CN103399593A - 一种高压开关柜无源无线温度测控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压开关柜无源无线温度测控系统及方法，设置的SAW传感器利用压电原理，根据高压开关柜触头、电缆接头温度变化引起的器件表面声波震荡频率变化，来表征温度，并将温度数据经无线测控主机、温度测控终端实时传送给后台管理及监控中心，达到实时监控的目的；由于SAW传感器是无源无线传感器，避免了因有线传输中线缆已破损而带来的维护问题；且因为无源，不仅减小了体积，增加了检测敏感度，而且不会出现断电情况，为高压开关柜的安全提供了更好的保证。

Description

一种高压开关柜无源无线温度测控系统及方法

技术领域

本发明属于机电技术领域，涉及一种温度测控系统，具体涉及一种高压开关柜无源无线温度测控系统及方法。

背景技术

高压开关是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，电压等级在3.6kV~550kV的电器产品，主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。

高压开关柜最为发电厂和变电站系统中非常重要的电气设备，开关柜内手车断路器的梅花触头、隔离开关的动静触头及母线、电缆接头等部位长期处于高电压、大电流工作状态中，这些部位因表面氧化、腐蚀、螺栓松动或者散热不良等原因将引起触头或接头处温度升高。且随着时间的加长，其过热程度会不断加剧，最终将会导致升温处绝缘破坏二发生“崩烧”事故，此种事故的发生不仅会造成大面积的停电事故，同时也将给正常的生产、生活带来重大影响。近年来，因高压开关柜过热原因引起的电力事故已在全国多地发生。因此，解决开关柜内开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键，实现高压开关柜的温度在线监测是保证高压电器设备安全运行的重要手段。

发明内容

本申请的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种高压开关柜无源无线温度测控系统，采用SAW传感器和无线测控主机等实现对触头温度的实时监测。

本申请的另一个目的在于提供一种高压开关柜无源无线温度测控方法。

为达到上述目的，本申请采取的技术方案是：提供一种高压开关柜无源无线温度测控系统，其特征在于，包括SAW传感器、无线测控主机、温度测控终端和后台管理及监控中心；所述SAW传感器设置在高压开关柜触头上；所述无线测控主机设置在高压开关柜的内壁；所述无线测控主机与温度测控终端连接；所述温度测控终端与后台管理及监控中心通信。

所述SAW传感器通过螺钉、螺栓或者粘接带固定在高压开关柜触头上。

所述SAW传感器通过粘结胶固定在高压开关柜触头上。

所述无线测控主机通过RS485总线与温度测控终端连接。

所述温度测控终端通过TCP或IP协议与后台管理及监控中心实现通信。

高压开关柜无源无线温度测控系统还包括手持通讯终端；所述手持通讯终端通过GPRS与后台管理及监控中心通信。

一种高压开关柜无源无线温度测控方法，其特征在于，包括：

无线温度测控主机发射无线射频脉冲信号给SAW传感器，激活SAW传感器，采集温度数据；

SAW传感器采集高压开关柜触头的温度，并将采集的温度数据发送给无线测控主机；

无线测控主机将接收到的温度数据发送给温度测控终端；

温度测控终端将接收到的温度数据发送给后台管理及监控中心；

后台管理及监控中心对接收到的温度数据进行综合处理，并通过后台监视器显示所述高压开关柜被测温度数据值及报警信号，为后台值班人员对所述高压开关柜的分合闸操作提供准确的实时温度数据依据；同时所述后台管理及监控中心检测所述高压开关柜检测点温度是否超出设定的安全温度范围；若超出安全温度范围，则所述后台管理及监控中心发出警报信息给手持通讯终端；同时，所述后台管理及监控中心控制所述高压开关柜切断电源。

