張心志
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：在金屬冶煉的過程中，電力運(yùn)輸?shù)膿p耗是一直存在的問題。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各種電子設(shè)備也被逐漸應(yīng)用到冶煉金屬的高壓系統(tǒng)中，由于電子設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，導(dǎo)致了系統(tǒng)所承受的電力負(fù)載也在不斷加重，常常會(huì)出現(xiàn)電器過載而導(dǎo)致電路過載的情況出現(xiàn)。因此實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中電器的溫度是一個(gè)急需解決的問題。無線測溫系統(tǒng)可以很好地對電路內(nèi)部進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少安全隱患的出現(xiàn)。本文將對無線測溫技術(shù)在高壓系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行簡要的闡述。
關(guān)鍵詞：高壓系統(tǒng)；電力運(yùn)輸；應(yīng)用實(shí)例；溫度傳感器；無線測溫技術(shù)
0引言
??在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，使用的無線測溫系統(tǒng)往往由溫度傳感器和無線溫度檢測器構(gòu)成。這兩個(gè)部分一個(gè)負(fù)責(zé)對溫度的監(jiān)測，即溫度傳感器；另一個(gè)負(fù)責(zé)將溫度傳感器傳輸過來的電信號進(jìn)行收集和處理。溫度傳感器往往在距離被測點(diǎn)近的地方，且往往與被測點(diǎn)的電壓保持一致，因此溫度傳感器常常位于一些接口處。在溫度傳感器測量出待測點(diǎn)的具體溫度后，再通過無線傳輸技術(shù)將所得溫度的具體數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示數(shù)據(jù)的模塊部分上，由分布廣泛的溫度接收器所接收，從而起到實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度的目的。需要注意的是，在無線測溫系統(tǒng)的高壓工作部分要和工作人員的低壓處理部分之間形成電氣隔離，來保證無線測溫系統(tǒng)的安全性能。接下來將對溫度傳感器和溫度檢測器這兩個(gè)重要的組成部分進(jìn)行詳細(xì)的闡述。
1 無線測溫系統(tǒng)的組成部分
1.1溫度傳感器
1.1.1溫度傳感器在無線測溫系統(tǒng)中的主要功能
在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，對溫度傳感器的測量精度要求為零點(diǎn)一攝氏度。溫度傳感器主要起到把溫度數(shù)值變成數(shù)據(jù)，即將熱信號轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電信號的作用。
1.1.2 溫度傳感器的內(nèi)部組成
??溫度傳感器主要由檢測溫度的元件、測量電路、供電電源和一些其他的控制電路構(gòu)成。這些控制電路一般被要求在一定頻率下的無線工作頻率下工作。
??由于電子設(shè)備的有些部位有溫度過高的情況出現(xiàn)，因此溫度傳感器的工作環(huán)境有時(shí)是惡劣的，所以對制作溫度傳感器的材質(zhì)要求很高，尤其是溫度傳感器的外露部分，要求有耐高溫等性能，并且考慮到溫度傳感器的使用壽命等問題，制作材料還需要具有一定程度的防水性能和防塵性能，以盡量延長溫度傳感器的使用壽命，防止因更換溫度傳感器導(dǎo)致電子設(shè)備不能正常工作，影響到工廠的正常生產(chǎn)。
1.1.3 對溫度傳感器在實(shí)際生產(chǎn)中的一些要求
??在實(shí)際生產(chǎn)中要求溫度傳感器的可測溫度范圍區(qū)間是負(fù)五十五度到一百三十三度，這個(gè)可測溫度范圍是范圍區(qū)間，當(dāng)然，根據(jù)溫度傳感器工作的不同環(huán)境，這一工作區(qū)間也應(yīng)不斷調(diào)整。
??在將溫度傳感器固定在待測物體表面時(shí)，可以使用粘貼的方法，也可以使用耐高溫的材質(zhì)，如耐高溫的尼龍絲等將溫度傳感器固定在物體的表面。由于溫度傳感器要求的精度較高，因此應(yīng)將溫度傳感器和待測物體緊密接觸，以提高檢測精度，減小因距離而產(chǎn)生的測量誤差，快時(shí)間檢測到安全隱患。
1.2無線溫度檢測器
1.2.1 無線溫度檢測器的基本工作原理
??無線溫度檢測器往往是將多個(gè)溫度傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收并集中處理的，因此一個(gè)無線溫度檢測器具有多個(gè)接收數(shù)據(jù)的接口。檢測器內(nèi)設(shè)置有危險(xiǎn)檢測系統(tǒng)，控制無線溫度檢測器的工作人員會(huì)事先在無線溫度檢測器中設(shè)置好一個(gè)固定的溫度范圍為正常的溫度范圍，當(dāng)無線溫度檢測器對溫度傳感器傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理后發(fā)現(xiàn)有超出這一溫度范圍的溫度數(shù)值時(shí)，便會(huì)提高電位觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)。報(bào)警系統(tǒng)通過顯示警報(bào)字樣及響鈴等來進(jìn)行警報(bào)，達(dá)到監(jiān)測溫度的效果。
