1.項目背景

       在電氣設備系統(tǒng)運行中，局放、溫度是表征一次設備運行是否正常的重要參數。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(huán)境污染、設備長期運行、嚴重超載運行、觸點氧化、電弧沖擊、局部放電等原因造成接觸電阻增大，因此在電能傳輸時往往會在設備內部連接處產生局放和發(fā)熱現象，而且局放及發(fā)熱問題是一個不斷累積的過程，如果不加以控制，兩者變化程度會不斷加劇，并對絕緣件的性能及設備壽命產生很大的影響，從而導致電力設備絕緣性破壞、老化、擊穿。

       國網的“全面智能感知·泛在電力物聯(lián)”主題，依托RFID、智能芯片、二維碼等智能識別技術結合各類設備狀態(tài)監(jiān)測傳感器、在線監(jiān)測裝置等感知元件，構建了電網設備物聯(lián)網系統(tǒng)，實現電網設備信息互聯(lián)互通，建立數據模型，實現設備識別、狀態(tài)感知、狀態(tài)分析的無縫銜接，為管控電力設備狀態(tài)分提供依據。

       隨著現代電力電子技術的不斷進步，感應取電技術、低功耗技術、無線無源技術、物聯(lián)網技術的不斷成熟，我公司研發(fā)全新的系列產品：無線測溫傳感器、五合一（特高頻、暫態(tài)地電波、超聲波、溫度、濕度）智能局放傳感器。該系列產品通過開關設備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)進行數據采集、數據顯示、數據存儲、數據管理。

       利用開關設備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測和分析，捕捉設備運行異常，及時發(fā)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(fā)生。采用該監(jiān)測系統(tǒng)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(tài)的升級、惡化；

       傳感器采用無源無線溫度傳感器，正常環(huán)境使用壽命可10年；

       傳感器具備防水、耐高溫、耐老化，并具備在強電磁環(huán)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(lián)網組網，可方便的將現場數據實時上傳到網絡服務器。

       后臺采用BS結構，聯(lián)網的移動終端可實現隨時隨地監(jiān)控的需要

       實現全天24小時不間斷在線監(jiān)測，監(jiān)測數據一越限即報警；

2.系統(tǒng)簡介

       開關設備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)通過溫度傳感器獲取連接部位的溫度信息、五合一（特高頻、暫態(tài)地電波、超聲波、溫度、濕度）智能局放傳感器獲取開關設備超聲波信息和暫態(tài)地電壓局放信息、特高頻局放傳感器獲取開關設備特高頻局放信息來實現數據采集、數據存儲、監(jiān)測表、趨勢查詢、數據庫記錄、報警信息、設備信息、設置、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(jiān)控平臺基于我公司自主研發(fā)的軟件開發(fā)平臺，通過業(yè)務模塊的開發(fā)，實現系統(tǒng)的各個功能。該開發(fā)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(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3.項目網絡結構圖

       我公司的無源無線測溫系統(tǒng)主要有三部分構成：感知層（無線傳感器）、網絡層（無線接收終端）、應用層（數據服務器及后臺）；

       無線溫度傳感器作為系統(tǒng)的感知層，分布于各個發(fā)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(tǒng)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(tǒng)的網絡層。

       數據到達后臺后，用戶可以通過瀏覽器方式監(jiān)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(tǒng)的應用層。

4.現場監(jiān)測系統(tǒng)設備構成

4.1傳感器部分

4.1.1無線溫度傳感器

       在開關柜的運行現場具有豐富的電磁能，對于電壓高電流小的場源(如發(fā)射天線、饋線等)，電場要比磁場強得多，對于電壓低電流大的場源(如某些感應加熱設備和模具)，磁場要比電場大得多。因此我們認為輸電線是一個工頻電場和磁場能量非常密集的區(qū)域。我們正是利用微電子技術、低功耗技術以及能量管理技術收集線夾或者開關柜及戶外接點等測溫點中的電磁能，并將其能量轉化為無線溫度傳感器所需之電源。

       將EH技術應用于輸電線回路的無線測溫，解決了傳感器的能量需求問題，使得傳感器擺脫了對傳統(tǒng)電池的束縛，體積更小，壽命更長，可靠性更高，安裝更方便，維護更簡單，產品更環(huán)保，技術更先進。

