10kV高壓開關柜無線測溫技術應用研究

林智炳 吳同金 彭宇霞

【摘 要】10kV高壓開關柜是電力系統建設的重要結構組成部分，是電力資源供應中必不可好的重要保障。在10kV高壓開關柜運行中，對其落實測溫技術是極為必要的，是避免其運行中受熱穩定不足、抗強電場、磁場干擾以及高壓隔離等影響的重要技術體系，隨著我國電力產業發展中技術體系的完善，10kV高壓開關柜無線測溫技術應用逐漸普及，大大提升了10kV高壓開關柜測溫工作的效率和精準性，并為10kV高壓開關柜運維工作開展提高了數據支撐。

【關鍵詞】10kV高壓開關柜;無線測溫技術;應用

開關柜測溫是10kV高壓開關柜運行中必要的安全保障技術體系，10kV高壓開關柜作為電力系統建設的重要結構組成部分，其運行狀態直接決定了電力資源供應的穩定性和安全性，一旦10kV高壓開關柜溫度過高，不僅會導致開關柜內部結構元件的損壞，更容易導致用電安全事故的發生，造成巨大社會經濟損失的同時，也給用戶的用電安全帶來威脅。而無線測溫技術的應用就大大提升了10kV高壓開關柜測溫工作的質量，對于我國電力產業發展具有重要意義。

一、10kV高壓開關柜無線測溫技術的應用價值

10kV高壓開關柜作為電力系統建設中必不可少的結構組成部分，不論是電力系統的輸配電還是發電以及電能轉換中都離不開10kV高壓開關柜的幫助，具有通斷、控制以及保護等作用。在10kV高壓開關柜運行中，測溫工作的落實具有重要意義，直接關系到了10kV高壓開關柜運行狀態的穩定性及其運行的安全性，近年來，在我國電力產業不斷發展的時代背景下，電力技術體系愈加完善，在10kV高壓開關柜測溫技術中，無線測溫技術應用也愈加廣泛。相較于傳統有線測溫技術體系，無線測溫技術的靈活性更高，并且無線測溫技術是通過現代網絡通信技術和數據傳統技術來輔助測溫設備的，在測溫過程中，能夠實現對10kV高壓開關柜運行溫度的實時反饋傳輸，并在10kV高壓開關柜運行溫度異常時，及時進行警報，避免其運行溫度異常問題的逐漸擴大而導致更嚴重的故障問題發生。并且在10kV高壓開關柜運行溫度異常故障發生時，無線測溫技術體系也能夠實現對故障原因的分析，并將故障信息分析數據反饋給中控室，使10kV高壓開關柜運維工作的開展得到檢測數據支持，這就能夠有效提升10kV高壓開關柜運行中溫度異常故障的維修效率和質量，縮短因為10kV高壓開關柜故障問題而導致的斷電時間，進而降低斷電造成的社會經濟損失，降低對電力用戶的正常生活的故障斷電影響[1]。

二、10kV高壓開關柜無線測溫技術的應用特點

第一，無線測溫技術的安全性特點。10kV高壓開關柜無線測溫技術系統就有獨立的點位絕緣安裝，能夠避免開關柜運行中帶來了跑電影響，進而實現對10kV高壓開關柜內部電氣設備的全面保護，避免因為開關柜運行中的漏電問題給電氣設備帶來影響，出現漏電、跑電等運行安全隱患。

第二，無線測溫技術的準確性特點。無線測溫技術是通過無線傳感器作為10kV高壓開關柜運行溫度測量的主要設備，其主要結構構件的組成部分之一就是高精度數字傳感器，在接觸式的測溫工作過程中，數字傳感器能夠高精度的對10kV高壓開關柜運行溫度進行檢測，并對其溫度變化狀態進行監控，試下對其運行溫度的精準測量[2]。

第三，無線測溫技術的靈活性特點。相較于傳統有線測溫裝置，無線測溫技術中所使用的測溫元件具有體積小、安裝方便的技術優勢，并且其數據傳輸組網也比較靈活，可以通過無線網絡和有限網絡兩種方式實現。并且在對10kV高壓開關柜溫度測量中，可以設置多個測量監控點，更加全面的對10kV高壓開關柜運行溫度進行檢測。