1.2.2 無線溫度檢測器的其他功能
??一般來說，無線溫度檢測器會(huì)對超出的溫度進(jìn)行警報(bào)處理，除此之外，在溫度基本在正常范圍時(shí)，無線溫度檢測器還可以通過數(shù)據(jù)接口接到工作人員的顯示屏中，讓工作人員可以 對電子設(shè)備內(nèi)部的溫度進(jìn)行一個(gè)實(shí)時(shí)的監(jiān)控。即使在沒有超出溫度范圍時(shí)，也可以起到了解設(shè)備運(yùn)行狀況的作用。
1.3無線測溫系統(tǒng)的其他組成部分
??除了溫度傳感器和無線溫度檢測器這兩個(gè)主要組成部分之外，無線測溫系統(tǒng)往往要求在無線溫度檢測器后配備相應(yīng)的溫度處理軟件等。由于隨著時(shí)間的增長，溫度數(shù)據(jù)也會(huì)不斷增多，工作人員的工作量也會(huì)逐漸增加，處理過多的數(shù)據(jù)需要大量的人力。溫度處理軟件的插入可以大大的減小工作人員的工作量，減少人力資源的浪費(fèi)。使無線溫度檢測器得出的數(shù)據(jù)能得到更好的處理。并且這類軟件一般具有歷史數(shù)據(jù)的記錄功能，可以讓工作人員在分析歷史數(shù)據(jù)時(shí)得出電子設(shè)備內(nèi)部過熱的原因，起到吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的作用。
??同時(shí)，溫度處理軟件可對電子設(shè)備在某一溫度下的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，在正常的溫度區(qū)間內(nèi)也可對電子設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。具有數(shù)據(jù)處理功能的軟件還可以將設(shè)備一定時(shí)間內(nèi)的溫度轉(zhuǎn)化為柱狀圖、折線圖、曲線圖等更直觀的形式，可以讓工作人員更加直觀地了解到近一段時(shí)間內(nèi)電子設(shè)備
的工作情況，并及時(shí)對設(shè)備進(jìn)行檢修。
2無線測溫系統(tǒng)在高壓系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)
2.1無線測溫系統(tǒng)在通信技術(shù)方面的優(yōu)勢
??由于無線測溫系統(tǒng)的通信頻段往往處在一個(gè)高頻波段，所以無線測溫系統(tǒng)具有抗干擾能力。而在實(shí)際的生產(chǎn)中，無線測溫系統(tǒng)中的通信并不具有太長的距離，所以短距離通信的波段具有穩(wěn)定性強(qiáng)、構(gòu)成簡單，成本耗能低等優(yōu)良性能。同時(shí)，短距離通信還具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力，可以提高溫度顯示的時(shí)效性。
??無線測溫系統(tǒng)的主要組成部分之一溫度傳感器內(nèi)部安裝有通信天線，在不占據(jù)額外體積的前提下也可在一定程度上提高通信效率。
2.2 無線測溫系統(tǒng)在能源損耗方面的優(yōu)勢
??當(dāng)前使用的無線測溫系統(tǒng)往往使用鋰電池內(nèi)部供電，鋰電池具有方便、耗能低、使用壽命長、不用頻繁更換等優(yōu)良特性。因此在能源損耗方面相較于其他系統(tǒng)具有一定優(yōu)勢，并且
無線測溫系統(tǒng)的耗電量較小，不需要經(jīng)常充電，因此也具有節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)。
2.3 無線測溫系統(tǒng)在其他方面具有的優(yōu)勢
??由于無線測溫系統(tǒng)主要依賴于無線傳輸技術(shù)，所以溫度傳感器和無線溫度檢測器都不需要外接數(shù)據(jù)傳輸線，也就不存在數(shù)據(jù)線老化需更換的一系列突發(fā)情況，保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，從而無線測溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸也具有了很好的抗干擾能力。傳統(tǒng)紅外測溫系統(tǒng)由于依賴數(shù)據(jù)傳輸線來傳輸數(shù)據(jù)，。往往會(huì)更加受到溫度、濕度、壓強(qiáng)等因素的影響，數(shù)據(jù)傳輸線需要不定時(shí)檢查更換，降低了工作效率[4]。使用無線測溫系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，由于無線測溫系統(tǒng)內(nèi)部具有溫度處理軟件，因此可以大大節(jié)約人力的浪費(fèi)，使人員分配更加的合理，與傳統(tǒng)紅外測溫系統(tǒng)相比，大大提高了工作效率。
3無線測溫系統(tǒng)在實(shí)際使用中的注意事項(xiàng)
