1 概述
電力設備安全可靠性是超大規模輸配電和電網安全保障的重要環節，對電網電力設備進行安全運營實時監控成為必要。*電網運行數據表明，電網電氣設備故障大多是由于大電流運行、設備老化、絕緣水平下降等原因導致設備在高溫條件下運行，進而引發燃燒，爆炸等嚴重后果所造成。
在電力系統中，高壓電氣設備的溫度變化是一個非常重要的指標，它關系到電力設備能否安全穩定運行。在高壓電氣設備運行過程中，電氣設備接點由于設備制造、觸點氧化、電弧沖擊等原因，會導致接點的接觸電阻增大，使溫度上升。當溫度上升到一定程度后，設備的機械強度和電氣強度會出現下降，嚴重時會導致電氣設備的短路，甚至造成設備的損毀，嚴重威脅電網的安全運行。對電氣設備的溫度進行實時監測，可以幫助值班人員盡早發現問題，消除隱患，確保電力系統的安全運行。
在現有電力系統狀態下，為了實現大負荷輸電，適當提高導線允許溫度成為增加線路傳輸容量的一個現實途徑。高壓輸電線路采用的是裸導線，研究證明高壓輸電線路故障與連接處的發熱升溫緊密相關，因此監測線路溫度是電力系統穩定安全運行的保障手段之一。
本系統專門針對高壓電氣設備及輸電線路溫度在線監測提出完整可靠的解決方案。
1 常見測溫方案比較
測溫方法 | 供電及傳輸 方式 | 感溫方式 | 優缺點 | 備注 | |
外置式 | 電池無線測溫 | 電池供電 無線傳輸 | 直接接觸 | 電池在高溫環境中可靠性存在問題，易損壞； 需要定期更換電池，增加成本； 傳感器外置導致測量值不能真實反應發熱點實際溫度； | 見附圖1 |
CT取能測溫 | CT感應取電 無線傳輸 | 直接接觸 | 在負荷電流較小情況下無法正常工作； 傳感器外置導致測量值不能真實反應發熱點實際溫度； | 見附圖2 | |
內置式 | 聲表面波測溫 | 射頻感應取電 無線傳輸 | 直接接觸 | 穩定性差； 易受電磁干擾，無線傳輸距離短，運行中掉線； 測量精度差，容易發生溫度跳變，導致誤報； 傳感器內置，測量值能夠真實反應發熱點實際溫度； |
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RFID測溫 | 射頻感應取電 無線傳輸 | 直接接觸 | 穩定性差； 傳輸距離短，穿透性差； 由于RFID電子標簽具有反向反射性特點，使得在金屬物體表面應用比較困難； 傳感器內置，測量值能夠真實反應發熱點實際溫度； |
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高壓取電無線測溫 | 高壓感應取電 無線傳輸 | 直接接觸 | 穩定性好； 只要線路帶電，無論有無負荷電流，設備均可正常工作； 無電池，免維護； 傳感器內置，測量值能夠真實反應發熱點實際溫度； | 見附圖3 | |
附圖 高壓取電無線傳輸
溫度傳感器內置于環網柜附件絕緣塞內，與發熱點直接緊密接觸，能夠可靠真實的反應發熱點溫度。
2 環網柜高壓取電無線測溫系統
杭州宇諾電子科技有限公司根據電場空間取電原理自主研發出無源無線溫度監測系統。本系統基于高壓電場、空間取電。這種取電方法不同于電流感應取電法。電流感應取電必須有電流，如果線路上無電流或電流較小，則無法取電。電場空間取電不需要電流，只要有電壓就行。
本系統由無源無線溫度傳感器、無線集中器組成，可應用于各種環網柜、開關柜的電纜頭、母排、開關觸點等溫度的在線監測，也可應用于高壓輸電線路、高壓隔離開關觸頭、變壓器出線等高壓電器的溫度在線監測。
系統拓撲效果圖如下所示：
方案一
方案二
3 系統單元介紹
3.1 溫度傳感器
溫度傳感器外觀圖
溫度傳感器結構圖
溫度傳感器安裝示意圖
溫度采集器主要技術參數如下：
1) 溫度測量范圍：-30℃～135℃
2) 溫度測量精度：測量準確、直接對載流導體進行測溫，避免因環境造成的測量誤差。
3) 感應取電，無需電池
4) 開始時上電時間比較長，小于20分鐘，測量周期小于3分鐘
5) 射頻標準IEEE802.15.4.2.4G
3.2
顯示主機
顯示主機主要技術參數如下：
1) 用于環網柜測溫的無線集中器，可監控3、6、9、12個測溫傳感器
2) 可實時顯示溫度、延時報警時間和溫度閥值報警
3) 彩屏LCD顯示屏，操作簡便易懂
4) 安裝方式：嵌入式安裝， 開孔尺寸76mm×76mm
5) 通訊接口：RS485 、GPRS
6) 工作電源：AC/DC85~265V
7) 整機功耗：<5W
8) 射頻標準：2.4G
9) 使用環境：溫度-25℃～+85℃，相對濕度≤95%，無凝露