       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、EH技術而研制的高性能產品，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(jiān)局等多家權威機構測試認證，并且在國內許多工業(yè)現場得以成功應用。其最大的優(yōu)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，將線夾或者開關柜及戶外接點等測溫點溫升監(jiān)測提升到一個新的高度。

       4.1.2無線溫度傳感器——技術參數

4.1.4無線溫度傳感器——產品外觀

無線溫度傳感器  26.96×23×9.9mm

4.1.5無線溫度傳感器——安裝方式

無源無線溫度傳感器廣泛應用于高低壓開關柜、環(huán)網柜觸頭、刀閘開關、高壓電纜接頭、干式變壓器、低壓大電流柜等電氣設備的溫度在線監(jiān)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，體積小巧，僅相當于傳統(tǒng)傳感器的一顆電池大小，可以安裝在動觸頭等狹小的空間內，所以優(yōu)先推薦安裝動觸頭。

母排或出線電纜安裝示例

動觸頭安裝示例

靜觸頭安裝示例

戶外變壓器出線安裝示例

戶外刀閘安裝示例

4.2中繼部分

4.2.1無線遠傳通訊中繼器

ZW1807 型產品擁有四個RS-485隔離型串口，組成三進一出的串口集中器，同時配有兩個RF無線收發(fā)模塊，接收或發(fā)射我司無線通訊協(xié)議信號，并預留有以太網通信和光纖通信模塊接口，實現多功能信號的轉發(fā)及通信轉換。在運行模式下，將下端設備發(fā)送過來的RS-485信號，通過集中處理后由任意設置的串口、光口、RJ45接口發(fā)出，輸送到后臺工控機，達到實時監(jiān)控目的。也可以做為遠距離的中繼信號產品，在有效信號通過相應通道時、對應的信號燈會閃爍。

4.2.2無線遠傳通訊中繼器——技術參數

4.2.3無線遠傳通訊中繼器——安裝接線

產品外觀圖

外形尺寸圖（單位：mm）

安裝方式：采用標準35mm導軌固定安裝，按現場實際情況來安裝。

接線如下圖所示

1.電源輸入：AC/DC220V；

2.RS485通訊接口端：可單獨作為輸入、輸出、Modbus通信；

3.以太網/光纖通信端口：該端口只能配其中1個功能；

4.傳感器接收天線（433MHz）：用于安裝接收天線；

5.無線遠傳天線(470MHz)：SNA頭，用于安裝發(fā)射/接收天線；

6.本產品適用于35mm導軌安裝。

4.3顯示終端部分

4.3.1智能溫度顯示終端——產品概述

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(fā)了能夠實時監(jiān)測電力，電氣連接點溫度的新一代產品--ZF-880。該產品采用光電隔離技術，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(tài)下的各種溫度監(jiān)測問題。

4.3.2智能溫度顯示終端——技術參數

4.3.3智能溫度顯示終端——外觀尺寸

接線圖及說明

靠近天線口的兩個USB口均為預留。

4.3.4智能溫度顯示終端——使用說明

ZF-880上電后初始化所有模塊，點亮背光，進入溫度節(jié)點顯示界面，如下圖：

左側顯示組柜的相關信息，包括柜名、柜號、安裝位置和溫度值等；右側顯示溫度的實時變化曲線；底部是觸摸屏的按鍵操作。

注意：溫度數值紅色顯示表示溫度超上限或超上上限；若沒有數值，表示還未收到數據；顯示“通訊斷”，表示該節(jié)點在設置的更新時間內未收到新的數據。

1.1 點擊“歷史曲線”彈出溫度的歷史曲線界面，如下圖：

點擊“前一天”按鍵可以查看前天溫度歷史曲線，點擊“后一天”按鍵可以查看后天溫度歷史曲線，拖動底部滑塊或者點擊底部箭頭可以左右移動歷史曲線，點擊“關閉”按鍵關閉當前彈出的窗口。

