CN105571743A - 基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种干扰屏蔽装置，具体的说是涉及一种基于声表面波技术的开关柜测温干扰屏蔽装置。包括开关柜、温度传感器、射频信号屏蔽模块；所述开关柜并列安装在母线上；所述温度传感器安装于所述开关柜中；所述射频信号屏蔽模块安装于相邻的所述开关柜母线连接处。本发明可有效阻隔相邻开关柜的射频信号干扰，实现多台共母线系统开关柜中基于声表面波技术的温度传感器正常工作。本发明的有益效果是：克服基于声表面波技术的共母线高压开关柜测温系统中相邻开关柜间的同频信号干扰问题，实现基于声表面波技术的共母线高压开关柜中的温度传感器有效工作。

Description

基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置

技术领域

本发明涉及一种干扰屏蔽装置，具体的说是涉及一种基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置。

背景技术

在国家智能电网建设中，输配电系统中关键连接点的温度监测一直以来都受到足够的重视，国内外已有很多厂家提出了经济合理的解决方案。目前市场上主要采用红外测温、光纤测温、有源无线测温等解决方案，但是这些方案各自存在缺陷：红外测温不能在线测量，需要巡检；光纤测温布线困难，长时间工作后有爬电风险；有源无线测温需要在高压接触点使用电池，更换麻烦，存在使用风险。

目前一种基于声表面波(SAW：SurfaceAcousticWave)技术的无源无线温度传感器被应用于电力系统高压连接点的温度测量。使用该无源无线测温方案可以克服红外测温、光纤测温、有源无线测温的缺点。无源无线温度测量系统中的天线与无源无线温度传感器之间采用射频信号通讯，实现无线传输。无源无线温度传感器利用接触晶体的物理特性测量温度，无需供电。只要通过分析器分析无源无线温度传感器返回的带有温度信息的射频频率，就可以得到接触点的温度。

由于声表面波技术的温度传感器采用无源无线的方式被动工作，因此它们只能接受和反馈模拟信号。如果在同一空间内存在多个温度测量点，多个温度传感器必须通过分频的方式同时工作(即同一空间内的不同温度传感器对不同频率的射频信号进行响应)。在实际操作中，受制于射频带宽以及制造工艺成本的限制，温度传感器的分频数量有限，目前实际应用中传感器分频个数在10到20之间。在基于声表面波技术的无源无线测温模块应用于共母线开关柜系统中，每个开关柜可能需要安装九个甚至更多的温度测量点，在此前提下，相邻开关柜必然出现同频率温度传感器。开关柜外壳一般采用金属铠装，在一定程度上可以屏蔽相邻开关柜间的信号干扰。但是在共母线开关柜系统中，一排开关柜的主母线连通，某一开关柜中的射频信号可以沿着主母线表面传播到相邻开关柜，影响相邻开关柜中同一频率温度传感器的工作。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明目的是提供一种基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置。该装置包括共母线系统开关柜、基于声表面波技术的多个温度传感器、射频信号屏蔽模块。

基于声表面波技术的多个温度传感器直接安装于共母线开关柜中用于关键连接点的温度测量。如果共母线系统开关柜中安装的温度传感器个数不超过该温度传感器的分频个数，可以通过不同的激发频率区分所有温度传感器，且这些温度传感器不存在同频信号干扰问题。一般共母线系统开关柜在同一母线上有四台以上开关柜，这些开关柜中需要在母线连接处、断路器动静触头、电缆接头安装温度传感器进行温度测量，每个接头有三相，所以每台开关柜的温度测量点达到甚至超过九个。受制于公用频段带宽和温度传感器制造工艺成本的限制，相邻开关柜中可能会出现同频温度传感器。由于共母线开关柜中母线连通，所以基于声表面波技术的同频温度传感器发回的反馈信号必然存在干扰。

本发明是通过以下技术方案实现的，基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置，在共母线系统开关柜使用基于声表面波技术的温度传感器进行温度测量时，在相临开关柜的母线连接处安装一种具有高电阻率的耐高温材料作为射频信号屏蔽模块。该射频信号屏蔽模块可以使任一共母线开关柜中的一定频段的射频信号传输到相邻开关柜时强度衰减一个量级。加装该射频信号屏蔽模块后，基于声表面波技术的温度传感器即使在相邻开关柜中出现同频温度传感器，从任意开关柜的同频信号传输到另一开关柜后的强度都已衰减一个量级以上，不会对另一开关柜的同频传感器测量造成影响。

基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置，包括开关柜、温度传感器、射频信号屏蔽模块；开关柜并列安装在母线上；开关柜采用金属外壳。至少包括2台，相互为共母线系统开关柜。

