一种高压开关柜智能温度检测系统的制作方法

本发明属于高压开关柜温度检测
技术领域：
，具体涉及一种基于无源超高频rfid技术的高压开关柜智能温度检测系统。
背景技术：
：开关柜、电缆温度测量是变电运维检修的常规项目，但是由于开关柜的封闭式结构设计，现有测温技术无法完全满足设备内部测温要求。目前，电力设备温度测量主要采用红外测温、光纤测温等主流技术检测设备温升状态。红外测温技术因红外线的穿透能力较弱，而且不同材料、气温等环境因素对辐射率的影响也比较大，对高压电气设备(如10kv中置柜内部结构)的内部等封闭环境温度无法全部以热像的形式准确地显示出来，具有较大的局限性；光纤测温系统结构复杂、技术要求较高、设备连接线路多，在柜内有布线难度较大，成本高。同时光纤易折，易断、不耐高温，积累灰尘后易使绝缘性降低等特性，不易于在110kv及以下电压等级中广泛推广使用。当前，变电所内电力电缆与重负荷开关柜因为气象高温与负荷攀升的影响，长时间工作于高电压、大电流等恶劣环境中,很容易引起热量积累而导致其内部温度升高。由于温度实时监测无法实现，设备经长期“带病”运行，很可能引起设备绝缘破坏，严重时会造成短路跳闸、火灾甚至大面积停电，造成巨大的经济损失和社会影响。据统计，40％的电力电缆与70％的高压开关柜故障是因为设备过温引起。开关柜在各级电网公司的配网中普遍使用，是电网中的重要设备。而手车式开关柜中，动、静触头的接触电阻在长期高电压大电流的环境中工作，因老化等原因会逐步电阻增大，导致触头部位发热。长期以往，发热会进一步加剧动、静触头的老化，进而形成恶性循环，最终导致开关烧损爆炸等电力事故。因此，开关柜温度的监测监控成为电力行业安全运行的课题之一。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种高压开关柜智能温度检测系统，对高压开关柜内母排搭接点，断路器触头、电缆接头等电气连接点的温度进行监测，防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触电阻过大而发热成为隐患。为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：一种高压开关柜智能温度检测系统，包括温度传感器、数据读写器和系统服务器；所述温度传感器用于采集设备温度数据；所述数据读写器用于读取并处理传感器数据；所述系统服务器用于数据的后台分析及监控。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的温度传感器安装于待测电缆上。上述的温度传感器为无源超高频rfid温度传感标签，温度传感器通过rfid技术将采集的数据传输至数据读写器。上述的温度传感器为音叉标签和/或卡扣式标签。上述的数据读写器通过窄带物联网将数据传输至系统服务器。上述的数据读写器与系统服务器通讯的数据接口为rs232或rs485，接口通讯协议是modbusrtu。上述的系统服务器将设备温度实时传输至无线终端设备，供运维检修人员查看；或通过监控中心的专家分析软件，判断设备异常情况并在设备异常时提前预警。一种高压开关柜智能温度检测方法，其特征在于，包括：(1)安装温度传感器；(2)温度传感器采集设备温度并通过rfid技术将数据传输至数据读写器；(3)数据读写器处理传感器数据并通过窄带物联网将数据传输至系统服务器；(4)系统服务器对数据进行后台分析及监控。上述的步骤(1)，所述安装温度传感器的方法为：根据高压开关柜内线缆安装环境，所述温度传感器设计为套圈或贴片形式；将温度传感器接触安装于需要测量金属表面，使用用胶或螺丝固定住；或将温度传感器安装在密闭的塑料空间内。本发明具有以下有益效果：1.本发明系统能够提升设备安全保障，及时、持续、准确反映设备运行状态，避免安全事故的发生，降低设备事故率。2.本发明尤其适用于10kv中置式开关柜、电缆分接箱、小型环网柜等无法进行人工红外测温的封闭式设备。这类设备的接头部位由于运行过程中氧化、安装工艺问题导致发热，在运行过程中易造成设备爆炸。本发明可以实时反映设备的运行温度，通过后台智能数据分析，预警设备热缺陷，预控设备严重后果的发生。终端数据也可以传输到电力物联网，结合配网自动化项目一起实施。附图说明图1是本发明系统的结构示意图；图2是温度传感器的安装示意图；图3是数据传输示意图；图4是监视中心监视概况图。具体实施方式以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。