摘要：低壓封閉式插接母線是供配電設施的關鍵部件，安裝在生產(chǎn)車間內(nèi)部高空，不易保養(yǎng)和維護，在安裝不良或保養(yǎng)不當時易發(fā)生故障。插接點溫度的異常變化與母線故障的發(fā)生有著密切的關系，以汽車整車制造工廠為例，提出母線接頭監(jiān)測系統(tǒng)，具有測溫的準確性和穩(wěn)定性。
 

　　關鍵詞：插接母線；溫度；在線監(jiān)測；系統(tǒng)研究
 

　　0引言
 

　　在工廠供配電系統(tǒng)中，電能傳輸和電力輸送靠架空導線或電纜進行，低壓配電電力傳輸承受較大的電流。在近距離的廠房大電流傳輸中，封閉式插接母線配電在工藝布局較緊湊的地方具有便捷的優(yōu)勢，因其通過表面的鋁制材質(zhì)散熱較好，應用越來越廣泛。
 

　　1整車工廠母線維護存在的安全隱患
 

　　某整車工廠各工程插接母線共86條，其中涂裝、沖壓車間有9條母線無檢修通道(和車間其他物事干涉無法制作)，動力人員檢修時登高存在重大的安全隱患；因受限于空間，點檢作業(yè)時間較長(維護時間增至4960 h/年)。對此，可將溫度傳感器安裝到插接箱插爪部位，另一端由采集器采集溫度信息傳輸至無線網(wǎng)關，由無線網(wǎng)關經(jīng)通信基站傳輸信號至監(jiān)控后臺建立的插接母線溫度監(jiān)控系統(tǒng)，對母線故障的監(jiān)測和診斷具有重要意義。
 

　　2封閉式母線系統(tǒng)
 

　　封閉式母線系統(tǒng)是一個高效輸送電流的配電裝置，其內(nèi)部是A、B、C三相導電排、零線排及其表面附著絕緣材料，外部由散熱較好的鋁材封閉，附件包括終端箱、始端箱、固定式插接口、連接器、變?nèi)莨?jié)等，靠表面環(huán)繞絕緣材質(zhì)杜絕帶電體每相之間的絕緣安全間距不足問題，且避開了外部濕氣、灰塵的影響，尤其適用于較大規(guī)模工廠經(jīng)濟選擇配電形式的要求。其常用規(guī)格適用于交電流50 Hz，額定電壓400～1000V，額定電流500～4000A的三相五線制供配電系統(tǒng)。它可制成每隔一段距離設有固定式插接口的插接型封閉母線，也可制成中間不帶固定式插接口的饋電型封閉式母線[1]。
 

　　3母線測溫系統(tǒng)架構
 

　　母線表面、始端頭、終端頭、固定式插接箱、母線連接器等部位均在電能傳輸過程中產(chǎn)生熱能，其導體連續(xù)部位在使用過程中有很多局限性，尤其是插接箱連接母線部位的插爪易高溫，通過監(jiān)測插接箱插爪溫度就能把握母線溫度變化趨勢。為此，在插爪與母排連接部位安裝溫度傳感器，通過無線采集器將采集的溫度通過無線Rola信號傳輸至無線網(wǎng)關，無線網(wǎng)關至監(jiān)控后臺通過光纖傳輸，建立一套插接母線測溫系統(tǒng)，實時測溫，異常時報警，提醒值班人員及時應對，服務于日常點檢以減少故障頻次。
 

　　通過Rola建立無線通信系統(tǒng)(圖1)，適用于車間復雜鋼結(jié)構形成的信號屏蔽。
 

圖1母線測溫系統(tǒng)通信拓撲圖
 

　　后臺程序通常由很多組件組成。如果運行期發(fā)生接口調(diào)用性能下降情況，知道是哪些組件性能下降引起的。實時掌握所有接口的性能數(shù)據(jù)(圖2)，問題便可迎刃而解。
 

圖 2 后臺監(jiān)控曲線
 

　　4系統(tǒng)構建
 

　　系統(tǒng)基于能源管理系統(tǒng)云端構架，通過建立WEB發(fā)布，將建立的溫度監(jiān)控系統(tǒng)并入能源管理系統(tǒng)中，主要包含以下內(nèi)容：
 

圖 3 系統(tǒng)構建
 

　　(1)工具：通信接口層主要負責與各類數(shù)據(jù)源的通信，可對其中的部分通信協(xié)議、規(guī)約轉(zhuǎn)換為標準通信協(xié)議，方便與數(shù)據(jù)庫鏈接。由通信協(xié)議模塊、轉(zhuǎn)換網(wǎng)關、數(shù)據(jù)采集模塊組成。
 

