高壓設備無線無源溫度監測系統的建設分析

劉沛++黃延孫

摘要：高壓設備在運行過程中會因為各種原因而導致運行環境溫度過高，從而使得設備運行出現故障，對于這種情況亟需建立一種溫度監測系統來解決，避免更多的損失。本文從高壓設備建立無線無源溫度監測系統的必要性進行分析，然后從無線無源溫度監測系統的各方面進行建設分析，望可以改變我國高壓設備現行的運行困境。

關鍵詞：高壓設備；無線無源；溫度監測系統

中圖分類號： TM855 文獻標志碼 A

第一章 高壓設備建立無線無源溫度監測系統的必要性分析

變電站維持日常運行最為基本的就是高壓設備，而高壓設備在運行過程中會因為環境的不斷惡化、線頭接口處磨損過度或者開關觸點出現松動等情況導致出現故障，從而引發設備發熱，而高壓設備因為是特殊設備，不能夠認為進行監測，所以就必須建立無線無緣溫度監測系統對高壓設備進行實時監測，以便在出現發熱的時候及時發現進行解決，避免因為設備過熱導致運行障礙，甚至火災。

在實際的運行過程中，變電站的高壓設備比較容易發生局部溫度上升而導致設備運行異常故障，這類故障必須及時發現，否則會出現惡化，設備也會因為溫度太高而作廢，那樣就會產生不必要的損失。造成高壓設備出現過熱最為主要有三個方面：第一是高壓設備的部分觸點承受的最大電流過大，有的高達4000A，那么在正常運行的時候會因為時間過長導致溫度過高，最終導致全部設備出現故障。第二是高壓設備在進行長期的運行過程中，設備的開關觸點會因為電阻過大而產生過熱，造成內部熱循環，最終導致內部溫度過高，設備運行發生故障。第三是高壓設備在高壓柜中會存在裸漏高壓，并且高壓設備中內部空間過小，會產生各種故障，這也是導致高壓設備溫度過高最為關鍵的原因之一。

第二章 高壓設備無線無源溫度監測系統的建設分析

2.1系統總體建設分析

基于無線無源的高壓設備溫度監測系統主要是由智能溫度監測系統以及警報系統構成，智能溫度監測系統是通過傳感器進行溫度實時監測，在進行傳感器的安裝前期會對在設置一個標準值，假若內部溫度高于標準值就會觸發警報系統，假若內部溫度沒有高于標準值，那么警報系統還是處于休眠狀態。

鑒于高壓設備是有很多零部件所組成的，所以在進行智能溫度監測系統的建設的時候，就必須對高壓設備中容易產生溫度過高的幾個點進行了解，比如高壓設備的觸點、接口母線或者電路電阻等零部件，在對故障點進行明確之后就可以將設置到標準值的傳感器安裝在各個部分。在傳感器安裝完畢之后，就需要通過對高壓設備無源無線溫度監測系統進行最低值的設置，只要高壓設備內部溫度超過了這個設置的最低值，那么高壓設備無源無線溫度監測系統就會發生警報，在系統中并沒有專門安裝警報系統。

通過對高壓設備進行傳感器監測模塊以及警報系統的建設，可以對高壓設備過熱進行很好的控制，在一定程度上可以節約部分人力資源，對于高壓設備的溫度監測成本也是一種降低。

2.2系統軟硬件建設分析

高壓設備無線無源溫度監測系統在運行的過程中使用的主要硬件是SAW傳感器、無線傳輸（天線）以及溫度采集器。

SAW傳感器是一種溫度傳感器，會因為外界溫度的變化而導致表面固有諧振頻率的變化，從而對溫度實行測量。這種傳感器最為核心的部分就是表面波諧振器，在高壓設備的材料基片中央位置放置一個交叉換能器，在其兩側配置兩組周期性組成的多種條件反射器，這樣的設計會使得交叉換能器既可以作為輸出模塊，還可以在有電磁波進入的時候作為接收模塊。通過合理選擇叉指換能器幾何尺寸、基片晶體材料及切向，可以使溫度系數的高階項近似為零，實現固有諧振頻率與溫度的近似線性關系，只要獲得固有諧振頻率就可確定其溫度。當有入射波進入設備內部的時候，在入射波消失之后就會產生一種逐漸衰減的震蕩信號，從而進行溫度檢測，所以SAW傳感器可以作為高壓設備的無線無源溫度監測系統中的監測器件。

無線傳輸部分是利用天線來進行傳輸的，天線可以看成是一種溫度變換器，將高壓設備內部溫度進行傳輸，將其和前文所述的溫度傳感器進行連接，就可以使高壓設備內部溫度通過天線傳輸到溫度傳感器，一旦溫度過高就會觸發后面的警報結構，使之發出警報聲。但是這種傳輸方式也存在一定的不足，天線自身在進行溫度傳輸的時候會消耗部分熱能，會導致溫度傳感器最終接受的溫度和高壓設備內部溫度存在部分誤差。

溫度采集器在高壓設備無線無緣溫度監測系統中主要是負責接受來自溫度傳感器發出的溫度數據，并且通過對應的科技手段將這些數據傳輸到溫度監測中心，這樣就可以使得工作人員隨時隨地的對高壓設備內部溫度進行精確掌握，對于高壓設備溫度平衡也可以進行很好的調節。

編程開發工具是利用QT平臺來進行程序的編寫的，在進行程序編寫的時候不需要重新編寫源代碼，只需要對應用程序進行一次性開發，就可以實現高壓設備無源無線溫度監測系統實現其功能，QT通過其強大的強大的控制功能，對空間資源進行比較方便的控制。

第三章 系統測試

在高壓設備無線無源溫度監測系統建設完成之后，可以構建出一個模擬的高壓設備運行機構，然后將設計的監測系統進行安裝，認為的將高壓設備中的易出現問題的故障點進行溫度調整，然后通過顯示屏觀察高壓設備內部各種溫度所對應的固有頻率，然后對臨界溫度進行監測，將臨界溫度設置在SAW傳感器中，以便日后進行實地監測。通過系統測試還可以對建立的無線無源溫度監測系統進行檢查，對其中的設計不足之處進行完善。

結論

高壓設備因為其使用環境的特殊性，容易因為運行時間過長，導致內部接點出現各種故障，所以必須針對這種現象進行溫度監測系統的建設，而且因為高壓設備內部電壓較高，所以監測系統必須滿足無線無源，這樣才能保證最終監測結果的精確性。本文所建立的無線無源溫度監測系統由于技術的問題，肯定還是存在不足，所以各種性能還有待進一步完善。鑒于本人學識有限，在本文的撰寫過程中存在一些不足之處，望各位同仁能夠及時指出，以便日后及時做出修正。

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