1概述
1.1背景概述
配網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的電纜或電纜與母排的連接處如果接觸不好或設(shè)備老化，存在觸點(diǎn)高溫的安全隱患，嚴(yán)重情況下會(huì)造成運(yùn)行設(shè)備不能正常在網(wǎng)運(yùn)行，導(dǎo)致重大事故。
傳統(tǒng)測(cè)溫技術(shù)，離線巡檢用紅外設(shè)備價(jià)格昂貴，需要用戶定時(shí)巡檢，人工成本高昂，且不能保障設(shè)備在線運(yùn)行實(shí)時(shí)的安全性：有源在線溫度監(jiān)測(cè)設(shè)備，采樣有源傳感器存在電池供電的安全隱患，安裝有源傳感器，在為用戶解決問題的同時(shí)，也帶來了安全隱患。
相比有源溫度傳感器，基于聲表面波的溫度傳感器后續(xù)維護(hù)成本低廉，能夠長期工作在高溫環(huán)境，對(duì)測(cè)溫場(chǎng)景要求低，能夠適應(yīng)各種測(cè)試場(chǎng)景。
1.2技術(shù)優(yōu)勢(shì)
基于聲表面波（SAw）器件的電纜溫度傳感器，結(jié)合無線智能讀寫裝置，實(shí)現(xiàn)溫度信息的采集與傳輸，電纜溫度傳感器安裝在被測(cè)點(diǎn)上，無需連線即可將被測(cè)點(diǎn)的溫度信息傳送出去。而傳感器本身無需電源供電，亦無需從電力裝備上取電，因而具有優(yōu)越的安全性、可靠性和可維護(hù)性。作為高電壓設(shè)備安全在線監(jiān)測(cè)方面一項(xiàng)顛覆性的技術(shù)，該技術(shù)是智能電網(wǎng)高壓設(shè)備實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)上的重大突破。
產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)如下：
（1）無線傳送溫度信息：
?。?）無需電池及取電裝置：
?。?）無IC電路：
（4）體積小、重量輕、安裝簡(jiǎn)易：
（5）不受高溫、高電壓、強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境影響，可靠性高：
?。?）實(shí)時(shí)在線，測(cè)溫精度高：
?。?）工作溫度范圍寬：
（8）工作壽命長達(dá)20年以上：
?。?）安裝后幾乎終生免維護(hù)。
拆裝式溫度傳感器提供了一種無需供電、無需鋪設(shè)線纜、抗干擾能力強(qiáng)和絕緣等級(jí)高的用于電纜或母排安裝的溫度傳感器，在結(jié)構(gòu)和絕緣工藝上實(shí)現(xiàn)了在交流200V至交流110kV電纜或母排安裝上的結(jié)構(gòu)適配和絕緣等級(jí)的適配，極大地簡(jiǎn)化了溫度傳感器的安裝，提高了溫度傳感器在一次設(shè)備上運(yùn)行的可靠性。
2拆裝式溫度傳感器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)說明
2.1設(shè)計(jì)概述
拆裝式溫度傳感器提供了一種無需供電、無需鋪設(shè)線纜、抗干擾能力強(qiáng)和絕緣等級(jí)高的用于母排或電纜溫度測(cè)量的傳感器。
拆裝式溫度傳感器包括基座、聲表面波傳感器芯片、天線、保護(hù)殼體，聲表面波傳感器芯片和天線連接，基座設(shè)有用于安裝在平面上的螺紋孔和可拆卸安裝的電纜安裝環(huán)。傳感器設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過螺紋孔和可拆卸安裝的電纜安裝環(huán)可安裝于平面或電纜上，適配多種情況，能有效對(duì)配網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
傳感器采用以上所述基于聲表面波技術(shù)的溫度傳感器芯片，傳感器芯片焊接在PCB板卡上。傳感器采用螺旋天線，提供高增益射頻性能。傳感器外殼具有阻燃和高絕緣適配性，選用環(huán)氧樹脂材料實(shí)現(xiàn)。
拆裝式溫度傳感器組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1拆裝式溫度傳感器結(jié)構(gòu)圖
1—基座2—保護(hù)外殼11—傳輸天線12一聲表面波芯片
2.2部件設(shè)計(jì)說明
傳感器選用高0值的聲表面波芯片，具有高增益性能，其設(shè)計(jì)說明在此不做重點(diǎn)描述。
2.2.1保護(hù)外殼部分實(shí)現(xiàn)說明
