[发明专利]非闭合磁路电流感应取电无线测温系统及微功耗通讯方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测温系统及通讯方法，尤其涉及一种应用于电力设备测温的非闭合磁路电流感应取电无线测温系统及微功耗通讯方法。

背景技术

据统计分析，中国每年发生的电力事故，有40%是由高压电气设备过热所致；开关、刀闸、电缆连接部位接触电阻变大、过负荷等容易引起接头温度过高，导致设备运行故障。因此，对电力设备，特别是对电力设备电气连接点的温度变化进行实时监测及预警是非常必要的。热工测温装置因绝缘强度的级别无法在高压电力设备上使用，所以目前普遍采用的是红外测温、有源无线测温、光纤测温、SAW声表面波传感器测温和电流互感器取电无线测温五种方式。下面对这五种传统测温方式的概况和缺点进行具体介绍：

红外测温：即用手持或固定安装的红外点温仪、红外成像仪接收被测物体表面辐射来测温。红外测温存在以下缺点：（1）准确性难保证，红外测温属辐射间接测温，准确度还依赖于操作人员所给的发热物体表面的辐射率的正确性，而现场各设备各部分辐射率是不同的，只能大致取某个值；（2）红外辐射绕射和投射能力极有限，甚至连普通玻璃都无法穿透，易形成监视死角，对于密封或有遮挡或无法安装探头的地方无法检测；（3）手持测温仪测温数据因人而异，也不能实现在线自动化；（4）红外多点在线检测成本高，因探头属精密光学设备，规模使用不经济。

有源无线测温：采用微功耗设计的无线射频模式，装置采用锂铁电池供电，目前普遍采用此模式进行测温。有源无线测温存在以下缺点：（1）电池存在泄漏、高温下爆裂等事故隐患，因电池是属于含电解液的密封器件，高温下电解液气化膨胀，难免发生泄漏甚至爆裂，而这些液状、雾状电解质在运行的高压设备里极易造成短路事故；（2）电池存在耗尽更换维护要求，通常3-5年后需要更换电池；（3）电池更换一般选择电力设备停电时进行，但重要电力设备停电的机会很小，所以可能发生电池不能及时更换而失去监控的问题。

光纤测温：该系统采用光栅测温，探头安装在测温点，用光缆传输光信号。光纤测温存在以下缺点：（1）测温光纤表面积尘后沿面放电问题突出，因高压设备内相间距不大，而光纤不能像绝缘子那样靠裙褶来增加爬距；（2）光纤测温系统造价高，该系统属精密光学设备，加之光缆的布置困难，费用高昂使一般用户很难大范围使用；（3）维护成本高，因光栅测温传感器存在温漂现象，使用2-3年后需要取下重新校核温度刻度的状况，麻烦又不经济。

SAW声表面波测温：引自国外技术，利用射频感应检测和传送数据。SAW声表面波测温存在以下缺点：（1）感应天线安装存在较多限制，因它需要在被测点附近的柜体内安装感应天线，若设备空间狭窄，则会减小安全距离降而降低了高压防护等级；（2）信号不强，通讯距离短，因感应功率有限，通讯距离仅限于柜内，且目前声表面波传感器信息接收合格率不高于70%。

电流互感器取电无线测温：需要在母排等部位安装电流互感器，取代有源无线测温系统的电池供电部分。电流互感器取电无线测温存在以下缺点：（1）最突出问题是存在闭合磁路容易造成涡流发热，本来用来温度监测的设备，在大电流情况下变成发热元器件；（2）感应取电部分为闭合磁路，需要套装于电力传输介质如母线的外面，安装不便；（3）套在母线上的磁路可能会减小母线安全距离，影响母线正常运行。

所以，对于高压电力设备测温系统来说，如何取电成为一个重要问题。

传统高压电场取电的技术及缺点如下：

1、采用内置分压电容的支柱绝缘子方式取电，目前高压柜带电显示大都采用该方式；其缺点在于：获取的低压电源无法送至处于高电位的测量装置用。

2、在低电位端安置大面积感应极板，获取感应电流驱动低压设备；其缺点在于：在露天大空间设置大极板，获取的低压电源无法送至处于高点位的测量装置，另一方面，它采用的是变压器降压取电，无法用于高电位的小极板微电流取电。

3、采用同高压设备相连的感应电极，获得感应电流，处理后供LED闪光的带电显示装置使用；其缺点在于：电场感应的LED闪光带电显示装置多采用电容串并联充放电工作原理，它只适合脉冲放电，不适合稳定电压工作的设备。发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种便于安装、使用的非闭合磁路电流感应取电无线测温系统及微功耗通讯方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：