一種應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統。
【背景技術】
[0002]電力設備安全可靠性是超大規模輸配電和電網安全保障的重要環節，對電網電力設備進行安全運營實時監控成為必要。長期電網運行數據表明，電網電氣設備故障大多是由于大電流運行、設備老化、絕緣水平下降等原因導致設備在高溫條件下運行，進而引發燃燒，爆炸等嚴重后果所造成。高壓開關柜是輸配電重要一次設備，其安全運行對于電力正常輸送非常重要。
[0003]高壓開關柜是指用于電力系統發電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護等作用的電氣產品，高壓開關柜工作電壓等級在3.6kV?550kV。高壓開關柜為金屬封閉開關設備，在正常工作時，不允許打開金屬封閉門，所有電氣連接點均位于高壓開關柜中。由于開關柜內部工作電壓高，且正常使用中不能隨意斷電，所以安裝于高壓開關柜內部的測溫系統，需要更高的電氣絕緣性，日常使用中的維護量應盡可能減少。
[0004]針對以上情況，在高壓開關柜領域，目前已有的紅外測溫、光纖測溫、有源無線測溫等解決方案均存在缺陷:紅外測溫不能在線測量，需要巡檢，不能在線測量高壓開關柜內電氣連接點的溫度；光纖測溫布線困難，長時間工作后由于光纖上積有灰塵，導致沿光纖產生爬電風險；有源無線測溫方案需要在高壓開關柜中的電氣連接點處使用電池或者采用CT取電，弱電電路在高壓開關柜電氣連接點上接觸運行，存在使用風險。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中存在的問題，本發明目的是提供一種應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統。該系統采用一種基于聲表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)技術的新型無源無線溫度傳感器，該傳感器利用安裝在其中的晶體的物理特性，無需工作電路，不需要供電，并且采用射頻無線方式實現與信號收發天線的通信，真正實現高低壓電路分離運行。該系統具有溫度傳感器安裝簡便快捷，高壓設備停電時間短；安裝完成后，無需停電更換電池；無需感應取電，故障點少，無需停電檢修等特點O
[0006]本發明是通過如下技術方案實現的:
[0007]—種應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統包含多個基于聲表面波的新型無源無線溫度傳感器、兩臺射頻信號收發天線、一臺分析器。新型無源無線溫度傳感器可以安裝在三相母線上、與母線連通的三個斷路器動觸頭上、三個電纜接頭上。兩臺射頻信號收發天線分別安裝于母線室和電纜室。一臺分析器安裝于高壓開關柜的儀表室。
[0008]分析器中的信號處理模塊控制信號發射模塊通過射頻信號收發天線向新型無源無線溫度傳感器發送其特征射頻頻率信號，該傳感器通過自身攜帶的螺旋天線接收射頻信號后，將其轉化為傳感器中晶體表面的聲表面波，這種聲表面波的傳播速度與晶體的溫度有一定的特性關系。通過在傳感器晶體上設置反射柵，使傳感器晶體上產生諧振，諧振產生的射頻信號被新型無源無線溫度傳感器上的螺旋天線發射。在回傳射頻信號產生時，通過分析器信號處理模塊控制的信號接收模塊處于工作中。接收的回傳射頻信號被分析器分析后得到新型無源無線溫度傳感器上的晶體溫度。
[0009]有益效果:本發明的應用于高壓開關柜的無源無線測溫系統中的新型無源無線溫度傳感器采用接觸式測溫，因此其中的晶體溫度與接觸點溫度相同。該新型無源無線溫度傳感器利用其中包含的晶體的物理特性，無需低電壓工作電路，無需電源，實現了高壓開關柜中的高低壓側完全分離，使用安全，并且減少了日常維護工作。
[0010]新型無源無線溫度傳感器與射頻信號收發天線采用433MHz免申請頻段，且整個射頻通訊在金屬封閉式開關柜中進行，不會對周圍其余通信設備產生影響。
【附圖說明】
[0011]圖1為尚壓開關柜簡圖。
[0012]圖中，A母線室出斷路器室；C電纜室山儀表室。
[0013]圖2為一種應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統安裝結構簡圖。
[0014]圖中，A母線室出斷路器室；C電纜室山儀表室。
[0015]圖中，1、分析器；2、射頻信號收發天線；3、新型無源無線溫度傳感器；4、母線；5、斷路器動觸頭；6、電纜接頭。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖和具體實施例對本發明進行進一步說明。
[0017]在高壓開關柜中各高壓連接點的發熱可能導致燒毀設備、起火甚至爆炸。雖然在開關柜安裝時可以加強安裝管理，停電時可以對連接點進行檢查，但是對于高壓開關柜，一般情況下停電頻率不高，在長時間使用后，可能出現設備老化和絕緣老化，以及小動物對高壓開關柜的破壞，導致高壓連接點溫度升高。如果在高壓開關柜連接點溫度升高之初不能有效處理，危害將進一步擴大。因此能夠實現高壓開關柜內電氣連接點的溫度在線測量，并且提出相應的預警和報警機制，可以在危險發生之前將故障排除，避免損失的進一步擴大。
