劉沛++黃延孫

摘要：高壓設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)因?yàn)楦鞣N原因而導(dǎo)致運(yùn)行環(huán)境溫度過高，從而使得設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障，對(duì)于這種情況亟需建立一種溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來解決，避免更多的損失。本文從高壓設(shè)備建立無線無源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的必要性進(jìn)行分析，然后從無線無源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各方面進(jìn)行建設(shè)分析，望可以改變我國(guó)高壓設(shè)備現(xiàn)行的運(yùn)行困境。

關(guān)鍵詞：高壓設(shè)備；無線無源；溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)： TM855 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

第一章 高壓設(shè)備建立無線無源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的必要性分析

變電站維持日常運(yùn)行最為基本的就是高壓設(shè)備，而高壓設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)因?yàn)榄h(huán)境的不斷惡化、線頭接口處磨損過度或者開關(guān)觸點(diǎn)出現(xiàn)松動(dòng)等情況導(dǎo)致出現(xiàn)故障，從而引發(fā)設(shè)備發(fā)熱，而高壓設(shè)備因?yàn)槭翘厥庠O(shè)備，不能夠認(rèn)為進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所以就必須建立無線無緣溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便在出現(xiàn)發(fā)熱的時(shí)候及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行解決，避免因?yàn)樵O(shè)備過熱導(dǎo)致運(yùn)行障礙，甚至火災(zāi)。

在實(shí)際的運(yùn)行過程中，變電站的高壓設(shè)備比較容易發(fā)生局部溫度上升而導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行異常故障，這類故障必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)，否則會(huì)出現(xiàn)惡化，設(shè)備也會(huì)因?yàn)闇囟忍叨鲝U，那樣就會(huì)產(chǎn)生不必要的損失。造成高壓設(shè)備出現(xiàn)過熱最為主要有三個(gè)方面：第一是高壓設(shè)備的部分觸點(diǎn)承受的最大電流過大，有的高達(dá)4000A，那么在正常運(yùn)行的時(shí)候會(huì)因?yàn)闀r(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致溫度過高，最終導(dǎo)致全部設(shè)備出現(xiàn)故障。第二是高壓設(shè)備在進(jìn)行長(zhǎng)期的運(yùn)行過程中，設(shè)備的開關(guān)觸點(diǎn)會(huì)因?yàn)殡娮柽^大而產(chǎn)生過熱，造成內(nèi)部熱循環(huán)，最終導(dǎo)致內(nèi)部溫度過高，設(shè)備運(yùn)行發(fā)生故障。第三是高壓設(shè)備在高壓柜中會(huì)存在裸漏高壓，并且高壓設(shè)備中內(nèi)部空間過小，會(huì)產(chǎn)生各種故障，這也是導(dǎo)致高壓設(shè)備溫度過高最為關(guān)鍵的原因之一。

第二章 高壓設(shè)備無線無源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)分析

2.1系統(tǒng)總體建設(shè)分析

基于無線無源的高壓設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是由智能溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及警報(bào)系統(tǒng)構(gòu)成，智能溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是通過傳感器進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在進(jìn)行傳感器的安裝前期會(huì)對(duì)在設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，假若內(nèi)部溫度高于標(biāo)準(zhǔn)值就會(huì)觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)，假若內(nèi)部溫度沒有高于標(biāo)準(zhǔn)值，那么警報(bào)系統(tǒng)還是處于休眠狀態(tài)。

鑒于高壓設(shè)備是有很多零部件所組成的，所以在進(jìn)行智能溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)的時(shí)候，就必須對(duì)高壓設(shè)備中容易產(chǎn)生溫度過高的幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了解，比如高壓設(shè)備的觸點(diǎn)、接口母線或者電路電阻等零部件，在對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行明確之后就可以將設(shè)置到標(biāo)準(zhǔn)值的傳感器安裝在各個(gè)部分。在傳感器安裝完畢之后，就需要通過對(duì)高壓設(shè)備無源無線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行最低值的設(shè)置，只要高壓設(shè)備內(nèi)部溫度超過了這個(gè)設(shè)置的最低值，那么高壓設(shè)備無源無線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生警報(bào)，在系統(tǒng)中并沒有專門安裝警報(bào)系統(tǒng)。

通過對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行傳感器監(jiān)測(cè)模塊以及警報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)，可以對(duì)高壓設(shè)備過熱進(jìn)行很好的控制，在一定程度上可以節(jié)約部分人力資源，對(duì)于高壓設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)成本也是一種降低。

