各類(lèi)電力事故，電力設備安全運營(yíng)實(shí)時(shí)監控的任務(wù)迫在眉睫。
電力設備中的觸頭和接頭的電網(wǎng)安全的一個(gè)重要隱患?，F有統計結果表明，故障其主要發(fā)生在如下位置：
1）開(kāi)關(guān)柜中動(dòng)、靜觸頭故障。開(kāi)關(guān)柜作為一種廣泛運用的電力設備，開(kāi)關(guān)柜是輸配電系統中的重要設備，承擔著(zhù)開(kāi)斷和關(guān)合電力線(xiàn)路、線(xiàn)路故障保護、監測運行電量數據的重要作用。開(kāi)關(guān)設備因高壓斷路器動(dòng)、靜觸頭接觸不良，加上長(cháng)期的大電流、觸頭老化等因素易致其接觸電阻增大，從而導致長(cháng)時(shí)間發(fā)熱、觸頭溫升過(guò)高甚至最終發(fā)生高壓柜燒毀故障。
2）電纜接頭故障。隨著(zhù)運行時(shí)間的延長(cháng)、壓接頭的松動(dòng)、絕緣老化、以及局部放電、高壓泄漏等，將引起發(fā)熱和溫度的升高，溫度的升高將使這些狀況進(jìn)一步惡化，這將促使溫度進(jìn)一步提升，這一惡性循環(huán)的結果就引發(fā)短路放炮，甚至火災。
目前對于開(kāi)關(guān)柜接頭觸點(diǎn)的溫度監測尚沒(méi)有有效方法解決，作為監測的替代方式，通常采用效率低且代價(jià)高的人工紅外探測巡檢方式，實(shí)時(shí)溫度監控成為目前智能電網(wǎng)的一大難題?？梢?jiàn)，常規測溫手段無(wú)法滿(mǎn)足對設備關(guān)鍵部位溫度實(shí)時(shí)監控的需求。開(kāi)發(fā)研制一種適用范圍廣、安全可靠的測溫系統，實(shí)時(shí)監測主要設備（特別是對封閉設備內部）關(guān)鍵點(diǎn)的運行溫度，掌握設備運行情況，及時(shí)發(fā)現故障隱患、采取措施，避免事故進(jìn)一步擴大，對保障電網(wǎng)安全運行意義重大。

二．    技術(shù)優(yōu)勢 
2.1傳統測溫方式面臨的問(wèn)題 
1) 常規測溫方式 常規的熱電偶、熱電阻、半導體溫度傳感器等測溫方式，需要金屬導線(xiàn)傳輸信號，絕緣性能不能保證。 
2) 與光纖測溫的比較 光纖溫度傳感器采用光導纖維傳輸溫度信號，光導纖維具有優(yōu)異的絕緣性能，能夠隔離開(kāi)關(guān)柜內的高壓，因此光纖溫度傳感器能夠直接安裝到開(kāi)關(guān)柜內的高壓觸點(diǎn)上，準確測量高壓觸點(diǎn)的運行溫度，實(shí)現開(kāi)關(guān)柜觸點(diǎn)運行溫度的在線(xiàn)監測。然而，光纖具有易折，易斷、不耐高溫等特性。積累灰塵后易導致光纖沿面放電從而使絕緣性降低，且受開(kāi)關(guān)柜結構影響，在柜內布線(xiàn)難度較大。另外，光纖測溫的成本也相對較高。 
3) 紅外測溫 紅外測溫為非接觸式測溫，易受環(huán)境及周?chē)碾姶艌?chǎng)干擾，另外開(kāi)關(guān)柜內的空間非常狹小，無(wú)法安裝紅外測溫探頭（因為探頭必須與被測物體保持一定的安全距離，并需要正對被測物體的表面），要求被測量點(diǎn)能夠在視野內并無(wú)遮掩，并且表面干凈以確保準確性。
 