3.1 電壓的注意事項(xiàng)
??在實(shí)際生產(chǎn)中對無線測溫系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，要注意無線測溫系統(tǒng)一般要求的電壓范圍在35千伏以下，地下電纜的要求在110千伏以下，只有嚴(yán)格遵守使用時(shí)的電壓要求，才能保證無線測溫系統(tǒng)在使用過程中落實(shí)到了安全用電，減小安全隱患的產(chǎn)生。
3.2 其他注意事項(xiàng)
??在無線測溫系統(tǒng)的高壓工作部分要和工作人員的低壓處理部分之間形成電氣隔離，來保證無線測溫系統(tǒng)的安全性能。
4無線測溫技術(shù)在高壓系統(tǒng)中的應(yīng)用
4.1 無線測溫技術(shù)在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀
??由于我國的無線測溫技術(shù)相對于歐美一些國家研究起步較晚，所以無線測溫技術(shù)開始應(yīng)用的時(shí)間也較晚，但隨著我國近幾年對無線測溫技術(shù)的不斷研究，我國的無線測溫技術(shù)已經(jīng)取得了一定的成果，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國對無線測溫技術(shù)的研發(fā)也在飛速進(jìn)行當(dāng)中。
4.2 無線測溫技術(shù)在高壓系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例
4.2.1 無線測溫技術(shù)對檢測高壓開關(guān)柜溫度中的應(yīng)用
??在高壓系統(tǒng)中，常常由高壓開關(guān)柜在系統(tǒng)中起到保護(hù)的作用，其具體功能與斷電保護(hù)器幾乎一致。高壓開關(guān)柜在高壓系統(tǒng)中有著十分廣泛的應(yīng)用，尤其是在一些高壓傳輸設(shè)備和一些負(fù)載中常常得到應(yīng)用。在傳輸器和配電線纜中也常常得到使用。而這些大功率負(fù)載的接口常常十分隱蔽，不便于對其進(jìn)行定時(shí)檢查，因此時(shí)間較長這些接口就會(huì)自然的老化，發(fā)生氧化和松動(dòng)等情況。
在接口老化后，高壓開關(guān)柜會(huì)發(fā)生膨脹，開關(guān)柜中的電阻進(jìn)一步大，形成了一個(gè)惡性循環(huán)，如果溫度檢測不及時(shí)很容易造成電路超載失火等事故，而使用傳統(tǒng)的人工檢測方法顯然不能夠?qū)Ω邏洪_關(guān)柜的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，這就形成了很大的安全隱患。在實(shí)際的生產(chǎn)中引入無線測溫系統(tǒng)，可以對高壓開關(guān)柜的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而得知負(fù)載接口的老化情況，可以對其進(jìn)行及時(shí)的更換，及時(shí)地對高壓開關(guān)柜溫度超出范圍進(jìn)行監(jiān)測，可以有效降低安全隱患的存在，減少事故的發(fā)生。
4.2.2 無線測溫系統(tǒng)在接線處的應(yīng)用
??在工廠中常常會(huì)設(shè)置一些發(fā)電機(jī)組來維持工廠平時(shí)的用電用暖用水，而工廠規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時(shí)，發(fā)電機(jī)組也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的改造，可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的負(fù)載過大，用電負(fù)荷大，很容易出現(xiàn)接線部分溫度過高的情況。引入無線測溫系統(tǒng)并接入顯示溫度的設(shè)備對接線處的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，避免接線處溫度過高的情況出現(xiàn)，可以大大降低事故發(fā)生率。
4.3 無線測溫系統(tǒng)的發(fā)展前景
??無線測溫系統(tǒng)主要由溫度傳感器、無線測溫檢測器和溫度處理軟件構(gòu)成。將無線測溫系統(tǒng)與工作人員的計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備連接，可以對某點(diǎn)的溫度起到實(shí)時(shí)監(jiān)測的作用。這種實(shí)時(shí)監(jiān)測可以在安全事故發(fā)生之前對事故可能發(fā)生的點(diǎn)進(jìn)行提前處理，來對事故進(jìn)行有效地預(yù)防。
??合理地在高壓系統(tǒng)中應(yīng)用無線測溫系統(tǒng)在幫助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患的同時(shí)，還可以一定程度地提高工作人員的工作效率，保證生產(chǎn)設(shè)備的安全性能。并且由于無線測溫系
統(tǒng)無需外界數(shù)據(jù)傳輸線的特性，可以減少耦合情況的發(fā)生，可以很好地實(shí)現(xiàn)高壓中工作設(shè)備和工作人員數(shù)據(jù)處理設(shè)備的分離，即實(shí)現(xiàn)電氣隔離，提高了設(shè)備工作的安全性能。因此，無 線測溫系統(tǒng)在高壓系統(tǒng)中的安全檢測領(lǐng)域?qū)⒂泻芎玫那熬啊?/div>
