开关柜在长期运行过程中,开关的触头和母排连接点等部位因老化或接触不良导致电阻过大而发热,设备发热点的温度如果得不到实时监测,则有可能因温度过高,导致设备烧毁。严重时,会导致火灾、人员伤亡、和大面积停电等事故。
基于声表面波技术的开关柜无源无线测温是针对电力设备温度监测需求而研制,具有温度传感器体积小、无电源、无电缆连接、环境适应性好、可靠性高等突出优点。能够实时监控开关柜内关键部位的温度,并且当温度超过阀值后进行报警。系统由温度传感器、温度采集器天线、温度采集器、射频电缆、通讯管理机及后台监测软件组成。
系统框架图
1、温度传感器
温度传感器由声表面波温度传感器芯片和微型天线构成,其中声表面波芯片的谐振频率与温度具有良好的线性关系,线性度高达99%,能够实时感知被测对象的温度。同型号下具有12 个不同的信道,每个信道的传感器独占一段频段,多个传感器临近部署时,各自工作,不会形成干扰。温度传感器有如下特点:
无需供电,无线感知;
小体积,易安装,适应多种场景;
测温范围宽 -20℃ ~ +150℃;
高精度,±1℃;
高线性度,99%;
高防护,可达IP65;
极简结构,高可靠,长寿命(>20 年);
高温(>200℃)下不变形、无滴液;
阻燃等级达到UL94 V-0。
2、温度采集器天线
为了便于在高压环境中使用,采集器天线在保证增益的前提下要尽可能缩小尺寸,尤其是高度,以免影响电气设备的安全距离。我司专门针对电力设备设计的采集器天线,高度仅有34mm,可通过螺丝固定或强力磁铁吸附在设备内。
3、温度采集器
温度采集器的工作原理是通过天线向四周发射特定频率范围的射频信号,声表面波传感器接收符合自身谐振频率的激励信号后将带有温度信息的射频信号反射回来。采集器接收到传感器反射回来的射频信号后进行信号调理和数据处理,从而获得相应传感器采集到的实时温度信息。采集器同时具有如下功能:
具备远程数据传输功能,将采集到的数据通过有线串行RS485总线、或无线ZigBee通讯方式传送到后台监控系统;
具备灵活接入任意支持工业标准Modbus-RTU协议的第三方系统中;
具备丰富的外扩接口;
具备灵活的配置和调试能力;
具备优越的抗干扰能力。
4、通讯管理机
通讯管理机可直接安装在开关柜内,通过现场总线和片区内智能电力仪表、主变温控器、直流屏、微机保护等设备通信,实现监控数据实时采集,并可将实时数据重新打包处理,通过以太网接口的标准电力规约上传至后台监控上级主站等,实现电力系统的自动化测控管理。其技术特点如下:
运行稳定可靠,采用高性能无风扇的通用工业控制器;
组网方便灵活,支持串行、以太网络以及数字输入/输出等功能;
规约库齐全稳定;
采集速度快;
抗电磁干扰性强,其中串口带光电隔离功能。
5、射频电缆
射频电缆是柔性电缆,用于温度采集器和天线的连接,有适用频段宽、耐高温、损耗小、可靠性好、安装方便的特点。