采用的SAW（Surface Acoustic Wave）传感器，即表明声波传感器它是基于声表面波技术的一种应变传感器。它能够检测出EPS操控与动力系应用中的扭矩和温度，以及TPM系统中的压力和温度。SAW传感器的特点：①高精度，高灵敏度，将被测量转换成频率进行测量，频率测量精度很高，有效检测范围线性好，抗干扰能力强，适合于远距离传输；②数字化频率信号易于传输、处理，具有计算机接口；③制作与集成电路技术兼容，易集成化、智能化、重复性和可靠性好，适于批量生产；④体积小、重量轻、功耗低，可获得良好的热性能和机械性能。

本申请提供的技术方案，SAW传感器利用压电原理，根据高压开关柜触头、电缆接头温度变化引起的器件表面声波震荡频率变化，来表征温度，并将温度数据经无线测控主机、温度测控终端实时传送给后台管理及监控中心，达到实时监控的目的；由于SAW传感器是无源无线传感器，避免了因有线传输中线缆已破损而带来的维护问题；且因为无源，不仅减小了体积，增加了检测敏感度，而且不会出现断电情况，为高压开关柜的安全提供了更好的保证。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的高压开关柜无源无线温度测控系统结构示意图；

图2示意性地示出了根据本申请一个实施例的高压开关柜无源无线温度测控系统原理示意图。

在这些附图中，使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。

在以下描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“根据本申请的一个实施例”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同的实施例。

为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。

根据本申请的一个实施例，本申请公开的高压开关柜无源无线温度测控系统，包括SAW传感器3、无线测控主机4、温度测控终端和后台管理及监控中心。

如图1所示，根据本申请的一个实施例，SAW传感器3可以设置在高压开关柜触头2上。SAW传感器3可以利用压电原理，根据开关触头、电缆接头温度变化引起的器件表面声波震荡频率变化，对高压开关柜触头2温度探测的一种压电感应传感装置；此外，SAW传感器3还可以接收无线测控主机4的读取温度命令的射频脉冲信号，读出温度。

根据本申请的另一实施例，SAW传感器3通过螺钉、螺栓或者粘接带固定在高压开关柜触头2上。

根据本申请的又一实施例，SAW传感器3通过粘结胶固定在高压开关柜触头2上。

如图1所示，根据本申请的一个实施例，无线测控主机4设置在高压开关柜1的内壁，如将无线测控主机4安装于高压开关柜1仪表门上；无线测控主机4通过随配的发射天线5发射无线射频脉冲，无线射频脉冲信号被SAW传感器3天线接收后，通过SAW传感器3的叉指换能器（IDT）在压电感应传感器的表面激活一个表面波，表面波的频率由于受到传感器检测温度的影响发生了变化。IDT再将表面波的频率震荡转换成射频信号；此射频信号由采集器上的天线接收到后进行处理读出温度。由于反射回来的射频频率变化与温度的变化成比例关系，从而可得出被测点的温度值。无线测控主机4负责对SAW传感器3探测的温度变化进行接收和数据读取。

根据本申请的另一实施例，该无线测控主机4的型号为DE-WK300。

根据本申请的又一实施例，每个无线测控主机4可以与至少一个SAW传感器3通讯，如一个无线测控主机4可以与3个或6个SAW传感器3同时通讯。

根据本申请的再一实施例，无线测控主机4通过RS485总线与温度测控终端连接。

根据本申请的一个实施例，温度测控终端可以与无线测控主机4连接；温度测控终端主要负责完成各个现场无线测控主机4的信息综合管理、参数设定、数据存储；温度测控终端还可以提供与后台管理及监控中心的数据连接接口。

根据本申请的另一实施例，该温度测控终端的型号为DE-WKZD400。

根据本申请的又一实施例，每个温度测控终端可以与至少一个无线测控主机4连接，如一个温度测控终端可以与3个或6个无线测控主机4连接。

根据本申请的一个实施例，后台管理及监控中心与温度测控终端通信。后台管理及监控中心可以包括工控机、监控软件和/或UPS电源，后台管理及监控中心还可以包括后台打印机。后台管理及监控中心用于定时循环获取温度测控终端所收集的温度数据及异常报警等参数信息。同时，将获取的数据信息写入当地硬盘中作长期保存。每个电站只需配置一套后台管理与监控中心，便能完成对整个电站的各个温度检测点温度数据的查询、统计、打印等操作。

