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10kV高压开关柜无线测温系统设计及产品选型

一、10kV高压开关柜无线测温系统的整体设计

1、整体设计

本文选择KYN型开关柜作为研究对象，而K、Y、N分别是铠装式金属封闭开关设备、移动式结构以及户内装置。依据10kV高压开关柜的安全运行需求，10kV高压开关柜的整体设计要从体积、绝缘性能、本钱以及可靠性等方面予以考虑。针对系统的设计分析，紧要由3部分构成，即高压测发射端、低压侧接收端以及上位机数据处理掌控。这一设计考虑到KYN型开关柜所具备的6个梅花触头，并供应了470MHz无线数据传输通道。由于选取了CT互感器作为高压侧电源，ATE400温度传感器测量触头温度，系统由此能够准确反映触头温度更改。

2、温度传感器的选择

一般工业场合使用的温度传感器紧要有热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、热敏电阻温度传感器以及集成温度传感器等。整合多个传感器可以发现，每一个传感器自身都有明确的温度测量范围。明确的温度测量范围值，可以认知其传感器的适应温度环境的更改程度。结合设计本钱和难度，大多数10kV高压开关柜无线测温系统都会选择应用ATE400温度传感器。究其原因，紧要是其ATE400温度传感器的价格比较实惠，同时具备高精度测量、简便的测温路线以及使用拓展性方便的优势。

3、高、低压侧信号传输方式选择

无线信号传输方式的选择确定程度上决议了10kV高压开关柜无线测温系统设计的良好程度。无线信号传输方式有蓝牙技术、红外技术等。但是，由于不同技术的抗干扰性以及功耗有所不同，因此10kV高压开关柜无线测温系统在无线信号传输方式上紧要选择蓝牙技术。

4、高压侧供电方式选择

供电电源间的高压侧电路需要满足不间断供电、抗干扰本领强以及高稳定输出等要求。目前的供电方式紧要有激光供电、太阳能供电、CT互感器电源供电以及电池供电等。但是，10kV高压开关柜无线测温系统紧要应用了CT互感器电源供电方式，由于CT互感器电源供电更能满足高压侧电路多种需求点，同时具备结构安全、应用成熟以及使用环境优良的优势。

二、10kV高压开关柜无线测温传感器的原理

1、无线测温原理

结合不同的温度传感元件进行测温就是无线测温原理，而温度传感元件紧要有热敏电阻温度传感器、红外线测温传感器、半导体传感器、声表面温度传感器以及无源无线温度传感器等。

2、热敏电阻温度传感器

针对不绝更改的温度，它的阻值也呈现出不同程度的更改，即热敏电阻温度传感器的原理。反过来，可以结合阻值的大小推断温度的高处与低处。它的优势也由此显现，即具备较高的灵敏度，劣势即热敏电阻值与温度的线性关系变差，进一步导致元件被老化，缩短了热敏电阻温度传感器的使用年限，还会随着长时间的使用使其温度测定准确度和稳定性变差。

3、红外测温度传感器

黑体辐射定律就是红外测温度传感器应用原理，即任意一个物体只要高于0P,就会不自发地发射出红外线。它的特点就是应用非接触式的测量，所以测量探头以及被测物体不需要进行遮挡，也不用做出多种绝缘处理。但是，红外测温度传感器特别容易受到温度、湿度以及辐射等因素的影响，导致测温精度显现偏差。

4、半导体传感器

PN作为一个测温元件，它的原理是随着温度的更改其阻值也在发生更改。通过加强恒定电流的方式，结合运行状态中电流的大小，测定其高压开关柜的温度。虽然这种方式测定的温度准确度高，但是整体的灵敏度不如热敏电阻，由于其反应的时间较长。然而，半导体传感器不易老化，而且整体的使用年限较高，因此具有较高的可靠性。

5、声表面温度传感器

声表面温度传感器测温方式特别特殊，即为无源测量，可以借助无线传输测量高压开关柜的具体温度。整体优势是体积小，不用结合电源，但是整体的传输距离短，且整个传输过程不能有障碍物，否则易发生位移和震动的情况，特别容易产生声表面相位更改，影响其测温值的准确性。

6、无源无线温度传感器

应用能量收集方式进行能量的取得来满足无源无线温度传感器的能量需求，即可以充分摒弃传统电池和CT取电的方式。整个无源无线温度传感器安全可靠性较高。整个能量收集技术没有污染，还有可循环、低能耗的优点。因此，将来的无线测温系统的发展大多会建立在微电子技术与微功耗技术上，并呈现出多种仿佛于无源无线温度传感器的方式。

三、无线测温系统的技术特点

1、安全性

独立式的电位绝缘安装的无线测温系统，是可以大范围规避其爬电带来的不良影响的系统，还能有效提升电气设备的安全性能。因此，整个无线测温系统的技术呈现为较高的安全性。

2、准确性

无线测温系统应用的器件大多数为高精度数字传感器，可以充分确定测温方式多为接触式。整个传感器的位置特别接近发热点，可以实现快速测定温度点的温度更改的目标，显示出无线测温系统的整体测量准确性。

3、快捷性

由于无线测温器件自身体积较小，所以整个器件安装过程特别便捷，整个组网也特别快捷，