外殼采用環(huán)氧樹脂材料實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)110kV的絕緣隔離，本材料具有高抗沖擊性、高耐熱性及高絕緣性的特點(diǎn)。高抗沖擊性能夠有效保護(hù)殼體內(nèi)芯片和PCB板卡：高耐熱性耐熱溫度高達(dá)280C,能夠適用于溫度測(cè)量應(yīng)用環(huán)境：高絕緣性能達(dá)到110kV,使電纜溫度傳感器可以安裝到不同安全等級(jí)的高壓部件上。
2.2.2電纜安裝環(huán)實(shí)現(xiàn)說明
電纜安裝環(huán)設(shè)計(jì)為兩段式結(jié)構(gòu)，分為第一安裝環(huán)和第二安裝環(huán)，第一安裝環(huán)的一端與第二安裝環(huán)的一端通過基座緊固件固定連接，第一安裝環(huán)的自由端與第二安裝環(huán)的自由端通過環(huán)長調(diào)節(jié)裝置拆卸安裝。通過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以改變電纜安裝環(huán)的直徑尺寸，電纜安裝環(huán)通過環(huán)長調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)，連接狀態(tài)下的環(huán)直徑范圍為20.80mm。
電纜安裝環(huán)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2電纜安裝環(huán)結(jié)構(gòu)圖
3一電纜安裝環(huán)31一基座緊固件32一環(huán)長調(diào)節(jié)裝置
3拆裝式溫度傳感器測(cè)試報(bào)告
3.1溫度線性度對(duì)比
選取25℃、50℃、75℃這3個(gè)溫度點(diǎn)，驗(yàn)證電纜溫度傳感器的線性度及穩(wěn)定性。
在溫循箱內(nèi)進(jìn)行恒溫對(duì)比測(cè)試。
在每個(gè)溫度點(diǎn)用溫循箱烘1h,待溫度恒定，和溫循箱內(nèi)置的測(cè)溫傳感器進(jìn)行對(duì)比。
?。?）選取25℃溫度，在溫循箱內(nèi)運(yùn)行1h,記錄溫度。
?。?）將溫度升溫至50℃，在溫循箱內(nèi)運(yùn)行1h,記錄溫度。
（3）將溫度升溫至75℃，在溫循箱內(nèi)運(yùn)行1h,記錄溫度。
結(jié)論：通過溫循箱對(duì)比，可以看出，電纜溫度傳感器的一致性較好，信號(hào)高于40dB的電纜溫度傳感器的溫度與溫循箱的溫度對(duì)比一致。在50℃時(shí)電纜溫度傳感器溫度為49.5℃，相差0.5℃。在75℃時(shí)，探頭穩(wěn)定溫度為74℃，相差1℃。考慮到測(cè)試系統(tǒng)本身的測(cè)溫精度，認(rèn)為電纜溫度傳感器可以滿足用戶精度要求。
3.2系統(tǒng)長期運(yùn)行穩(wěn)定性測(cè)試
將系統(tǒng)在同一環(huán)境下定標(biāo)后，掛網(wǎng)運(yùn)行約36h。分析數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性及其隨晝夜溫差的變化的特性。圖3~5所示為長期運(yùn)行趨勢(shì)圖。
圖31#長期運(yùn)行趨勢(shì)圖
圖42#長期運(yùn)行趨勢(shì)圖
圖53#長期運(yùn)行趨勢(shì)圖
結(jié)論：在長期穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)中，電纜溫度傳感器溫度數(shù)據(jù)一直保持一致，溫度穩(wěn)定性和長期運(yùn)行可靠性得到驗(yàn)證。
4結(jié)語
綜上所述，拆裝式溫度傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的溫度測(cè)量，能夠快速部署到不同安裝部件上，可以具有高達(dá)110kV的絕緣隔離特性。拆裝式溫度傳感器助力了智能配電網(wǎng)的快速部署和實(shí)施。
拆裝式溫度傳感器能夠長時(shí)間可靠運(yùn)行并保持高精度的測(cè)量精度，其應(yīng)用提高了配網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的可靠性，能夠?yàn)榕渚W(wǎng)設(shè)備可靠運(yùn)行保駕護(hù)航。
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