[实用新型]开关柜声表面波SAW测温系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种用于开关柜测温的声表面波SAW测温系统，属于声表面波监测技术领域。

背景技术

电力系统的开关柜在长期运行过程中，断路器手车的梅花触头常出现表面氧化、触电点老化等问题，造成设备过热甚至严重事故。而开关柜为密闭设备，空间狭小，一般的人工巡查较为麻烦，也做不到实时测温。触头测温的解决尤其重要。现有的解决方案主要有以下两种：

1、无线测温解决方案

a)感应取电方式  感应取电方式因为其结构的原因，其体积都比较大，无法安装在触头上，甚至在一些类型的开关柜中无法安装，安装方式比较繁琐，开关柜后期的升级改造基本上不太可能实现。感应取电测温受感应线上电流影响很大，感应取电测温受其内部电容或者电池使用寿命的影响，在开关柜中的运行也只能有５年左右。

b)电池供电方式  电池一直无法解决体积与容量的关系。由于电池体积偏大的原因，无法安装在触头上。电池在高温环境下寿命大大缩短，１－２年后必须更换电池才可继续使用。电力维护规程中２年检修时间不可能仅仅因为电池耗尽而将电力开关柜停用来更换电池。电池取电方式，后期维护成本很高。

2、光纤测温解决方案

光纤“本质安全”解决了光纤在开关柜测温中的无源难题。但是光纤必须在开关柜中布放大量的光纤，并引出开关柜外部进行测量。开关柜中的粉尘在长期工作中将会吸附在光纤表面，容易产生光纤表面污染，并导致光纤沿表面放电。安全系数大大降低。

声表面波SAW测温技术是温度、压力和位移等有效的探测手段。应用了晶体材料的物理特性。晶体的物理特性的改变通过压电感应原理被自动转化成了电信号。其探测原理工作原理是将射频信号发射到压电材料的表面，然后将受到温度影响了的反射波再转回电信号而获取温度数据。表面波技术的最大好处是利用了传感器的被动工作原理在非常规的运行环境下（高电压，高电流）实现无线温度数据采集。目前市场有无线温度监测和红外线温度监测，它们的缺点是易受电磁干扰，需要供电。如热电偶带电和红外线直接照射等，在开关柜上不能采用。

业内有用声表面波技术实现的开关柜测温的方案，但都是实现开关柜中母排、连接头的测温，均没有实现断路器手车上梅花触头的直接测量，主要原因是温度传感器均采用杆状、弹簧类天线，体积大，无法安装在梅花触头上，则无法实现开关柜中梅花触头温度的直接测量。国内外均没有专门用于开关柜梅花触头测温的声表面波温度传感器的先例。

发明内容

本实用新型提出的是一种开关柜声表面波SAW测温系统，其目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷。解决了测温系统的无源无线、断路器手车上梅花触头发热点直接测量和开关柜后期升级改造难度大灯问题，将大大提高本系统在高压大电流环境中运行的安全性，采用声表面波和数据传输技术，可在高压、高电流、高磁场、易燃易爆的环境下进行温度测量，能被应用于电力、化工和隧道等领域。

本实用新型的技术解决方案：开关柜声表面波SAW测温系统，其特征是包括声表面波温度传感器、声表面波收发天线、馈线、控制器；其中声表面波温度传感器、与声表面波收发天线对应设置，控制器中的SAW采集器通过射频天线连接器、馈线连接声表面波收发天线，声表面波温度传感器安装在开关柜中的触指上，所述触指与断路器手车上的动触头接触。

本实用新型的优点：

1）解决高压隔离、传感器供电和布线隔离等问题，声表面波本身就是采用无线技术，设计独有的小型声表面波温度传感器，直接置于发热点，在控制器上直接显示各触头的实时温度，并可以进行多种参数设置及查询，安全性极高，性能稳定可靠。

2）声表面波温度传感器体积小，直接安装在开关柜中的梅花触头上，实现发热点温度的实时监测，且与控制器之间数据无线传输，安装方便灵活不受开关柜结构和空间影响。夹具采用直接紧贴梅花触头的触指，同时不影响梅花片的正常使用，效果几乎到达与触点同温度。

3）声表面波温度传感器实现无源方式工作，体积小、安装方便、抗干扰能力强、不使用电池，安全可靠，符合电力系统的绝缘要求；安装成功后基本无需维护，实现较高的频率进行温度信息的采集，数据实时性高。

4）利用声表面波的原理进行监测电力开关柜触点的温度，它采用了声表面波技术、和数据传输技术，声表面波温度传感器可以工作在高压、高电流、高磁场、易燃易爆、有腐蚀、粉尘等各种恶劣的运用场合进行温度测量。

5）具有监测点温度异常自动报警功能，并实现声光报警。

6）支持开放的通讯接口，易于实现的系统集成。

附图说明