一種高壓開關櫃無源無線溫度測控系統的製作方法

2023-06-12 19:14:06 1

一種高壓開關櫃無源無線溫度測控系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高壓開關櫃無源無線溫度測控系統，設置的SAW傳感器利用壓電原理，根據高壓開關櫃觸頭、電纜接頭溫度變化引起的器件表面聲波震蕩頻率變化，來表徵溫度，並將溫度數據經無線測控主機、溫度測控終端實時傳送給後臺管理及監控中心，達到實時監控的目的；由於SAW傳感器是無源無線傳感器，避免了因有線傳輸中線纜已破損而帶來的維護問題；且因為無源，不僅減小了體積，增加了檢測敏感度，而且不會出現斷電情況，為高壓開關櫃的安全提供了更好的保證。
【專利說明】一種高壓開關櫃無源無線溫度測控系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於機電【技術領域】，涉及一種溫度測控系統，具體涉及一種高壓開關櫃無源無線溫度測控系統及方法。
【背景技術】
[0002]高壓開關是指用於電力系統發電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護等作用，電壓等級在3.6kV^550kV的電器產品，主要包括高壓斷路器、高壓隔離開關與接地開關、高壓負荷開關、高壓自動重合與分段器，高壓操作機構、高壓防爆配電裝置和高壓開關櫃等幾大類。高壓開關製造業是輸變電設備製造業的重要組成部分，在整個電力工業中佔有非常重的地位。
[0003]高壓開關櫃最為發電廠和變電站系統中非常重要的電氣設備，開關櫃內手車斷路器的梅花觸頭、隔離開關的動靜觸頭及母線、電纜接頭等部位長期處於高電壓、大電流工作狀態中，這些部位因表面氧化、腐蝕、螺栓鬆動或者散熱不良等原因將引起觸頭或接頭處溫度升高。且隨著時間的加長，其過熱程度會不斷加劇，最終將會導致升溫處絕緣破壞二發生 「崩燒」事故，此種事故的發生不僅會造成大面積的停電事故，同時也將給正常的生產、生活帶來重大影響。近年來，因高壓開關櫃過熱原因引起的電力事故已在全國多地發生。因此， 解決開關櫃內開關過熱問題是杜絕此類事故發生的關鍵，實現高壓開關櫃的溫度在線監測是保證高壓電器設備安全運行的重要手段。
實用新型內容
[0004]本申請的目的在於針對上述現有技術的不足，提供一種高壓開關櫃無源無線溫度測控系統，採用SAW傳感器和無線測控主機等實現對觸頭溫度的實時監測。
[0005]本申請的另一個目的在於提供一種高壓開關櫃無源無線溫度測控方法。
[0006]為達到上述目的，本申請採取的技術方案是:提供一種高壓開關櫃無源無線溫度測控系統，其特徵在於，包括SAW傳感器、無線測控主機、溫度測控終端和後臺管理及監控中心；所述SAW傳感器設置在高壓開關櫃觸頭上；所述無線測控主機設置在高壓開關櫃的內壁；所述無線測控主機與溫度測控終端連接；所述溫度測控終端與後臺管理及監控中心通信。
[0007]所述SAW傳感器通過螺釘、螺栓或者粘接帶固定在高壓開關櫃觸頭上。
[0008]所述SAW傳感器通過粘結膠固定在高壓開關櫃觸頭上。
[0009]所述無線測控主機通過RS485總線與溫度測控終端連接。
[0010]所述溫度測控終端通過TCP或IP協議與後臺管理及監控中心實現通信。
[0011]高壓開關櫃無源無線溫度測控系統還包括手持通訊終端；所述手持通訊終端通過 GPRS與後臺管理及監控中心通信。
[0012]採用的SAW (Surface Acoustic Wave)傳感器,即表明聲波傳感器它是基於聲表面波技術的一種應變傳感器。它能夠檢測出EPS操控與動力系應用中的扭矩和溫度，以及TPM系統中的壓力和溫度。SAW傳感器的特點:①高精度，高靈敏度，將被測量轉換成頻率進 行測量，頻率測量精度很高，有效檢測範圍線性好，抗幹擾能力強，適合於遠距離傳輸；②數 字化頻率信號易於傳輸、處理，具有計算機接口 ；③製作與集成電路技術兼容，易集成化、智 能化、重複性和可靠性好，適於批量生產體積小、重量輕、功耗低，可獲得良好的熱性能 和機械性能。
