1. 系统背景
在电力系统中，温度是表征一次设备运行是否正常的一个重要参数。尤其是一次设备的连接部位，由于设备制造的原因、设备受环境污染、设备长期运行、严重超载运行、触点氧化、电弧冲击等原因造成接触电阻增大，因此在电能传输时往往会在电缆连接处产生发热现象，而且，发热问题是一个不断累积的过程，如果不加以控制，发热程度会不断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。
随着现代电力电子技术的不断进步，感应取电技术已经成熟。比起传统的使用电池供电方式的在线监测，感应取电具有寿命长，免维护，安全可靠，数据实时等优势。因此，现代高压感应取电技术的突破解决了高压情况下在线监测的供电难题。我企业研发的全新一代无源无线温度传感器，真正意义上实现了免维护、高精度、电气隔离、实时温度监测。
针对低压母线槽接头发热在线测温需求，我企业提出了本次无线测温系统方案。利用接触式无线测温的监测和分析，捕捉设备运行异常，及时发现设备事故的早期征兆并采取有效措施，预防严重事故的发生。采用该监测系统可以达到如下的目的：
? 弥补人工巡检的不足，减小人工维护成本；
? 征兆式报警，将事故消灭在萌芽阶段，防止事态的升级、恶化；
? 传感器采用无源无线温度传感器，正常环境使用寿命可10年；
? 传感器具备耐高温、耐老化，并具备在强电磁环境下正常工作的特性。
? 现场通信设备可采用定向无线网络或移动互联网组网，可方便的将现场数据实时上传到网络服务器。
? 后台终端采用BS结构，联网的移动终端可实现随时随地监控的需要
? 实现全天24小时不间断在线监测，监测数据一越限即报警。
2. 系统概况
母线槽温度在线监测系统通过温度传感器获取线路的温度信息，实现数据采集、数据存储、温度信息标准、温度信息展示、系统报警、对比分析、统计报表、短信提醒等功能。平台提供对原始采集数据信息的查询，并通过计算形成年、月、日的各种报表。
监控平台基于我企业自主研发的App开发平台，通过业务模块的开发，实现系统的各个功能。该开发平台，具有数据库兼容功能，和具有强大的数据分析功能，可以保证系统的稳定运行。
3. 系统网络结构图
我企业开发的低压母线槽无线测温系统主要有三部分构成：无线测温传感器、无线温度接收终端、数据服务器及后台；
效果结构图如下所示：
母线槽测温传感器作为系统的感知层，分布于各个发热点，实时测量其表面温度，并将温度数据通过无线方式上传给接收终端。
接收终端在系统中承担着数据中继功能，它接收到传感器的数据之后再通过光纤、485或者无线等方式传输给数据后台，他们形成了系统的网络层。
数据到达后台后，用户可以通过浏览器方式监测现场每个传感器的实时温度、历史曲线，如果出现超温情况，可以快速定位并及时通知相关人员。这就是系统的应用层。
4. 现场监测系统设备构成
4.1 传感器部分
4.1.1 功能技术概况
随着现代化工程设施和装备的涌现，各行各业的用电量迅增，尤其是众多的高层建筑和大型厂房车间的出现，作为输电导线的传统电缆在大电流输送系统中已不能满足要求，多路电缆的并联使用给现场安装施工连接带来了诸多不便。插接式母线槽作为一种新型配电导线应运而生，与传统的电缆相比，在大电流输送时充分体现出它的优越性，面对这庞大负荷所需成百上千安培的强大电流就要选用安全可靠的传导设备，母线系统便是很好的选择。母线槽系统是一个高效输送电流的配电装置，尤其适应了越来越高的建筑物和大规模工厂经济合理配线的需要。
4.1.2 传感器的应用
随着母线槽的应用越来越多，母线槽的发热安全问题也越来越受到重视，我司在已掌握的高低压设备温度传感技术基础上，新开发了无源无线母线槽测温传感器，产品采用接触式数字测温技术测量节点处的温度，利用相间电压取电作为工作电源，通过RF无线通讯方式将温度数据传输到后台，实时监测节点温升情况。