2.2無(wú)線(xiàn)測溫的優(yōu)勢
1) 安全可靠 無(wú)線(xiàn)的溫度采樣方式無(wú)需在被測點(diǎn)或相關(guān)支撐結構上連線(xiàn)，傳感器與接收設備之間無(wú)電氣聯(lián)系，從而實(shí)現了高壓隔離，抗干擾能力強，保障設備安全運行。 
2) 安裝方便靈活 無(wú)線(xiàn)溫度傳感器體積小且與采集器之間數據無(wú)線(xiàn)傳輸，安裝方便靈活，不受開(kāi)關(guān)柜結構和空間影響
3) 環(huán)境適應性好 溫度傳感器通過(guò)匹配軟件的校正后就已經(jīng)補償了傳感器制作過(guò)程中的偏差。傳感器可在任何工作溫度范圍內的溫度進(jìn)行調試，不會(huì )受季節因素影響。通常情況下，傳感器只在安裝后調試一次，并保持多年不需再校正。 同時(shí)，灰塵堆積等環(huán)境因素不會(huì )對無(wú)線(xiàn)溫度傳感器測溫產(chǎn)生影響。 
4) 低成本 無(wú)線(xiàn)溫度傳感器的價(jià)格較其他傳統測溫方式較低，同時(shí)，信號采用無(wú)線(xiàn)傳輸的工作方式令本系統的安裝、維護成本大大降低。

三．    無(wú)線(xiàn)測溫系統結構及工作原理
無(wú)線(xiàn)溫度在線(xiàn)監測系統采用由一臺高性能工控計算機， 通過(guò)RS485 工業(yè)總線(xiàn)，連接X(jué)G-on-Line-TD型無(wú)線(xiàn)式溫度監測裝置，每臺XG-on-Line-TD監測裝置都具有一個(gè)RS485 接口，在無(wú)中繼器的情況下，多達256 個(gè)XG-on-Line-TD無(wú)線(xiàn)式溫度監測裝置可組成一個(gè)無(wú)線(xiàn)測量網(wǎng)絡(luò )，每臺XG-on-Line-TD無(wú)線(xiàn)式溫度監測裝置相當于一個(gè)無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)，它可接入6-12 只無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，系統的中心計算機在線(xiàn)監測所有XG-on-Line-TD型無(wú)線(xiàn)溫度監測裝置所測量的溫度，下圖顯示了無(wú)線(xiàn)測量系統的結構組成。

無(wú)線(xiàn)傳輸式在線(xiàn)測溫的工作原理
   溫度檢測、信號傳輸單元是由微功耗工業(yè)級或汽車(chē)級，最高可工作到180℃的高性能測溫IC芯片及工作壽命長(cháng)的專(zhuān)用感應取電線(xiàn)圈以及數據發(fā)送單元等組成，該單元可以安全、方便地裝于母線(xiàn)排、隔離開(kāi)關(guān)、觸臂等位置上；溫度檢測、信號傳輸單元的測溫傳感器完成溫度測量，數據發(fā)送塊完成溫度等數據的無(wú)線(xiàn)傳輸，然后由數據監控主機單元完成數據接收、顯示、設定和報警?？蓪?shí)時(shí)顯示溫度數據，現場(chǎng)設定相關(guān)參數，具有報警和預報警功能，并可利用總線(xiàn)技術(shù)，組網(wǎng)完成集中顯示、設定、數據記錄及無(wú)線(xiàn)遠程語(yǔ)音報警等功能，因此可實(shí)現無(wú)人值班的情況下的實(shí)時(shí)監測，發(fā)現溫度過(guò)高馬上報警，及時(shí)處理防范于未然，保證電網(wǎng)運行的安全和供電的可靠性。
信號處理和組網(wǎng)裝置帶有遠程通信接口，可通過(guò)現場(chǎng)工業(yè)總線(xiàn)組網(wǎng)，可以在遠程上位機系統進(jìn)行集中顯示各開(kāi)關(guān)柜各測溫點(diǎn)數據，可設定開(kāi)關(guān)柜預報警溫度。上機位系統具有數據管理功能，能顯示各測溫點(diǎn)歷史溫度變化曲線(xiàn)和記錄歷史預報警狀態(tài)。上位機系統功能界面示于圖5

