工控摘要：在電力系統中，高壓開關、GIS（氣體絕緣變電站）等高壓電器和載流母線等電力設備在負載電流過大時會出現溫升過高，zui后溫度有可能使相鄰的絕緣部件性能劣化，甚至擊穿。
　　
　　高壓母線在線測試溫度?
　　
　　據統計，電力系統發生事故原因中有相當部分與過熱問題有關，因此采取有效措施監測母線及電接觸溫度是電力系統需要解決的課題。
　　
　　運行中的載流母線、高壓開關等處于高電位，其溫度測量裝置具有以下特點：
　　
　　a.處于高電壓環境中;
　　
　　b.允許系統在短時間內過載運行，但必須在母線溫度危及運行安全之前發出報警信號;
　　
　　c.由于溫升是由負載電流引起的，溫度隨負載（時間）而變化，因此需要實時在線監測并按規定的時間間隔記錄;
　　
　　d.母線溫度是電力系統狀態參數之一，為綜合監測系統狀態，要求母線溫度測量裝置數字化輸出，以便于計算機處理，并可與其他電氣參數相配合，成為電力在線監測系統的一部分。
　　
　　1、高壓母線溫度測量技術現狀
　　
　　母線處于高電位，目前國內專門用于高壓母線及電接觸發熱測量的儀器還很少。溫度監測的主要方法一是在電接觸表面涂一層隨溫度變化顏色的發光材料，通過觀察其顏色變化來大致確定溫度范圍，這種方法準確度低、可靠性差，不能進行定量測量;另外一種方法是利用光（紅外）輻射特性的紅外測溫儀，它能測量0℃~200℃之間溫度，基本誤差為±（1%×t十0.5%），準確度較高，但由于需要光學器件，在高壓開關柜等特定場合使用不太方便，而且價格也比較高，推廣應用有一定困難。
　　
　　2、高壓母線溫度測量解決方案
　　
　　根據高電壓作業環境下溫度測量的特點，母線和電接觸溫度測量裝置采取溫度就地測量，數據遙送地面，由計算機進行處理的方法。溫度傳感器由浮動充電電池供電，減少高低壓之間的電氣，采用全數字方式工作，抗*力強、精度高、體積小。經系統綜合測試，其工作穩定可靠，能夠滿足高壓母線溫度測量的要求。
　　
　　2.1數字溫度傳感器的研制
　　
　　在本裝置中，采用熱敏電阻作為溫度傳感器：與金屬材料相比，熱敏電阻的電阻率溫度系數為金屬材料的10倍~100倍，甚至更高，而且根據選擇的半導體材料不同，電阻率溫度系數可有-6%/℃~+60%/℃范圍的各種數值，而且由于半導體材料電阻率遠高于金屬，因此熱敏電阻的尺寸可以很小。例如，珠形熱敏電阻可小至直徑為0.2mm的珠形體，這樣微小的測溫元件不僅熱慣性小、響應速度快、對待測的環境影響很小，而且可以用于測量非常狹窄空間的溫度，例如空隙、高壓觸頭間隙等。由于熱敏電阻不存在類似使用熱電偶時的冷端補償問題，也無需考慮線路引線電阻和接線方式對測溫精度的影響，因此使用比較方便。由于NTC負溫度系數熱敏電阻具有性能穩定、靈敏度高、動態性能好、價格適中等優點，能夠滿足高電壓環境下母線溫度測量的要求，因此將NTC負溫度系數熱敏電阻作為優選傳感元件。
　　
　　為了得到數字化的溫度傳感信號，便于邏輯處理，在本裝置中將熱敏電阻阻值的變化轉換為脈沖周期變化，再對脈沖計數可以得到與溫度值有一定關系的數字信號，經微機處理后得到待測物體的溫度值。由熱敏電阻、高精度標準電阻、電容等元件與定時觸發器555構成的溫度傳感器電路如圖1所示。觸發器555輸出為方波脈沖：高電平脈沖T1=RlCln2，低電平脈沖T2=RtCln2，為減少電容C對測量精度的影響，取Tl/T2的比值作為傳感信號，Rt=R1T2/Tl，由測量信號的2個脈沖Tl，T2和阻值R1計算出對應測量溫度下的熱敏電阻阻值R，從而由Rt-T關系曲線計算出被測溫度值。傳感器的熱敏電阻從電路板上引出敷貼于被測量的母線表面，傳感器安裝在鄰近測量點的適當位置上。
　　
　　2.2傳感信號邏輯處理
　　
　　溫度傳感電路中得到的信號是充放電脈沖T1，T2，為取得T1/T2的比值，用計數時鐘脈沖調制T1，T2，并對其進行計數，得到T1，T2兩個計數值，再由單片機進行處理。
　　
　　為滿足數據傳輸的需要，采用相鄰周期的T1，T2.由于一個充放電周期約為幾十毫秒，在此區間內由于熱慣性，待測母線溫度變化很小，可以不考慮由此造成的誤差。
　　
　　在傳感信號邏輯處理中，主要考慮以下幾點：
　　
　　a.為了減小功耗，在數字溫度傳感器中采用CMOSIC.
　　
　　b.誤差：由于計數器工作時zui低位計數的隨機性，為了減小測量誤差，計數器采用“減計數”的方法，將初始值設置成11111111（FF）狀態。在高溫情況下，雖然相應的T2脈沖寬度很小，但可以得到較大的計數值，能有效地減小測量誤差。雖然在溫度較低時誤差會很大，但由于高壓母線溫度測量只在溫度較高的情況下才有意義，應主要考慮在高溫時的測量誤差。因此采用“減計數”的方法是正確的
　　
　　以上內容均根據學員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。