高压开关柜无线测温系统中CT取电可行性分析
高压开关柜监控中无线测温技术的运用
高压开关柜监控中无线测温技术的运用摘要无线测温技术主要由部署于被监测范围内的多个微型传感器节点构成，再以无线通信方式构建成具有多跳性的网络系统，达到协作感知、采集和处理相应的电力系统元件信息。
高压开关柜是电力系统中起到发电、输电、配电、耗电、电能转换、电力通断、用电控制与保护等作用的一种电器产品。
本文介绍了高压开关柜监控中采用无线测温技术的原理、优点、和具体方法，希望为相关行业工作者提供理论依据。
关键词高压开关柜；无线测温技术；电力监控；实践应用中图分类号TM 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)052-0149-01随着我国电力事业的发展与发达，用电普及以及对电力供应的进一步广泛需求，使电力系统已经在逐步向着网络化、安全性、自动化、可靠易用的方面发展。
由于电力网络的分布越来越广泛，电网的覆盖面积也越来越大，接触和使用的人群越来越多，使生活与工作中对电力系统安全性与自动化的呼声非常高。
而对电力系统内相关元件的测温工作，一方面可有效控制电力元件不易被高温损坏和引起灾害，另一方面也需要利用自动化手段减少人工的投入，提高效率，且监测更为准确及时。
无线测温技术属于微电子技术的一项创新，主要由布署于被监测范围内的多个微型传感器节点构成，再以无线通信方式构建成具有多跳性的网络系统，达到协作感知、采集和处理相应的电力系统元件信息。
高压开关柜是电力系统中起到发电、输电、配电、耗电、电能转换、电力通断、用电控制与保护等作用的一种电器产品，尤其在制造业中成为企业输变电系统的重要组成部分。
本文介绍了高压开关柜监控中采用无线测温技术的原理、优点、和具体方法，希望为相关行业工作者提供理论依据。
1 无线测温技术在高压开关柜中的应用原理无线测温技术主要通过无线传感技术连接各个元件单元，并进行信息传递和命令传输。
首先，温度采集器可对高压开关柜内各裸触点或母线连接处、元件表面等的温度进行监控，当发现温度超出设定范围时，温度采集器利用电磁波将相关信号传达至测温主控系统中；信息在主控系统内被分析决策、和制成传达信号，随后将该信号发送至终端，终端可为维修操作人员的手机、电子计算机、或其它类型的接收设备，使温度信息及时传达到相关人员处，并由接收人组织制定相应的解决方案，迅速作出决策，进行温度调节的实际操作。
10kV高压开关柜无线测温技术分析
10kV高压开关柜无线测温技术分析摘要：我国电力行业自改革开放发展至今，其建设技术和建设规模已经处于世界领先水平，遥遥领先其他发展中国家。
保障电力系统稳定安全运行的一个重要部分为高压开关柜。
高压开关柜的运行状态非常关键，因为整体温度太高会逐渐损耗其电气设备。
关键词：10kV高压开关柜；无线测温技术引言电，是我国整体经济建设中非常重要的基础能源，其发展关系到我国整体民生。
温升是影响开关柜运行性能的重要因素，尤其是大电流开关柜，温升指标尤为重要。
造成开关柜温升超标的因素很多，设计、生产过程中选用的导电材料电导率不满足要求、导体连接接触表面处理工艺及紧固螺栓的安装工艺要求不当、运输及运行过程中的机械振动等，都会使开关柜动静触头、母线栓接等导体连接处的接触电阻逐渐增大，从而导致温升超标、绝缘破坏，甚至引发重大事故。
1 10kV高压开关柜无线测温系统的整体设计1.整体设计，选择KYN型开关柜作为研究对象，而K、Y、N分别是铠装式金属封闭开关设备、移动式结构以及户内装置。
根据10kV高压开关柜的安全运行需求，10kV高压开关柜的整体设计必须从体积、绝缘性能、成本以及可靠性等方面给予考虑。
针对系统的设计分析，主要由3部分组成，即高压测发射端、低压侧接收端以及上位机数据处理控制。
