10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用研究

林智炳 吳同金 彭宇霞

【摘 要】10kV高壓開(kāi)關(guān)柜是電力系統(tǒng)建設(shè)的重要結(jié)構(gòu)組成部分，是電力資源供應(yīng)中必不可好的重要保障。在10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行中，對(duì)其落實(shí)測(cè)溫技術(shù)是極為必要的，是避免其運(yùn)行中受熱穩(wěn)定不足、抗強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)干擾以及高壓隔離等影響的重要技術(shù)體系，隨著我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展中技術(shù)體系的完善，10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用逐漸普及，大大提升了10kV高壓開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫工作的效率和精準(zhǔn)性，并為10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)維工作開(kāi)展提高了數(shù)據(jù)支撐。

【關(guān)鍵詞】10kV高壓開(kāi)關(guān)柜;無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù);應(yīng)用

開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫是10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行中必要的安全保障技術(shù)體系，10kV高壓開(kāi)關(guān)柜作為電力系統(tǒng)建設(shè)的重要結(jié)構(gòu)組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)直接決定了電力資源供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性，一旦10kV高壓開(kāi)關(guān)柜溫度過(guò)高，不僅會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)元件的損壞，更容易導(dǎo)致用電安全事故的發(fā)生，造成巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，也給用戶(hù)的用電安全帶來(lái)威脅。而無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用就大大提升了10kV高壓開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫工作的質(zhì)量，對(duì)于我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

一、10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

10kV高壓開(kāi)關(guān)柜作為電力系統(tǒng)建設(shè)中必不可少的結(jié)構(gòu)組成部分，不論是電力系統(tǒng)的輸配電還是發(fā)電以及電能轉(zhuǎn)換中都離不開(kāi)10kV高壓開(kāi)關(guān)柜的幫助，具有通斷、控制以及保護(hù)等作用。在10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行中，測(cè)溫工作的落實(shí)具有重要意義，直接關(guān)系到了10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性及其運(yùn)行的安全性，近年來(lái)，在我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，電力技術(shù)體系愈加完善，在10kV高壓開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫技術(shù)中，無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用也愈加廣泛。相較于傳統(tǒng)有線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)體系，無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)的靈活性更高，并且無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)是通過(guò)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和數(shù)據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)輔助測(cè)溫設(shè)備的，在測(cè)溫過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行溫度的實(shí)時(shí)反饋傳輸，并在10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行溫度異常時(shí)，及時(shí)進(jìn)行警報(bào)，避免其運(yùn)行溫度異常問(wèn)題的逐漸擴(kuò)大而導(dǎo)致更嚴(yán)重的故障問(wèn)題發(fā)生。并且在10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行溫度異常故障發(fā)生時(shí)，無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)體系也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障原因的分析，并將故障信息分析數(shù)據(jù)反饋給中控室，使10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)維工作的開(kāi)展得到檢測(cè)數(shù)據(jù)支持，這就能夠有效提升10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行中溫度異常故障的維修效率和質(zhì)量，縮短因?yàn)?0kV高壓開(kāi)關(guān)柜故障問(wèn)題而導(dǎo)致的斷電時(shí)間，進(jìn)而降低斷電造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，降低對(duì)電力用戶(hù)的正常生活的故障斷電影響[1]。

二、10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

第一，無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)的安全性特點(diǎn)。10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)系統(tǒng)就有獨(dú)立的點(diǎn)位絕緣安裝，能夠避免開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行中帶來(lái)了跑電影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)10kV高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部電氣設(shè)備的全面保護(hù)，避免因?yàn)殚_(kāi)關(guān)柜運(yùn)行中的漏電問(wèn)題給電氣設(shè)備帶來(lái)影響，出現(xiàn)漏電、跑電等運(yùn)行安全隱患。

第二，無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)的準(zhǔn)確性特點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)是通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器作為10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行溫度測(cè)量的主要設(shè)備，其主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組成部分之一就是高精度數(shù)字傳感器，在接觸式的測(cè)溫工作過(guò)程中，數(shù)字傳感器能夠高精度的對(duì)10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行溫度進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)其溫度變化狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，試下對(duì)其運(yùn)行溫度的精準(zhǔn)測(cè)量[2]。

第三，無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)的靈活性特點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)有線(xiàn)測(cè)溫裝置，無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)中所使用的測(cè)溫元件具有體積小、安裝方便的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并且其數(shù)據(jù)傳輸組網(wǎng)也比較靈活，可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和有限網(wǎng)絡(luò)兩種方式實(shí)現(xiàn)。并且在對(duì)10kV高壓開(kāi)關(guān)柜溫度測(cè)量中，可以設(shè)置多個(gè)測(cè)量監(jiān)控點(diǎn)，更加全面的對(duì)10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行溫度進(jìn)行檢測(cè)。