我企业的无线温度传感器是基于美国TI企业的无线数字通信技术及低功耗技术、高性能产品，传感器采用了多重抗干扰措施以及特有的App算法，经过了国内西高所、开普实验室、浙江省中试所、浙江省质监局等多家权威机构测试认证，并且在国内许多工业现场得以成功应用。其最大的优势在于不再需要电池供电，彻底解决电池高温性能差、寿命有限的问题；而且体积小，安装方式灵活多样，将母线槽接头测温点温升监测提升到一个新的高度。
4.1.3 无温度传感器参数如下表所示：
5. 无温度传感器参数如下表所示
|
工作电压 |
AC210-456V，50Hz |
|
工作温度 |
-40°C-85°C |
|
工作湿度 |
≤95%RH |
|
测温范围 |
-40℃ ≤ T ≤ 125℃ |
|
测量精度 |
±1℃ |
|
无线频段 |
433MHz（免申请） |
|
发射功率 |
13dbm |
|
发送间隔 |
20～50秒，温度越高或突变，发送间隔时间越短 |
|
传输距离 |
传感器与传感器之间≥50m（空旷），隔层≥12m |
|
海拔高度 |
≤4000m |
|
防护等级 |
IP64 |
|
阻燃等级 |
V0 |
|
使用寿命 |
10年 |
4.1.4 产品外观
无线温度传感器
4.1.5 传感器安装方式
传感器应用于母线槽等电气设备的温度在线监测；我企业无源无线温度传感器避免使用电池所带来的局限;
1. 采用新型RF组网通讯技术，每个产品都能承担中继器的功能，保证了通讯的质量和通讯距离
2. 安装简单，无需布线，采用插拔式安装，无需对母线槽结构做任何改动
3. 整机功耗<0.5W，节能高效
4. 行业尺寸最小的母线槽传感器
安装效果示例
4.1.6 传感器外形尺寸（单位：mm）:
4.2 无线接收终端设备
无线接收终端在现场监测系统中属于核心部件，主要负责在现场接收无线温度传感器发送的无线温度数据，并将数据通过移动网络上传至网络服务器。
我企业针对电力、电气设备连接点部位由于材料老化、接触不良、电流过载等因素引起的温升过高故障隐患，开发了能够实时监测电力，电气连接点温度的新一代无线接收终端。该产品采用先进的Cortex-M3内核ARM芯片，符合国网标准的160*160点阵FSTN型液晶，超低功耗设计、RF无线隔离，光电隔离技术，具有隔离彻底、抗干扰能力强、工作可靠、安装方便等特点，很好的解决了高电压状态下的各种温度监测问题。
4.2.1 无线接收终端的参数如下表所示：
|
工作环境 |
-40～85℃,<95%RH |
|
|
供电方式 |
AC220V±20% DC110～ 220V |
|
|
整机功耗 |
≤3W |
|
|
无线频段 |
433MHz |
|
|
接收灵敏度 |
-110dbm |
|
|
传感器点数 |
240 |
|
|
显示方式 |
LCD |
|
|
温度变化曲线 |
2小时 |
|
|
超温报警 |
有，门限可设 |
|
|
本地温、湿度 |
有 |
可选 |
|
安装方式 |
壁挂式、嵌入式 |
可选 |
|
通讯协议 |
Modbus、IEC61850 |
可选 |
|
通讯方式 |
以太网、RS485、光纤 |
可选 |
4.3 后台App系统
大家的无线测温后台采用国内知名品牌工业服务器，是基于先进物联网技术开发的集成系统，后台App采用B/S构架，具有开放的系统App平台。系统内包含了传感通讯驱动层、数据应用层到监控可视化层，遵守HTML5 WEB标准，采用WebSocket等先进的WEB开发技术，具有独立的App著作权。平台采用稳定、可靠的LINUX操作系统，降低系统环境兼容性、网络病毒感染、系统文件误操作的等一系列维护问题。平台具有人机界面友好、操作方便、数据全面、功能完善的特点，同时还可实现短信报警和Web访问功能。
4.3.1 主要参数
|
配置机型 |
知名品牌工业服务器 |
|
|
工作环境 |
-40～85℃,<95%RH |