这一设计考虑到KYN型开关柜所具备的6个梅花触头，并提供了蓝牙数据传输通道。
由于选取了CT互感器作为高压侧电源，DS18B20温度传感器测量触头温度，系统由此能够准确反映触头温度变化。
2.温度传感器的选择，一般工业场所使用的温度传感器主要有热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、热敏电阻温度传感器以及集成温度传感器等。
明确的温度测量范围值，可以认知其传感器的适应温度环境的变化程度。
结合设计成本和难度，绝大多数?10kV高压开关柜无线测温系统都会选择应用DS18B20温度传感器。
究其原因，主要是其DS18B20温度传感器的价格比较实惠，同时具备高精度测量、简便的测温路线以及使用拓展性方便的优势。
开关柜项目可行性研究报告
开关柜项目可行性研究报告一、引言开关柜是电力系统的重要组成部分，用于控制和保护电力设备。
其质量和性能对电网的运行安全和稳定性具有重要影响。
本项目旨在研究开关柜项目的可行性，确定项目实施的必要性和可行性。
二、市场分析1.行业背景：随着电力系统的发展和更新换代，对开关柜的需求逐渐增加。
尤其是随着工业和城市化的进一步发展，对电力设备的要求也越来越高。
2.市场规模：根据市场调研数据，目前全球开关柜市场规模达到几十亿美元，且呈增长趋势。
预计未来几年市场规模还将扩大。
3.竞争状况：目前市场上存在着众多开关柜生产商和供应商，竞争激烈。
一些大型企业具有较强的研发实力和市场渗透能力，但也存在一些中小型企业具有一定的市场份额。
4.市场需求：随着电力系统的智能化发展，对开关柜的功能要求也越来越高，如远程控制、故障诊断等。
同时，对开关柜材料、外观设计等也提出了更高的要求。
三、技术分析1.开关柜技术：随着电力设备的不断升级和发展，开关柜的技术水平也在不断提高。
如SF6气体绝缘开关柜、真空断路器等技术的应用，使得开关柜具有更高的电气性能和安全性。
2.产品创新：本项目拟引入先进的软件控制系统和物联网技术，实现对开关柜的远程监测和控制。
同时，结合大数据分析技术，提供准确的故障诊断和预测分析，以提高开关柜的可靠性。
四、项目可行性1.市场需求：通过市场调研和分析，开关柜市场规模庞大，且市场需求不断增长。
同时，技术创新和产品升级对市场需求的激发也提供了机会。
2.技术储备：本项目拟引进先进的控制系统和物联网技术，具备一定的技术储备和优势。
同时，可以与相关科研机构合作，提高技术研发水平。
3.资金投入：项目需要一定的资金投入，包括研发和生产设备的购置、员工培训、市场推广等。
通过市场分析和预测，项目能够带来较高的经济效益，为投资提供了保障。
4.团队建设：项目需要组建一个高素质的团队，包括技术研发人员、市场推广人员等。
通过对人才市场的分析和团队建设，可以为项目的顺利实施提供保障。
开关柜无源无线测温
C. 无线测温 （电池供电） • 1、高温下电池寿命大大降低，实际寿命很不确定。大量使用，需频
繁停电更换电池，后期维护成本高。 • 2、存在安全隐患，电池长期处于高温下存在液体渗漏或爆炸危险；
直接影响一次系统安全。 • 3、为了减少功耗数据提取间隔时间长，实时性差
D. CT 感应取电无线测温 • 1、传感器工作通过一次电流回路的电流感应出电压，经过整流稳压
• 3、售后服务陷阱 厂家承诺提供售后服务，如果有问题会去免费维护； 但是不会告诉用户：维护的过程中需要用户停电，而这恰恰会给客户造 成麻烦。
• 4、验收过关等于没问题 供货商通常会给用户灌输一种意识：验收过关就没
问题。结果导致供货商倾向于选择低价产品，只要现场验收时看不出问题就 行。与此同时，用户很少有机会了解到更合适的产品，最终导致用户利益受 损，而供货商却不用承担任何风险。