第四，無線測溫技術的功耗低特點。測溫裝置的功耗問題直接影響到了電力企業的經濟效益，而無線測溫技術的設計理念是以低功耗為基礎原則要求的，在其測量工作運行中，其功耗較低，不僅能夠節約運行成本，更能夠實現傳感器使用壽命的延長，降低傳感器損耗。

三、10kV高壓開關柜無線測溫技術的應用要點

10kV高壓開關柜無線測溫技術應用設計中，其應用要點根據其結構組主要可以分為硬件和軟件兩個方面，如下所示：

首先，10kV高壓開關柜無線測溫技術的硬件選擇要點。無線測溫技術系統中的主要硬件結構就是供能線圈、溫度傳感器、微處理器、芯片選擇以及無線AP接入點[3]。其一，在10kV高壓開關柜無線測溫技術應用中的供能線圈選擇時，要根據其獨特的供能方式進行選擇，無線測溫系統的功能是通過特殊的電流互感器實現的，因此就要選擇能夠直接從以此電流中取能的線圈，對于絕緣要求較低，在其應用設計中，較為簡單。其二，溫度傳感器。溫度傳感器作為10kV高壓開關柜無線測溫技術系統的核心，其溫度傳感器的質量和效果直接影響到了整體技術性能的發揮。在10kV高壓開關柜運行溫度測量中，由于測量環境受電磁影響較為嚴重，信號干擾情況也較為嚴重，需要采用抗干擾能力較強的新型數字溫度傳感器，以保證其運行狀態。其三，微處理器。10kV高壓開關柜的無線測溫技術系統運行中，在過程處理中主要內容就是溫度傳感器的通訊，其數據量較小，運行中程序內容較為簡單，因此在微處理器選擇中，內存不用太大，功能能效較低，體積也盡量較小，例如目前在10kV高壓開關柜無線測溫技術中應用較為廣泛的MSP430 系列微處理器就能夠滿足其運行要求。其四，芯片選擇。芯片作為無線測溫系統傳輸電路設計的核心結構組成部分，在其選擇中，要保證其數據傳輸效率以及低功耗運行的要求。最后就是無線AP接入點的應用要點。在10kV高壓開關柜無線測溫技術系統的無線AP接入點選擇中，要滿足無線測溫技術應用的長距離傳輸要求以及其無線應用，科學化選擇無線AP接入點。

其次，10kV高壓開關柜無線測溫技術系統的軟件實現。軟件系統作為無線測溫技術體系的技術核心，其軟件實現的質量直接決定了無線測溫技術系統的性能發揮效果。在10kV高壓開關柜無線測溫技術系統的軟件實現中，為滿足其實時監測數據傳輸要求，需要保證其軟件的數據寬度、地址寬度，目前階段無線測溫技術系統中常見的技術軟件就是在 IAR Embedded Workbench平臺上開發的 C 代碼程序，主要完成 nRF24L01初始化和無線數據收發功能。

四、結束語

10kV高壓開關柜無線測溫技術對于新時期的電力系統建設發展具有重要意義，能夠有效提升電力企業電力資源輸配的穩定性和安全性，避免10kV高壓開關柜運行中受溫度變化故障影響而導致電力資源供應終端，甚至發生安全事故，是新時期電力企業科學化發展的重要技術保障。

參考文獻：

[1] 翟麗麗，茌旭，李華兵，et al.10kV高壓開關柜無線測溫技術[J].農村電氣化，2017（6）.147-148.

[2] 練士龍.封閉開關柜中無線紅外測溫系統設計[J].工程技術研究，2019（8）：177-178.

[3] 鄒睿，邊瑞恩，楊夏.大電流開關柜發熱故障分析與紅外測溫技術應用[J].電工技術，2017（2）.159-161.

（作者單位：1.國網福建省電力有限公司莆田供電公司;2.福建中電合創電力科技有限公司;3.國網福建省電力有限公司莆田供電公司）