高压开关柜无源无线温度监测系统研究

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1、学兔兔www.xuetutu.coml訇似高压开关柜无源无线温度监测系统的研究Studyforpassivewirelesstemperaturemonitorsystemofhighvoltageswitchcabinet宿元斌，宿筱，何建廷SUYuan-bin．SUXiao．HEJian—ting(山东理工大学电气与电子工程学院，淄博255049)摘要：根据高压开关柜的特点，本文分析了现有温度监测技术存在的缺陷，提出了以无源无线传感技术为基础的高压开关柜温度监测新方法。采用声表面波谐振器实现无源温度检测，以DSP芯片TMS320F

2、2812为控制处理核心，控制射频信号的发射与接收，温度数据的处理与传输，实现无线温度测量。文中介绍了无源无线测温原理，给出了无源无线温度监测系统软硬件设计的优化方案。实验表明，该系统能对高压开关柜在运行过程中易发热部位的温度进行实时监测，以确保电力高压开关柜的安全可靠运行。关键词：高压开关柜；无源无线传感；温度监测中国分类号：TP277文献标识码：A文章编号：1009-0134(2Ol3)04(下)-003~-04Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2013．04(下)．120引言由光纤解调器输出相应的温度数据。

3、缺点是光纤易断易折、耐温性差、安装复杂，在运行环境不高压开关柜是发电厂、变电站中确保电力系好，特别是积累灰尘后很容易造成爬电现象，产统安全可靠运行的重要设备，而柜内导线连接处生不应有的安全隐患。的接触特性将直接影响开关柜工作的可靠性。随4)有源无线测温：有源无线测温采用集成温着使用年限的增加，因制造、安装不良或材料质度传感器或数字温度传感器采集被测点的温度，量等问题都会导致接触不良而使接触电阻增大，经处理的温度信号以无线通信的方式进行传输，进而导致温度升高，如不能及时发现和处理，就是目前高压设备温度监测的主要方法。缺点是传会导致严重的

4、事故。因此，对柜内接头进行温度感器探头及无线发射电路采用电池或小电流互感监测，可以提前发现安全隐患，及时采取处理措器取能供电，电池存在使用寿命短和更换困难的施，提高系统可靠性。目前，常用的温度监测方问题，互感取能存在电流大小不易控制和安装困式有以下四种：难问题。1)示温记录标签：示温记录标签采用温敏基于以上四种测温方式存在的问题和缺陷，变色原理制成标签，贴到被测设备上，当被测点本文提出了无源无线测温新方法，无源工作方式的温度高于标签的变色额定温度时，标签的颜色解除了传感器供电问题，无线工作方式使高压侧将发生变化，具有超温后永久变色的颜

5、色记录功与低压侧物理绝缘。能。缺点是不能反映实时温度值，需要人工定期巡查。1温度监测系统架构2)远红外测温：远红外测温采用被测点的红1．1系统原理外辐射波来确定其温度，依此原理制成的红外测声表面波(SAW)无源温度传感器以传统接触温仪由于使用方便，是目前人工巡查测温的主要方式安装在高压开关柜内易发热的测温点上感知方法。缺点是容易受红外辐射光路遮挡的影响，测温点的温度变化，无源温度传感器以无线方式不能准确测得被测点的温度，限制了在某些场合接收并反射由无线测温仪发射的间歇射频信号，的应用。反射信号携带了测温点的温度信息，经无线测温3)光纤

6、测温：光纤测温采用在被测设备上贴仪接收处理后可就地显示测温点的温度。温度数装光纤温度传感器，通过光缆连接光纤解调器，据通过无线测温仪的通信接口连接至CAN总线并收稿日期：2012-12-19作者简介：宿元斌(1960一)，男，山东泰安人，副教授，本科，研究方向为传感器技术及信号处理。【32】第35卷第3期2013—04(下)学兔兔www.xuetutu.com务l訇似上传至监测站内的监测服务器，监测服务器完成由叉指换能器的几何尺寸和声表面波的传播速度对温度数据的存储、分析、记录、显示及越限报决定，当温度变化时，可引起固有谐振频率的变警

7、，实现多柜的温度实时监测。监测服务器通过化，其变化关系为：网络通信接口接入电力系统局域网，实现多站多fo(T)=fo(To)[1+a(T—To)+b(T—T0)2+⋯⋯】柜的联网监测。高压开关柜无源无线温度监测系其中，a、b为参考温度T下的1阶、2阶温度系统结构示意图如图1Di：示。数。通过合理选择叉指换能器几何尺寸、基片晶体材料及切向，可以使温度系数的高阶项近似为零，实现固有谐振频率与温度的近似线性关系，只要获得固有谐振频率就可确定其温度。入射波采用间歇正弦波，在入射波消失后其反射波为幅度衰减的振荡信号，振荡的中心频率为谐振器的固有

8、谐振频率，只须检测出反射波的频率就可确定温度口】。因此，SAW谐振器可以构图1高压开关柜无源无线温度监测系统结构意图成无源温度传感器，实现无源无线测温。1．2系统功能1)温度实时显示功能：每台无线测温仪对应一台高压开关柜