六、用户常见认识误区及其原因
• 1、应急型 无法在短时间内全面掌握在线测温产品信息，导致选择范围 受限，只能选择性能有缺陷的产品临时应急用。
• 2、价格最低型 选购产品偏重于前期采购价格低，不考虑后期维护成本； 结果导致经常停电来维护测温产品，原本期望减少维护费用，结果却成 本大增，最终有些用户不得不放弃使用或更换其他产品。
0-1000℃ 测温精度要求不高，测温 范围较宽的部位 3～5年
短
电池供电 无线射频 接触式 1℃±0.5℃
感应供电 无线射频 接触式 1℃±0.5℃
一般
技术成熟，稳定性 好
电池在高温下工作，有 高 爆炸和电解液泄露危险
-55～+127℃
-55～+127℃
裸露高压接点、电缆接 裸露高压接点、电
头等
缆接头等
10kV高压开关柜无线测温技术
10kV高压开关柜无线测温技术摘要：当前10KV高压开关柜中所应用的无线测温技术可以在一定程度上保障用电系统的安全与稳定性，在用电安全方面提供了一定的保障。
无线测温技术能够有效保证10KV高压开关柜使用过程中的安全性，避免在使用过程中出现发热等原因所导致的故障，进一步保障配电系统的稳定性。
本文将重点讲解10KV高压开关柜无线测温技术的特点与应用设计，强化10KV高压开关柜系统的稳定运行。
关键词：10KV高压开关柜；无线测温；测温技术；技术应用10KV高压开关柜是配电供电系统中的重要一环，而在实际运行过程中，因发热等原因将会直接影响到高压开关柜的使用。
而发热故障又较为常见，因此在整个电力系统当中，应对当前所应用的无线测温技术进行升级改造，对于10KV高压开关柜的实时温度进行全方位的监测，保障工作人员能够及时发现设备隐患，及时排除发热故障所造成的影响。
1.高压开关柜无线测温技术的特点1.1稳定安全性在10KV高压开关柜的使用过程中，应根据实际情况选用无线测温传感器，且无线测温传感器的使用有着一定的技术优势与体积优势，对于测温进行过程中的安全性有了一定的保障。
无线测温传感器通常可以达到20米以上的传感距离，可以有效保障测温的稳定，相比于传统的测温方式，也能够有效保障测温人员的人身安全[1]。
1.2极强准确性通过无线测温传感器进行10KV高压开关柜的温度测量，可以得到更为准确的温度数据。
传感器通过接触面来进行开关柜的测温，可以准确稳定的检测到测温点的实时温度，并且及时反馈出相关数据并完成数据传输，有效保障了测量数据的准确性，全面提升10KV高压开关柜运行的稳定性。
1.3具备灵活性在使用无线测温传感器对10KV高压开关柜进行温度检测的过程中，由于不同传感器均具备单独编号，且由于传感器的分频技术，可以保证不同传感器之间的数据不会影响熟路通信的质量。
而无线传感器的体积较小，便于安装，可以在各种不利于测温的点位进行实时测温，因此也能够大大提升测温技术的灵活性。
无线温度采集的可行性分析
无线温度采集的可行性分析引言在许多领域中，如环境监测、医疗健康、工业控制等，温度的准确测量是至关重要的。
传统的温度采集系统通常使用有线传感器，这对于一些特殊环境或需要远程监测的场景来说并不便利。
而无线温度采集系统的出现，能够解决这些问题，提供更加便捷和灵活的温度监测方案。
无线温度采集系统的原理无线温度采集系统由无线传感器节点和接收器组成。
传感器节点通过感知环境中的温度，并将数据通过无线信号发送给接收器，接收器再将数据传输给数据处理设备进行分析和存储。
传感器节点传感器节点是无线温度采集系统中的关键部分，它负责感知环境中的温度，并将采集到的数据进行处理和发送。
传感器节点通常由温度传感器、微控制器、通信模块和能量供应模块等组成。
当温度传感器感知到环境温度时，微控制器会将采集到的数据进行处理，并通过通信模块将数据发送给接收器。
