九游娱乐官网-浅谈母线测温解决方案在工厂的应用
摘要：随着电力系统的不断发展，母线作为电力传输的关键部件，其运行状态的监测至关重要。母线测温能够及时发现母线连接部位的异常发热情况，预防因过热引发的电力故障，保障电力系统的安全稳定运行。本文深入探讨了母线测温的重要性、常见的测温方法及其原理，分析了不同测温方法的优缺点，并结合实际案例阐述了母线测温技术在电力系统中的应用效果，为相关领域的工程实践提供参考。
1、引言
在现代电力系统中，母线承担着汇聚和分配电能的重要任务。由于母线长期处于高电压、大电流的运行环境下，其连接部位容易因接触电阻过大、氧化、松动等因素导致发热。一旦母线温度过高，不仅会加速绝缘材料的老化，降低其绝缘性能，还可能引发电气短路、火灾等严重事故，对电力系统的可靠性和安全性构成巨大威胁。因此，实时、准确地监测母线温度，及时发现潜在的安全隐患，对于保障电力系统的稳定运行具有重要意义。
2、母线测温的重要性
（一）预防电力故障
母线连接部位的发热是导致电力故障的常见原因之一。通过实时监测母线温度，能够在温度异常升高的初期及时发现问题，采取相应的措施进行处理，避免故障的进一步发展，从而有效降低电力系统故障的发生率。例如，在某工业园区的电力系统中，通过母线测温系统及时发现了一处母线连接点温度异常升高的情况，经检查发现是连接螺栓松动导致接触电阻增大。及时对螺栓进行紧固后，避免了因该连接点过热引发的停电事故，保障了园区内企业的正常生产。
（二）延长设备使用寿命
过高的温度会加速母线及相关设备的老化进程，缩短其使用寿命。通过准确掌握母线温度，合理调整电力系统的运行参数，避免母线长时间处于高温运行状态，可以有效延长设备的使用寿命，降低设备更换和维护成本。例如，某变电站的母线在安装了高精度的测温系统后，根据温度监测数据对负载进行了优化调整，使得母线平均运行温度降低了 5℃，经评估，设备的预计使用寿命延长了 20%。
（三）保障电力系统可靠性
稳定可靠的电力供应是现代社会经济发展的基础。母线作为电力系统的关键节点，其正常运行对于保障整个电力系统的可靠性至关重要。通过实施有效的母线测温措施，能够及时发现并解决母线运行中的潜在问题，确保电力系统的可靠运行，减少停电事故对社会和经济造成的损失。
3、母线测温方法及原理
（一）接触式测温法
热电偶测温原理
热电偶是基于热电效应原理工作的。当两种不同材料的导体组成闭合回路，且两个接点处于不同温度时，回路中会产生热电势。热电势的大小与两个接点的温度差成正比。将热电偶的测量端与母线待测部位紧密接触，参考端保持在已知温度，通过测量热电势即可计算出母线的温度。例如，在某电厂的母线测温中，采用 K 型热电偶，其测量精度可达 ±2℃，能够较为准确地测量母线温度。
热电阻测温原理
热电阻利用导体或半导体的电阻值随温度变化的特性来测量温度。常见的热电阻材料有铂、铜等。以铂热电阻为例，其电阻值与温度之间具有良好的线性关系。通过测量热电阻的电阻值，并根据事先校准的电阻 - 温度曲线，即可确定母线的温度。在一些对测温精度要求较高的场合，如变电站的关键母线测温，常采用高精度的铂热电阻，其测量精度可达 ±0.1℃。
（二）非接触式测温法
红外测温原理
任何物体只要温度高于绝对零度，都会向外辐射红外线。物体的温度越高，辐射的红外线能量越强。红外测温仪通过接收母线表面辐射的红外线能量，将其转换为电信号，并根据普朗克定律计算出母线的温度。例如，在对户外高压母线进行测温时，使用便携式红外测温仪，操作人员可以在安全距离外快速测量母线温度，操作简便，测量速度快。
光纤测温原理
光纤测温利用光纤的光传输特性和敏感特性。其中，分布式光纤测温技术基于光时域反射原理（OTDR）。当光在光纤中传输时，会发生瑞利散射，散射光的强度与温度有关。通过分析散射光的特性，可以获取光纤沿线各点的温度信息，从而实现对母线温度的分布式测量。这种方法适用于对母线温度分布进行全面监测的场合，如大型数据中心的母线测温。
4、不同测温方法的优缺点分析
（一）接触式测温法
优点
测量精度高，能够准确反映母线待测部位的实际温度。如热电偶和热电阻在经过精确校准后，可满足高精度测温需求。
测量数据稳定可靠，受外界干扰相对较小。由于测温元件与母线直接接触，测量过程不易受到环境光线、电磁干扰等因素影响。
缺点
安装和维护相对复杂，需要将测温元件与母线进行物理连接，可能会影响母线的正常运行和绝缘性能。例如，在安装热电偶或热电阻时，需要在母线上打孔或采用特殊的安装夹具，增加了施工难度和安全风险。
不适用于高压、大电流母线的实时在线监测，因为接触式测温可能会引入额外的电气连接，存在安全隐患。此外，在母线运行过程中，难以对测温元件进行更换和维护。
（二）非接触式测温法
优点
安装方便，无需与母线进行直接接触，不会影响母线的电气性能和正常运行。例如，红外测温仪只需对准母线表面即可进行测量，光纤测温系统的光纤可通过绑扎等方式固定在母线附近。
能够实现快速、实时的温度测量，适用于对母线温度进行在线监测。操作人员可以在短时间内获取母线的温度数据，及时发现温度异常情况。
