一、技術解決方案

1.需求分析

在電力系統中，高壓開關、GIS（氣體絕緣變電站）等高壓電器和載流母線等電力設備在負載電流過大時會出現溫升過高，最后能使相鄰的帶電部件性能劣化，甚至擊穿，根據電力安全監督部門提供數據分析，全國電力單位每年因為高壓開關、母線溫度過高引發的重大事故上千起，給生產和經營造成巨大經濟損失。通過監測母線接點、高壓電纜接頭、高壓開關觸點溫度的運行情況，可有效防止高壓輸、變電故障的發生，為實現安全生產提供有效保障。因此采取有效措施監測高壓母線及高壓開關接觸溫度是電力系統急需解決的重大課題。

許多母線以及開關處于高電位，目前國內專門用于高壓母線、高壓開關及電接觸發熱測量的儀器還很少。溫度監測的方法，一種是在高壓電接觸表面涂一層顏色隨溫度變化的發光材料，通過觀察其顏色變化來大致確定溫度范圍，這種方法準確度低、可靠性差，不能進行定量測量；另外一種方法是利用輻射特性的紅外熱像儀，準確度較高，但由于需要光學器件，在高壓開關柜等特定場合使用不太方便，而且價格較高，推廣應用有一定困難。更重要的是以上兩種方式都需要人工進行巡查，不能實時得到溫度數據，所得到的數據永遠是滯后的，起不到溫度實時報警功能。而有線通訊方式的電子儀表不符合電力高壓環境測量儀表規范。

電力系統中的輸配電壓一般有10KV，35KV，110KV，220KV，500KV分為ABC三相，由于高電壓設備溫度的特殊性，以往有三種測量方法：

1.紅外測溫儀測溫

2.接點處貼蠟片測溫，

3.光纖通訊測溫。

手持紅外測溫儀是由人每天數次去采集每次上百個點的溫度，工作量大，精度低，甚至有些高壓開關柜是封閉的，根本無法測到。蠟片測溫是將蠟片貼在節點上，當溫度過高時蠟片變色，需要人眼觀察，也存在同樣的問題。而光纖測溫改進很多，測溫點單片機將溫度數字化后通過光纖傳輸至集中器，集中器連接到計算機系統，定時數據存儲和超溫報警。它的缺點在于光纖在運行幾個月后會沉積灰塵等雜質，降低絕緣強度，反而給電力設備安全運行帶來更大威脅甚至威脅到人身安全。

鑒于以上分析，我公司創新的提出了電力無線測溫的方法，并且由我主持自主研發了 “電力無線溫度監控系統” ，成功解決了目前存在的上述問題,可在高壓環境下精確測量溫度,準確有效地實現了實時監控。該系統已通過電科院、開普檢測中心等相關機構檢測，已經申請專利，并被獲準。系統已經在在華北電網、內蒙電網、河南電網、山東電網、南方電網、安徽電網、陜西電網、青海電網、邯鋼、首鋼等單位的幾百座廠站可靠運行。該系統完全符合高壓環境儀表的要求，運行穩定,能在高壓環境下準確及時處理數據、傳輸數據。

上述單位的專家們一致認為該系統填補了電力行業高壓環境中實時無線測溫的空白，為電力行業安全生產提供了更有效的監控措施。

二、系統解決方案

根據高電壓(6kV-500kV)作業環境下溫度測量的特點，我公司推出工業無線溫度監控系統，本方案特點是：溫度傳感器采用短程無線通訊將溫度傳輸到無線集中器（也稱匯聚終端），無線集中器再通過光纖通信、或GPRS通信等方式將溫度數據傳輸到監控中心，從而實現溫度的集中監控。

本技術方案能應用到常規變電站、綜自站、箱式變及站外遠距離線路電纜接頭等各種形式，500KV及以下等各種電壓等級。

無線測溫終端由高能電池供電，減少高低壓之間的電氣聯系，采用全數字方式工作，溫度傳感器附著在發熱點上（高壓母線或高壓開關），并由一段數據線和無線數據變換器相連接(溫度傳感器和數據變換器一起稱為無線測溫終端)，該終端附著在高壓母線或高壓開關上并長期工作在高壓環境中。無線測溫終端把溫度信號通過無線的方式直接或經過無線中繼站傳送給無線匯聚終端，無線匯聚終端可以接收多個測溫終端發送來的數據，對于是否使用無線中繼站是由測量環境以及各測溫終端所處的物理位置所決定的。當測溫終端與無線匯聚終端處于有效的通訊距離內，無須增加無線中繼站。

系統采用短程無線網絡的方式，多個測溫終端分布在無線匯聚終端的周圍，在有效的通訊范圍內可以隨意添加、刪除、移動測溫終端。無線匯聚終端則安裝在控制中心，控制中心計算機軟件實時監控每個點溫度的變化，實現足不出戶掌握整個高壓系統的發熱狀況，進而做出正確的決策。

無線匯聚終端可以把接收到的數據通過光纖以太網或GPRS/CDMA把數據傳送到控制中心的計算機，由計算機的后臺軟件進行處理。

溫度傳感器附著在發熱點上，并由一段導線和無線數據變換器相連接(溫度傳感器和無線數據變換器一起稱為無線測溫終端)，無線數據變換器也隨之附著在高壓線路上或高壓開關上。溫度傳感把感知的溫度轉化為電信號，由無線變換器處理后得到溫度值并通過無線的方式經過無線中繼站或直接傳送給無線匯聚終端，無線匯聚終端可以接收多個無線數據變換器發送來的數據，對于是否使用中繼站是由測量環境和整個測量的范圍以及各無線數據變換器所處的測量點位置所決定的，如果所有的無線數據變換器與無線采集匯聚終端在有效的通訊距離內，那么就可以不增加中繼站，否則就需要增加中繼站。 如果在無人值守的環境，控制中心遠離實際測溫的地點，無線采集匯聚終端可以把接收到的數據通過RS232傳送給GPRS/CDMA，再由GPRS/CDMA把數據由遠程傳送到控制中心的計算機，再由計算機的后臺軟件進行處理。