CN114459532A - 无源无线局部放电、温湿度复合传感监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力设备的局部放电和温湿度监测技术领域，具体涉及无源无线局部放电、温湿度复合传感监测系统，包括无源无线局放、温湿度复合传感器、数据采集器及软件监测系统；数据采集器通过磁耦合共振激励无源无线局放、温湿度复合传感器，无源无线局放、温湿度复合传感器被激活后，获得局放、触点温度、环境温度、环境湿度的信号，然后通过无线传输至数据采集器，数据采集器进行数据采集、处理、存储后通过无线传输将数据上传至云端或经过Lora透传至接收终端，最终由软件监测系统进行数据的显示、分析、存储。该系统基于磁耦合共振实现无线充电，并通过无线通信技术，实现温度、湿度、局部放电实时监测，无需安装电池，无需布线连接。

Description

无源无线局部放电、温湿度复合传感监测系统

技术领域

本发明属于电力设备的局部放电和温湿度监测技术领域，具体涉及无源无 线局部放电、温湿度复合传感监测系统。

背景技术

当前针对电力设备的局部放电和温度监测都是分别单独进行人工巡检的， 尚未有成熟的能够同时监测两种相关特征量的在线监测技术。

常用的温度监测手段有:有源(电池)无线测温、无源无线测温、红外巡监测 温和光纤测温。有源(电池)无线测温是一种实时在线，接触式测温方式，但是 需不定期停电来更换电池，电池存在爆炸隐患等问题。红外测温是一种非接触 式非在线式的温度测量手段，当电力设备出现异常温升时无法及时察觉，从而 导致事故发生。电力设备内部结构复杂，障碍物较多，导致红外测温无法直接 测量发热点，因此红外测温在实时性、便捷性和自动化程度上无法满足实际要 求。光纤测温具有精度高，速度快的优点，但由于光纤温度传感器需用光纤与 外界的设备相连，属于有线测量，存在安全隐患，且整套光纤温度传感系统价 格昂贵，性价比不高。

无源无线测温是最近几年出现的一种实时在线，接触式测温方式，不需要 电池，大幅减少人工维护和停电次数。无源无线测温主要是声表面波技术。

声表面波的技术原理是基于压电晶体基片的压电效应与逆压电效应进行声 电和电声转换，在谐振器内形成谐振，谐振频率的改变随温度的改变在一定范 围内呈线性关系，利用这种线性关系，通过测量声表面波的频率得到精确的被 测温度。根据局部放电发生的位置和机理不同，可分为表面放电、气隙放电以、 悬浮放电、尖端放电四种。各种局部放电的起始条件、放电波形以及放电随施 加电压的变化规律各不相同。

长期以来，电力行业采用定期检修和绝缘预防性试验制度，的确也发现了 许多缺陷，减少了事故发生，对于保证电力系统的运行起到了一定的作用。但 定期停电的离线试验在防止高压设备事故方面有其局限性和不足。主要表现在： (1)试验条件和运行条件有差别，离线试验不能完全反映设备在运行条件下的绝 缘状况。(2)绝缘故事本身有一个发生、发展过程，与运行条件、绝缘状况等有 关，不易在定期的预防性试验中准确发现。(3)定期检修和绝缘预防性试验均需 停电离线进行，试验时间长，工作量大，并造成大量的电量损失和可能的设备 损害。

虽然目前已经涌现出一些新的局部放电与温湿度监测方法，但是局部放电 与温湿度的监测都是独立的，三者之间没有建立联系。局部放电、温度、湿度 三者皆应为高压电力设备的重要监测对象。

湿度对电气设备安全性也有不同程度的影响：当环境湿度过大，空气中的 水分附着在绝缘材料表面，使电气设备的绝缘电阻降低，特别是使用年限较长 的设备，由于内部同时有积尘吸附水分，潮湿程度将更加严重，绝缘电阻更低。 设备的泄露电流大大增加，甚至造成绝缘击穿，发生安全事故。同时，潮湿环 境中霉菌的滋长和导电金属、导磁硅钢片、金属外壳的腐锈，也易导致设备绝 缘性能下降和设备性能、使用寿命的缩短，成为电气设备严重的安全隐患。

