高压配电柜无线测温系统应用研究：技术需求与解决方案

一、前言随着电力系统智能化与城市化进程的加速，高压开关柜作为电力传输的核心设备，其运行安全直接关系到电网稳定性和社会用电质量。然而，传统温度监测技术普遍存在安装复杂、抗干扰能力弱、供电不稳定等缺陷。例如，红外测温易受金属柜体屏蔽影响（屏蔽率高达95%以上），而有线传感器则需破坏柜体绝缘结构，存在安全隐患。二、背景1. 电力设备温度监测的迫切性高压开关柜在长期运行中，触头、母线等关键部位因接触电阻增大、氧化老化等原因易发生过热现象，严重时引发熔断、火灾等事故。据统计，电力系统40%的故障由过热引起，而传统人工巡检效率低且无法覆盖隐蔽部位。配电室需对进线柜、断路器动触头等关键点进行多点测温，传统方案难以满足高密度、实时性需求。2. 技术瓶颈与行业趋势传统方案局限性：有线传感器：布线复杂，破坏柜体绝缘，维护成本高。电池供电：寿命短（仅2-3年），需频繁更换。单一监测模式：仅依赖温度阈值报警，缺乏负荷、环境等多维数据分析。智能化需求：电力物联网（IoT）要求设备具备自诊断、远程交互能力，并与SCADA、能源管理系统无缝集成。
三、需求分析
1. 系统设计要求基于高压开关柜的特殊工况，安科瑞无线测温系统需满足以下核心需求：微型化设计：传感器直径需小于15mm，适应开关柜内部紧凑空间，避免影响原有电气结构。高绝缘与抗干扰：耐受15kV工频耐压，并通过EMC四级认证，确保在40dBm强电磁场下误码率。长寿命与可靠供电：采用CT感应取电+超级电容双模供电，10A负荷电流即可持续工作，寿命超10年。智能预警：结合实时电流与温度数据，通过横向（三相平衡）、纵向（同相多点）等智能判据，提前48小时预警过热风险。2. 场景化需求工业变电站：需兼容Modbus TCP、IEC 61850等协议，与现有电力监控系统集成，实现数据共享与远程控制
四、安科瑞无线测温系统
4.1系统结构Acrel-2000T无线测温监控系统通过RS485总线或以太网与间隔层的设备直接进行通讯，系统设计遵循国际标准Modbus-RTU、Modbus-TCP等传输规约，安全性、可靠性和开放性都得到了很大地提高。该系统具有遥信、遥测、遥控、遥调、遥设、事件报警、曲线、棒图、报表和用户管理功能，可以监控无线测温系统的设备运行状况，实现快速报警响应，预防严重故障发生。温度在线监测系统结构图4.2系统功能测温系统主机Acrel-2000T安装于值班监控室，可以远程监视系统内所有开关设备运行温度状态。系统具有以下主要功能：
[*]温度显示：显示配电系统内每个测温点的实时值，也可实现电脑WEB/手机APP远程查看数据。

[*]温度曲线：查看每个测温点的温度趋势曲线。

[*]运行报表：查询及打印各测温点指定时间的温度数据。

[*]实时告警：系统能够对各测温点异常温度发出告警。系统具有实时语音报警功能，能够对所有事件发出语音告警，告警方式有弹窗、语音告警等，还可以短信/APP推送告警消息，及时提醒值班人员。

[*]历史事件查询：能够温度越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析等。
4.3系统硬件配置温度在线监测系统主要由设备层的温度传感器和温度采集/显示单元，通讯层的边缘计算网关以及站控层的测温系统主机组成，实现变配电系统关键电气部位的温度在线监测。
名称外形型号参数说明
系统组态软件Acrel-2000/T硬件：内存4G，硬盘500G，以太网口。显示器：21寸，分辨率1280*1024。操作系统：Windows764位简体中文旗舰版。数据库系统：MicrosoftSQLServer2008R2。通讯协议：IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、ModbusRTU、ModbusTCP等国际标准通信规约
智能通信管理机Anet-2E4SM通用网关，2路网口，4路RS485，可选配1路LORA，带电告警功能，支持485，4G从模块扩展。
无线测温集中采集设备Acrel-2000T/A壁挂式安装标配一路485接口、一路以太网口自带蜂鸣器告警柜体尺寸480*420*200（单位mm）
Acrel-2000T/B硬件：内存4G，硬盘128G，以太网口显示器：12寸，分辨率800*600操作系统：Windows7数据库系统：MicrosoftSQLServer2008R2可选Web平台/APP服务器柜体尺寸为480*420*200（单位mm)
显示终端ATP007ATP010DC24V供电；一路上行RS485接口；一路下行RS485接口；可接收20个ATC200/1个ATC400/1个ATC450-C。
ARTM-Pn面框96*96*17mm，深度65mm；开孔92*92mm；AC85-265V或DC100-300V供电；一路上行RS485接口，Modbus协议；可接收60个ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。
ASD320ASD300面框237.5*177.5*15.3mm，深度67mm；开孔220*165mm；AC85-265V或DC100-300V供电；一路上行RS485接口，Modbus协议；可接收12个ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。
智能温度巡检仪ARTM-8开孔88*88mm嵌入式按照；AC85-265V或DC100-300V供电；一路上行RS485接口，Modbus协议；可接入8路PT100传感器，适用于低压开关柜电气接点、变压器绕组、点击绕组等场合的测温；
ARTM-2435MM导轨安装；AC85-265V或DC100-300V供电；一路上行RS485接口，Modbus协议；24路NTC或PT100、1路温湿度测温、2路继电器告警输出，用于低压电气接点、变压器绕组、点击绕组等场所测温；
无线收发器ATC450-C可接收60个ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P传感器数据。
ATC600ATC600有两种规格；ATC600-C可接收240个ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P传感器数据。ATC600-Z做中继透传。
电池型无线测温传感器ATE100M电池供电，寿命≥5年；-50℃~+125℃；精度±1℃；470MHz，空旷距离150米；32.4*32.4*16mm(长*宽*高)。
ATE200电池供电，寿命≥5年；-50℃~+125℃；精度±1℃；470MHz，空旷距离150米；35*35*17mm，L=330mm(长*宽*高，三色表带)。
ATE200P电池供电，寿命≥5年；-50℃~+125℃；精度±1℃；470MHz，空旷距离150米,防护等级IP68；35*35*17mm，L=330mm(长*宽*高，三色表带)。
CT取电型无线测温传感器ATE400CT感应取电，启动电流≥5a；-50℃~125℃；精度±1℃470MHz，空旷距离150米；合金片固定、取电；三色外壳；25.82*20.42*12.8mm(长*宽*高)。
有线温度传感器PT100用于低压接点测温时，具体封装、精度、线制、线材、线长与供应商联系；用于变压器、电机绕组测温时，建议变压器或电机内部预埋好Pt100
NTC用于低压接点测温时，具体封装、精度、线制、线材、线长与供应商联系；用于变压器、电机绕组测温时，建议变压器或电机内部预埋好
五、结束语高压配电柜无线测温系统的应用，是破解传统测温技术瓶颈、提升配电设备智能化水平的关键路径。未来需进一步突破微型化传感器与强电磁环境的兼容性难题，推动测温数据与设备寿命预测、负荷优化调度的深度融合，为新型电力系统的安全稳定运行提供更坚实的技术支撑。安科瑞唐晓娟13774431042