1.2 點擊“首頁”按鍵可以切換到第一個組柜的窗口

1.3  點擊“末頁”按鍵可以切換到第一個組柜的窗口

1.4  點擊“上一組”按鍵可以切換到當前窗口的上一個窗口

1.5  點擊“下一組”按鍵可以切換到當前窗口的下一個窗口

1.6  點擊“設置查看”按鍵彈出快選窗口，如下圖：

1.7  點擊“蜂鳴器開”或“蜂鳴器關”按鍵切換蜂鳴器的狀態(tài)，在溫度超溫是蜂鳴器是開啟還是關閉

1.8  點擊“參數配置”按鍵彈出如下窗口：

點擊輸入框，彈出數字鍵盤，輸入密碼666666，點擊“確認”按鍵會進入配置界面，如下圖：

當前窗口可以配置組柜的相關信息，“復制”、“粘貼”、“刪除”是對當前組的所有信息內容的操作，信息配置完成后，點擊“配置完成”按鍵退出配置界面，系統(tǒng)重啟

1.9  點擊“通訊參數”按鍵，彈出通訊的相關信息，如下圖：

1.10 點擊“更新時長”按鍵彈出設置數據通訊時長窗口，如下圖：

點擊輸入框，可以更改數據更新時長。

1.11點擊“順序顯示”或“溫度高低”按鍵，可以切換窗口顯示的模式，是按組柜的順序顯示還是按組柜的溫度大小顯示。

1.12 點擊“RS485輸入”按鍵，彈出更改波特率窗口，如下圖：

點擊下拉式菜單，可以點選波特率

1.13點擊“232輸出”按鍵，彈出更改波特率窗口，如下圖：

點擊下拉式菜單，可以點選波特率

1.14 點擊“組柜查詢”按鍵，彈出組柜查詢窗口，如下圖：

在輸入框中，輸入需要查詢的內容，點擊“確認”，會彈出查詢的內容，如下圖：

1.15 點擊“超溫記錄”按鍵，彈出超溫記錄窗口，如下圖：

1.16 點擊“故障節(jié)點”按鍵，彈出故障列表的窗口，如下圖：

故障包括三種情況，超溫節(jié)點、通訊斷節(jié)點、異常節(jié)點。異常節(jié)點是一直未收到數據的節(jié)點。

點擊“超溫節(jié)點列表”或“通訊斷節(jié)點列表”或“異常節(jié)點列表”，彈出對應列表，如下圖：

1.17 點擊“設置時間”按鍵，彈出更改時間的窗口，如下圖：

點擊“確認”按鍵進入時間修改的窗口，如下圖：

點擊對應輸入框更改時間參數。

4.3.5智能溫度顯示終端——ZW2511簡介

無線測溫+局放監(jiān)測功能系統(tǒng)界面

無線測溫功能系統(tǒng)界面

4.4后臺軟件部分

4.4.1后臺軟件系統(tǒng)——技術參數

4.4.2后臺軟件系統(tǒng)——系統(tǒng)界面

系統(tǒng)登錄

設備篩選：

在線：篩選顯示監(jiān)測點全部在線的設備

全部離線：篩選顯示監(jiān)測點全部離線的設備

部分離線：篩選顯示監(jiān)測點部分離線的設備

報警報警：篩選顯示有監(jiān)測點報警的設備

項目篩選：選擇本系統(tǒng)內的具體一個項目，站點列表就僅顯示該項目的所有站點

設備狀態(tài)：

：顯示設備內所有的傳感器均工作正常

：顯示設備內有一個或多個傳感器離線

：顯示設備內所有的傳感器均離線

：顯示設備內有一個或多個傳感器報警

設備詳細信息：

點擊具體的設備圖標，系統(tǒng)會根據該設備對應的模型彈出該設備的詳細監(jiān)測頁面。

項目監(jiān)測：站點監(jiān)測分為“數據監(jiān)測”、“一次圖監(jiān)測”、“實時報警”、“歷史報警”、“歷史趨勢”和“統(tǒng)計報表”，綜合輔助電網分析柜體運行狀態(tài)及潛在隱患，下圖所示項目數據監(jiān)測圖：