可对大面积的母线进行扫描测温，获取母线温度分布情况。如红外热像仪能够生成母线的温度分布图像，直观显示母线各部位的温度差异。
缺点
测量精度相对较低，容易受到环境因素的影响。例如，红外测温仪的测量精度会受到环境温度、湿度、灰尘、烟雾等因素的干扰，导致测量误差较大。
对于表面发射率不稳定的母线，测量结果准确性难以保证。不同材质、表面状况的母线，其红外发射率不同，需要进行准确的发射率修正才能得到较为准确的温度值。
光纤测温系统虽然精度较高，但成本相对较高，系统复杂，对安装和维护技术要求也较高。
5、母线测温技术的实际应用案例
（一）某商业综合体的母线测温应用
某大型商业综合体，电力负荷大且复杂，其配电系统中的母线安全运行至关重要。该商业综合体采用了无线测温系统，在母线的连接部位安装无线温度传感器。传感器通过感应取电，无需外接电源，降低了安装难度和安全风险。传感器将测量到的温度数据通过无线通信模块发送至数据接收装置，再传输至监控中心的计算机系统。监控系统实时显示母线各测点的温度，并设置了温度报警阈值。当某一测点温度超过阈值时，系统立即发出声光报警，提醒运维人员及时处理。通过该母线测温系统的应用，有效避免了因母线连接点过热引发的停电事故，保障了商业综合体的正常运营。在系统运行的一年内，共及时发现并处理了 3 起母线连接点温度异常升高的情况，避免了潜在的重大电力故障。
（二）某变电站的母线测温实践
某变电站为保障电力供应的可靠性，对站内母线实施了全面的测温监测。采用了光纤测温与红外测温相结合的方式。对于重要的母线连接部位，利用分布式光纤测温系统进行实时在线监测，能够精确获取母线沿线的温度分布情况。同时，配备便携式红外测温仪，由运维人员定期对母线进行巡检测温，作为光纤测温的补充手段。在一次巡检中，运维人员通过红外测温仪发现某一母线刀闸连接部位温度异常升高，达到了 80℃（正常运行温度应在 50℃以下）。通过光纤测温系统进一步确认了该部位的温度分布情况，发现异常区域较为集中。随后，立即安排停电检修，经检查发现是连接部位的触头因长期运行出现氧化和松动，导致接触电阻增大发热。及时对触头进行了清洁、紧固和涂抹导电膏处理后，母线温度恢复正常。通过两种测温方式的协同应用，提高了变电站母线测温的准确性和可靠性，保障了变电站的安全稳定运行。
6、实施方案
6.1 应用方案
此母线槽红外测温解决方案由红外测温模块，红外采集器，电源模块组成。该系统通过RS485线与后台监控进行通信（如下图），系统设计遵循国际标准Modbus-RTU传输规约，安全性、可靠性和开放性都得到了很大地提高。RS-485作为一种串行通信的接口具有传输距离长、速度较高、电平兼容性好、使用灵活方便、成本低廉和可靠度高等特点，与无线通信方式相比，具有价格低、抗共模干扰能力强等优点。
母线槽测温系统组网方案图
外形
设备名称
型号
主要功能
红外
测温模块
AMB300-Z
二总线通讯、实时在线检测1个大范围阵列温度。需搭配红外测温采集器使用，由采集器供电。
AMB300-Z-T
二总线通讯、实时在线检测1个大范围阵列温度、外接1路NTC测温。需搭配红外测温采集器使用，由采集器供电。
AMB300-Z-H
二总线通讯、实时在线检测1个大范围阵列温度、连接器处湿度。需搭配红外测温采集器使用，由采集器供电。
AMB300-Z-TH
二总线通讯、实时在线检测1个大范围阵列温度、连接器处湿度、外接1路NTC测温。需搭配红外测温采集器使用，由采集器供电。
AMB300-D1
二总线通讯、实时在线检测1个小范围单点温度。需搭配红外测温采集器使用，由采集器供电。
AMB300-D1-T
二总线通讯、实时在线检测1个小范围单点温度、外接1路NTC测温。需搭配红外测温采集器使用，由采集器供电。
AMB300-D1-H
二总线通讯、实时在线检测1个小范围单点温度、连接器处湿度。需搭配红外测温采集器使用，由采集器供电。
AMB300-D1-TH
二总线通讯、实时在线检测1个小范围单点温度、连接器处湿度、外接1路NTC测温。需搭配红外测温采集器使用，由采集器供电。
AMB300-D4/15
二总线通讯、实时在线检测4个小范围单点温度，每个探头间距15mm。需搭配红外测温采集器使用，由采集器供电。
AMB300-D4/15-T
二总线通讯、实时在线检测4个小范围单点温度，每个探头间距15mm、外接1路NTC测温。需搭配红外测温采集器使用，由采集器供电。
红外测温采集器
AMB310
2路下行二总线通讯，至多可采集160台红外测温模块，2路RS485通讯至监控系统或触摸屏，DC 24-30V供电。
开关电源
KDYA-DG50C
AC220V转DC30，功率50W，给红外采集器AMB310供电用。
6.2.2 测温原理
AMB300-D4 AMB300-D1 AMB300-Z
6.2.3 测温模块安装方式
安科瑞AMB300系列母线槽红外测温解决方案通过监测母线槽连接处温度的运行情况，可有效保障电网电力运行的可靠性、安全性、稳定性，提高管理效率，降低故障发生率，减少经济损失。
