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淺談無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)在高壓開(kāi)關(guān)柜中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用選型
點(diǎn)擊次數(shù)：1417 更新時(shí)間：2020-08-24

王蒙蒙

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)的有線測(cè)溫方法因無(wú)法*解決高壓絕緣問(wèn)題而不能應(yīng)用于高壓開(kāi)關(guān)柜溫度檢測(cè)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計(jì)，分析了系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程中存在 的問(wèn)題并給出了相應(yīng)的化措施。測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)可穩(wěn)定地運(yùn)行于工作環(huán)境，滿足一次安裝、２ａ內(nèi)無(wú)需維護(hù)的要求。

 

關(guān)鍵詞：高壓開(kāi)關(guān)柜；溫度檢測(cè)；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；ZiBee；JN5148；DS18B20

 

0 引 言

   高壓開(kāi)關(guān)柜在運(yùn)行過(guò)程中，柜內(nèi)觸點(diǎn)與母線連接處、動(dòng)靜觸頭電路發(fā)熱過(guò)大，易引發(fā)停電和火災(zāi)事故。因此，高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)尤其是三相觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)非常重要。

   高壓設(shè)備存在裸露電壓，傳統(tǒng)的有線溫度檢測(cè)方法因無(wú)法*解決高壓絕緣問(wèn)題而不能應(yīng)用。無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)采用無(wú)線電波進(jìn)行信息傳輸，不需要布線，與高壓設(shè)備等電勢(shì)，不需要采取絕緣措施。因而無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)可解決高壓設(shè)備測(cè)溫難題。本文采用ＡＲＭ 單片機(jī)及無(wú)線模塊ＪＮ5148構(gòu)建星形結(jié)構(gòu)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合溫度傳感器實(shí)現(xiàn)高壓開(kāi)關(guān)柜關(guān)鍵部位的溫度監(jiān)測(cè)。

1 ZiBee技術(shù)

  ZiBee 網(wǎng) 絡(luò) 有 協(xié) 調(diào) 器 （Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ）、路 由（Ｒｏｕｔｅｒ）和終端（ＥｎｄＤｅｖｉｃｅ）３ 種功能器件［２］。前２種功能器件具有信息中繼功能，稱為全功能設(shè)備（ＦｕｌｌＦｕｃｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅ，ＦＦＤ），而終端只能接收、發(fā)送與本身有關(guān)的信息，稱 為精簡(jiǎn)功能設(shè)備 （Ｒｅｄｕｃｅｄ ＦｕｃｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅ，ＲＦＤ）。ZiBee網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)器有且只有１個(gè)。ZiBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有星形、網(wǎng) 狀、樹(shù) 狀 ３種，如圖１所示。其中星形結(jié)構(gòu)具有便于集中控制、易維護(hù)、安全等點(diǎn)，因此本文采用星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

 

 

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

   高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)由測(cè)溫節(jié)點(diǎn)、中心節(jié)點(diǎn)、上位機(jī)３個(gè)部分組成，如圖２所示。三相觸點(diǎn)、母線連接處的溫度是監(jiān)測(cè)重點(diǎn)，每個(gè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)三相觸點(diǎn)、３個(gè)母線連接處共６個(gè)位置各安裝１個(gè)測(cè)溫節(jié)點(diǎn)。三相觸點(diǎn)處測(cè)溫節(jié)點(diǎn)置于靜觸頭上，母線連接處測(cè)溫節(jié)點(diǎn)置于導(dǎo)電臂上，測(cè)溫節(jié)點(diǎn)均用高壓絕緣膠布綁扎固定。測(cè)溫節(jié)點(diǎn)傳感器與測(cè)溫部位間涂抹導(dǎo)熱硅脂以保證熱量的充分傳遞。測(cè)溫節(jié)點(diǎn)在ZiBee網(wǎng)絡(luò)中為終端節(jié)點(diǎn)。各開(kāi)關(guān)柜內(nèi)還放置１個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)一方面作為ZiBee協(xié)調(diào)器建立網(wǎng)絡(luò)、收集數(shù)據(jù)，另一方面作為 Ｍｏｄｂｕｓ從站響應(yīng)來(lái)自上位機(jī)的請(qǐng)求幀，并在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。各開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的６個(gè)測(cè)溫節(jié)點(diǎn)和１個(gè)中心節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)ZiBee星形網(wǎng)絡(luò)，不同開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的ZiBee網(wǎng)絡(luò)有不同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，各自之間不存在信號(hào)串?dāng)_問(wèn)題。

