发射机温度监测应用探讨

黄泽明

当前， 100 kW短波发射机也在向着智能化方向发展。智能化就是让事情变得更简单高效，应用在发射机日常的维护中，即如何更高效地发现问题和解决问题，而发射机的温度监测对此可以发挥重要监测作用。

1 运行环境

100kW短波发射机由前级和末级两个电子管为核心元件组成，起到推动和放大的作用。内部结构复杂，包括：放大系统，调谐系统，冷却系统等。其中，系统由真空电子管、真空电容、电感线圈、管道等组成。属于高频放大设备，高频干扰比较厉害，也是高压设备，内部有很多高压电。很多元器件产生高热量，通过冷却系统进行降温，但遇到匹配不好或瞬间大电流时也会瞬间产生大量热量。发射机内部结构比较紧凑，可利用空间有限。

2 设备要求

基于以上运行环境，对测温设备有较严格的要求。发射机内有高频干扰，所以，测温设备需要有较强的抗干扰能力，以保障测温的正确性和良好的传输的效果。由于元器件会瞬间产生大量热量，且是高压设备，所以对设备的耐高温性和绝缘性有较高要求，且不能是与元器件接触，防止由于测温设备的绝缘度不好，造成发射机元器件打火损坏。测温设备的体积要求比较的小巧，因为其内部空间紧凑狭小，而且要经常进行检修，测温设备不能妨碍到正常的检修，所以，测温设备要求体积小巧，走线合理，不能妨碍发射机的日常维护。

3 设备的选取

基于上述要求，选择了HT系列无线红外测温系统。

红外辐射测温的：一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

红外辐射测温的技术特点：HT系列无线红外温度采集系统是专门设计用于高压带电体的运行温度实时监测，该系统采用前沿的ZigBee组网技术设计，解决了前端传感器与网关直接的复杂连线，实现现场的快速安装。采用无线红外测温技术，系统具有数据无线传输、精度高、响应速度快、操作灵活、组网方便等优势。

无线红外测温系统由网关和无线红外测温探测器组成。

每台网关可接入多达18只红外探测器，系统的中心计算机在线监测所有红外探测器测量的温度。

3.1 无线红外测温探测器的工作原理

无线红外测温系统用于测量高压带电物体表面的温度，如高压开关柜内的裸露触点、母线连接处、高压电容等的运行温度。无线红外测温探测器是由红外温度传感器、逻辑控制电路、无线模块和供电电路组成。无线红外测温探测器通过红外温度传感器采集温度数据，通过无线模块将温度数据发送至网关。

3.2 主要技术参数

3.2.1 红外探头工作参数

工作电压：DC12 V。功耗：＜1 W。

工作温度：-40 ℃…+125 ℃。测温范围：-70℃…+380℃。测量精度：0.02℃。距离：大小（D∶S）：11.6∶1。

通信频段：2.4 G。通信距离：可视距离50 m。

3.2.2 红外探头主要参数

工作电压：220VAC。射频标准：IEEE802.15.4。可接入传感器数：18。

温度显示：LCD显示器，带背光。显示精度：0.1℃。通信接口：以太网总线接口。无线GPRS接口（支持移动与联通卡）。RS485接口。报警输出：1个（无源接点）。存储温度：-30℃～+80℃。工作温度：-20℃～+70℃。

安装方式：嵌入式盘装或导轨安装。

3.3 温度显示功能

网关能够支持18个无线红外测温探测器的显示，带背光的LCD显示屏每屏能够显示6个通道的温度数值，并具有温度报警和温度测点故障指示等功能。

3.3.1 报警功能

网关具有针对每一个无线红外测温探测器（简称探测器）的报警值设定功能，通过通信接口可以灵活的设定。当对应的探测器的温度值超过设定的报警值时，仪表报警输出接点就会动作，同时对应通道温度值对会显示温度超限提示。在使用GPRS通信方式时，主动通知远程平台告警。

图1 高压设备温度实时在线监测管理分析软件系统

网关具有报警输出功能，一个无源继电器接点输出，1个常开和1个常闭触点。当发生超温报警时，报警输出可控制外部设备动作或用于报警指示，可以是指示灯或报警音响。

3.3.2 以太网接口

网关具有标准的工业以太网接口，支持MODBUS-TCP协议，该接口用于与上位计算机通信。

以太网接口参数：通讯速率：10/100 Mbps自适应。

通讯协议：Modbus-TCP。

工作模式：服务器。

GPRS接口（选配）：通过GPRS接口，网关可以与后台服务器连接，实现远程实时监控。

GPRS接口参数：通讯速率：1Kbps。频 段：GSM850/EGSM900/DCS1800/PCS1900

工作方式：GPRS/TCP工作模式：客户端

接线端子及功能定义：网关的可插拔接线端子用于电气连接，这是一个8位端子，对端子操作前，请先断开电源。它包括电源供电、通讯接口和报警输出的端子。

3.4 后台管理软件

提供高压设备温度实时在线监测管理分析软件系统（见图1）。软件可以将采集过来的数据集成在监测界面里，观察发射机各个安装部位的实时温度数据，便于随时巡视。也设有温度阈值，当超出阈值是会报警，已提示可能出现异态。此软件还可以将数据实时的传给局端，以供局端平台数取数据进行分析。

4 安装部位

安装部位的选取依照的是，元器件容易发热的，故障率比较高的。比如，高末电子管、高末调谐电容、高末负载电容、高末槽路、高末负载线圈、谐波滤波器的电感和电容、380 V三相进线端子，都是需要着重检测温度的地方，这些器件在出现异常时容易发热现象，造成电路故障甚至烧毁。检测后，在未严重时就可以发觉，提前处理隐患。

5 总结

此温度监测设备，经过了长期的运行，可以达到准备的实时采集温度数据，故障率较低，抗干扰能力强。对发射机主要元器件的温度监测比较有效，通过观察数据可以更好地了解元器件的工作状态是否正常，提前进行预判或对其加强巡视。

在实际使用中已经显现出效果，发现一部发射机的高压柜中的交流接触器温度明显过高，及时进行了更换，发现交流接触器的端子已经有打火的痕迹，排除了隐患，为重要保证期的优质零秒做出了贡献。

不过这套系统的软件部分还需改进，并没有数据，不能查询其之前的数据，不利于对比分析。