无线无源温度检测原理

无线测温技术方案

(基于EH技术)

１、EＨ技术说明

1、１、 EＨ技术简介

环境能量采集（EnergyHaｒｖｅｓtinｇ)技术具有可循环、无污染、低能耗等优点，它建立在微电子技术与微功耗技术得基础上,就是近几年发展起来得一门新兴学科,它涵盖了太阳能、风能、热能、机械能、电磁能采集等诸多方面。能量收集技术应用范围极其广泛:交通、能源、物联网、航空航天、生物等等。把能量采集技术应用到电力设备得在线监测就是一个前所未有得创新,必将为解决电网智能化运行提供一个全新得平台。

能量收集（EＨ)也称为能量积聚，使用环境能量为小型电子与电气器件提供电能。

能量收集系统包含能量收集模块与处理器/发送器模块。能量收集模块从光、振动、热或生物来源中捕获毫瓦级能量。可能得能源还来自手机天线塔等发出得射频。然后,电源经过调节并存储起来。系统随后按照所需得间隔触发,将能量释放给后续负载使用。

1、２、EH技术应用

在变电所、站得运行现场具有丰富得电磁能,对于电压高电流小得场源（如发射天线、馈线等）,电场要比磁场强得多,对于电压低电流大得场源(如某些感应加热设备与模具),磁场要比电场大得多。因此我们认为高压设备内就是一个工频电场与磁场能量非常密集得区域。我们正就是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集高压设备中得电磁能,并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。

将EH技术应用于高压设备一次回路得无线测温，解决了传感器得能量需求问题，使得传感器摆脱了对传统电池得束缚,体积更小,可靠性更高,安装更方便，维护更简单，产品更环保,技术更先进。

２、基于EH技术得富邦电控FＴＺ600无线测温系统

2、1、无线测温系统简介

我公司得无源无线测温系统主要有三部分构成:无线测温传感器、无线温度接收终端、数据服务器及后台;

效果结构图如下所示:

接收终端在系统中承担着数据中继功能，它接收到传感器得数据之后再通过光纤、485或者无线等方式传输给数据后台,她们形成了系统得网络层。

数据到达后台后，用户可以通过浏览器方式监测现场每个传感器得实时温度、历史曲线,如果出现超温情况,可以快速定位并及时通知相关人员。这就就是系统得应用层。

3、无线测温系统单元介绍

3、1、无源无线温度传感器

目前我公司研发多种无线温度传感器既能满足室内开关柜无线测温，也可以满足户外变压器、轴承、隔离刀闸等设备无线测温要求。

我公司得无源无线温度传感器就是基于美国TI公司得无线数字通信技术及低功耗技术、ＥH技术而研制得高性能产品,新一代无线温度传感器采用了多重抗干扰措施以及特有得软件算法，其最大得优势在于不再需要电池供电，彻底解决电池后期维护频繁、寿命有限得问题;而且体积小巧,安装方式灵活多样，将开关柜温升监测提升到一个新得高度。

考虑不同环境得适用性,目前该温度传感器系列应用较广泛得有两款(ＦB-SW-02、FB-ＳＷ－01)FB-SW-02型无源无线温度传感器体积小,可适合于国内外高压设备室内及户外动静触头、隔离刀闸、断路器、母排、电缆连接处得温度得测量;适合于低压抽屉柜输入输出回路连接处或各接头处温度得测量;安装方便、安全、灵活。

FＢ-ＳW-01型无源无线温度传感器发射距离大,在空旷距离条件下,传输距离可达2０00m；可适用于户外架空电缆,高压变电站户外场地间隔内设备各结构得温度监测;包括户外电流互感器、户外隔离开关、户外断路器以及变压器等;

3、2、无线接收终端

FＢ-ANT无线温度接收终端就是在上一代产品基础上研制得新产品，与上一代及其她公司得类似产品比较,我们得产品具备更强大得功能与可靠得性能,双光口、双无线、双485、单网口,光纤可以直接接入我们产品，亦可采用多通讯口实现数据中继功能。

