（大庆油田有限责任公司生产运行部 黑龙江大庆 163000）
摘要：电缆接线端子长期使用后，易出现接触不良，继而造成接触部分发热，电缆设备损坏的状况。针对这一问题，我们通过日常工作的积累，对发热部位重点研究，并根据温度检测、无线传输及实时监控等理论，可以设计出一种无线测温监控系统，该系统可对电机接线端子的温度变化及运行环境实时监测，一旦出现温度过热的情况可第一时间报警，提醒变电所值岗人员及时采取保护措施。
关键词：电力电缆；接线端子；发热；无线测温
1 引言
电机电缆接线端子位于主接线盒内部，日常巡检无法实现频繁的打开线盒检查，我公司某联合站2号电机2012年就因未及时发现接线端子过热，导致了电缆头烧毁故障的发生。目前，电缆头接线端子普遍采用金属材料制造，同时受气候变化、加工工艺、氧化等因素制约，均可造成连接处压接不紧、压力不够，或触头间接触部分发生变化，并引起接触电阻增大，设备运转时局部温度升高，严重的可引发电弧短路，烧坏设备。
因此，如何连续监视电缆接线端子温度的变化，全面了解该部位工作状况，是摆在我们面前的一个重要课题。
2 无线测温系统结构
我们根据电缆接线端子易发热的特点，利用多点测温与液晶显示、上位机监控的配合，组成有显示、报警等功能的电缆接线端子无线测温系统该系统能自动、连续、精确地对电缆接线端子温度以及环境湿度进行检测，随时显示测量温度、湿度，并且能将数据传至电脑。其中任意一个接线端子超过设定值时，能及时发出报警信号，以引起值班人员的注意，使故障隐患得以及时消除。
无线测温系统主要由多台远端测温装置与数据集中采集系统两大部分组成。远端测温装置主要负责温度的采集与无线发送。数据集中采集系统负责接收远端温度采集装置无线回传的数据，并且将温度数据就地显示或者上传至上位机显示，超过设定值时，进行报警。
2.1远端温度测量装置
2.1.1传感器
传感器的主要功能为检测接线端子表面的温度、湿度，本装置采用SHT11温湿度传感器进行设计，温度测量范围为-50~+200℃之间，分辨率为0.1摄氏度。具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。
图1：SHT11传感器
SHT11是自动校准数字量输出温湿度传感器，并与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接，从而完成温度、湿度信号的输出。
2.1.2温湿度测量电路
此部分由放大器OP07、LM336和精密电阻构工程一个为SHT11进行供电的恒流源，恒流源的电流值为5/3A。通过恒流源电路可以将SHT11上的电阻转化为电压的变化。由于SHT11上产生的电压降比较小，因此需要通过仪表放大器AD620和放大器OP07完成对电压信号的两级放大。然后送入STC12C5A60S2单片机中，进行10位A/D转换。通过计算可得测量电路的输出电压U0与SHT11的电阻有以下关系：R SHT11=30×U0+100。
通过一系列的信号采集与转换，就可采集出被测接线端子的温度，完成温度信号的采集。
图2：无线发送电路图
2.1.3无线发送电路
无线发送电路是测温系统中较关键的部分，因此选用NRF2401无线模块，此模块有效传输距离较大，可达2500米。把NRF2401无线模块与STC12C5A60S2芯片的RXD、TXD两个引脚相连，从而完成发送温度数据的功能。
无线发送电路与数据采集系统以及上位机之间采用无线连接，不需要在复杂的变电所工作环境下增加额外的线路，即方便了系统的安装于维护，又减少了对变电所安全运行的影响，使系统的安全性、灵活性得到极大的提高。
3.数据集中采集系统
数据集中采集系统由液晶屏温度显示部分、人机交互部分、声光报警部分组成。主要负责集中采集各远端测温装置回传的温度信号，并且进行显示、上传至上位机。
3.1硬件电路部分
硬件电路部分主要选用LPC2148芯片，ARM7高速处理内核。以此来驱动320240液晶屏进行温度、湿度数据的显示，通过串口1接收各远端装置回传的温度、湿度数据，通过串口2将温度、湿度数据上传至上位机软件。
3.2数据处理
本系统通过无线模块对SHT11两端的电压值进行读取，每读取11个数值进行一次中值滤波。然后，将滤波后的电压值转化为测量的温、湿度值，送入LCD液晶屏进行显示。
蜡片不易观察，有时还会出现脱落的情况，脱落后凭观察无法判断出接线端子温度是否升高。如应用此系统数据会显示在液晶屏上，工作人员日常工作中即可巡视，观察温度是否正常，是否有上升趋势等，也可通过对环境湿度的显示，判断电缆运行环境是否合格，帮助工作人员及时发现问题，从而使问题得到及时处理。
4.无线测温系统的安装
无线测温系统的安装主要分为两部分的安装，包括多台远端测温装置与数据集中采集系统两大部分的安装。
4.1无线测温系统在高压柜内的安装
先将温湿度传感器紧贴在测量点处，即电缆接线端子处，并采用电力专用耐高温自粘扎带将其紧紧固定安装在触头的根部，部分现场安装效果图如下：
图3：现场安装效果图
数据采集装置根据各个变电所的需要以及布线的方便可以安装在高压开关柜外部，也可用螺丝固定或扎带安装在高压开关柜内不带电部位任何一处。
4.2无线测温系统在电机上的安装
测温装置一般安装在电机的电缆接线端子上，数据采集的部分安装在电机接线盒外部，可参考无线测温系统在高压柜上的安装，或根据现场情况酌情选择安装位置。
5．结论
本文结合实际，给出了对高压柜、注水电机接线端子无线测温系统的设计方法。通过SHT11传感器构建了多点温、湿度循环检测系统，完成对接线端子的温度报警保护，同时湿度的测量能够判断电缆运行环境是否合格，提高了供电的安全性和可靠性。
参考文献：
[1] 孙利民，李建中，陈渝，朱红松.《无线传感网络》 清华大学出版2005.5.
[2] 于海滨，曾鹏.《智能无线传感器网络系统》 科学出版社2006.2.
作者简介：
于孟佳，学历：本科，2007年毕业于大庆石油学院，从事油田产能建设运行管理工作
论文作者:于孟佳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/28
标签：测温论文; 温度论文; 接线端子论文; 湿度论文; 系统论文; 电缆论文; 数据论文; 《电力设备》2017年第12期论文;