1. 系統背景
在電力系統中，溫度是表征一次設備運行是否正常的一個重要參數。尤其是一次設備的連接部位，由于設備制造的原因、設備受環境污染、設備長期運行、嚴重超載運行、觸點氧化、電弧沖擊等原因造成接觸電阻增大，因此在電能傳輸時往往會在電纜連接處產生發熱現象，而且，發熱問題是一個不斷累積的過程，如果不加以控制，發熱程度會不斷加劇，并對絕緣件的性能及設備壽命產生很大的影響。
隨著現代電力電子技術的不斷進步，感應取電技術已經成熟。比起傳統的使用電池供電方式的在線監測，感應取電具有壽命長，免維護，安全可靠，數據實時等優勢。因此，現代高壓感應取電技術的突破解決了高壓情況下在線監測的供電難題。我公司研發的全新一代無源無線溫度傳感器，真正意義上實現了免維護、高精度、電氣隔離、實時溫度監測。
針對低壓母線槽接頭發熱在線測溫需求，我公司提出了本次無線測溫系統方案。利用接觸式無線測溫的監測和分析，捕捉設備運行異常，及時發現設備事故的早期征兆并采取有效措施，預防嚴重事故的發生。采用該監測系統可以達到如下的目的：
? 彌補人工巡檢的不足，減小人工維護成本；
? 征兆式報警，將事故消滅在萌芽階段，防止事態的升級、惡化；
? 傳感器采用無源無線溫度傳感器，正常環境使用壽命可10年；
? 傳感器具備耐高溫、耐老化，并具備在強電磁環境下正常工作的特性。
? 現場通信設備可采用定向無線網絡或移動互聯網組網，可方便的將現場數據實時上傳到網絡服務器。
? 后臺終端采用BS結構，聯網的移動終端可實現隨時隨地監控的需要
? 實現全天24小時不間斷在線監測，監測數據一越限即報警。
2. 系統簡介
母線槽溫度在線監測系統通過溫度傳感器獲取線路的溫度信息，實現數據采集、數據存儲、溫度信息標準、溫度信息展示、系統報警、對比分析、統計報表、短信提醒等功能。平臺提供對原始采集數據信息的查詢，并通過計算形成年、月、日的各種報表。
監控平臺基于我公司自主研發的軟件開發平臺，通過業務模塊的開發，實現系統的各個功能。該開發平臺，具有數據庫兼容功能，和具有強大的數據分析功能，可以保證系統的穩定運行。
3. 系統網絡結構圖
我公司開發的低壓母線槽無線測溫系統主要有三部分構成：無線測溫傳感器、無線溫度接收終端、數據服務器及后臺；
效果結構圖如下所示：
母線槽測溫傳感器作為系統的感知層，分布于各個發熱點，實時測量其表面溫度，并將溫度數據通過無線方式上傳給接收終端。
接收終端在系統中承擔著數據中繼功能，它接收到傳感器的數據之后再通過光纖、485或者無線等方式傳輸給數據后臺，他們形成了系統的網絡層。
數據到達后臺后，用戶可以通過瀏覽器方式監測現場每個傳感器的實時溫度、歷史曲線，如果出現超溫情況，可以快速定位并及時通知相關人員。這就是系統的應用層。
4. 現場監測系統設備構成
4.1 傳感器部分
4.1.1 功能技術簡介
隨著現代化工程設施和裝備的涌現，各行各業的用電量迅增，尤其是眾多的高層建筑和大型廠房車間的出現，作為輸電導線的傳統電纜在大電流輸送系統中已不能滿足要求，多路電纜的并聯使用給現場安裝施工連接帶來了諸多不便。插接式母線槽作為一種新型配電導線應運而生，與傳統的電纜相比，在大電流輸送時充分體現出它的優越性，面對這龐大負荷所需成百上千安培的強大電流就要選用安全可靠的傳導設備，母線系統便是很好的選擇。母線槽系統是一個高效輸送電流的配電裝置，尤其適應了越來越高的建筑物和大規模工廠經濟合理配線的需要。
4.1.2 傳感器的應用
隨著母線槽的應用越來越多，母線槽的發熱安全問題也越來越受到重視，我司在已掌握的高低壓設備溫度傳感技術基礎上，新開發了無源無線母線槽測溫傳感器，產品采用接觸式數字測溫技術測量節點處的溫度，利用相間電壓取電作為工作電源，通過RF無線通訊方式將溫度數據傳輸到后臺，實時監測節點溫升情況。
我公司的無線溫度傳感器是基于美國TI公司的無線數字通信技術及低功耗技術、高性能產品，傳感器采用了多重抗干擾措施以及特有的軟件算法，經過了國內西高所、開普實驗室、浙江省中試所、浙江省質監局等多家權威機構測試認證，并且在國內許多工業現場得以成功應用。其最大的優勢在于不再需要電池供電，徹底解決電池高溫性能差、壽命有限的問題；而且體積小，安裝方式靈活多樣，將母線槽接頭測溫點溫升監測提升到一個新的高度。
4.1.3 無溫度傳感器參數如下表所示：
5. 無溫度傳感器參數如下表所示
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工作電壓 |
AC210-456V，50Hz |
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工作溫度 |
-40°C-85°C |
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工作濕度 |
≤95%RH |
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測溫范圍 |
-40℃ ≤ T ≤ 125℃ |
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測量精度 |
±1℃ |
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無線頻段 |
433MHz（免申請） |
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發射功率 |
13dbm |
