(甘肃省电力公司平凉供电公司)
一、摘要
1.1、目的和意义
随着现在经济的快速发展，用户对负荷需求越来越大，电网供电的压力也日益增加，随之而来的便是供电设备的安全隐患越来越多。面对繁杂的设备维修及故障排除，有限的人员带来的隐患不可低估。利用智能化的监测设备，对电网中的运行设备进行必要的监测及故障诊断成为解决当前问题的主要手段。
环网柜作为配电网的核心部件的环网柜，它的安全运行水平的高低对配电网的安全运行和居民生活都有着非常重要的意义。目前，据我们所知处于封闭环境下的环网柜和分支箱是无法进行直接验电的两种设备，他们之间的验电工作只能依靠一种工作方式为间接验电的设备来进行验电工作的，这种操作不光检验流程步骤庞大，并且检验工资的安全隐患也比较大。如何对环网柜的状况进行监测以及怎么对环网柜的故障进行预警提示，就成为了当前电力管理系统必需着手解决的两个重要问题，同时也是目前电力建设的研究热点之一。
1.2、国内外研究水平综述
目前国内对环网柜母线接头测温有多种研究，有的利用电磁激励装置来监测温度，有的利用光纤带传感器监测温度，有的用红外线来监测温度，但是对柜体内微环境进行整体监测及治理的开发并末发现。经查证我国尚无1.“环网柜成套无线监测温湿度装置”等相关研究;随时添加或更换；2.国内尚无“配电环网柜电缆接头无线测温、无线采集数据、无线通信系统、柜体内微环境监测及治理技术”相关报道及研究。本项目提出的研究方案在国内属新开发，新技术，具有领先的理念和技术。
二、无线测温的理论依据
2.1理论基础
1)无线测温技术
a)利用先进的半导体传感器及射频技术开发独立的测温装置，工作性能稳定、灵敏度高、抗干绕能力强。
b)无线射频距离远，信号稳定，组网简单方便。
c)节能低耗技术，非工作体眠技术，锂电池供电，应用周期长。
2)无线测湿及除湿技术
a)根据环网柜特点，设计单独的测柜体温湿度的装置，监测柜体微环境的变化
b)设计专业的柜体除湿装置，保证柜体内温度不超过规定值65%RH。
3)柜体微环境模似技术
a)什么是柜体微环境模似技术？简单来说就是对柜体内的温度上升过程及影响因素进行科学、理论的分析，并建立三维模型，并且采用有限元分析软件对环网柜内温度场及气流场进行仿真计算，从而得到环网柜的温度场分布以及可能的湿度场分布，并与试验结论相对比，得到有益结论并改进。
b)通过对柜体温度场及湿度场的建立，设置合理的传感器来监测此处环境变量，并综合环网柜的工作状态，做出判断并发送至服务器进行分析。
4)服务器构架、一体化浏览技术
系统采用服务器构架并提供局域网访问，服务器中收集柜体监测数据及分析结果，以趋势图、柱状图的方式显示在电脑屏幕上。用户可通过Web浏览器可以直观在查看开关柜的工作状态，亦可以查询周、月、年的开关柜数据并加以比较，发现开关柜内温度及湿度的变化情况，进而做出相应的改善或者预防工作，确保环网柜柜安全。
5)现场终端装置组网通讯技术
现场部分组网简单，无线测温及无线测湿装置均采用433MHz波段无线技术，并将柜体温湿度显示到现场液显屏上，相关数据会采用GORS方式发送到服务器，进行深一步的分析及处理。
2.2研究的关键和难点
1)无线监温技术研究及应用。
2)柜体微环境模似与分析。
3)柜体状态查看及数据处理技术。
4)终端及服务器组网技术研究及实施。
5)高智能化的PCB集成电路设计。
6)操作性好、可视化高的Web界面设计。
7)多元化的报警系统研究。
三、无线测温系统结构
3.1无线温度传感器
无线温度传感器的作用是用于测量具有高电压的带电物体的表面温度，以及其接点处的温度，其原理结构图如下图所示。传感器先采样滤波电路，然后信号调制放大电路，最后将采集到的温度信号通过无线网络发送到无线式温度监测仪，进行分析和处理。
3.2 无线测温主机
无线测温主机是一款具有很多功能的产品。它是集温度传感器工作状况的监测、现场温度数据的显示，报警提醒和报警信息的输出，报警事件记录以及各种收集到的数据记录于一体的现场温度监测仪，（其参数信息如下表所示），并且可以修改无线温度传感器的地址等参数信息。
无线测温主机
技术指标：
3.3无线测温系统典型组网方式
注：此图为典型的组网方式，实际应用中根据项目情况可能有所改变。
四、主要功能
本项目所研究设计开发的无线测温系统传感器的主要功能有下面几个方面：
(1)接收数据：接收无线温度传感器上传的温度参数信息和传感器工作电压的参数信息。
(2)显示数据：彩色显示各种接收到的数据，显示效果更加直观，显眼，可控的背光开关，可以适用更多种场合。
(3)时钟显示： 与网路时钟同步，并且将其作为事件记录的时间基准。
(4)参数设置：所有参数都可以设置，操作方便，突然断电后所有参数数据不会丢失。
(5)报警输出：当有报警事件发生时，可以发出蜂鸣报警声音提示工作人员处理报警事件。
(6)温度报警记录：记录曾经发生过报警的测温位置的温度、以及报警的开始时间和结束时间。（最多可以保存200条记录）
五、结论
本装置基于无线测温技术，利用传感器技术将温度和工作电压数据收集并传至数据接收器处理，而后将异常数据以声光报警的方式呈现。
本项目以无线射频技术为主要导向，利用高精度的半导体传感器设备，对柜体内的器件温湿度进行实时监测，对柜体内的设备温度及环境温度做双重监测，确保设备正常运行下的瞬时异常均有所监控。采集的数据通过无线传输的方式，发送至接收器上，并直接显示在接收端LCD屏上。如果异常，接收端会以闪红灯报警及蜂鸣的方式提醒工作人员及时检查开关柜状况。
六、参考文献
Texas InstrumentCC2530-Software Examples [M]．Dallas: Texas Instrument Corporation, 2009
论文作者:林玉郎
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：测温论文; 温度论文; 技术论文; 数据论文; 环网柜论文; 传感器论文; 装置论文; 《电力设备》2017年第36期论文;