[发明专利]一种表带式无源无线在线测温装置及其监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于输配电系统的无线测温装置，尤其是一种表带式无源无线在线测温装置及其监测系统。

背景技术

在电厂，输变电站和线路，大型电力用户端等场所，温度已成为高压开关柜、变压器、母线接头、电缆接头、刀闸开关等重要设备正常运行的重要指标。当电力设备中有接点发生短路或者绝缘老化时，表现出来的就是该处局部发热，温度异常升高，继而使触点膨胀氧化使接点电阻增大，发热量进一步上升，温度继续升高，形成一个恶性循环。

多年的火灾调查研究发现，大多数火灾事故都是由于电力设备在长期的高压工作条件下发热老化而引起的。

对于电网的安全运营，及电力系统资源的最优化用方案实施，最有效的方法是对电力设备进行在线监测，温度则是在线监测的最重要数据之一。

目前，测温方式主要有三类：光纤、红外和无线测温。无线测温按照传感器电源获取方式分为有源无线传感器（采用锂电池供电）和无源无线传感器（不依赖电池等外接电源工作），以及混合型传感器（电池与取电相结合），常见的有：电池供电、CT 取电、非闭合环路感应取电、电池与非闭合环路感应取电混合供电等。

其优缺点分别如下：

(1) 光纤测温采用光纤传输温度信号，具有优异的绝缘性能，精度较高的优点，其缺点是易折、易断，用于隔离高压的光纤表面容易受到污染，可能会导致光纤沿着表面放电，同时在设备上的布线安装对高压设备的维护产生不便，价格昂贵。

(2) 红外测温为非接触式测温，易受环境及周围的电磁场干扰，精度较低，另外对于开关柜来说由于空间狭小封闭，无法有效安装红外测温探头，因为探头必须与被测物体保持一定的距离，且需要直接正对被测物体的表面。因此，红外测温在开关柜中应用有明显的缺陷。

 (3) 在高压环境下使用的在线测温装置，目前市场上常用的供电方式有电池供电、CT 取电、非闭合环路感应取电、电池与非闭合环路感应取电混合供电等，这些供电方式中都有各自的缺点。采用电池供电时，由于电力设备的高压环境危险而封闭隔绝，不能随便停电，电池电量耗尽时不便及时更换新的电池；又因电池电量耗尽后其内部的化学物质容易产生液体渗出，腐蚀装置内部的线路板导致装置损坏，同时对原有电气设备安全埋下隐患。采用CT 取电时，由于CT 的结构特点，其外形尺寸比较大，在高压环境下影响设备的安全距离，而且磁芯部分必须环绕于母线之上，运行起来非常不方便，并且要根据母线的大小制定出不同尺寸规格的磁芯，从而造成生产周期长、成本高，另外CT 取电还有一个不足之处是它的起始工作电流比较高，一般为50A 以上。非闭合环路感应取电方式，相对于CT取电方式，其具有体积小、安装方便、成本低廉等优点，但也存在不足，这种感应取电装置的起始工作电流也较大，一般也要在30A 以上。电池与非闭合环路感应取电混合供电，这种组合方式虽然综合了两者的优点，但也同时具有两者的缺点。

现有大部分在线监测产品所采用的测温模块技术水平低，无法满足电力行业的长期稳定安全的需求，而对于“无人值守”的目标来说，现有测温技术更不能达到远程、实时、在线监测的要求，其安全运行令人担忧。

因此，发明一种体积小巧、安装方便、低能耗、高效能的自供电测温装置是十分必要的。

本发明提出的一种表带式无源无线在线测温装置及其监测系统可为用户积累了大量的设备运行数据，及时、准确评估设备寿命，降低设备事故率，减少停电检修的盲目性及检修停电成本，为设备维护建立维修依据，真正实现“状态检修”目标。并且节省了人力成本，实现“无人值守”目标。运行状态下,传统巡检通常采用每小时巡检,人力成本大,而且人为误差问题,自动化程度低；我们提供运行设备的在线监测，有效降低人力成本, 杜绝人为疏忽，提高设备安全保障，及时、持续、准确反映设备运行状态下的健康程度，符合“无人值守”目标，可有效节省大量人力成本。能够实时监控和数据记录，实现无监测盲点。中高压开关柜目前都为密封状态，运行状态下进行人工巡检几乎不可能，因此，柜内设备的运行状态的信息就成为监测盲区。不能及时发现故障并预警，造成损失。本发明可以监测难以到达的位置。