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發送間隔 |
20～50秒，溫度越高或突變，發送間隔時間越短 |
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傳輸距離 |
傳感器與傳感器之間≥50m（空曠），隔層≥12m |
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海拔高度 |
≤4000m |
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防護等級 |
IP64 |
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阻燃等級 |
V0 |
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使用壽命 |
10年 |
4.1.4 產品外觀
無線溫度傳感器
4.1.5 傳感器安裝方式
傳感器應用于母線槽等電氣設備的溫度在線監測；我公司無源無線溫度傳感器避免使用電池所帶來的局限;
1. 采用新型RF組網通訊技術，每個產品都能承擔中繼器的功能，保證了通訊的質量和通訊距離
2. 安裝簡單，無需布線，采用插拔式安裝，無需對母線槽結構做任何改動
3. 整機功耗<0.5W，節能高效
4. 行業尺寸最小的母線槽傳感器
安裝效果示例
4.1.6 傳感器外形尺寸（單位：mm）:
4.2 無線接收終端設備
無線接收終端在現場監測系統中屬于核心部件，主要負責在現場接收無線溫度傳感器發送的無線溫度數據，并將數據通過移動網絡上傳至網絡服務器。
我公司針對電力、電氣設備連接點部位由于材料老化、接觸不良、電流過載等因素引起的溫升過高故障隱患，開發了能夠實時監測電力，電氣連接點溫度的新一代無線接收終端。該產品采用先進的Cortex-M3內核ARM芯片，符合國網標準的160*160點陣FSTN型液晶，超低功耗設計、RF無線隔離，光電隔離技術，具有隔離徹底、抗干擾能力強、工作可靠、安裝方便等特點，很好的解決了高電壓狀態下的各種溫度監測問題。
4.2.1 無線接收終端的參數如下表所示：
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工作環境 |
-40～85℃,<95%RH |
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供電方式 |
AC220V±20% DC110～ 220V |
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整機功耗 |
≤3W |
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無線頻段 |
433MHz |
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接收靈敏度 |
-110dbm |
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傳感器點數 |
240 |
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顯示方式 |
LCD |
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溫度變化曲線 |
2小時 |
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超溫報警 |
有，門限可設 |
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本地溫、濕度 |
有 |
可選 |
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安裝方式 |
壁掛式、嵌入式 |
可選 |
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通訊協議 |
Modbus、IEC61850 |
可選 |
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通訊方式 |
以太網、RS485、光纖 |
可選 |
4.3 后臺軟件系統
我們的無線測溫后臺采用國內知名品牌工業服務器，是基于先進物聯網技術開發的集成系統，后臺軟件采用B/S構架，具有開放的系統軟件平臺。系統內包含了傳感通訊驅動層、數據應用層到監控可視化層，遵守HTML5 WEB標準，采用WebSocket等先進的WEB開發技術，具有獨立的軟件著作權。平臺采用穩定、可靠的LINUX操作系統，降低系統環境兼容性、網絡病毒感染、系統文件誤操作的等一系列維護問題。平臺具有人機界面友好、操作方便、數據全面、功能完善的特點，同時還可實現短信報警和Web訪問功能。
4.3.1 主要參數
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配置機型 |
知名品牌工業服務器 |
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工作環境 |
-40～85℃,<95%RH |
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供電方式 |