 

  測(cè)溫節(jié)點(diǎn)在檢測(cè)溫度的同時(shí)，利用無(wú)線模塊內(nèi)自帶的電壓檢測(cè)功能對(duì)節(jié)點(diǎn)供電電壓進(jìn)行檢測(cè)，與溫度值一同發(fā)送。上位機(jī)將接收到的溫度、電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及存儲(chǔ)，并提供查詢功能，同時(shí)在溫度值超過(guò)預(yù)警值或電壓值低于閾值時(shí)發(fā)出警報(bào)。

 

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1測(cè)溫節(jié)點(diǎn)

  測(cè)溫節(jié)點(diǎn)是高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的基本裝置，負(fù)責(zé)采集和發(fā)送溫度值、電壓值。它由 ＳＯＣ 芯片ＪＮ５１４８、單總線數(shù)字溫度傳感器 ＤＳ１８Ｂ２０ 和電源模塊組成，如圖３所示。

 

圖３ 測(cè)溫節(jié)點(diǎn)組成

  ＪＮ５１４８是由Ｊｅｎｎｉｃ公司生產(chǎn)的三代超低功耗、高 性 能 無(wú) 線 模 塊。ＪＮ５１４８ 可 支 持  新 的ZiBee協(xié)議———ZiBeePRO，休眠電流為２．６μＡ，通信距離（可視）可達(dá)１ｋｍ，發(fā)送電流為１５ ｍＡ，接收電流為 １７．５ ｍＡ，工 作電壓為 ２．３～３．６ Ｖ。３２位ＲＩＳＣ ＭＣＵ 保證了ＪＮ５１４８強(qiáng)大的處理能力。該系統(tǒng)中應(yīng)用的ＪＮ５１４８模塊自帶陶瓷天線，免去了復(fù)雜的射頻設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和高成本的開(kāi)發(fā)測(cè)試過(guò)程。

  ＤＳ１８Ｂ２０為 Ｄａｌｌａｓ公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器，采用外接電源的方法供電，溫度測(cè)量范圍為－５５～＋１２５ ℃，測(cè)量精度為0.5℃，可滿足系統(tǒng)測(cè)溫要求。

  電源模塊采用鋰電池直接供電方式。單節(jié)鋰電池額定電壓為3.6Ｖ，容量達(dá)２４００ ｍＡ·ｈ。

 

3.２中心節(jié)點(diǎn)

 

 

 

 

  中心節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)如圖４所示。

 

 

  中心節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收測(cè)溫節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的信息并上傳信息給上位機(jī)，同時(shí)將信息顯示在放置于開(kāi)關(guān)柜柜門(mén)上的液晶屏上，以供現(xiàn)場(chǎng)察看。為調(diào)整監(jiān)測(cè)、通信參數(shù)，中心節(jié)點(diǎn)還接有鍵盤(pán)作為輸入設(shè)備。中心節(jié)點(diǎn)工作量大、占用管腳數(shù)多，用ＪＮ５１４８ 作為核心控制器存在程序不易設(shè)計(jì)、管腳數(shù)量少的缺點(diǎn)，故選用ＡＲＭ 系列 ＬＰＣ２１３２作為中心節(jié)點(diǎn)ＭＣＵ，ＪＮ５１４８僅作為無(wú)線傳輸單元，與ＬＰＣ２１３２之間通過(guò)串口通信。由于中心節(jié)點(diǎn)需要長(zhǎng)期不間斷工作，因此，電源采用電網(wǎng)交流供電。

 

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

  ＪＮ５１４８應(yīng)用ZiBeePRO協(xié)議棧，運(yùn)行在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)ＪｅｎＯＳ 上。ＪｅｎＯＳ 是由Ｊｅｎｎｉｃ公司開(kāi)發(fā)的專門(mén)應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)。ＪｅｎＯＳ在調(diào)度不同先級(jí)的實(shí)時(shí)任務(wù)時(shí)具備及時(shí)性和靈活性。ＪＮ５１４８的集成開(kāi)發(fā)環(huán)  境為ＣｏｄｅＢｌｏｃｋｓ，該軟件是Ｊｅｎｎｉｃ公司提供的代碼編輯和編譯環(huán)境，可在Ｊｅｎｎｉｃ*上免費(fèi)下載，從而降低了開(kāi)發(fā)成本。