無線測溫數據監(jiān)測圖

無線測溫一次圖監(jiān)測

溫度曲線：通過溫度曲線圖的查詢，我們可以精確看到某個歷史時刻的溫度數據；也可以通過歷史曲線變化，輔助電網分析柜體運行狀態(tài)，提前做好維護準備。

無線測溫曲線圖顯示

實時報警：顯示該站點的實時報警頁面，顯示該站點所有單元設備下的傳感器當前報警監(jiān)控信息。

無線測溫實時報警

歷史報警：顯示該站點的歷史報警頁面，顯示該站點所有單元設備下的傳感器歷史報警記錄詳細信息

查詢報警統(tǒng)計的時間，可按日/月/年/自定義四個時間段查詢

統(tǒng)計緯度，可按單元設備/報警級別/報警組三個緯度統(tǒng)計分析

報警次數統(tǒng)計圖，根據查詢報警統(tǒng)計時間，將時間段內的報警次數按柱狀圖進行直觀展示

報警分類統(tǒng)計圖，根據查詢報警統(tǒng)計時間和統(tǒng)計緯度，將時間段內的報警根據統(tǒng)計緯度按餅狀圖進行直觀展示

時段統(tǒng)計數據：顯示統(tǒng)計時間段內的報警統(tǒng)計列表

詳細報警數據：顯示統(tǒng)計時間段內的所有報警詳細列表

無線測溫歷史報警信息

報表統(tǒng)計導出：顯示該站點所有單元設備下的監(jiān)測點記錄的統(tǒng)計報表，支持自定義選擇監(jiān)測點，查詢起止時間，間隔時間以及查詢緯度（最大值、最小值、平均值、瞬時值），并支持導出。

測點數據導出界面

配電室詳細信息界面

測溫+局放監(jiān)測詳細信息界面，展示當前開關柜實時監(jiān)測信息。

4.4.3后臺軟件系統(tǒng)——安裝說明

根據現場的情況預設遠程通訊布線方案：

1.用戶提供現場開關柜及所在空間平面圖，同事需要提供無線接收終端、站端系統(tǒng)和開關柜所在空間之間平面圖，方便現場施工人員制定施工方案。

2.無線接收終端至后臺之間通訊采用光纖通訊或者無線遠程通訊。

3.如無線接收終端與后臺通信距離小于200m，建議使用RS485方式通信，通信線纜采用雙絞屏蔽線纜，防止環(huán)境其它信號干擾。

4.后臺功能：監(jiān)控后臺采用BS結構，具備通訊數據接收、處理、存儲、顯示、報警提示燈功能，顯示界面包括概括圖、詳細圖、曲線圖、一次圖；超溫報警門限可設，支持短信提示；所有數據記錄并存儲。

5.為了現場施工能夠快捷、正確、可靠的進行，現場服務人員需要做好計劃步驟和施工記錄；記錄主要包含：

無線溫度傳感器安裝記錄表；后臺調試數據庫備份；現場后臺布線結構

5.項目實施方案

5.1施工安全

5.2項目產品配置清單

5.3技術支持與服務

杭州澤沃電子科技有限公司現對購買我公司產品的所有用戶均作如下產品質量、服務保證承諾：

1、產品質量三包，配套的外購原材料為優(yōu)質產品，以保證質量。對所有產品我廠均嚴格按產品規(guī)格書的技術要求生產、檢驗。

2、我廠生產的無線測溫裝置及開關柜智能操控裝置均按ISO9001認證要求及GB8898-2001標準設計和生產。

3、在原材料采購、產品生產制造過程等各個環(huán)節(jié)嚴格按ISO質量認證標準進行控制，確保每個工序均處在質量受控狀態(tài)，從而保證產品的質量。

4、所有出廠產品均嚴格按檢驗程序100%進行檢驗，保證成品一次交檢合格率99%，成品 抽查合格率99%。

5、所有產品質保期為3年。質保期內如果發(fā)現質量問題，如屬于我方的責任，我方負責免費更換、及時處理。

6、對所有用戶均提供：技術更新、質量更好、服務更佳的產品。我們不但保證我們所提供給各客戶的產品是完全優(yōu)質合格的產品，而且我們將予以積極配合，大力支持你們的工作。

在有關系統(tǒng)設備到貨前，我們將指派專門人員前往用戶現場，做好設備安裝的先期調研工作，以使系統(tǒng)設備運行在一個良好的工作環(huán)境，并將與用戶協(xié)調有關系統(tǒng)的安裝調試工作。

在系統(tǒng)設備到貨后，我們的有關人員將與用戶一起對設備進行檢查驗收，并指導客戶實施現場的安裝調試工作，以便及時解決萬一在發(fā)貨過程中存在的差錯。

作為技術支持重要部分，我們還將為用戶提供最佳的系統(tǒng)升級服務，并確保技術的先進性與應用適用發(fā)展趨勢；隨時能夠為用戶提供系統(tǒng)的擴展能力，以滿足用戶日益發(fā)展的要求；升級后的系統(tǒng)有良好的性能價格比、經濟性。