根据本申请的另一实施例，温度测控终端通过TCP或IP协议与后台管理及监控中心实现通信。

根据本申请的一个实施例，高压开关柜无源无线温度测控系统还包括手持通讯终端；手持通讯终端通过GPRS与后台管理及监控中心通信。手持通讯终端可以接收后台管理及监控中心发送的温度报警信息，也可以接收后台管理及监控中心发送的高压开关柜1故障信息。

根据本申请的一个实施例，本申请还提供了一种高压开关柜无源无线温度测控方法，包括：

无线温度测控主机发射无线射频脉冲信号给SAW传感器3，激活SAW传感器3，采集温度数据；

SAW传感器3采集高压开关柜触头2的温度，并将采集的温度数据发送给无线测控主机4；

无线测控主机4将接收到的温度数据发送给温度测控终端；

温度测控终端将接收到的温度数据发送给后台管理及监控中心；

后台管理及监控中心对接收到的温度数据进行综合处理，并通过后台监视器显示高压开关柜1被测温度数据值及报警信号，为后台值班人员对高压开关柜1的分合闸操作提供准确的实时温度数据依据；同时后台管理及监控中心检测高压开关柜1检测点温度是否超出设定的安全温度范围；若超出安全温度范围，则后台管理及监控中心发出警报信息给手持通讯终端；同时，后台管理及监控中心控制高压开关柜1切断电源。

上述安全温度范围为-50~150℃（按需设定）。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种高压开关柜无源无线温度测控系统，其特征在于，包括SAW传感器、无线测控主机、温度测控终端和后台管理及监控中心；所述SAW传感器设置在高压开关柜触头上；所述无线测控主机设置在高压开关柜的内壁；所述无线测控主机与温度测控终端连接；所述温度测控终端与后台管理及监控中心通信。

2.根据权利要求1所述的高压开关柜无源无线温度测控系统，其特征在于，所述SAW传感器通过螺钉、螺栓或者粘接带固定在高压开关柜触头上。

3.根据权利要求1所述的高压开关柜无源无线温度测控系统，其特征在于，所述SAW传感器通过粘结胶固定在高压开关柜触头上。

4.根据权利要求1所述的高压开关柜无源无线温度测控系统，其特征在于，所述无线测控主机通过RS485总线与温度测控终端连接。

5.根据权利要求1所述的高压开关柜无源无线温度测控系统，其特征在于，所述温度测控终端通过TCP或IP协议与后台管理及监控中心实现通信。

6.根据权利要求1所述的高压开关柜无源无线温度测控系统，其特征在于，还包括手持通讯终端；所述手持通讯终端通过GPRS与后台管理及监控中心通信。

7.一种高压开关柜无源无线温度测控方法，其特征在于，包括：

无线温度测控主机发射无线射频脉冲信号给SAW传感器，激活SAW传感器，采集温度数据；

SAW传感器采集高压开关柜触头的温度，并将采集的温度数据发送给无线测控主机；

无线测控主机将接收到的温度数据发送给温度测控终端；

温度测控终端将接收到的温度数据发送给后台管理及监控中心；

后台管理及监控中心对接收到的温度数据进行综合处理，并通过后台监视器显示所述高压开关柜被测温度数据值及报警信号，为后台值班人员对所述高压开关柜的分合闸操作提供准确的实时温度数据依据；同时所述后台管理及监控中心检测所述高压开关柜检测点温度是否超出设定的安全温度范围；若超出安全温度范围，则所述后台管理及监控中心发出警报信息给手持通讯终端；同时，所述后台管理及监控中心控制所述高压开关柜切断电源。

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