[0013]本申請提供的技術方案，SAW傳感器利用壓電原理，根據高壓開關櫃觸頭、電纜接 頭溫度變化引起的器件表面聲波震蕩頻率變化，來表徵溫度，並將溫度數據經無線測控主 機、溫度測控終端實時傳送給後臺管理及監控中心，達到實時監控的目的；由於SAW傳感器 是無源無線傳感器，避免了因有線傳輸中線纜已破損而帶來的維護問題；且因為無源，不僅 減小了體積，增加了檢測敏感度，而且不會出現斷電情況，為高壓開關櫃的安全提供了更好 的保證。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申 請的示意性實施例及其說明用於解釋本申請，並構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0015]圖1示意性地示出了根據本申請一個實施例的高壓開關櫃無源無線溫度測控系 統結構示意圖；
[0016]圖2示意性地示出了根據本申請一個實施例的高壓開關櫃無源無線溫度測控系 統原理示意圖。
[0017]在這些附圖中，使用相同的參考標號來表示相同或相似的部分。
【具體實施方式】
[0018]為使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚，以下結合附圖及具體實施例，對本 申請作進一步地詳細說明。
[0019]在以下描述中，對「 一個實施例」、「實施例」、「 一個示例」、「示例」等等的引用表明 如此描述的實施例或示例可以包括特定特徵、結構、特性、性質、元素或限度，但並非每個實 施例或示例都必然包括特定特徵、結構、特性、性質、元素或限度。另外，重複使用短語「根據 本申請的一個實施例」雖然有可能是指代相同實施例，但並非必然指代相同的實施例。
[0020]為簡單起見，以下描述中省略了本領域技術人員公知的某些技術特徵。
[0021]根據本申請的一個實施例，本申請公開的高壓開關櫃無源無線溫度測控系統，包 括SAW傳感器3、無線測控主機4、溫度測控終端和後臺管理及監控中心。
[0022]如圖1所示，根據本申請的一個實施例，SAW傳感器3可以設置在高壓開關櫃觸頭 2上。SAW傳感器3可以利用壓電原理，根據開關觸頭、電纜接頭溫度變化引起的器件表面 聲波震蕩頻率變化，對高壓開關櫃觸頭2溫度探測的一種壓電感應傳感裝置；此外，SAW傳 感器3還可以接收無線測控主機4的讀取溫度命令的射頻脈衝信號，讀出溫度。
[0023]根據本申請的另一實施例，SAW傳感器3通過螺釘、螺栓或者粘接帶固定在高壓開 關櫃觸頭2上。
[0024]根據本申請的又一實施例，SAW傳感器3通過粘結膠固定在高壓開關櫃觸頭2上。
[0025]如圖1所示，根據本申請的一個實施例，無線測控主機4設置在高壓開關櫃I的內壁，如將無線測控主機4安裝於高壓開關櫃儀I表門上；無線測控主機4通過隨配的發射天 線5發射無線射頻脈衝，無線射頻脈衝信號被SAW傳感器3天線接收後，通過SAW傳感器3 的叉指換能器(IDT)在壓電感應傳感器的表面激活一個表面波，表面波的頻率由於受到傳 感器檢測溫度的影響發生了變化。IDT再將表面波的頻率震蕩轉換成射頻信號；此射頻信 號由採集器上的天線接收到後進行處理讀出溫度。由於反射回來的射頻頻率變化與溫度的 變化成比例關係，從而可得出被測點的溫度值。無線測控主機4負責對SAW傳感器3探測 的溫度變化進行接收和數據讀取。
[0026]根據本申請的另一實施例，該無線測控主機4的型號為DE-WK300。
[0027]根據本申請的又一實施例，每個無線測控主機4可以與至少一個SAW傳感器3通 訊，如一個無線測控主機4可以與3個或6個SAW傳感器3同時通訊。
[0028]根據本申請的再一實施例，無線測控主機4通過RS485總線與溫度測控終端連接。
[0029]根據本申請的一個實施例，溫度測控終端可以與無線測控主機4連接；溫度測控 終端主要負責完成各個現場無線測控主機4的信息綜合管理、參數設定、數據存儲；溫度測 控終端還可以提供與後臺管理及監控中心的數據連接接口。