此外，电力设备内部绝缘部分的缺陷或劣化，导电连接部分的接触不良所 带来的局部放电也是严重威胁安全运行的一个重要因素。电力设备内部的绝缘 部件在运行过程中受到各种因素(热、水汽凝露、应力、电磁场等)的作用， 内部发生复杂的化学物理变化，会导致性能逐渐劣化。局部放电是诸多监测对 象中最能表征绝缘性能的特征量。

电力设备内部的温度、湿度和局放这三者之间有着较强的关联耦合。一方 面，电力设备的绝缘系统上持续的局部放电会引起设备电气部件或者搭接处的 局部温度上升，而持续的温度上升也会引起绝缘材料的劣化，从而加剧设备内 部的局部放电。局部放电和温度这两个特征量之间存在较强关联性。另一方面， 电力设备内的湿度也是影响局放的一个重要因素。内部的水汽、凝露会所带来 的绝缘受潮会导致绝缘气隙发生局部击穿。但湿度又不能降得太低，否则会产 生静电也会导致局部放电放事故。因此，局部放电和湿度这两个特征量之间也 存在较强关联性。

而且现有局部放电监测方法存在准确率低，设备昂贵，人工定期巡检等问 题，现有的测温在实时性、便捷性和自动化程度上无法满足实际要求。本申请 提出局部放电与温度的联合在线监测关键技术研究及应用，结合局部放电与温 度的相关性，更全面的掌握设备运行状态，为设备的差异化状态检修策略提供 数据支持，从源头杜绝事故的发生，实现高压电力设备长期安全稳定地运行。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种无源无线局部放 电、温湿度复合传感监测系统，该系统基于磁耦合共振实现无线充电，并通过 无线通信技术，实现温度、湿度、局部放电实时监测，无需安装电池，无需布 线连接。

本发明的技术方案是：

无源无线局部放电、温湿度复合传感监测系统，其特征在于，包括无源无 线局放、温湿度复合传感器、数据采集器及软件监测系统；所述的数据采集器 通过磁耦合共振激励无源无线局放、温湿度复合传感器，所述的无源无线局放、 温湿度复合传感器被激活后，获得局放、触点温度、环境温度、环境湿度的信 号，然后通过无线传输至数据采集器，所述的数据采集器进行数据采集、处理、 存储后通过无线传输将数据上传至云端或经过Lora透传至接收终端，最终由软 件监测系统进行数据的显示、分析、存储。

具体的，所述的数据采集器包括前置信号处理电路、数据采集单元、数据 处理单元和数据储存单元；所述的数据采集单元对前置信号处理电路处理过的 放电模拟信号进行采集，完成模数转换；所述的数据处理单元对数据采集单元 的数据信号进行识别，分别对局放信号、触点温度信号、环境温度信号、环境 湿度信号进行识别处理；所述的数据存储单元对数据处理单元处理过的信号数 据进行存储。

具体的，所述的无源无线局放、温湿度复合传感器包括磁耦合取电单元、 低功耗传感单元、核心控制单元和低功耗无线传输单元；所述的磁耦合取电单 元使用磁耦合共振技术通过磁场进行能量交换，为控制核心单元和低功耗无线 传输单元提供电能；所述的低功耗传感单元用于对温度、湿度、局部放电信号 监测，并将信号传输给控制核心模块；所述的核心控制单元与低功耗传感单元 进行数据交互通信，完成数据采集与解调；所述的低功耗无线传输单元对整个 无源无线复合传感器的进行组网通信，与数据采集器进行数据交换。

具体的，所述的低功耗传感单元包括温、湿度监测模块和超高频局部放电 监测模块，所述的温、湿度监测模块完成环境温度和湿度的实时监测；所述的 超高频局放监测模块完成放电信号采集、信号调理、A/D转换、干扰处理、数据 处理、数据保存、放电量显示、超标报警工作，并将数据传输给核心控制单元。 所述的温、湿度监测模块包括温湿度传感芯片、温度传感器和湿度传感器，所 述的温湿度传感芯片包括信号放大器、模/数转换器、标准数据存储器及标准总 线接口电路，所述的温度传感器和湿度传感器将信号传输给信号放大器，经放 大器放大的信号传输至模/数转换器进行信号的转换，并经标准总线接口电路传 输出去，所述的标准数据存储器对温度传感器和湿度传感器采集的数据进行存 储。