温度传感器安装于开关柜中，安装在母线连接处、断路器动静触头、电缆接头。射频信号屏蔽模块安装于相邻的开关柜母线连接处。

本发明利用具有高电阻率的耐高温材料作为射频信号屏蔽模块，其绝缘性能与开关柜母线绝缘套管一致。该屏蔽模块可以在不超过300℃条件下长时间工作。将该材料安装于开关柜中不改变开关柜现有结构，不影响开关柜现有性能。

有益效果：本发明的基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置有效解决了共母线开关柜中多个同频温度传感器之间的信号干扰问题，能够使基于声表面波技术的无源无线测温系统真正广泛使用于共母线开关柜系统中。

附图说明

图1为本发明的开关柜测温结构框图。

图中，1为开关柜；2为母线；3为温度传感器。

图2为无干扰反馈信号功率频率图。

图3为反馈信号1:1干扰功率频率图。

图4为测温干扰屏蔽装置结构框图。

图中，1为开关柜；2为母线；3为温度传感器；4为射频信号屏蔽模块。

图5为射频信号屏蔽模块在母线上的安装方式图。

图中，2为母线；4为射频信号屏蔽模块。

图6为本发明的温度传感器反馈信号10:1干扰功率频率图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步说明：

多个基于声表面波技术的温度传感器安装于共母线开关柜系统中，如图1。共母线开关柜并列放置，所有开关柜共用一根母线。每台开关柜中安装有多个温度测量点。图2为单个温度传感器单独工作时反馈的带有温度信息的射频信号功率平率图。通过对该图的分析可以得到温度传感器的温度。

安装于同一开关柜中的多个温度传感器，每个对不同的频率响应，称为分频。受制于射频带宽的限制，以及温度传感器制造工艺和制造成本的制约，温度传感器不可能无限分频。一般温度传感器分频在10到20个。当多台共母线开关柜中安装超过20个基于声表面波技术的温度传感器时，必然会出现共母线开关柜中出现同频温度传感器。

图1中1共母线开关柜外壳金属铠装，可以在一定程度上屏蔽外来射频干扰。但是共母线开关柜所有母线连通，射频信号可以沿着母线表面传播达到相邻甚至相隔开关柜。同频信号温度传感器的干扰问题出现。

在实际测量中，由于开关柜结构复杂，每个温度传感器的安装环境不同，同频传感器的信号干扰问题突出。图3为基于声表面波技术的温度传感器反馈信号1:1干扰功率频率图。在图中两个传感器反馈的信号强度相同，但是因为两个传感器温度不同，因此中心频率不同。两个频率不同强度相同的反馈信号叠加形成信号干扰，温度测量数据出现跳变或错误。

图4在图1的基础上加装4射频信号屏蔽模块，该模块具有高电阻率、且耐高温的特性，不会影响开关柜的正常运行。图5为射频信号屏蔽模块具体安装方式，该材料包裹于主母线上。该射频信号屏蔽模块可以使特定波段的射频信号通过母线表面传播的强度衰减一个量级。

在基于声表面波技术开关柜测温干扰分析装置中，如果在共母线系统开关柜中的相邻开关柜中有同频温度传感器，其中一个开关柜中的温度传感器返回信号到达相邻开关柜中因为4射频信号屏蔽模块的吸收而衰减一个量级，与相邻开关柜本柜中的温度传感器信号叠加，如图6所示。图6可以看出，衰减一个量级后的邻柜同频传感器信号远弱于本柜中的同频传感器信号，因此不会对本柜中的温度测量造成影响。如果同频温度传感器安装于相隔或更远的开关柜中，信号干扰影响更小，更不会对温度测量造成影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内的，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置，包括开关柜、温度传感器，其特征在于：它还包括射频信号屏蔽模块，所述开关柜是共母线系统开关柜，所述温度传感器是基于声表面波技术的温度传感器，所述共母线系统开关柜有两台及两台以上开关柜组成，且这些开关柜共用母线；所述开关柜并列安装在母线上；所述基于声表面波技术的多个温度传感器安装于所述共母线系统开关柜中；所述射频信号屏蔽模块安装于所述共母线系统开关柜中的相邻开关柜母线连接处。

2.根据权利要求1所述的基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置，其特征在于：所述开关柜采用金属外壳。

3.根据权利要求1或2所述的基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置，其特征在于：所述开关柜至少包括2台，相互为共母线系统开关柜。

4.根据权利要求1所述的基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置，其特征在于：所述温度传感器安装在母线连接处、断路器动静触头、电缆接头。

5.根据权利要求1所述的基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置，其特征在于：所述射频信号屏蔽模块为具有高电阻率。

6.根据权利要求1或5所述的基于声表面波技术开关柜测温干扰屏蔽装置，其特征在于：所述射频信号屏蔽模块耐300℃高温。