客戶的系統(tǒng)管理員或系統(tǒng)管理維護人員隨時可與我公司直接電話聯(lián)系，由我們的工程師和軟件工程師通過電話向用戶提供專業(yè)的技術咨詢，以最快的速度解決用戶網絡系統(tǒng)中出現的問題，并提供全天候、無周末、1小時響應服務。

我們對免費維護期內的系統(tǒng)設備提供現場維護和更換服務，對后續(xù)保用服務合同內指定的所有設備提供保修和保養(yǎng)服務。對于未包含在后續(xù)保用服務內的設備可提供優(yōu)惠收費維護服務。

我們會指定一到兩名工程師負責指定用戶的維護工作，這樣，用戶的維護請求可以得到最快的響應，能更快地提出建議并解決問題。

系統(tǒng)驗收合格后，我們會建立完整的用戶系統(tǒng)設備配置及免費維護檔案，以便隨時查閱用戶系統(tǒng)的原始維護記錄，為系統(tǒng)的維護提供參考資料。

5.4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，即可實施安裝：

1.基礎設施建設完工、開關柜固定就位、母排、進出線安裝完畢/具備AC220V/DC220V電源。

2.需要后臺的用戶，必須提供現場的平面圖，包括開關柜布局、監(jiān)控室與開關柜之間平面圖，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。

3.現場具備布線的條件調研，如RS485線光纜的走線槽、穿線孔等。

5.5工程實施

實施方式

原則上杭州澤沃電子科技有限公司只負責指導客戶實施安裝，如需我司施工，施工前明確安裝進度時間，一般安裝時間為2至5個工作日，如有后臺調試則需與客戶協(xié)商施工進度及時間；如施工安裝由第三方負責，則我公司有義務負責配合遠程指導、培訓第三方工程服務人員。

現場安全

我們的技術人員都經過專業(yè)培訓，具備豐富的現場作業(yè)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。

用戶培訓

我們在安裝調試完成后，會把整個系統(tǒng)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。

6.產品特點及對比

我公司無源無線溫度傳感器與其它常見測溫設備性能比較如下表所示：

備注：相比無源無線測溫方式，其它的測溫方式均有一些不足或者隱患。

紅外測溫弊端：

8.1.1紅外測溫探頭安裝固定條件要求苛刻，體積較大，許多柜內發(fā)熱點溫升狀態(tài)不能有效監(jiān)測。

8.1.2測溫精度容易受到柜內障礙物、灰塵、距離等影響，且需要定期維護清潔測溫探頭。

8.1.3測溫主機一般使用有線式供電，給一次系統(tǒng)安全間距帶來隱患。

使用電池供電的弊端：

8.2.1高溫下電池壽命大大降低，實際壽命很難計算；如大量使用，則需要頻繁停電更換電池。

8.2.2電池長期處于高溫狀態(tài)下會存在使用壽命減退甚至失效的隱患，給一次系統(tǒng)運行安全帶來隱患。

8.2.3為了防止電磁場干擾設備和影響電池，一般必須使用屏蔽盒，這樣增加了傳感器尺寸給安裝帶來一定的困難。

使用CT取電測溫的弊端：

需要提前確定線圈尺寸大小，且體積較大。

線圈安裝麻煩，需要停電較長時間。

8.3.3 CT線圈會引入一些干擾和電壓波動（有時甚至高至數百伏電壓），造成傳感器工作不穩(wěn)定，且故障率高，給后期維護帶來一定工作量。

運行條件較為嚴格，最低取電工作電流通常需要50安培以上，盲區(qū)大。

無源無線測溫優(yōu)點：

8.4.1 EH技術取電，能源清潔、綠色無污染，運行條件廣泛（負荷10A以上即可穩(wěn)定運行），盲區(qū)小，不會帶來干擾。

體積小巧，可靈活安裝在動觸頭、靜觸頭、母排、電纜進出線及其它潛在發(fā)熱點。

安裝緊固材料為合金帶，相比于硅膠帶、尼龍扎帶、CT環(huán)，它具有耐高溫、防老化、導磁、耐候等特性能夠使用于各種氣候環(huán)境。