3、3、无线监控后台

我们得无线测温后台采用国内品牌工控机或者由客户指定型号得计算机,后台软件采用B/S结构,具有独立得软件著作权。具有人机界面友好、操作方便、数据全面、功能完善得特点,同时还可实现短信报警与Web访问功能。

全局图可以一目了然分辨出传感器温度正常、超温、故障;

历史曲线图可以记录各个电气节点得温升曲线变化,辅助电网分析柜体得运行状态以及潜在隐患；

４、产品优越性

４、1、无源无线测温系统得特点

4、1、１、技术要点

器件选用:无线温度传感器关键器件采用国际进口器件；

独特技术：全向性天线、多层屏蔽、多层PCB、低功耗;

权威检测:国家继电保护中心

通讯标准：我公司得系统支持Ｍｏdbus、IEC61８50通讯协议。

电磁兼容性(EＭC):ＧB／T1762６标准,静电、群脉冲、浪涌IV级规范

环境试验规程：GB２423标准,高低温交变湿热环境试验

工频高压试验:１0０kV/15mｉｎ

工频磁场试验:5000Ａ/m

４、1、2、与其它产品类比特点

备注:相比无源无线测温方式，其它得测温方式均有一些不足或者隐患。

4、1、1、1、红外测温弊端：

4、１、1、1、1、红外测温探头安装固定条件要求苛刻,体积较大,许多柜内发热点温升状

态不能有效监测。

４、1、1、1、2、测温精度容易受到柜内障碍物、灰尘、距离等影响,且需要定期维护清洁测温探头。

4、1、1、１、3、测温主机一般使用有线式供电,给一次系统安全间距带来隐患。

4、1、1、２、使用电池供电得弊端:

４、1、1、2、1、高温下电池寿命大大降低，实际寿命很难计算;如大量使用，则需要频繁停电更换电池。

4、１、1、2、2、电池长期处于高温状态下会存在使用寿命减退甚至失效得隐患,给一次

系统运行安全带来隐患。

4、1、1、２、3、为了防止电磁场干扰设备与影响电池,一般必须使用屏蔽盒,这样增加了

传感器尺寸给安装带来一定得困难。

4、1、１、３、使用CT取电测温得弊端:

4、1、1、3、1、需要提前确定线圈尺寸大小,且体积较大。

4、1、1、3、２、线圈安装麻烦,需要停电较长时间。

4、１、1、３、3、 CＴ线圈会引入一些干扰与电压波动(有时甚至高至数百伏电压）,造成

传感器工作不稳定,且故障率高,给后期维护带来一定工作量。

４、１、1、３、４、运行条件较为严格,最低取电工作电流通常需要50安培以上,盲区大。４、1、1、4、无源无线测温优点:

４、1、1、4、１、 EH技术取电,能源清洁、绿色无污染,运行条件广泛(负荷５A以上即可稳定运行),盲区小,不会带来干扰。

4、1、１、4、2、体积小巧，可灵活安装在动触头、静触头、母排、电缆进出线及其它潜在发热点。

４、1、1、4、3、安装紧固材料为合金带,相比于硅胶带、尼龙扎带、CT环,它具有耐高温、防老化、导磁、耐候等特性能够使用于各种气候环境

4、2、无线温度传感器安装方案

4、2、1、通过对工程实际情况得了解,确定传感器安装位置信息如下:

4、2、1、１、动触头位置安装示例

由于某些开关柜断路器型号繁杂，规格尺寸不统一造成部分断路器动触头无法直接安装,鉴于此类因素,我公司无源无线温度传感器可直接安装在开关柜得动触头。

４、2、1、2、母排及电缆进出线安装示例

4、2、2、传感器安装采用捆绑式,通过合金带将传感器固定于需测温节点得就近位置,并保证传感器感温部位与被检测部位表面充分接触以保证测温效果。

４、２、3、严格保证传感器安装后得电气间隙不低于对应电压等级得最低安全间隙。

4、2、４、其她项目工程传感器安装位置

4、2、4、1、断路器静触头