具体的，所述的超高频局放监测模块工作频带在超高频段300MHz～3GHz。

具体的，所述的数据采集器通过磁耦合共振激活安装于电力开关柜中的传 感器节点，传感器节点将数据信息无线传输返回给数据采集器，数据采集器完 成数据采集、处理、存储并将数据通过RS485线缆传输给远程传输设备，该远 程传输设备通过GPRS将数据上传至云端，最终被监控主机获取。

输电线路作为电力系统中的输电通道，其导线、变压器、电力柜等接点温 升比较大，且存在局部放电情况的发生，这会直接影响整条电网的输电能力。

国内外对用于局部放电超高频检测的超高频天线的研究已有一定的研究成 果。对于变压器而言，由于变压器通常采用油绝缘方式，密封性能好，将天线 传感器安装在外部不能对其进行有效地检测，因此通常采用内置天线传感器进 行局部放电检测，天线通常从油阀处插入或在手孔处安装。由于变压器体积庞 大，放电发生的位置分布比较广泛，因此仅仅靠安装在上述位置的天线传感器 还不能对变压器整个设备的局部放电进行有效地区域覆盖。用于变压器PD检测 的天线的种类比较多，其中套筒单极子天线和阿基米德螺旋天线具有较好的检 测性能；对于GIS而言，通常采用安装在盆式绝缘子处的外置天线进行检测。 其中环形天线、微带天线和喇叭天线具有较好的应用效果。这些安装在GIS外 部的天线利用了GIS外壳在盘式绝缘子处的不连续性的特点进行信号接收。GIS 的体积比较庞大，不过由于GIS是同轴结构，电磁波可以在其内部进行较好的 传播。而且，还可以采取在多个盆式绝缘子处安装外置天线传感器的方法解决 监测区域覆盖的问题；对于同轴电缆而言，由于电缆接头的结构较小，因此可 以运用体积较小的探针天线安装在金属盒内，然后将其夹在接头后方。这样， 既保证了监测不受外界电磁环境的干扰，又由于监测距离近而具有较好的监测 效果。除此之外，还可以运用盘锥天线阵列对敞开式变电站的所有电气设备进 行局部放电监测，并能实现故障设备的准确定位。

清华大学研制出了利用超高频法检测的便携式局部放电检测仪，可以有效 的检测放电信号，对放电源大致定位。但是其设备不能进行实时在线监测，而 且对采集到的放电信号的分析处理还不够好，可靠性有待完善。

鉴于电力行业实际需求，针对现行市场上无源无线测温发展局势存在的局 限性，采用磁耦合共振无线电能传输技术，解决有源接触式测温方式需不定期 停电来更换电池，无法长期使用的难题，同时避免电源爆炸风险，提高传感器 使用安全性。所以本发明针对现有技术中存在的问题提出本发明无源无线局部 放电、温度、湿度三合一复合传感器，用一个复合传感器实现多个环境物理量 (、局部放电、触点温度、环境温度、环境湿度)的联合监测；通过本发明提 供的监测系统建立环境温湿度、发热点温度、局部放电与设备运行状态之间的 关联模型，确定辅助决策方法,实现电力设备运行状态的实时准确监控、告警、预测等；提出无源无线局放、温湿度复合监测系统，支持多个采集器集中数据 采集、储存、显示和分析的系统，使用方便，可借助于PC端、手机APP、微信 端、本地显控等承载监测系统，实现电力监测系统的智能化与轻量化。

本发明相对于现有技术存在以下优点：

1)采用磁耦合共振技术，实现无线充电，系统安全可靠，该系统采用磁耦 合共振技术实现无源无线局放、温湿度复合传感器的无源无线，无内置电池， 无爆炸风险，大大提高安全系数；2)无源无线局放、温湿度复合传感器可以同 时实时开关柜内部触点温度、环境温度、环境湿度、局部放电在线监测,提前预 警，无需布线，传感器体积小，部署方便，操作简便；3)无源无线局部放电、 温湿度复合传感监测系统，采用低功耗、远距传输Lora模块，实现系统构架轻 量化，扩展性好，可同时组网实现多台设备同时运行；4)系统软件实现实时在 线监测，减轻巡检压力，可进行局部放电模式识别，及时预警，历史记录查询， 提高作业效率，保障设备安全。

