母線槽測溫系統的應用及產品選型

摘 要

      針對小區內密集型母線槽與插接箱相連接的觸點位置容易發生老化而導致老化部位異常升溫的問題，設計了一種非接觸式密集型母線槽測溫系統。通過非接觸式紅外測溫模塊進行母線溫度的采集，再由4G數據傳輸模塊將數據上傳至服務器，并在客戶端中的可視化界面進行溫度監測預警、設備管理等操作。經過實際使用檢驗，該系統能對整個小區內各位置的插接箱進行溫度監測，并能遠程進行監控管理，具有實用性和拓展性。

關鍵詞 ：密集型母線槽 ；紅外測溫系統 ；實時監控 ；4G 數據傳輸 

0 引言 

       在密集型母線槽系統中，密集型母線槽通過母排與插接箱后板上的金屬彈片進行插接而相連，由于安裝環境狹窄，安裝過程不易把控，很難保證接觸良好，容易使插接點接觸電阻過大。再加上長時間大電流運行以及空氣的氧化等多種因素的影響，插接點母線易發生老化，使得接觸電阻繼續變大。該處電流的熱效應變大，從而導致母線溫度的升高。母線溫度超過了一定閾值時，將會對電力系統設備造成危害，甚至發生火災。在某樓盤的施工、運維和廠家現場測試中，47個插接箱有6個點的接觸電阻達到毫歐級，高的達到數十毫歐級。按照接觸電阻為10 mΩ，通過電流為250 A來計算，接觸點的發熱功率 P =I 2 R =250 A×250 A×10 mΩ=625W，相當于一臺家用電熱器的功率，可見一旦接觸電阻過大將導致溫度迅速上升。因此對母線溫度的實時監測預警是十分有必要的。

         插接箱數量多，且處在一種高壓、大電流的環境中，采用人工去定期檢查的方法具有工作量巨大、危險性高以及不全面性，同時也不具備實時性。 目前大多采用溫度傳感器測量母線溫度以及通過各種通信設備將溫度數據匯總傳輸到客戶端的方案來實現對母線的實時測溫[5]。

 1安科瑞溫度在線監測系統解決方案

1.1概述 

    電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發熱成為安全隱患，提高設備安全保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，降低設備事故率。Acrel-2000T無線測溫監控系統通過RS485總線或以太網與間隔層的設備直接進行通訊，系統設計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規約，安全性、可靠性和開放性都得到了較大地提高。該系統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監控無線測溫系統的設備運行狀況，實現快速報警響應，預防嚴重故障發生。

1.2應用場所

     適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據中心、醫院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業、變配電所等電力設備的溫度監測。

1.3系統結構

1.4系統功能  

     測溫系統主機Acrel-2000T安裝于值班監控室，可以遠程監視系統內所有開關設備運行溫度狀態。

系統具有以下主要功能：

1）溫度顯示：顯示配電系統內每個測溫點的實時值，也可實現電腦WEB/手機APP遠程查看數據。

2）溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。

3）運行報表：查詢及打印各測溫點時間的溫度數據。

4）實時告警：系統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。系統具有實時語音報警功能，能夠對所有事件發出語音告警，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行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析等。

2.系統硬件配置 

     溫度在線監測系統主要由設備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網關以及站控層的測溫系統主機組成，實現變配電系統關鍵電氣部位的溫度在線監測。 

3.安科瑞AMB300系列母線槽紅外測溫解決方案

      安科瑞AMB300系列母線槽紅外測溫解決方案，這是一款非接觸式紅外測溫裝置，能夠解決母線槽溫升過高的問題，實時把連接器中每相溫度數據上傳后臺，提示管理人員應對報警點予以重視或采取必要的預防措施。      

此母線槽紅外測溫解決方案由人機HMI觸摸屏，紅外測溫模塊，紅外采集器，電源模塊組成。該系統通過RS485線與本地觸摸屏和后臺監控進行通信（如下圖），系統設計遵循際標準Modbus-RTU傳輸規約，安全性、可靠性和開放性都得到了很大地提高。RS-485作為一種串行通信的接口具有傳輸距離長、速度較高、電平兼容性好、使用靈活方便、成本低廉和可靠度高等特點，與無線通信方式相比，具有價格低、抗共模干擾能力強等優點。

AMB300紅外測溫組網示意圖

AMB300紅外測溫系統拓撲圖

AMB300紅外測溫原理示意圖

安科瑞系統平臺界面

4. 結語 

系統的設計包含了硬件電路設計和客戶端軟件設計。使用非接觸的測溫模塊，提高了測溫系統的安全性、準確性，同時也不會影響電力系統的運行。采用 4G 數據傳輸模塊將溫度數據上傳到服務器，解決了安裝在不同位置的插接箱溫度數據的傳輸問題，避免去重新布線傳輸數據，并且沒有距離限制，便于隨時添加、更改設備。另外由于所需傳輸的數據比較簡單，所以產生的流量費用在可接受范圍內。在客戶端上開發的可視化軟件能夠快捷地查詢到所有的溫度數據，并且具有報警提示功能，能夠及時對溫度異常情況進行處理。目前該系統已經投入小區實際使用，從客戶端顯示的數據來看，各母線溫度變化趨勢十分平穩。實踐表明此系統是實用、可行的，能夠實現設計的功能，并且還具有很大的可拓展性。