接收器接收器是无线温度采集系统中的数据接收和处理部分，它接收传感器节点发送过来的数据，并进行进一步的处理和分析。
接收器通常由无线模块、微控制器和数据处理模块组成。
无线模块负责接收传感器节点发送的数据，微控制器将接收到的数据进行处理，并将处理结果传给数据处理模块进行存储和分析。
无线温度采集系统的优势相比于传统的有线温度采集系统，无线温度采集系统具有以下优势：灵活性和便捷性由于无线温度传感器节点不需要与接收器进行有线连接，因此可以更加灵活地布置在需要监测的区域。
这使得无线温度采集系统可以应用于一些传统系统无法满足的场景，如需要在高温环境下进行温度监测或需要在远程地点进行温度监测等。
高效的数据传输无线温度传感器节点通过无线信号将数据发送给接收器，相比于传统的有线数据传输方式，无线传输可以更加高效地进行数据传输。
这使得数据的获取和处理更加迅速，准确率也更高。
低功耗设计由于无线温度传感器节点是通过无线信号进行数据传输，相比于传统有线传输方式，无线传输能够减少能量消耗，延长传感器节点的使用寿命。
10kV高压开关柜无线测温技术应用分析
温 度 的变 化而 变化 ， 加 强 恒定 电流 ， 通过 运行 中输 出 电 流 的大小 来反 映 出柜 内的温度 。半导 体传 感 器 的精准 度 相 对 比较 高 ， 但 是灵 敏度 相对 热 敏 电阻要 低 一些 ， 半导 体 传感 器 反 映的 时 间要 比热敏 电阻更 长一 些 。半 导体 电 阻的优 点 是不 易 老化 、使 用 的寿 命相 比较 长 ， 具 有很 高 的可靠 性 。 １ ． １ ． ４ 声表面温度传感器
主要是将 Ｐ Ｎ作 为 测 温 的 元件 ，原 理 是 Ｐ Ｎ会 随 着
测量 方式 ， 通 过 无线 传输 的方 式进 行 开关柜 内的温度 测
量 。声表 面传 感 器 的优 点是体 积 比较 小 ， 不 需要 电源 就 可 以工作 ， 缺 点主要 是 因为 线信 号 的传 输距 离 比较短 ， 并且 在传 输 的工 程 中不 允许 有任 何 的阻碍 物 ， 被测 温 部 位如 果发 生 位移 或者 是震 动 的情 况机 会导 致声 表 面波 的 相位 发生 变化 ， 影 响测 温 的准确 性 。
１ １ Ｏ ｋ Ｖ 高压 开关柜 常 用几种 无 线测 温传 感器 的原 理及 技 术特点
１ ． １ 无 线 测 温 的 原 理 无线 测 温 的原 理 根 据 温 度 传 感 元件 的 不 同 可 以分 为４ 类 ， 分 别是 ： 热 敏 电 阻温度 传感 器 、红 ＃ Ｉ － Ｎ 温 传感 器 、半 导体传 感 器 、声表 面 温度 传感 器 、无 源 无线 温度 传感 器 ， 下面 笔 者将 做进 一步 的分 析 。 １ ． １ ． １ 热敏 电阻温度 传 感 器 热 敏 传 感 器 的原 理 就 是 阻 值 会 随着 温度 的变 化 而 发生 改变 ， 通 过 阻值 的大 小来反 映 出温 度 的高低 。热敏 传 感器 的优 点 是灵 敏度 比较高 ； 缺 点 是 ，热敏 电阻值和 温 度 的线性 关 系 比较差 ，元件 容 易老化 ， 使 用 的寿 命相 对 比较 短 ， 随着 使 用 寿 命 的缩 短 精 准 度 和 稳 定 性就 会 变差。 １ ． １ ． ２ 红外测 温传 感 器 红￣ ＇ Ｉ － Ｎ 温传 感 器 主要 是 黑体 辐 射 的定 律 ， 黑 体辐 射 的定 律 ： 任 何物 体 只要 是高 于零 度 ， 就 都会 发 出红 外 线 。红 外 线测 温 传 感 器 的特 点 是采 用 的 非接 触 式测 量 ， 测 量探 头和 被 测量 的物 体 之 间不 需要任 何遮 挡 物 ，也 不 需 要 做 绝 缘 处理 ； 缺 点是 在 测 温 的过 程 中 容 易 受 到 温 度 、湿 度 、辐射 等 因素 的影 响 。 １ ． １ ． ３ 半导体 传 感 器