本发明提供的监测系统结合磁耦合共振无线充电技术、低功耗控制技术、 无线通信技术等，针对在变电站的应用环境中，因为电气设备的复杂性、干扰 性、供电困难以及户外应用环境恶劣等问题，设计适用于变电站的高可靠性无 源无线局放、温湿度复合传感器，无源无线局放、温湿度复合传感器是基于磁 耦合共振实现无线充电，并通过无线通信技术，实现温度、湿度、局部放电实 时监测的传感器，区别于传统传感器，无需安装电池，无需布线连接；将传感 技术与信息处理技术相结合，通过实时监测电力设备内发热点的温度、环境的 温湿度以及局部放电的状态参数，来分析判断设备运行的安全状况，对潜在可能发生的故障进行诊断和预警。这样既避免了事故的进一步发展而造成严重事 故，也减少不必要的维修，实现预知性、针对性的维修。项目的张开将助于电 力监测及时发现隐患，从而采取措施，从根本上保障电网安全运行。本发明提 供的检测系统符合我国智能电网的发展趋势。保障了人员安全，提高了检测工 作效率，同时避免了现有检测方法因断电而带来的经济损失，减少不必要的维 修，实现预知性、针对性的维修，将助于电力监测及时发现隐患，从而采取措 施，从根本上保障电网安全运行。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图

图2是本发明软件运行流程示意图；

图3是局部放电模式识别流程图；

图4是温、湿度监测模块内部结构示意图；

图5是磁耦合取电单元结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。

如图1所示为无源无线局部放电、温湿度复合传感监测系统的结构示意图， 包括无源无线局放、温湿度复合传感器、数据采集器及软件监测系统；所述的 数据采集器通过磁耦合共振激励无源无线局放、温湿度复合传感器，所述的无 源无线局放、温湿度复合传感器被激活后，获得局放、触点温度、环境温度、 环境湿度的信号，然后通过无线传输至数据采集器，所述的数据采集器进行数 据采集、处理、存储后通过无线传输将数据上传至云端或经过Lora透传至接收 终端，最终由软件监测系统进行数据的显示、分析、存储。

所述的数据采集器包括前置信号处理电路、数据采集单元、数据处理单元 和数据储存单元；所述的数据采集单元对前置信号处理电路处理过的放电模拟 信号进行采集，完成模数转换；所述的数据处理单元对数据采集单元的数据信 号进行识别，分别对局放信号、触点温度信号、环境温度信号、环境湿度信号 进行识别处理；所述的数据存储单元对数据处理单元处理过的信号数据进行存 储。所述的数据采集器通过磁耦合共振激活安装于电力开关柜中的传感器节点， 传感器节点将数据信息无线传输返回给数据采集器，数据采集器完成数据采集、 处理、存储并将数据通过RS485线缆传输给远程传输设备，该远程传输设备通 过GPRS将数据上传至云端，最终被监控主机获取。

所述的无源无线局放、温湿度复合传感器包括磁耦合取电单元、低功耗传 感单元、核心控制单元和低功耗无线传输单元；所述的磁耦合取电单元使用磁 耦合共振技术通过磁场进行能量交换，为控制核心单元和低功耗无线传输单元 提供电能；所述的低功耗传感单元用于对温度、湿度、局部放电信号监测，并 将信号传输给控制核心模块；所述的核心控制单元与低功耗传感单元进行数据 交互通信，完成数据采集与解调；所述的低功耗无线传输单元对整个无源无线 复合传感器的进行组网通信，与数据采集器进行数据交换。