第四，無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)的功耗低特點(diǎn)。測(cè)溫裝置的功耗問(wèn)題直接影響到了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)的設(shè)計(jì)理念是以低功耗為基礎(chǔ)原則要求的，在其測(cè)量工作運(yùn)行中，其功耗較低，不僅能夠節(jié)約運(yùn)行成本，更能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器使用壽命的延長(zhǎng)，降低傳感器損耗。

三、10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)中，其應(yīng)用要點(diǎn)根據(jù)其結(jié)構(gòu)組主要可以分為硬件和軟件兩個(gè)方面，如下所示：

首先，10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)的硬件選擇要點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)系統(tǒng)中的主要硬件結(jié)構(gòu)就是供能線(xiàn)圈、溫度傳感器、微處理器、芯片選擇以及無(wú)線(xiàn)AP接入點(diǎn)[3]。其一，在10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用中的供能線(xiàn)圈選擇時(shí)，要根據(jù)其獨(dú)特的供能方式進(jìn)行選擇，無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)的功能是通過(guò)特殊的電流互感器實(shí)現(xiàn)的，因此就要選擇能夠直接從以此電流中取能的線(xiàn)圈，對(duì)于絕緣要求較低，在其應(yīng)用設(shè)計(jì)中，較為簡(jiǎn)單。其二，溫度傳感器。溫度傳感器作為10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)系統(tǒng)的核心，其溫度傳感器的質(zhì)量和效果直接影響到了整體技術(shù)性能的發(fā)揮。在10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行溫度測(cè)量中，由于測(cè)量環(huán)境受電磁影響較為嚴(yán)重，信號(hào)干擾情況也較為嚴(yán)重，需要采用抗干擾能力較強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器，以保證其運(yùn)行狀態(tài)。其三，微處理器。10kV高壓開(kāi)關(guān)柜的無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行中，在過(guò)程處理中主要內(nèi)容就是溫度傳感器的通訊，其數(shù)據(jù)量較小，運(yùn)行中程序內(nèi)容較為簡(jiǎn)單，因此在微處理器選擇中，內(nèi)存不用太大，功能能效較低，體積也盡量較小，例如目前在10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的MSP430 系列微處理器就能夠滿(mǎn)足其運(yùn)行要求。其四，芯片選擇。芯片作為無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)傳輸電路設(shè)計(jì)的核心結(jié)構(gòu)組成部分，在其選擇中，要保證其數(shù)據(jù)傳輸效率以及低功耗運(yùn)行的要求。最后就是無(wú)線(xiàn)AP接入點(diǎn)的應(yīng)用要點(diǎn)。在10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)AP接入點(diǎn)選擇中，要滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用的長(zhǎng)距離傳輸要求以及其無(wú)線(xiàn)應(yīng)用，科學(xué)化選擇無(wú)線(xiàn)AP接入點(diǎn)。

其次，10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)。軟件系統(tǒng)作為無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)體系的技術(shù)核心，其軟件實(shí)現(xiàn)的質(zhì)量直接決定了無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)系統(tǒng)的性能發(fā)揮效果。在10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)中，為滿(mǎn)足其實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸要求，需要保證其軟件的數(shù)據(jù)寬度、地址寬度，目前階段無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)系統(tǒng)中常見(jiàn)的技術(shù)軟件就是在 IAR Embedded Workbench平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的 C 代碼程序，主要完成 nRF24L01初始化和無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)功能。

四、結(jié)束語(yǔ)

10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)對(duì)于新時(shí)期的電力系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展具有重要意義，能夠有效提升電力企業(yè)電力資源輸配的穩(wěn)定性和安全性，避免10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行中受溫度變化故障影響而導(dǎo)致電力資源供應(yīng)終端，甚至發(fā)生安全事故，是新時(shí)期電力企業(yè)科學(xué)化發(fā)展的重要技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 翟麗麗，茌旭，李華兵，et al.10kV高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)[J].農(nóng)村電氣化，2017（6）.147-148.

[2] 練士龍.封閉開(kāi)關(guān)柜中無(wú)線(xiàn)紅外測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工程技術(shù)研究，2019（8）：177-178.

[3] 鄒睿，邊瑞恩，楊夏.大電流開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱故障分析與紅外測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2017（2）.159-161.

（作者單位：1.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司莆田供電公司;2.福建中電合創(chuàng)電力科技有限公司;3.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司莆田供電公司）