关于高压开关柜无线测温系统的方案
关于高压开关柜无线测温系统的方案开关柜无线测温系统由无线温度传感器、测温数据采集终端和监测系统服务器三部分组成。
系统结构图：一.无线温度传感器原理:接收无线温度传感器发送的温度数据和对应传感器编号，存储在其内部存储器中。
当收到温度监测工作站的通信命令后把各传感器的编号和温度测量数据进行上送。
测温数据采集终端自动与无线传感器建立通信联系，能够接收视距半径约200米范围内所有无线传感器发出的温度数据。
安装方式:在高压室内部安装无线测温接收终端，与无线传感器之间利用433MHZ无线技术完成温度数据采集工作，无线测温接收终端通过网线、光纤或直接通过GPRS移动网络传输至升压站主控室，再转换到电脑上显示。
二.测温数据采集终端原理:在每个监测点上安装一个传感器。
其主要工作原理为：前端温度探头直接和监测点接触进行感温，探头的输出经过A/D转换部分，将温度信号转换成数字信号，通过无线方式传递给测温数据采集终端。
每个无线温度传感器具有的编号，实际安装使用时需要记录每个传感器的安装地点，并与编号一起存入温度监测工作站计算机数据库中。
传感器使用工业专用电池供电，供电时间为5-6年。
三.服务器端监测系统主控室内设立一个温度监测工作站，主要是一台PC计算机，该计算机经RS485通信接口转换器与测温数据采集终端连接。
计算机从测温数据采集终端采集各监测点的运行温度数据，在数据库中作长期保存，实时显示监测点的温度变化曲线，并进行分析，一旦发现温度过热、或急剧升温立即报警软件主要功能：1、定时读取从采集终端中收集的温度和ID数据，并写入本地硬盘中作长期保存。
对数据进行处理、维护，异常报警，以及温度变化趋势分析。
2、实时、直观的观察到发热点运行温度的变化情况。
3、对现场检测到的数据，自动生成触头等发热点指定时间段的温度变化趋势、历史事件统计，以及所需要的曲线图和图表。
4、对所检测到的数据进行分析，提前预知和判断以后多少天内发热点故障并形成报表，并详细显示故障点的位置并打印报表。
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高压开关柜无线测温系统中CT取电可行性分析电力传输系统中，高压开关柜作为其中的核心枢纽部分，起着关键性的作用。
开关柜内的众多接触点会由于长期使用导致氧化腐蚀，螺栓松动等而导致接触电阻增大，从而导致设备过热甚至出现严重故障。
因此，实行温度在线监测很有必要。
由于开关柜内有裸露高压，并且空间狭小，在柜内安装监测点，首先需要解决的就是供电问题。
电力开关柜在正常工作时，会带有一定的负载，这样，在铜排上会有一个随负载大小而波动的电流流过，通常电力开关柜设计的通流容量为最大1250A，实际正常应用时电流值介于50A到1000A之间。
因此从理论上来说，可以采用一个磁路闭合的CT套在铜排或触头臂上通过感应电流的方式来取电供设备工作。
当开关柜负载正常时，一次电流变化相对来说处于一个比较平稳的状态，电磁干扰也相对处于一个较稳定状态，此时采用CT取电稳压处理后供给监测设备确实是一种值得推荐的方案。
无需外加电源，并且设备处于实时工作状态，当监测到温度异常时，能及时报警提醒。
但是，从客观上来说，这种应用方案也存在很多弊端，导致在电力部门很少应用。
以下逐点进行阐述：
1、安装方式繁琐，不利于批量使用
由于CT取电的原理是利用闭合的磁场回路来感应铜排母线电流，采用的为穿心式互感器，本身结构不设一次绕组，载流(负荷电流)导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心