AC220V或DC220V |
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顯示要求 |
實時溫度、歷史曲線、超溫報警、一次圖、數據導出 |
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報警功能 |
具有高溫告警短信、郵件通知功能 |
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通訊功能 |
串口、以太網口、modbus協議、IEC61850協議 |
可選 |
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可訪問性 |
可通過瀏覽器訪問 |
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數據容量 |
可接入不少于60000只溫度傳感器，并記錄數據 |
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軟件系統 |
SPV2.0系統，BS構架 |
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4.3.1 登錄界面-主功能選擇
4.3.2站點總覽
4.3.3實時監控
4.3.4報警記錄查詢
4.3.5統計報表輸出
4.3.6歷史曲線查看
4.3.7短信提醒
根據報警信息，自動觸發短信發送的流程，能夠準確的顯示變電站名稱、安裝位置、線夾或者開關柜及戶外接點等測溫點名稱、報警溫度值等信息。
6. 安裝施工方案
6.1 無線溫度傳感器安裝方案
6.1.1 通過對現場工程實際情況的了解，確定傳感器安裝位置。
現場安裝示例
6.1.2 傳感器安裝采用接觸式，通過傳感器自身的三個彈片插入于母線槽的接頭位置，并保證傳感器感溫部位與被檢測部位表面充分接觸以保證測溫效果。
6.1.3 嚴格保證傳感器安裝后的電氣間隙不低于對應電壓等級的最低安全間隙。
6.2 無線接收終端安裝方案
6.2.1 無線接收終端電源參數
? 供電方式: AC220V±20% DC110～ 220V
? 整機功耗: <3W
? 無線接收終端安裝方式（安裝方式根據客戶需求及實際施工環境靈活定制）
6.2.2 接收設備安裝方式:壁掛式
無線測溫接收終端安裝示例
6.3 通信布線結構及方案
6.3.1 根據用戶提供的現場母線槽長度及所在空間平面圖，及無線溫度接收終端、中繼器、站端系統和母線槽所在空間之間的平面圖，制定施工方案。
6.3.2 無線測溫節點至無線接收中繼器之間的通信采用433M無線射頻通信；無線接收終端至后臺之間的通信采用GPRS通信，將溫度數據發送到后臺服務器。
6.3.3 后臺服務器可單獨布置。（具體通信協議可根據客戶需求及工程環境確定）。
6.3.4 由于每臺無線溫度接收終端可顯示240個溫度節點，后期如需增加測溫節點，只需在無線溫度接收終端和后臺服務器上更新即可，不需要另外安裝接收、發送設備。
6.4 設備配置說明
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產品名稱 |
產品型號 |
單價（含稅） |
數量 |
總價 |
備注 |
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母線槽測溫傳感器 |
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無線溫度接收終端 |
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無線中繼器 |
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GPRS組件 |
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物聯網卡 |
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合計 |
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RMB |
7 施工服務
7.1安裝準備
用戶購買我公司的產品后，請在下列條件滿足的情況下，請提前一周通知我公司售后服務部門：
7.1.1 基礎設施建設完工、母線槽安裝完畢。
7.1.2 需要后臺的用戶，必須提供現場的平面圖，包括母線槽的單個長度及接頭數量、兩個母線槽接頭之間的空間距離和接頭蓋板的空間距離等測溫點布局、監控室與母線槽測溫點之間平面圖，我們會根據這些資料準備現場所需的安裝材料，譬如通訊電纜、光纜已經其他輔料。
7.1.3 現場具備布線的條件，如RS485線光纜的走線槽、穿線孔等。
7.2施工服務
7.2.1 施工計劃
施工前明確安裝進度時間，根據現在停電計劃，一般每個配電室安裝時間為1至3個工作日，如有后臺調試則需與客戶協商施工進度及時間。
7.2.2 現場安全
我們的技術人員都經過專業培訓，具備豐富的現場作業經驗。盡管如此，還需請用戶為我們提供1-2名現場服務人員，以保證施工安全和調試順利。
7.2.3 用戶培訓
我們在安裝調試完成后，會把整個系統交付給用戶，請及時給我們的服務進行驗收和評價，同時我們會安排專門的用戶培訓，指導用戶操作我們的后臺、進行簡單的配置和維護。