　　(2)數(shù)據(jù)存儲層：負責數(shù)據(jù)的集中處理，并將歷史數(shù)據(jù)等寫入關系數(shù)據(jù)庫中。
 

　　(3)應用層：為展示層模塊提供軟件支撐，包括統(tǒng)計分析、圖形服務、報表服務、計算服務、打印服務和時間服務等。
 

　　(4)展示層：負責能源管理系統(tǒng)的WEB數(shù)據(jù)發(fā)布、應用展示等，提供與現(xiàn)有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。
 

　　采用以上溫度監(jiān)控數(shù)據(jù)分析技術，預測溫度趨勢及提前預警異常信息。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術支持下，采用云端服務器存儲數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余處理。經(jīng)過測試，本系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，滿足母線溫升在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求，為實現(xiàn)母線溫升在線監(jiān)測提供了一種非常有效的手段。
 

　　自系統(tǒng)應用以來，已提前發(fā)現(xiàn)5次潛在故障隱患，處理后消除生產(chǎn)長停故障300min以上，同時也減少了日常點檢維護工時2000h/年，減少人力1人，同時能有效預測溫度趨勢變化，提前安排定期檢修計劃。因此，對母線溫升狀態(tài)的監(jiān)測十分必要，并為以后其他工廠或行業(yè)提供了較好的應用案例。
 

　　本項目實施，對比以往的母線溫度監(jiān)控系統(tǒng)，采集溫度信號的通信線采用Modubus、TCP/IP等通信方式布線，施工時存在高空作業(yè)等安全風險大、施工周期長、問題出現(xiàn)時排查困難、經(jīng)濟成本高、后期維護困難問題，故采用無線通信方式會逐漸適用于復雜工況的現(xiàn)場環(huán)境[7]。
 

　　5安科瑞智能母線監(jiān)控解決方案
 

　　5.1概述
 

　　數(shù)據(jù)中心IT服務器配電傳統(tǒng)采用精密配電柜,占用空間較大,配電線纜多,新增設備不便,為了節(jié)省面積,智能小母線方案由于不占用機房面積、可按需靈活插拔,受到很多數(shù)據(jù)中心的青睞,被越來越多的應用。
 

　　安科瑞智能母線監(jiān)控產(chǎn)品分為交流和直流母線監(jiān)控兩類,包括始端箱監(jiān)測模塊、插接箱監(jiān)測模塊以及觸摸屏,另外還可以搭配母線槽連接器紅外測溫模塊用于監(jiān)測母線槽的運行溫度,確保母線槽配電安全。通過標準網(wǎng)線手拉手簡單組網(wǎng),可以實現(xiàn)任意插接箱檢修或更換時不影響其他在線運行的插接箱的數(shù)據(jù)上傳通訊。
 

　　5.2 應用場所
 

　　適用于運營商、金融、政府、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)等數(shù)據(jù)中心
 

　　5.3 系統(tǒng)結(jié)構
 

5.4 系統(tǒng)功能
 

　　1)實時監(jiān)測
 

　　在主頁點擊數(shù)據(jù)采集按鈕后,進入系統(tǒng)圖界面：此界面顯示了每個箱子的電壓。
 

　　2)基本參數(shù)界面
 

　　顯示電壓、電流、功率、電能等電參數(shù)數(shù)據(jù),在設備地址旁邊的輸入框輸入本箱子對應的儀表地址,即可實現(xiàn)對箱子中儀表數(shù)據(jù)的采集。
 

　　3)諧波數(shù)據(jù)
 

　　通過點擊“箭頭”來左右切換2-63次諧波數(shù)據(jù)。
 

　　4)大需量
 

　　顯示電壓、電流、功率的大需量的數(shù)值及發(fā)生時間。
 

　　5)電能查詢
 

　　電能情況可以查詢上12月份的每個月用電量、上一年總用電量、本年已用電量、根據(jù)選擇不同時間查詢電能值。
 

　　6 系統(tǒng)硬件配置
 

6 結(jié)束語
 

　　隨著電氣自動化技術迅速發(fā)展，電氣設備逐步傾向于現(xiàn)場應用的便捷性、經(jīng)濟性。電氣系統(tǒng)有著它的特點，封閉式插接母線能承受較高的電力載流量及載荷能力，且散熱良好。機械壓鑄成型的外殼結(jié)構支撐強度高，使用壽命較長，為設備維護人員帶來極大的便利。
 

　　本文設計的母線插接口及連接頭溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，由無線網(wǎng)關經(jīng)通信基站傳輸信號至后臺監(jiān)控系統(tǒng)，對母線故障的監(jiān)測和診斷具有重要意義。