ZC-HW1型红外在线测温与综合分析系统
技术方案书
深圳正昌时代电气工程有限公司
目录
一、概述................................................ 2
二、系统方案 ........................................... 2
三、设备配置清单........................................ 6
一、概述
发电厂、变电站的高压开关柜、母线接头、动力电缆接头等重要高压电力设备，在长期运行过程中，开关的触头和母线接头等部位因老化或接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度无法监测，由此最终导致事故发生。近年来，在电厂和变电站已发生多起开关过热事故，造成火灾和大面积的停电事故，解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键，实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。
ZC-HW1型红外在线测温与综合分析系统是专门设计用于高压电力设备的运行温度监测，采用红外在线扫描仪，实现非接触温度测量，传感器与测量点之间无电气上的连接，具有高压隔离性能，从根本上解决了高压设备接点运行温度不易监测的难题，具有极高的可靠性和安全性。可广泛适用于开关柜、母线接头。针对电缆隧道电缆，由于电缆表皮绝缘，我们采用感温电缆进出测温，可监测和预防电缆头及电缆温度过热引起的火灾事故。
二、系统方案
1、系统组成
ZC-HW1型红外在线测温与综合分析系统由测温单元，采集单元和通讯管理单元和上位机主控单元四部分组成。
1）、测温单元
测温单元主要由不同类型的温度在线传感器组成，比如测量母线接头的无线温度传感器，测量开关柜、变压器的红外线温度阵列传感器，测量电缆头及电缆本体的感温电缆等。
无线温度传感器单元，安置于高压设备的表面，采集其温度并将数据传送给无线测温仪。无线温度传感器采用 ZigBee 技 术 ，工 作 在 2400～ 2483.5MHz（ ISM） 频段，采用低功耗发送芯片，锂电池供电，传感器自动识别，无连线，安装简便，测温范围-55～+125℃ 。
红外线温度阵列传感器单元，具体有16*4的远红外热电堆传感器阵列，可覆盖-20°C～300°C的温度范围，能生成目标区域的实时热值图谱，适合于区域温度扫描测量。
感温电缆单元，感温电缆一般分为有开关量和模拟量可复位式之分，开关量又有不可恢复和可恢复之分。模拟量感温电缆具有报警值在一定范围内可以任意设定，开关量感温电缆一般为定温型，报警值式不可设定，国内感温电缆一般报警温度等级为70、85、105、138、180摄氏度，85度感温电缆用得最多。感温电缆可以采用直线悬挂、缠绕式或正弦波式敷设，为提高探测灵敏度，推荐使用直接接触式安装，但如果保护对象经常检修，则建议使用悬挂方式。布线时必须是连续无抽头、无分支的连续布线。开关量型感温电缆内部是两根弹性钢丝，每根钢丝外面包有一层感温且绝缘的材料，在正常监视状态下，两根钢丝处于绝缘状态，当周边环境温度上升到预定动作温度时，温度敏感材料破裂，两根钢丝产生短路，输入模块检查到短路信号后产生报警。它可用于发电站、变电站、电缆沟道、隧道、夹层、传送带等场所，感温电缆探测器稳定可靠，适用于恶劣环境的火灾检测。
2）采集单元
无线测温仪：无线测温仪将无线温度传感器发送来的数据在 LCD 液晶屏上显示，同时监测温度是否超限，当温度超限后，输出报警信号。 每台无线测温仪相当于一个无线接入点，它可接入 6 只无线温度传感器，并配有标准 RS485 总线接口，多台测温仪通过总线可以组成实时在线监测系统，最多可以接 255台监测仪，传输距离最长 1200 米，监测系统通过 通讯管理单元实现组网。
红外区域采集单元：通过IIC总线读取红外线温度阵列传感器温度数据，并进行显示，具有RS485通讯接口，MODBUS协议，通过通讯管理单元进行组网。
开关量采集单元：可采集8路开关量感温电缆报警信号，实现区域火灾的预警，开关量采集单元也是通过通讯管理单元进行组网。
3）通讯管理单元：通讯管理单元是系统核心，是连接各温度采集单元和上位机的纽带，各温度采集单元和通讯管理单元根据用户需求的不同采用不同的通讯总线，主要采样采用RS485总线方式，也可通过RS485转以太网实现光纤通讯，通讯管理单元将温度采集单元打包发送来的数据处理后发送到上位机主控单元。
4）上位机主控单元：由工控机、液晶显示器及通讯组态软件组成，与通讯管理单元进行串行通讯，通过通讯软件将温度数据采集到上位机数据库，并进行存储，监控软件方便浏览查看，温度越限会弹出报警事件和以不同颜色进行告警提示，并可通过短信MODEN进行短信报警。