所述的低功耗传感单元包括温、湿度监测模块和超高频局部放电监测模块， 所述的超高频局放监测模块工作频带在超高频段300MHz～3GHz。所述的温、湿度 监测模块完成环境温度和湿度的实时监测；所述的超高频局放监测模块完成放 电信号采集、信号调理、A/D转换、干扰处理、数据处理、数据保存、放电量显 示、超标报警工作，并将数据传输给核心控制单元；所述的温、湿度监测模块 包括温湿度传感芯片、温度传感器和湿度传感器，所述的温湿度传感芯片包括 信号放大器、模/数转换器、标准数据存储器及标准总线接口电路，所述的温度 传感器和湿度传感器将信号传输给信号放大器，经放大器放大的信号传输至模/ 数转换器进行信号的转换，并经标准总线接口电路传输出去，所述的标准数据 存储器对温度传感器和湿度传感器采集的数据进行存储，该温、湿度监测模块 的内部结构示意图如图3所示。

软件监测系统对每一次采样数据进行处理分析,其运行流程示意图如图2所 示，可实现局部放电在线监测、温度在线监测及湿度在线监测三大功能。

局部放电在线监测可实现的功能有如下所述：

(1)测量高压开关柜内局部放电超高频信号，对该信号的幅值、放电相位、 放电次数等基本特征参数进行采集，并对数据进行统计计算；

(2)可以设置手动采集和自动采集模型，在自动采集模式下，可对开关柜 内的局部放电信号进行自动采集，实现在线监测；

(3)针对超高频信号的频带特点，通过对接收信号进行滤波等方式进行抗 干扰处理；

(4)通过统计分析，对接收信号提取特征参量，显示其放电三维谱图及工 频周期放电图等；

(5)通过应用各类谱图，对开关柜内部的放电进行模式识别，评估故障的 严重程度并具有阈值报警功能；

(6)显示所监测开关柜的局部放电发展趋势图、日最大放电量、日平均放 电量以及历史数据查询和数据导出等功能。

温度在线监测实时监测触点温度，并将温度数据记录数据库，同时监测开 关柜环境温度，通过温度补偿算法，获得触点温度趋势图，提前预警。可实现 的功能包括如下所述：

(1)实时记录环境温度、触点温度，并图形显示；

(2)提前预警，预警事件记录数据库；

(3)历史温度查询，可分段查询。

湿度在线监测实时监测开关柜湿度，并将湿度度数据记录数据库，湿度异 常报警，实现如下功能：

(1)实时记录环境湿度、并图形显示；

(2)预警事件记录数据库；

(3)历史湿度查询，可分段查询。

另外本软件检测系统还包括如下功能的设计：

一、数据查询控制设计

系统实时地实现了数据自动保存，包括实时数据，历史数据等，实现多级 文件管理方法和数据管理方法相结合的系统数据管理方式。为方便变点站工作 人员及上级管理人员长期观察设备运行状况，监测系统提供查询功能。

查询模式分为按年查看、按月查看、按日查看。通过选择日期和查看方式， 可以方便的进行历史数据查询。此查询包括查询局放、温度、湿度的历史记录， 软件以曲线图像的形式直观地将数据显示，避免面对枯燥数据。

二、报警控制设计

局放故障报警是根据采集到的数据，判断高压设备中发生局部放电现象严 重程度。软件监测局放危害程度时，每周期连续监测60次，对60次数据进行 分析，如放电电压最大值，并统计每周期内放电次数，局部放电发生的严重程 度。根据放电最大电压及放电频率判断出局部放电严重等级,分析结果记录后台 数据库，并通过软件通知用户，用户可以迅速采取相关措施以防止发生严重放 电事故。

温度故障报警，实时获得触点温度数据，对温度数据实时画图分析，并设 定温度阈值，超过温度阈值，软件通知用户，用户可以迅速采取相关措施以防 止发生严重放电事故；另一方面，对温度数据深度处理，定时计算温度数据变 化率，设定温度变化率阈值，当温度变化趋势超过温度变化率阈值时，软件通 知用户迅速处理。

湿度故障报警，通过实时获取湿度信息，对湿度数据实时图形监测，设定 湿度阈值上下限，当湿度超过阈值，软件通知用户故障种类，用户迅速采取措 施并处理。

三、参数设置控制设计

参数设置用来设置软件系统及硬件相关参数。主要包括报警状态设置、连 接状态判决电平设置、采集设置及放电阈值设置、温度阈值设置，湿度阈值上 下限设置。其中：报警设置，可以改变报警阈值。