|
|
供电方式 |
AC220V或DC220V |
|
|
显示要求 |
实时温度、历史曲线、超温报警、一次图、数据导出 |
|
|
报警功能 |
具有高温告警短信、邮件通知功能 |
|
|
通讯功能 |
串口、以太网口、modbus协议、IEC61850协议 |
可选 |
|
可访问性 |
可通过浏览器访问 |
|
|
数据容量 |
可接入不少于60000只温度传感器，并记录数据 |
|
|
App系统 |
SPV2.0系统，BS构架 |
|
4.3.1 登录界面-主功能选择
4.3.2站点总览
4.3.3实时监控
4.3.4报警记录查询
4.3.5统计报表输出
4.3.6历史曲线查看
4.3.7短信提醒
根据报警信息，自动触发短信发送的流程，能够准确的显示变电站名称、安装位置、线夹或者开关柜及户外接点等测温点名称、报警温度值等信息。
6. 安装施工方案
6.1 无线温度传感器安装方案
6.1.1 通过对现场工程实际情况的了解，确定传感器安装位置。
现场安装示例
6.1.2 传感器安装采用接触式，通过传感器自身的三个弹片插入于母线槽的接头位置，并保证传感器感温部位与被检测部位表面充分接触以保证测温效果。
6.1.3 严格保证传感器安装后的电气间隙不低于对应电压等级的最低安全间隙。
6.2 无线接收终端安装方案
6.2.1 无线接收终端电源参数
? 供电方式: AC220V±20% DC110～ 220V
? 整机功耗: <3W
? 无线接收终端安装方式（安装方式根据客户需求及实际施工环境灵活定制）
6.2.2 接收设备安装方式:壁挂式
无线测温接收终端安装示例
6.3 通信布线结构及方案
6.3.1 根据用户提供的现场母线槽长度及所在空间平面图，及无线温度接收终端、中继器、站端系统和母线槽所在空间之间的平面图，制定施工方案。
6.3.2 无线测温节点至无线接收中继器之间的通信采用433M无线射频通信；无线接收终端至后台之间的通信采用GPRS通信，将温度数据发送到后台服务器。
6.3.3 后台服务器可单独布置。（具体通信协议可根据客户需求及工程环境确定）。
6.3.4 由于每台无线温度接收终端可显示240个温度节点，后期如需增加测温节点，只需在无线温度接收终端和后台服务器上更新即可，不需要另外安装接收、发送设备。
6.4 设备配置说明
|
产品名称 |
产品型号 |
单价（含税） |
数量 |
总价 |
备注 |
|
母线槽测温传感器 |
|
|
|
|
|
|
无线温度接收终端 |
|
|
|
|
|
|
无线中继器 |
|
|
|
|
|
|
GPRS组件 |
|
|
|
|
|
|
物联网卡 |
|
|
|
|
|
|
合计 |
|
RMB |
7 施工服务
7.1安装准备
用户购买我企业的产品后，请在下列条件满足的情况下，请提前一周通知我企业售后服务部门：
7.1.1 基础设施建设完工、母线槽安装完毕。
7.1.2 需要后台的用户，必须提供现场的平面图，包括母线槽的单个长度及接头数量、两个母线槽接头之间的空间距离和接头盖板的空间距离等测温点布局、监控室与母线槽测温点之间平面图，大家会根据这些资料准备现场所需的安装材料，譬如通讯电缆、光缆已经其他辅料。
7.1.3 现场具备布线的条件，如RS485线光缆的走线槽、穿线孔等。
7.2施工服务
7.2.1 施工计划
施工前明确安装进度时间，根据现在停电计划，一般每个配电室安装时间为1至3个工作日，如有后台调试则需与客户协商施工进度及时间。
7.2.2 现场安全
大家的技术人员都经过专业培训，具备丰富的现场作业经验。尽管如此，还需请用户为大家提供1-2名现场服务人员，以保证施工安全和调试顺利。
7.2.3 用户培训
大家在安装调试完成后，会把整个系统交付给用户，请及时给大家的服务进行验收和评价，同时大家会安排专门的用户培训，引导用户操作大家的后台、进行简单的配置和维护。