5安科瑞溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)
5.1概述
??電氣接點(diǎn)在線測溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測，防止在運(yùn)行過程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸 電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設(shè)備安全保障，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。
??Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS 485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通訊，系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。
5.2應(yīng)用場所
??適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機(jī)場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測。
5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
5.4系統(tǒng)功能
??測溫系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能：
1）溫度顯示：顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)測溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)值，也可實(shí)現(xiàn)電腦WEB/手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。
2）溫度曲線：查看每個(gè)測溫點(diǎn)的溫度趨勢曲線。
3）運(yùn)行報(bào)表：查詢及打印各測溫點(diǎn)zhi定時(shí)間的溫度數(shù)據(jù)。
4）實(shí)時(shí)告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)語音報(bào)警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警，告警方式有彈窗、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時(shí)提醒值班人員。
5）歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析等。
5.5系統(tǒng)硬件配置
??溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測溫系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。
6結(jié)束語
??當(dāng)今時(shí)代，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各種電子設(shè)備也被逐漸應(yīng)用到冶煉金屬的高壓系統(tǒng)中，因?yàn)殡娮釉O(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，導(dǎo)致了系統(tǒng)所承受的電力負(fù)載也在不斷加重，常常會(huì)出現(xiàn)電器過載而導(dǎo)致電路過載的情況出現(xiàn)。因此實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中電器的溫度是一個(gè)急需解決的問題。無線測溫系統(tǒng)可以很好地對電路內(nèi)部進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少安全隱患的出現(xiàn)。本文通過對無線測溫技術(shù)在高壓系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行簡要的闡述，分析無線測溫系統(tǒng)的一些優(yōu)良性能和使用時(shí)的重要事項(xiàng)，可見無線測溫系統(tǒng)可以減少人力財(cái)力的浪費(fèi)，提高工作效率，并且具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，在未來的高壓系統(tǒng)中具有廣泛地使用前景。
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作者簡介：張心志，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。
聯(lián)系人：曹艷菊
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