4.1測(cè)溫節(jié)點(diǎn)軟件

 

  測(cè)溫節(jié)點(diǎn)上電后先對(duì)硬件進(jìn)行初始化，然后搜索ZiBee網(wǎng)絡(luò)，如存在則加入網(wǎng)絡(luò)，加入網(wǎng)絡(luò)后即開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、發(fā)送等任務(wù)。當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)采集、發(fā)送等任務(wù)時(shí)，測(cè)溫節(jié)點(diǎn)則進(jìn)入睡眠模式。ＪＮ５１４８有工作、睡眠、深度睡眠３ 種功耗模式，因深度睡眠模式只能通過(guò)端口中斷觸發(fā)喚醒，本設(shè)計(jì)采用睡眠功耗模式，即由實(shí)時(shí)時(shí)鐘喚醒。為更及時(shí)地發(fā)現(xiàn)溫度異常情況，測(cè)溫節(jié)點(diǎn)采用動(dòng)態(tài)睡眠機(jī)制，即在溫度 正常時(shí)睡眠時(shí)間為設(shè)定的基準(zhǔn)值，當(dāng)溫度升高時(shí)睡眠 時(shí)間將在基準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上減小，溫度越高睡眠時(shí)間越 短，溫度回到正常范圍后睡眠周期變?yōu)樵O(shè)定基準(zhǔn)值。睡眠基準(zhǔn)值范圍為３～６００ｓ。相對(duì)于溫度變化，電池電壓的變化較緩慢，故本設(shè)計(jì)中電壓檢測(cè)周期比溫度檢測(cè)周期大。圖５為測(cè)溫節(jié)點(diǎn)軟件程序流程。

 

4.2中心節(jié)點(diǎn)的ＪＮ５１４８模塊軟件

  中心節(jié)點(diǎn)的ＪＮ５１４８模塊在ZiBee網(wǎng)絡(luò)中作為協(xié)調(diào)器，上電后先對(duì)硬件初始化，然后搜索信道，在 未使用的信道上建立網(wǎng)絡(luò)，建網(wǎng)成功后即等待終端 加入網(wǎng)絡(luò)并發(fā)送數(shù)據(jù)，接收到數(shù)據(jù)后通過(guò)串口將數(shù)據(jù)傳給 ＬＰＣ２１３２。上位機(jī)與ＬＰＣ２１３２ 之間通過(guò)ＲＳ４８５現(xiàn)場(chǎng)總線連接，采用Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議傳輸信息。上位機(jī)作為 Ｍｏｄｂｕｓ主機(jī)，各開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的 ＬＰＣ２１３２作為 Ｍｏｄｂｕｓ從機(jī)。圖６為中心節(jié)點(diǎn)的ＪＮ５１４８模塊軟件程序流程。

 

 

4.3上位機(jī)軟件

  上位機(jī)管理軟件采用面向?qū)ο蟮?ＶＢ６．０開(kāi)發(fā)。上位機(jī)將接收到的溫度、電壓值及對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的ＩＤ按時(shí)間線存儲(chǔ)，經(jīng)過(guò)處理后，用戶可通過(guò)該管理軟件查看任意節(jié)點(diǎn)在任意時(shí)刻的溫度值、電壓值及其變化趨勢(shì)圖。另外，該軟件可在溫度值超過(guò)預(yù)警值或電壓值低于閾值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，用戶根據(jù)節(jié)點(diǎn)的ＩＤ即可找到有異常情況的開(kāi)關(guān)柜。

 

5 系統(tǒng)測(cè)試與化

  為驗(yàn)證高壓開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫系統(tǒng)的可行性，筆者對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題：(1)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電磁環(huán)境復(fù)雜，易對(duì)節(jié)點(diǎn)尤其是測(cè)溫節(jié)點(diǎn)正常工作產(chǎn)生影響。(2)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)存在高壓且允許隨意中斷工作，致使測(cè)溫節(jié)點(diǎn)后期維護(hù)不便。