[0030]根據本申請的另一實施例，該溫度測控終端的型號為DE-WKZD400。
[0031]根據本申請的又一實施例，每個溫度測控終端可以與至少一個無線測控主機4連 接，如一個溫度測控終端可以與3個或6個無線測控主機4連接。
[0032]根據本申請的一個實施例，後臺管理及監控中心與溫度測控終端通信。後臺管理 及監控中心可以包括工控機、監控軟體和/或UPS電源，後臺管理及監控中心還可以包括後 臺印表機。後臺管理及監控中心用於定時循環獲取溫度測控終端所收集的溫度數據及異常 報警等參數信息。同時，將獲取的數據信息寫入當地硬碟中作長期保存。每個電站只需配置 一套後臺管理與監控中心，便能完成對整個電站的各個溫度檢測點溫度數據的查詢、統計、 列印等操作。
[0033]根據本申請的另一實施例，溫度測控終端通過TCP或IP協議與後臺管理及監控中 心實現通信。
[0034]根據本申請的一個實施例，高壓開關櫃無源無線溫度測控系統還包括手持通訊終 端；手持通訊終端通過GPRS與後臺管理及監控中心通信。手持通訊終端可以接收後臺管理 及監控中心發送的溫度報警信息，也可以接收後臺管理及監控中心發送的高壓開關櫃I故
障信息。
[0035]根據本申請的一個實施例，本申請還提供了一種高壓開關櫃無源無線溫度測控方 法，包括:
[0036]無線溫度測控主機發射無線射頻脈衝信號給SAW傳感器3，激活SAW傳感器3，採 集溫度數據；
[0037]SAW傳感器3採集高壓開關櫃觸頭2的溫度，並將採集的溫度數據發送給無線測控 主機4 ；
[0038]無線測控主機4將接收到的溫度數據發送給溫度測控終端；
[0039]溫度測控終端將接收到的溫度數據發送給後臺管理及監控中心；
[0040]後臺管理及監控中心對接收到的溫度數據進行綜合處理，並通過後臺監視器顯示 高壓開關櫃I被測溫度數據值及報警信號，為後臺值班人員對高壓開關櫃I的分合閘操作提供準確的實時溫度數據依據；同時後臺管理及監控中心檢測高壓開關櫃I檢測點溫度是 否超出設定的安全溫度範圍；若超出安全溫度範圍，則後臺管理及監控中心發出警報信息 給手持通訊終端；同時，後臺管理及監控中心控制高壓開關櫃I切斷電源。
[0041]上述安全溫度範圍為-5(Tl50°C (按需設定)。
[0042]以上所述僅為本申請的實施例而已，並不用於限制本申請，對於本領域的技術人 員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、 等同替換、改進等，均應包含在本申請的權利要求範圍之內。
【權利要求】
1.一種高壓開關櫃無源無線溫度測控系統，其特徵在於，包括SAW傳感器、無線測控主 機、溫度測控終端和後臺管理及監控中心；所述SAW傳感器設置在高壓開關櫃觸頭上；所述 無線測控主機設置在高壓開關櫃的內壁；所述無線測控主機與溫度測控終端連接；所述溫 度測控終端與後臺管理及監控中心通信。
2.根據權利要求1所述的高壓開關櫃無源無線溫度測控系統，其特徵在於，所述SAW傳 感器通過螺釘、螺栓或者粘接帶固定在高壓開關櫃觸頭上。
3.根據權利要求1所述的高壓開關櫃無源無線溫度測控系統，其特徵在於，所述SAW傳 感器通過粘結膠固定在高壓開關櫃觸頭上。
4.根據權利要求1所述的高壓開關櫃無源無線溫度測控系統，其特徵在於，所述無線 測控主機通過RS485總線與溫度測控終端連接。
5.根據權利要求1所述的高壓開關櫃無源無線溫度測控系統，其特徵在於，所述溫度 測控終端通過TCP或IP協議與後臺管理及監控中心實現通信。
6.根據權利要求1所述的高壓開關櫃無源無線溫度測控系統，其特徵在於，還包括手 持通訊終端；所述手持通訊終端通過GPRS與後臺管理及監控中心通信。
【文檔編號】G05D23/19GK203433381SQ201320458823
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月30日 優先權日:2013年7月30日
【發明者】顧恆科, 禹忱, 伍經緯, 徐昊 申請人:四川大爾電氣有限責任公司