2、主要技术参数
1）、红外测温部分
红外线温度阵列传感器：
小尺寸，16×4像素的红外阵列
传感器温度校准范围：-40 to 85 °C
所测物体温度校准范围：-20℃―300℃；
视场 (FoV) ：60º x 15º
扫描帧率： 0.5 到 64Hz可调
测量精度：0.1 ºC
误差范围：±2 ºC
区域温度采集单元：
温度显示：彩色液晶显示
报警：可颜色报警和蜂鸣器报警
传感器容量： 3路
测量相对误差： ≤1%
同步采样时间： ≤1秒/每遍
工作电压： AC220V
工作环境温度范围： -10ºC— +55ºC
工作湿度范围： ≥95%RH。
2）、无线部分：
采 用 2.4G 频 段 ， 工 作 在 2400～ 2483.5MHz（ ISM） 频段。
☆直接序列扩频（DSSS），抗干扰能力更强。
☆采用 ZigBee 技 术 ， 符 合 IEEE802.15.4 标准。
☆温 度 传 感 器 采 用 LTCC 内 置 天 线 ， 体 积 最 小 。
☆极低的传感器耗电，电池寿命：>5 年。
☆高 达 65535 个无线传感器编址。
☆自动传感器识别，无连线，安装简便。
无线温度传感器：
温度测量范围： -55～+125℃
精度 ±0.5℃(-20～+80℃)
分辨率： 0.0625℃
温度测量周期： 约 75s
供电： AA 3.6V 锂电池，工作时间>5 年。
射频标准： IEEE802.15.4。
外形尺寸： 56mm×29mm×18mm。
无线测温仪：
射频标准： IEEE802.15.4。
可管理传感器数： 32 只。
可显示传感器数： 6 只
温度显示： LCD 显示器，带背光。
报警输出： 1 个（无源接点）250Vac,0.6A 或 24Vdc,5A。
网络接口： 隔离 RS-485 工业总线接口。
工作电压： 直流10～40V 或交流 110～240Vac(需外接电源适配器)。
工作温度 -10℃～+80℃
存储温度： -40℃～+85℃。
安装方式： 嵌入式盘装
3）、感温电缆部分：
感温电缆：
长度：定制
温度：70、85、105摄氏度可选
型号 JTW-LD3-I JTW-LD3-II JTW-LD3-III
缆线电阻 0.25～0.35Ω/m
额定动作温度（±10%）℃ 70 85 105
不动作温度℃ 52 63 75
工作温度范围℃ -30～40 -30～55 -30～70
动作响应时间s 20～30 ≤30 ≤40
绝缘阻值MΩ ＞100
耐压性能 50HZ，500V，1min
耐水性能 可长期在水淋条件下工作
耐酸性能 6%盐酸，96小时
耐碱性能 1%氢氧化钠，96小时
耐油性能 柴油，96小时
开关量采集单元：
显示：数码显示，显示精度为1位小数
开关量：8路
报警：单路超过设定值继电器输出报警
通讯：RS485总线通讯
环境温度： -10℃～+65℃
环境温度： ≤95%RH
4）、通讯管理单元
工作环境温度： -10ºC— +55ºC
工作环境湿度：≥75%RH
通讯接口：RS232，RS485，RJ45
供电电源：AC 220V ±10% 50HZ
三、设备配置清单
序号 |
设备名称 |
规格型号 |
单位 |
数量 |
|
1 |
红外采集单元 |
|
1.1 |
红外线温度阵列传感器 |
ZCSD-IR-A |
只 |
36 |
|
1.2 |
红外区域温度采集单元 |
ZCSD-IR |
台 |
12 |
|
1.3 |
安装支架 |
ZCSD-IRZJ |
套 |
12 |
|
2 |
无线采集单元 |
|
2.1 |
无线温度传感器 |
ZCSD-WC |
只 |
72 |
|
2.2 |
无线测温仪 |
ZCSD-TS |
台 |
12 |
|
3 |
感温电缆单元 |
|
|
|
|
3.1 |
感温电缆 |
JTW-LD3-Ⅱ |
米 |
800 |
|
3.2 |
接线盒 |
JTW-LD3/J |
套 |
8 |
|
3.3 |
终端盒 |
JTW-LD4/Z |
套 |
8 |
|
3.4 |
开关量采集单元 |
ZCSD-DO8 |
台 |
1 |
|
4 |
通讯管理单元 |
ZCSD-SW |
台 |
1 |
|
5 |
通讯软件 |
ZCSD-CS2.1 |
套 |
1 |
|
6 |
监控软件 |
ZCSD-MS2.1 |
套 |
1 |
|
7 |
工业一体机 |
IPC-19 |
台 |
1 |
|
8 |
监控柜 |
19英寸机柜 |
套 |
1 |
|
9 |
短信报警器 |
SMS-DX |
套 |
1 |
|
10 |
屏蔽通讯线 |
RVVP-2x1.5 |
米 |
|
|
11 |
电源线 |
RVV2*2.5 |
米 |
|