采集设置，可以改变采集的各个参数。如局放的采样频率，上升沿、下降 沿触发电压；采集周期，可以设置采集周期的时长；触发方式可选择上升沿触 发或下降沿触发。

四、软件算法设计

(1)温度补偿算法：电气设备内部组件的实际温度受环境温湿度的影响， 在极寒或高温环境中以及不同相对湿度的环境中，相同组件的发热量不变，但 由于热积累的难易程度不同，其表面所呈现的实际温度值有很大的偏差，使得 发热点实际温度的可信度大大降低。环境温湿度补偿算法的研发可有效提高无 源无线温湿度复合传感器对发热点测温的可信度，防止误报警或漏报警。

(2)预警算法：根据触点温度、环境温度、环境湿度，根据实时温度数据， 依据温度补偿算法，对温度曲线进行深度学习，并提取温度图形特征值(如温 度曲线的一阶、二阶导数)，预测温度发展趋势，实现真正预防报警。

(3)模式匹配算法：针对典型局部放电的特点，提取局部放电超高频信号， 针对峰波形，特区有效特征值，并采用数学物理方法，计算相关特征值。通过 特征值(如信号峰面积，最大幅值，离散程度、峰值陡度、有效峰数目、峰宽 特征点数等)，采用大数据挖掘技术，进行局部放电模式识别，该局部放电模式 识别流程图如图3所示。

(4)局放统计算法：根据用户需求，设定统计特征参数，软件自动进行大 数据比对，对局部放电程度作出判断，对设备损坏程度作出评估。

对于局部放电信号来说，对检测到若干个工频周期的基本参数进行统计处理，将它们平均、折算到一个周期内，得到局部放电二维

谱图、

谱图，有利于反映放电特征。由局部放电二维谱图提取的特征称为统计特征。对局部放电二维

谱图、

谱图，分别提取其偏斜度、陡峭度、局部峰值点数，还可以由

谱图提取正负半周图形的相关系数、放电量因数等多个特征参数，构成放电样本，用于局部放电的模式识别。

(5)频谱分析法：对于信号进行FFT得到的幅频特性，可以使用特征频 率法。分析信号的幅频特性，选择特性曲线中若干个较高的峰值点，将相应的 频率值(特征频率)和幅度值(特征谱峰)作为特征量。也可以选择特性曲线 中若干个较低的谷值点，并以相应的特征频率和特征谱作为特征量。

对于频率相应特性曲线，可以使用待检模式与样板模式二者差值的均方根 差值作为特征量。若待检模式和样板模式频率响应特性曲线的采样点序列分别 为x_k和m_k(k＝1，2，...N)，两者差值的均方根E反应频响特性曲线的差异大小

(6)脉冲波形分析法：对于时域的脉冲波形信号，可以使用波形参数和 幅度参数作为特征。波形参数比较直观，具有实际的物理意义，常用的波形参 数有波形的前沿、后沿、脉冲、存在时间等。可依据脉冲波形的测量定义确定 这些参数，前沿为波形幅度从10％～90％的前沿过渡时间，后沿为波形幅度从 90％～10％后过渡时间，脉冲宽度为波形在前后过渡的50％幅值之间的时间。幅 度参数包括脉冲波峰、均值、均方根值、方差、峰值因数和波形因数等。

(7)时频分析法：傅里叶变换将可以将信号的频域形式与时域形式联系起 来，但频域和时域内的局部信息却不能对应。一些脉冲信号的能量分布在有限 的频域范围内，且具有时频特性，若能针对信号能量随时间和频率变化规律来 提取特征，则就能更好的描述脉冲信号特征。时频联合分析方法即能反映信号 的频域内容，也可以反映频率随时间的变化规律，常见的时频分析方法有短时 傅里叶变换、Wigner-Ville分布和连续小波变换等。

实施例2

本实施例中提供的磁耦合取电单元包括发射装置和接收装置，发射装置包 括稳压电源U1、振荡电路、驱动电路和发射线圈；接收装置包括接收线圈和电 能变换模块以及负载，其中所述的电能变换模块由整流装置和稳压装置组成。 其结构图如图5所示。