[0018]眾所周知，高壓開關柜一般分為四個部分，母線室(A)，斷路器室(B)，電纜室(C)，儀表室(D)。如圖1所示。本實施例的應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統包含一臺分析器1、兩臺射頻信號收發天線2、多個新型無源無線溫度傳感器3。分析器I安裝在儀表室(D)，兩臺射頻信號收發天線2分別被安裝在母線室(A)和電纜室(C)，新型無源無線溫度傳感器3被安裝在母線4、斷路器動觸頭5、電纜接頭6上。
[0019]分析器I通過同軸電纜與射頻信號收發天線2相連。分析器I通過射頻信號收發天線2發送和接收射頻信號。射頻信號收發天線2通過射頻信號的方式實現與新型無源無線溫度傳感器3的無線通訊。
[0020]具體的工作方式為:分析器I通過射頻信號收發天線2向新型無源無線溫度傳感器3發送一定頻率的射頻信號，新型無源無線溫度傳感器3將帶有其安裝點溫度信息的射頻信號發送回射頻信號收發天線2，分析器I分析射頻信號收發天線2接收的射頻信號，得到新型無源無線溫度傳感器3的溫度。
[0021]圖2為一種應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統安裝結構簡圖。
[0022]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明精神和原則之內的，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統，其特征在于:采用多個基于聲表面波的無源無線溫度傳感器，將這些無源無線溫度傳感器安裝在高壓開關柜的母線、斷路器動觸頭、電纜接頭上，兩臺射頻信號收發天線分別安裝在母線室和電纜室，一臺分析器安裝在儀表室；通過一臺分析器連接控制母線室和電纜室的射頻信號收發天線，實現多個無源無線溫度傳感器在線接觸式測溫。2.根據權利要求1中所述的應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統，其特征在于:分析器中的信號處理模塊控制信號發射模塊通過射頻信號收發天線向無源無線溫度傳感器發送其特征射頻頻率信號，無源無線溫度傳感器通過自身攜帶的螺旋天線接收射頻信號后，將其轉化為傳感器中晶體表面的聲表面波，這種聲表面波的傳播速度與晶體的溫度有一定的特性關系。3.根據權利要求2中所述的應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統，其特征在于:通過在無源無線溫度傳感器晶體上設置反射柵，使傳感器晶體上產生諧振，諧振產生的射頻信號被無源無線溫度傳感器上的螺旋天線發射。4.根據權利要求3中所述的應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統，其特征在于:在回傳射頻信號產生時，通過分析器中的信號處理模塊控制的信號接收模塊處于工作中；接收的回傳射頻信號被分析器分析后得到新型無源無線溫度傳感器上的晶體溫度。5.根據權利要求1中所述的應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統，其特征在于:分析器通過同軸電纜與射頻信號收發天線相連，分析器通過射頻信號收發天線發送和接收射頻信號，射頻信號收發天線通過射頻信號的方式實現與無源無線溫度傳感器的無線通訊。6.根據權利要求1中所述的應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統，其特征在于:無源無線溫度傳感器與射頻信號收發天線采用433MHz免申請頻段，且整個射頻通訊在金屬封閉式開關柜中進行。
【專利摘要】本實用新型涉及一種應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統。本系統采用一種新型無源無線溫度傳感器，將這些傳感器分別安裝于高壓開關柜中的母線、斷路器動觸頭、電纜接頭上，兩臺射頻信號收發天線分別安裝于高壓開關柜中的母線室和電纜室，一臺分析器安裝于高壓開關柜的儀表室。新型無源無線溫度傳感器利用材料的物理特性，不需要電源，且與射頻信號收發天線采用無線方式通訊，真正實現對高壓開關柜中電氣連接點的無源無線測溫。一種應用于高壓開關柜的無源無線溫度測量系統，安裝簡便快捷，縮短安裝時對高壓開關柜停電時間的要求；安裝完成后，無需停電更換電池，無需感應取電，故障點少，無需停電檢修。
【IPC分類】G01K11/24, G01K1/02
【公開號】CN204944700
【申請號】CN201520487737
【發明人】吳俊 , 徐愛國
【申請人】南京科睿博電氣科技有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年7月8日