开关柜内电磁场分布驻波特性研究与其应用

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1、研究与开发开关柜内电磁场分布的驻波特性研究及其应用陈茂忠李志雄2朱宝2李晓2(1．广东电网公司惠州供电局，广东惠州516001；2．武汉烽火富华电气有限责任公司，武汉430074)摘要基于声表面波温度传感器的无源无线温度在线监测系统在开关柜内的应用，可实现触点过热故障隐患的早期预警，保障高压开关设备的长期可靠运行。而传感器的无源、无线的特性，要求发射天线与传感器天线之间存在良好的电磁场分布以保证可靠的温度信号采集。本文深入分析了开关柜内电磁场分布的驻波特性，并对影响驻波特性的因素做了仿真和实验验证分析，最后提出了它对基于声表面波温度传感器的无源无线温度在线监测系统

2、工程应用的启示。关键词：SAW；高压开关柜；驻波特性；HFSS仿真StationaryWaveCharacteristicResearchandApplicationoftheElectromagneticFieldDistributionintheSwitchCabinetChenMaozhonglLiZh~iong2ZhuBao2LiXiao2f1．HuizhouPowerSupplyBureau，Guangdonggridcompany,Huizhou，Guangdong516001；2．WuhanFiberhomeFuhuaElectricCo．，Ltd，

3、Wuhan430074)AbstractTheapplicationofpassivewirelesstemperaturemeasurementsystemintheswitchcabinet，enoughtoachieveearlywarningofhiddenfaultsbecauseoftheoverheatingcontacts，whichcanensurethelong—termandreliableoperationofthehighvoltageelectricalswitchdevices．Thecharacteristicsofthepassi

4、vewirelesssensor，requiresgooddistributionoftheelectromagneticfieldbetweenthetransmittingantennaandthesensorantennainordertoguaranteeareliabletemperaturesignalacquisition．Basedonthepassivewirelesstemperaturesensingsystemfortheapplicablepremise，thepaperdeeplyanalysisthestandingwaveschar

5、acteristicsoftheelectromagneticfielddistributionintheswitchcabinet，andsimulatingandexperimentalverificatingthefactorswhichmayaffectstationarywavecharacteristic，meanwhile，proposingitsengineeringapplications．Keywords：SAW；highvoltageswitchgear；stationarywavecharacteristic；hfsssimulation高

6、压开关柜作为发电厂、变电站中的重要基础高压开关柜触点温度的测量，目前主要采用红外设备，担负着关合电力线路、保护系统安全的双重辐射传感器、石英晶体、光纤Bragg光栅传感器【jJ功能。在其长期运行过程中，导电触点的接触特性和SAW温度传感器l5]；温度信号的传输，主要采直接影响开关柜工作的可靠性⋯。高压开关柜由于用电缆或光纤。环境振动、触头烧蚀等原因，引起触点温度升高、本研究使用基于SAW温度传感器的无源无线氧化，可能导致触头局部熔焊、产生火花甚至放电，温度实时在线监测管理系统，主要有SAW温度传感引发停电、火灾事故[。因此，电力企业迫切需要器，采集终端，后台软件组

7、成。为了获得全封闭的一种用于高压开关柜触点温度原位置、实时、在线高压开关柜在不同状态下的电磁场分布信息，掌握监测的低成本仪器，实现触点过热故障隐患的早期监测仪器信号采集、传输的工作环境[71本文以无源预警，确保高压开关电器的长期可靠运行。无线温度传感系统为基础，分析验证了开关柜内的2o14年第5期9~ltlttI47研究与开发不同状态下电磁场的分布特性。：4cossinsinz，l理论分析=sincossinz，(6)Ez=A3sink~xsinky3’coskz．下面是谐振腔内电场振荡分布的推导【]：如图1所示，取金属壁的内表面分别为x=0和再考虑x=L1，2，

8、z=L3面