驱动电路实现将工频电流转变成高频振荡电流给发射线圈供电，产生频率 可调的方波信号，产生较为稳定的高频信号。

发射线圈和接收线圈的材质均为漆包铜线，选择导线直径较粗的铜线作为 线圈的导线可以有效减小线圈的电阻和趋肤效应。设计时优先考虑电容的耐压 能力、高频特性、绝缘性能以及抗高温特性。由于该系统工作在高频环境下对 电容的高频特性要求很高；另一方面，在短距离传输时，系统会经常处于过载 的工作状态，因此，电容器的抗高压特性也是一个重要因素。可选用瓷片电容 作为补偿电容。瓷片电容具有很好的高频性能和较高的绝缘电阻，而且体积小， 具有较好的耐高温性能，同时还具备抗高电压和大电流冲击的能力。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限 制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人 员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征 进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保 护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.源无线局部放电、温湿度复合传感监测系统，其特征在于，包括无源无线局放、温湿度复合传感器、数据采集器及软件监测系统；

所述的数据采集器通过磁耦合共振激励无源无线局放、温湿度复合传感器，所述的无源无线局放、温湿度复合传感器被激活后，获得局放、触点温度、环境温度、环境湿度的信号，然后通过无线传输至数据采集器，所述的数据采集器进行数据采集、处理、存储后通过无线传输将数据上传至云端或经过Lora透传至接收终端，最终由软件监测系统进行数据的显示、分析、存储。

2.据权利要求1所述无源无线局部放电、温湿度复合传感监测系统，其特征在于，所述的数据采集器包括前置信号处理电路、数据采集单元、数据处理单元和数据储存单元；

所述的数据采集单元对前置信号处理电路处理过的放电模拟信号进行采集，完成模数转换；

所述的数据处理单元对数据采集单元的数据信号进行识别，分别对局放信号、触点温度信号、环境温度信号、环境湿度信号进行识别处理；

所述的数据存储单元对数据处理单元处理过的信号数据进行存储。

3.根据权利要求1所述无源无线局部放电、温湿度复合传感监测系统，其特征在于，所述的无源无线局放、温湿度复合传感器包括磁耦合取电单元、低功耗传感单元、核心控制单元和低功耗无线传输单元；

所述的磁耦合取电单元使用磁耦合共振技术通过磁场进行能量交换，为控制核心单元和低功耗无线传输单元提供电能；

所述的低功耗传感单元用于对温度、湿度、局部放电信号监测，并将信号传输给控制核心模块；

所述的核心控制单元与低功耗传感单元进行数据交互通信，完成数据采集与解调；

所述的低功耗无线传输单元对整个无源无线复合传感器的进行组网通信，与数据采集器进行数据交换。

4.根据权利要求3所述无源无线局部放电、温湿度复合传感监测系统，其特征在于，所述的低功耗传感单元包括温、湿度监测模块和超高频局部放电监测模块，所述的温、湿度监测模块完成环境温度和湿度的实时监测；所述的超高频局放监测模块完成放电信号采集、信号调理、A/D转换、干扰处理、数据处理、数据保存、放电量显示、超标报警工作，并将数据传输给核心控制单元。

5.根据权利要求4所述无源无线局部放电、温湿度复合传感监测系统，其特征在于，所述的温、湿度监测模块包括温湿度传感芯片、温度传感器和湿度传感器，所述的温湿度传感芯片包括信号放大器、模/数转换器、标准数据存储器及标准总线接口电路，所述的温度传感器和湿度传感器将信号传输给信号放大器，经放大器放大的信号传输至模/数转换器进行信号的转换，并经标准总线接口电路传输出去，所述的标准数据存储器对温度传感器和湿度传感器采集的数据进行存储。

6.根据权利要求4所述无源无线局部放电、温湿度复合传感监测系统，其特征在于，所述的超高频局放监测模块工作频带在超高频段300MHz～3GHz。

7.根据权利要求4所述无源无线局部放电、温湿度复合传感监测系统，其特征在于，所述的数据采集器通过磁耦合共振激活安装于电力开关柜中的传感器节点，传感器节点将数据信息无线传输返回给数据采集器，数据采集器完成数据采集、处理、存储并将数据通过RS485线缆传输给远程传输设备，该远程传输设备通过GPRS将数据上传至云端，最终被监控主机获取。

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