2.2系統(tǒng)軟硬件建設(shè)分析

高壓設(shè)備無線無源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)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(huì)因?yàn)橥饨鐪囟鹊淖兓鴮?dǎo)致表面固有諧振頻率的變化，從而對(duì)溫度實(shí)行測(cè)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(shè)備的材料基片中央位置放置一個(gè)交叉換能器，在其兩側(cè)配置兩組周期性組成的多種條件反射器，這樣的設(shè)計(jì)會(huì)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(jìn)入的時(shí)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(shù)的高階項(xiàng)近似為零，實(shí)現(xiàn)固有諧振頻率與溫度的近似線性關(guān)系，只要獲得固有諧振頻率就可確定其溫度。當(dāng)有入射波進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部的時(shí)候，在入射波消失之后就會(huì)產(chǎn)生一種逐漸衰減的震蕩信號(hào)，從而進(jìn)行溫度檢測(cè)，所以SAW傳感器可以作為高壓設(shè)備的無線無源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)器件。

無線傳輸部分是利用天線來進(jìn)行傳輸?shù)模炀€可以看成是一種溫度變換器，將高壓設(shè)備內(nèi)部溫度進(jìn)行傳輸，將其和前文所述的溫度傳感器進(jìn)行連接，就可以使高壓設(shè)備內(nèi)部溫度通過天線傳輸?shù)綔囟葌鞲衅鳎坏囟冗^高就會(huì)觸發(fā)后面的警報(bào)結(jié)構(gòu)，使之發(fā)出警報(bào)聲。但是這種傳輸方式也存在一定的不足，天線自身在進(jìn)行溫度傳輸?shù)臅r(shí)候會(huì)消耗部分熱能，會(huì)導(dǎo)致溫度傳感器最終接受的溫度和高壓設(shè)備內(nèi)部溫度存在部分誤差。

溫度采集器在高壓設(shè)備無線無緣溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中主要是負(fù)責(zé)接受來自溫度傳感器發(fā)出的溫度數(shù)據(jù)，并且通過對(duì)應(yīng)的科技手段將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)綔囟缺O(jiān)測(cè)中心，這樣就可以使得工作人員隨時(shí)隨地的對(duì)高壓設(shè)備內(nèi)部溫度進(jìn)行精確掌握，對(duì)于高壓設(shè)備溫度平衡也可以進(jìn)行很好的調(diào)節(jié)。

編程開發(fā)工具是利用QT平臺(tái)來進(jìn)行程序的編寫的，在進(jìn)行程序編寫的時(shí)候不需要重新編寫源代碼，只需要對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行一次性開發(fā)，就可以實(shí)現(xiàn)高壓設(shè)備無源無線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其功能，QT通過其強(qiáng)大的強(qiáng)大的控制功能，對(duì)空間資源進(jìn)行比較方便的控制。

第三章 系統(tǒng)測(cè)試

在高壓設(shè)備無線無源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)完成之后，可以構(gòu)建出一個(gè)模擬的高壓設(shè)備運(yùn)行機(jī)構(gòu)，然后將設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行安裝，認(rèn)為的將高壓設(shè)備中的易出現(xiàn)問題的故障點(diǎn)進(jìn)行溫度調(diào)整，然后通過顯示屏觀察高壓設(shè)備內(nèi)部各種溫度所對(duì)應(yīng)的固有頻率，然后對(duì)臨界溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將臨界溫度設(shè)置在SAW傳感器中，以便日后進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè)。通過系統(tǒng)測(cè)試還可以對(duì)建立的無線無源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，對(duì)其中的設(shè)計(jì)不足之處進(jìn)行完善。

結(jié)論

高壓設(shè)備因?yàn)槠涫褂铆h(huán)境的特殊性，容易因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致內(nèi)部接點(diǎn)出現(xiàn)各種故障，所以必須針對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，而且因?yàn)楦邏涸O(shè)備內(nèi)部電壓較高，所以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須滿足無線無源，這樣才能保證最終監(jiān)測(cè)結(jié)果的精確性。本文所建立的無線無源溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于技術(shù)的問題，肯定還是存在不足，所以各種性能還有待進(jìn)一步完善。鑒于本人學(xué)識(shí)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(shí)指出，以便日后及時(shí)做出修正。

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