起一次绕组作用，由于开关柜发到现场后，结构都已经固定，铜排和触头不可能单独拆卸让厂家去将这种穿心CT进行套接，因此在现场安装时，还需要根据铜排或触臂的尺寸现场绕制，这会带来两个方面的问题，首先，一致性和可靠性很难得到保证。
其次，安装繁琐，时间周期太长。
尤其是当监测点数量较多时，整个施工周期会很长，而在某些变电站由于涉及到运行问题，不可能长时间停电安装。
2、硬件可靠性难以得到保证
采用小CT和磁饱和技术，取母线一次电流供电，是较为理想的供电方式，但必须选择好小CT制作的最佳参数并控制好磁饱和曲线，参数选择不当时，会损坏传感器部分的电路，影响可靠性。
而在现场绕制，CT的可靠性很难得到保证。
此外这种CT供电的方式必须要求母线一次电流处于一个正常的状态，一般要保证大于50A。
绕制完成时，变比就已经确定了，当母线电流较小时，CT的二次侧感应的电流很微弱，而监测设备由于上面带有无线发送模块，再加上其它外围电路，在射频发送时，一般需要最少几十mA的瞬间电流，显然，此时CT感应的电流不能供监测设备正常工作。
对于这种问题，当然可以采取减少匝比来增大二次感应电流的方式来解决，但这样又会带来新的问题，当负载很大或者有瞬间短路故障发生时，此时母线电流会相当大。
CT取电由于变比固定，导致感应的电流也相应会在一个很宽的范围内变动，这就要求供电电路部分必须具备一个很完善的保护电路，但通常这种电路只能针对持续时间很短的瞬变冲击，而开关柜一旦出现故障，一般都不会在极微小的时间段内解除，这样就会导
致对供电电路有一个持续的冲击而导致设备损坏。
而此时却恰恰是正需要监测设备能正常及时地报警的时候，这也是最初安装无线测温在线监测系统的意义所在。
根据某些应用区域反馈的结果，现场安装应用两年左右，损坏率在30%左右，也证明了这种取电方式时硬件确实存在一些问题。
3、硬件电路的稳定性不能得到保证
在上面也提到过，这种方案的应用，是将感应出的二次电流经保护和稳压处理后的电源作为监测设备的工作电源，而高压开关柜里环境比较复杂，存在着很强的电磁干扰，这些干扰也同样会被CT感应到，从而在供电电源和电路的参考地之间叠加上这些干扰信号，这也直接导致了某些电路工作异常。
综上所述，这种方案的应用相比较来说还是弊大于利，在高压开关柜这种特殊场合应用时，电池供电是一个值得推荐的方案，首先是因为将电池集成到监测设备中后，安装非常方便。
其次，电池出来的直流电源不会受到电磁干扰的影响。
之所以之前很多人对这种供电方式存在一些疑虑，主要是担心高压开关柜内存在故障时，温度会上升到很高，从而导致电池爆炸。
此外电池容量有限，不能长时间工作。
这些疑惑在现在这种电子电路飞速发展的时期，已经都不存在任何技术难点。
锂电池由于主要成分为锂离子，在高温状态下会由于活性较强而产生急剧变化导致产生爆炸，但是通常锂电池只应用于民用行业，在工业应用领域，特别是这种高温高电磁干扰的环境里，应用较多的还是锂氩电池，这种电池采用了特殊的工艺，并且成分也和普通
的锂电池不一样，存放时间可达到十年以上，且填充物为不可燃物质，活性低，能工作于很高的温度，即使当温度严重超标时，也只会存在从顶盖处轻微渗漏电解液的现象，这也是它的一种保护应用模式。
确保它不会有爆炸的情况发生。
此外，随着现在低功耗技术的应用，采用脉冲电流工作的模式，平时处于正常应用时，实时监测温度数据，硬件系统处于休眠模式，当发生报警或需要发送数据时，才从休眠状态唤醒，启动发送，通过对硬件电路和软件程序进行合理的低功耗设计，通常一节电池能保证6-8年的工作，甚至更长。
电池供电在现在的电表，煤气表和水表等无线抄表场合已经有很成熟并且大批量的应用，电池使用寿命均超过6年。