  針對(duì)以上問(wèn)題，筆者采取以下措施：(1)軟件、硬件抗干擾措施。軟件方面，應(yīng)用數(shù)字編碼、解碼技 術(shù)剔除干擾信號(hào)，并 加入軟件濾波技術(shù)，同 時(shí)對(duì)ＤＳ１８Ｂ２０轉(zhuǎn)換溫度取３ 次平均值以消除隨機(jī)干擾；硬件方面，ＪＮ５１４８ 本身具有金屬屏蔽罩，同時(shí)加強(qiáng)各級(jí)濾波能力以消除高頻干擾。(2)軟件設(shè)計(jì)時(shí)增加自動(dòng)重新加入網(wǎng)絡(luò)功能，保證在中心節(jié)點(diǎn)因某種原因重啟后，測(cè)溫節(jié)點(diǎn)能自動(dòng)重新加入網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需人工干預(yù)。

  為計(jì)算測(cè)溫節(jié)點(diǎn)鋰電池的供電時(shí)間，筆者在模擬開(kāi)關(guān)柜環(huán)境下，用 ＴｅｋＤＰＯ４０５４數(shù)字示波器電流探頭對(duì)測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的工作電流進(jìn)行采樣，電流曲線如圖７所示。

 

  計(jì)算測(cè)溫節(jié)點(diǎn)鋰電池供電時(shí)間的難點(diǎn)在于溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間、溫度轉(zhuǎn)換時(shí)工作電流及發(fā)射時(shí)間的獲取。如圖７所示，在 Ｔ０ 時(shí)刻測(cè)溫節(jié)點(diǎn)從睡眠狀態(tài)被喚醒，Ｔ１ 時(shí)刻３次溫度值轉(zhuǎn)換結(jié)束并發(fā)送數(shù)據(jù)，Ｔ２ 時(shí)刻數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，測(cè)  溫節(jié)點(diǎn)重新進(jìn)入睡眠狀態(tài)。ＪＮ５１４８ 模 塊 睡 眠 電 流 為 ２．６ μＡ，發(fā) 射 電 流 為 １５ ｍＡ，溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間 Ｔ１ －Ｔ０、發(fā)射時(shí)間 Ｔ２ －Ｔ１分別為１５００ ｍｓ、１０ ｍｓ，溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的工作電流Ｉ為１１ ｍＡ。以常規(guī)的測(cè)溫周期為５ ｍｉｎ 為例，得到鋰電池供電時(shí)間為

 

  可得鋰電池的理論供電時(shí)間約為４．７ａ。然而實(shí)際環(huán)境中鋰電池存在自放電問(wèn)題，且電量不可能全部放盡，壽命無(wú)法達(dá)到４．７ａ，因此本設(shè)計(jì)中將運(yùn)行年限設(shè)定為２ａ。

 

  系統(tǒng)經(jīng)測(cè)試與化后，可穩(wěn)定地運(yùn)行于工作環(huán)境，而對(duì)測(cè)溫節(jié)點(diǎn)鋰電池供電時(shí)間的驗(yàn)證，表明系統(tǒng)滿足一次安裝、無(wú)需維護(hù)的要求。

6 安科瑞無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)介紹與選型

  安科瑞無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)是根據(jù)當(dāng)前無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的要求，在廣泛征求用戶和專家意見(jiàn)的基礎(chǔ)上,充分吸收當(dāng)前內(nèi)外廠家的成功案例，并結(jié)合安科瑞多年來(lái)的豐富經(jīng)驗(yàn)，采用面向?qū)ο蟮姆謱臃植际皆O(shè)計(jì)思想，結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)而設(shè)計(jì)的一款專業(yè)的無(wú)線測(cè)溫軟件。

6.1 Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通信（如圖8），系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU, Modbus TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開(kāi)放性都得到了很大地提高。

 

  Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)具有遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶管理功能。可以監(jiān)控?zé)o線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

 

  Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)主要特點(diǎn)是開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，硬件兼容性強(qiáng)，軟件移植性好，應(yīng)用功能豐富。該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的處理能力，快速的事件響應(yīng)，友好的人機(jī)界面，方便的擴(kuò)充手段。其軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)軟件工程的設(shè)計(jì)規(guī)范,模塊劃分合理，接口簡(jiǎn)捷明了，主要包括主控模塊、人機(jī)界面、圖形組態(tài)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、通信管理等幾大模塊。

 

6.2 Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)功能

■實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

  Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控軟件人機(jī)界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示各測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)及有關(guān)故障、告警等信息。

■溫度查詢

  溫度歷史曲線（1分鐘、5分鐘、60分鐘可選）

■運(yùn)行報(bào)表

  查詢各回路設(shè)備運(yùn)行溫度報(bào)表

■實(shí)時(shí)報(bào)警

  壁掛式無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控設(shè)備具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，設(shè)備能夠?qū)囟仍较薜仁录l(fā)出告警。

■設(shè)備提供以下凡種告式：

  a.彈岀事件報(bào)驚窗口.

  b.實(shí)時(shí)語(yǔ)音報(bào)警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語(yǔ)音告警.

  C.短信吿警，可以向發(fā)送吿警信息短信（需選配）.

■歷史告警査詢

  Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ袇叹录涗涍M(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)和告警等事件進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

■用戶權(quán)限管理

  Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。

  通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)的操作（如數(shù)據(jù)庫(kù)修改等）。可以定義不同級(jí)別用戶的 登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

■定值設(shè)置

  用于修改高溫定值、超溫定值。

■WEB（可選）

  展示頁(yè)面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量等概況信息， 設(shè)備溫度、通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。頁(yè)顯示場(chǎng)站的變壓器數(shù)量、回路個(gè)數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、用電量、事件記錄等概況信息，可通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控、變壓器、通信模塊切換到需要查看的界面。

  實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線可監(jiān)測(cè)各個(gè)回路的測(cè)點(diǎn)溫度、電壓、電流、功率曲線信息。

  接線圖頁(yè)面通過(guò)一次圖實(shí)時(shí)反映電氣參數(shù)變化，包括測(cè)量量、信號(hào)量等信息（信號(hào)量 需要斷路器提供輔助觸點(diǎn)支持）。

  能耗統(tǒng)計(jì)頁(yè)面顯示各回路的功率峰值和用電量峰值，功率、電能趨勢(shì)曲線，電能環(huán)比，用電。

  運(yùn)維管理\通信狀態(tài)顯示監(jiān)測(cè)接入系統(tǒng)設(shè)備的通信狀態(tài)。

■APP（可選）

  設(shè)備數(shù)據(jù)員面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)、溫 度數(shù)據(jù)以及曲線。

6.3 安科瑞ARTM系列無(wú)線測(cè)溫終端產(chǎn)品選型

  安科瑞電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫方案由無(wú)線溫度傳感器、收發(fā)器、顯示單元組成。溫度傳感器直接安裝于斷路器動(dòng)觸頭、靜觸頭、電纜接頭、母排等發(fā)熱接點(diǎn)，將測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線射頻技術(shù)傳至接收裝置，再由接收器485通訊至測(cè)溫終端或無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)（如圖9）。

 

 

 

 

6.3.1 安科瑞無(wú)線溫度傳感器

 

  無(wú)線溫度傳感器共有5種，分別對(duì)應(yīng)螺栓固定、表帶固定、扎帶捆綁、合金片固定等安裝方式。針對(duì)不同的變電站要求，可根據(jù)傳感器供電方式以及安裝位置的不同，考慮安裝方便的因素，選擇相匹配的傳感器。

 

 

物料名稱	型號(hào)	參數(shù)說(shuō)明
電池型無(wú)線測(cè)溫傳感器	ATE100	電池供電，壽命≥5年；-40℃~+125℃； 2.4GHz，空曠距離10米； 102.37*47.93*23mm，φ13.5mm(長(zhǎng)*寬*高，孔徑)。
	ATE200	電池供電，壽命≥5年；-40℃~+125℃； 2.4GHz，空曠距離10米； 44.17*30*18.5mm，L=325.40mm(長(zhǎng)*寬*高，三色表帶)。
	ATE300B	電池供電，壽命≥5年；-10℃~+125℃； 470MHz，空曠距離150米； 49.95*35.95*22mm(長(zhǎng)*寬*高)。
CT取電型無(wú)線測(cè)溫傳感器	ATE300	CT感應(yīng)取電，啟動(dòng)電流≥5A；-10℃~+125℃； 470MHz，空曠距離150米； 扎帶固定，合金片取電；73*33.5*16mm(長(zhǎng)*寬*高)。
	ATE400	CT感應(yīng)取電，啟動(dòng)電流≥5A；-50℃~125℃； 433MHz，空曠距離150米； 合金片固定、取電；三色外殼；25.82*20.42*12.8mm(長(zhǎng)*寬*高)。

