[发明专利]适合于气体绝缘开关柜的声表面波温度监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统温度监测技术领域，尤其涉及一种适合于气体绝缘开关柜(GIS)的声表面波温度监测系统。

背景技术

电力是经济社会发展的重要动力和保障。气体绝缘开关柜(GIS)是电能汇集、分配和输送的重要电力设备，作为电力发展划时代的产物，在不久的将来其必定会更多地取代其它落后的开关设备，但GIS状态监测手段尚未完善，由于温度过热而导致的故障时有发生。温度监测作为电力系统故障诊断的一个重要手段，如果能够用于GIS设备的状态监测中，将为GIS设备的正常运行提供进一步的保障。

目前，国内外用于电力设备温度测量的方式主要有两种：光纤测温方式和红外测温方式，它们分属于接触式测温和非接触式测温。光纤测温方式的优点是不受电磁场和环境的干扰，但光纤测温传感器必须直接安装到被测物体表面进行测温，这不仅会影响设备的绝缘性能，而且会产生沿面闪络。红外辐射测温方式的优点是它属于非接触测温方式，不用接触被测目标，但红外辐射测温系统往往带有电子单元，易受电磁场和环境干扰，而且测温距离、角度，测温目标发射率等都会对红外测温构成影响。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种适合于气体绝缘开关柜的声表面波温度监测系统，以实现对气体绝缘开关柜母线温度的精确测量和实时监测报警。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种适合于气体绝缘开关柜的声表面波温度监测系统，该系统包括：声表面波射频探测雷达，用于生成并发射探测用的电磁信号以及探测声表面波传感器传回的带有温度信息的电磁信号，并将该带有温度信息的电磁信号通过数字信号处理得到温度信息；声表面波传感器，用于将传感器天线接收到的电磁信号转换为声表面波信号，并将被反射栅反射回来的带有温度信息的声表面波信号转换为电磁信号发送出去。

上述方案中，所述声表面波射频探测雷达采用开关频率步进连续波探测雷达结构，包括晶体振荡器、锁相环频率综合器(PLL)、驱动缓冲器(Buffer)、分离器(splitter)、第一可变增益放大器(VGA，variable gain amplifier)、功率放大器(PA)、发送开关(TX switch)、发送接收开关(TRX switch)、天线、低噪声放大器(LNA)、第二可变增益放大器(VGA，variable gain amplifier)、混频器(mixer)、中频放大器(IFA)、低通滤波器(LPF)、模数转换器(ADC)以及数字信号处理器(DSP)。

上述方案中，所述锁相环频率综合器(PLL)由鉴频鉴相器(PFD)、环路滤波器(LF)、压控振荡器和分频器组成。

上述方案中，所述晶体振荡器输出的10MHz信号经第一分频器1分频后输出到锁相环频率综合器的鉴频鉴相器，鉴频鉴相器比较该信号与压控晶体振荡器输出信号经第二分频器2分频后信号的频率和相位差，输出比较结果经过环路滤波器滤波后输出给压控振荡器以控制压控振荡器输出我们需要的信号；DSP不断向PLL的第二分频器2发送频率控制字，以实现扫频；PLL输出信号经过驱动缓冲器放大后输出给分离器分成两路信号，其中一路输出到混频器的本振端口(LO)，另一路被输出到第一可变增益放大器进行放大，其输出功率由DSP控制；第一可变增益放大器输出的信号经功率放大器放大后被发送到发送开关，该开关由DSP控制实现与PLL扫频的同步；在DSP的控制下，发送接收开关在发送通路上导通，从而将发送开关发送过来的信号送到天线上；天线的电磁信号经声表面波传感器的叉指换能器转换为声表面波信号，该声表面波信号遇到反射栅会被反射回来，反射回来的信号经叉指换能器转换为电磁信号发送出去；该电磁信号被声表面波探测雷达探测到，并经发送接收雷达传送给低噪声放大器进行放大，将经低噪声放大器放大后的信号发送给第二可变增益放大器进一步放大，并将放大结果输出到混频器的RF端口；接收到的信号与本振信号经过混频器混频后输出中频信号，该中频信号经过中频放大器放大被送到低通滤波器进行滤波；将滤波后的信号经过高速14位模数转换器转换为数字信号，该数字信号被输出被DSP进行数字信号处理。