四．    技術(shù)特點(diǎn)
4.1 高壓隔離實(shí)現高壓設備在線(xiàn)監測，首先要解決高壓隔離問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，解決這個(gè)問(wèn)題有兩個(gè)途徑一是通過(guò)空間隔離，另一是通過(guò)光纖隔離?？臻g隔離，信號可由光傳送或無(wú)線(xiàn)電傳送，本文采用無(wú)線(xiàn)電進(jìn)行信號傳送，它具有結構簡(jiǎn)單、抗干擾能力強、工作可靠等特點(diǎn)。而通過(guò)光纖隔離存在著(zhù)沿面放電問(wèn)題，需要有較長(cháng)的沿面爬電距離。
4.2 抗干擾措施高壓開(kāi)關(guān)柜運行在高電壓、大電流的狀態(tài)，系統事故瞬間還出現強烈的電磁暫態(tài)過(guò)程，這些強電場(chǎng)、磁場(chǎng)及強電磁干擾，會(huì )對微電子系統產(chǎn)生嚴重干擾。為消除這些干擾，同時(shí)采用軟、硬件抗干擾措施，在軟件設計上應用數字編碼、解碼技術(shù)，剔除干擾信號，并使用了軟件濾波技術(shù)；在硬件上采用金屬屏蔽，加強各級濾波消除高頻干擾。另外為了消除隨機干擾，利用觸頭溫度變化相對緩慢的特點(diǎn)，對檢測點(diǎn)信號多次采集，排除異常數據以保證數據可靠，通過(guò)以上綜合措施，整機有了較好的干擾能力，測量數據穩定可靠。
4.3 供電方式采用專(zhuān)用感應取電線(xiàn)圈供電方式。在探頭及信號傳輸單元內安裝了能自動(dòng)從高壓帶電設備電流中感應出電源，無(wú)需外接電源和內置電池，提供穩定可靠的電源。
4.4 熱穩定性問(wèn)題溫度檢測器安裝在主導電回路上，測量點(diǎn)溫度可達120℃左右，所以選用了最高工作溫度達到180℃的高性能測溫IC作為測溫元件，從而保證了溫度檢測器良好的熱穩定性。

五．    系統設備簡(jiǎn)介
5.1數據監控主機
采用工業(yè)級微處理，系統穩定可靠，抗干擾性強，采用128×64工業(yè)液晶屏，中文菜單顯示簡(jiǎn)單直觀(guān)具有RS485接口和雙路開(kāi)關(guān)量接口，即可以單獨成系統，也可以聯(lián)網(wǎng)成為系統的一部分，帶有事件記錄功能，可記錄曾經(jīng)出現的異常情況，可搭配多種溫度采集方式，根據不同的場(chǎng)合采用不同的傳感器，實(shí)時(shí)監測及顯示柜內溫度的情況，提供溫度和溫差雙檢測方式。
  技術(shù)參數
供電電源                AC/DC85-264V
測溫通道                12個(gè)（支持1到12個(gè)溫度采集點(diǎn)）
儀表工作環(huán)境溫度        -15℃~80℃
儀表工作環(huán)境濕度        ＜95%RH
報警輸出口            繼電器無(wú)源接點(diǎn)輸出（4路常開(kāi)或4路常閉）
通訊接口                Rs485（隔離）

5.2無(wú)線(xiàn)溫度傳感器（感應取電線(xiàn)圈型）
無(wú)線(xiàn)溫度傳感器（感應取電線(xiàn)圈型）由電源感應、溫度檢測、無(wú)線(xiàn)發(fā)送等部分組成。無(wú)線(xiàn)溫度傳感器采集對應的溫度信息，轉化為對應的電信號，經(jīng)過(guò)處理后由無(wú)線(xiàn)部分發(fā)送到無(wú)線(xiàn)接收模塊。

技術(shù)參數
測溫精度：＜±0.2℃                        
測溫范圍：-10℃~150℃
無(wú)線(xiàn)傳輸距離：80米（空曠可視距離）        
測量時(shí)間間隔：1秒
工作電流：＞15A
通信接口：無(wú)線(xiàn)傳輸
信號調制方式：GFSK
通訊速率：雙向1024kbit/s
工作頻率：2.4GHz
最大輸出功率：0dbm
接收靈敏度：-80dbm~90dbm