 

6.3.2 安科瑞無(wú)線收發(fā)器

 

  無(wú)線測(cè)溫收發(fā)器共有3種，通過(guò)無(wú)線射頻方式接收溫度數(shù)據(jù)。收發(fā)器根據(jù)不同的傳感器型號(hào)進(jìn)行匹配，同時(shí)傳感器的傳輸距離決定接收裝置能否多柜接收。

 

 

物料名稱	型號(hào)	參數(shù)說(shuō)明
無(wú)線收發(fā)器	ATC200	可接收12個(gè)ATE100/200
	ATC400	可接收240個(gè)ATE300/ATE300B
	ATC450-C	可接收240個(gè)ATE400

 

6.3.3 安科瑞顯示終端

 

  顯示裝置通過(guò)RS485連接收發(fā)器，可嵌入式安裝于柜體上，若柜體開(kāi)孔不便，也可選擇壁掛式安裝于配電室內(nèi)。方便操作人員現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)查看電氣節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)溫度的同時(shí)，也可以通過(guò)RS485或以太網(wǎng)通訊的方式在后臺(tái)系統(tǒng)查看現(xiàn)場(chǎng)情況。

 

 

 

 

物料名稱	型號(hào)	參數(shù)說(shuō)明
顯示終端	ARTM-Pn	面框96*96*17mm，深度65mm；開(kāi)孔92*92mm； AC85-265V或DC100-300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議； 接收多達(dá)60個(gè)ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。
顯示終端	ASD320 ASD300	面框237.5*177.5*15.3mm，深度67mm；開(kāi)孔220*165mm； AC85-265V或DC100-300V供電； 一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議； 接收多達(dá)12個(gè)ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。
顯示終端	ATP007 ATP010	面框226.5*163*6mm，深度70mm；開(kāi)孔215*152mm； DC24V供電；一路上行RS485接口；一路下行RS485接口； 接收20個(gè)ATC200/1個(gè)ATC400/1個(gè)ATC450-C。
無(wú)線測(cè)溫集中集中采集設(shè)備	Acrel-2000T/A	壁掛式安裝 標(biāo)配一路485接口、一路以太網(wǎng)口 自帶蜂鳴器告警 柜體尺寸480*420*200 （單位mm）
無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控設(shè)備	Acrel-2000T/B	硬件：內(nèi)存4G，硬盤(pán)128G，以太網(wǎng)口 顯示器：12寸，分辨率800*600 操作系統(tǒng)：Windows7 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：Microsoft SQL Server 2008 R2 可選Web平臺(tái)/APP服務(wù)器 柜體尺寸為480*420*200（單位mm)

 

7 結(jié)語(yǔ)

 

  高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)采用片上系統(tǒng)高性能、低功耗無(wú)線微控制器ＪＮ５１４８ 與數(shù)字溫度傳感器 ＤＳ１８Ｂ２０為基本元件組建ZiBee無(wú)線系統(tǒng)，避免了復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)布線過(guò)程，解決了高壓開(kāi)關(guān)柜不易絕緣的問(wèn)題。該系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與上位機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)了高壓開(kāi)關(guān)柜的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)。

 

 

【參考文獻(xiàn)】

[1] 王福凱，蘭西柱，董瑞琦，李海洪，趙殷瑤．高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)［Ｊ］.工礦自動(dòng)化，2012(7)：108-112．

[2] 孫科，肖賓杰．ZigBee技術(shù)在測(cè)溫系統(tǒng)中的應(yīng)用［Ｊ］．測(cè)控技術(shù)，2008（１）：36-38.

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2019.11版.

 

 

作者簡(jiǎn)介：王蒙蒙，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。