参见图1，一种高压开关柜智能温度检测系统，包括温度传感器、数据读写器和系统服务器；所述温度传感器用于采集设备温度数据；所述数据读写器用于读取并处理传感器数据；所述系统服务器用于数据的后台分析及监控。参见图2，实施例中，所述温度传感器安装于待测电缆上。参见图3，实施例中，所述温度传感器为无源超高频rfid温度传感标签(音叉标签和/或卡扣式标签)，温度传感器通过rfid技术(天线)将采集的数据传输至数据读写器，天线技术参数参见表1，无源超高频rfid温度传感标签技术参数参见表2。表1参数值尺寸127*127*14mm耐温范围-40℃～75℃中心频点915mhz±3mhz驻波比<1.3:1宽带>20mhz接口阻抗50欧姆典型增益5.3dbi极化方向右旋圆极化防护等级ip55固定方式磁吸式表2所述无源超高频rfid温度传感标签是高精度温度传感标签。标签基于无源超高频rfid技术开发，具有不带电池、不需采用高磁通自取电、无线测温的特点。同时基于特殊的天线设计和基材构成，可以在包括金属表面在内的绝大多数应用场景下良好工作，并具有耐受超过250℃环境温度的耐温特性。在完全不影响电力设备绝缘性和安全性的前提下，实现电力设备关键结点实时温度监控的需求,测量精度±1℃。实施例中，所述数据读写器通过窄带物联网将数据传输至系统服务器。所述数据读写器与系统服务器通讯的数据接口为rs232或rs485，接口通讯协议是modbusrtu。所述数据读写器采用高性能、抗干扰整体设计，实现对温度传感器的温度监测、数据采集及转发。数据接口rs232和rs485，接口通讯协议是modbusrtu，支持最大温度传感器数量为96个，数据读写器技术参数参见表3。表3所述系统服务器将设备温度实时传输至无线终端设备(dtu)，供运维检修人员查看；或通过监控中心的专家分析软件，判断设备异常情况并在设备异常时提前预警。监视中心监视内容参见图4。现有几种电力测温方案对比如下：声表面波原理：传感器芯片由天线接收到读取器发来的电磁信号后，经叉指换能器转换成沿基片表面传播的机械波(即声表面波)，再通过换能器重新转换成电信号，返回读取器。返回信号的时延或者谐振频率会受到温度等物理量的影响，从而实现传感。ct式取电无线测温原理：通过电场耦合将输电线路的电磁能转化电能为传感器及低功耗无线通讯芯片提供工作能量。本发明的基于无源超高频rfid技术的高压开关柜智能温度检测系统：1)利用超高频无线电波能量收集(energyharvesting)技术，收集840mhz-960mhz的rf电磁波能量作为芯片电源；2)芯片内置512比特可擦写非易失性数据储存单元供存储用户信息等数据；3)射频芯片通讯接口支持epcglobalc1g2v1.2通信接口，通讯方式全数字模式，命令交互带id和crc校验；4)内置12位数模转换电路，数字温度，免受干扰；5)核心优势：■声表测温是模拟量，数值易受环境干扰，比如电磁波，机械振动，以及一定时间现场严酷环境运行后晶体自身物理参数发生偏移等。rfid测温传感器温度量是数字量且本身自带校验flag；■声表测温传感器与阅读器之间是简单的模拟通讯，抗干扰性差，同频信号源，机械振动等均可能产生干扰，收到错误信号无法区分；rfid测温传感器可以跳频工作，避免同频持续干扰，即使确实收到干扰，通过校验位判定数值无效予以丢弃；■以上导致声表有缺少数字id,定期维护，抗干扰性差，安装调试困难等等问题；■ct式取电测温产品需由多颗芯片和器件集成，且有取电环，体积笨拙，可靠性也较差。rfid测温传感器产品全部电路在一颗芯片，小巧灵活，可靠性高；■ct式取电测温受限于一次线路电流大小，过小无法启动，过大会过载损坏。rfid测温传感器由电磁波供电，稳定可靠；■ct式取电测温安装调试存在矛盾点：停电不工作，难以调试，上电后如有问题，一般已经不允许调试。rfid测温传感器与安装部位是等电位体，停电状态安装调试ok,上电状态不会有变化。上述三种测温方案性能指标对比参见表4。表4一种高压开关柜智能温度检测方法，包括：(1)安装温度传感器；所述安装温度传感器的方法为：根据高压开关柜内线缆安装环境，定制的温度传感器，可设计为套圈、贴片等形式。将温度传感器接触安装于需要测量金属表面，可用胶、螺丝等固定住，温度传感器也可安装在密闭的塑料空间内。(2)温度传感器采集设备温度并通过rfid技术将数据传输至数据读写器；(3)数据读写器处理传感器数据并通过窄带物联网将数据传输至系统服务器；(4)系统服务器对数据进行后台分析及监控。以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。当前第1页12