[實用新型]基于聲表面波和ZigBee技術(shù)的電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320732265.1
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN203688099U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉哲;王煒
• 申請（專利權(quán)）人: 河北省電力勘測設(shè)計研究院
• 主分類號: G01K11/22
• 分類號: G01K11/22;G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種電纜溫度的監(jiān)測系統(tǒng)，具體的說是一種基于聲表面波技術(shù)和ZigBee技術(shù)的用于監(jiān)測地下鋪設(shè)的輸電導(dǎo)線溫度的監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力電纜中間接頭溫度在線監(jiān)測，是通過監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測電力電纜接頭處的實時溫度，然后將所得到的實時監(jiān)測值與歷史溫度值比較，從而判斷導(dǎo)線接頭絕緣老化狀況、局部過熱點等問題，以便及時發(fā)現(xiàn)安全隱患。還可以通過實時監(jiān)測計算得出導(dǎo)體線芯的溫度，在允許范圍內(nèi)合理利用電力電纜容量調(diào)控負(fù)荷，進行動態(tài)增容，對于保障電力系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性等均具有重要意義。

現(xiàn)有的電力電纜溫度的測量方法，按測溫方式及測溫原理可以分為接觸式和非接觸式，其中接觸式又可以分為點式和線式。

點式測溫一般采用熱電偶、熱電阻、熱敏電阻、數(shù)字溫度傳感器等點式溫度傳感器，測量中間接頭保護殼外表面或者電纜本體外護套表面局部點溫度。點式測溫針對重點區(qū)域監(jiān)測，成本低、安裝簡單、技術(shù)成熟，但測溫受環(huán)境影響大，在電纜溝中使用時，若傳感器長期浸泡在水中會影響其性能及測溫精度，模擬量信號的傳感器需標(biāo)定校準(zhǔn)，信號采集、傳輸易受電磁干擾影響大。

線式測溫一般采用感溫電纜、分布式光纖溫度傳感器、光纖光柵溫度傳感器，將傳感器沿著電纜線路綁扎在電纜外護套表面，也可在電纜生產(chǎn)過程中將光纖溫度傳感器預(yù)埋在電纜內(nèi)部。線式測溫可以測量電纜全線溫度，適用于測量電纜全線的溫度趨勢和熱瓶頸區(qū)域，但長距離敷設(shè)成本高、安裝工程巨大。

非接觸式測溫采用紅外熱成像儀，國內(nèi)電力部門通常采用Fluke公司的熱成像儀，這種方式溫度響應(yīng)快、不破壞原溫度場，但紅外熱像儀測溫只能測表面溫度，并且測溫時受物體表面發(fā)射率和測試環(huán)境影響較大，且不易實時監(jiān)測。

實用新型內(nèi)容

本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種基于聲表面波技術(shù)和ZigBee技術(shù)的電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)，它具有運行成本低、易安裝、壽命長、可實現(xiàn)實時在線監(jiān)測等優(yōu)點。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

基于聲表面波和ZigBee技術(shù)的電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括取能模塊、能夠發(fā)送接收并處理電磁波信號的終端節(jié)點、聲表面波溫度芯片、與終端節(jié)點通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接的中心節(jié)點，所述終端節(jié)點包括電磁波收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、ZigBee通信模塊，各終端節(jié)點的ZigBee通信模塊通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)互相通信，中心節(jié)點包括與終端節(jié)點的ZigBee通信模塊通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接的ZigBee中心節(jié)點模塊和GPRS發(fā)射模塊；聲表面波溫度芯片分布固定在電纜外殼上，電磁波收發(fā)模塊與聲表面波溫度芯片對應(yīng)并互相收發(fā)電磁波信號，數(shù)據(jù)處理模塊將電磁波收發(fā)模塊收到的來自聲表面波溫度芯片的電磁波頻率偏移的信號轉(zhuǎn)換成溫度信號，然后經(jīng)ZigBee通信模塊發(fā)送到中心節(jié)點的ZigBee中心節(jié)點模塊，在由中心節(jié)點的GPRS發(fā)射模塊經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)管理平臺。

本實用新型的進一步改進在于：所述終端節(jié)點的數(shù)據(jù)處理模塊分別和ZigBee通信模塊、電磁波收發(fā)模塊連接，終端節(jié)點分布在電纜溝內(nèi)；中心節(jié)點安裝在電纜井內(nèi)或者電纜出口處；數(shù)據(jù)處理模塊、ZigBee通信模塊、電磁波收發(fā)模塊、ZigBee中心節(jié)點模塊、GPRS發(fā)射模塊由取能模塊供電。

本實用新型的取能模塊的具體結(jié)構(gòu)在于：所述取能模塊為包括套裝在電纜上的取能線圈、前端沖擊保護模塊、整流濾波模塊、電壓監(jiān)控模塊、充電回路、鋰離子電池、DC-DC變換模塊；取能線圈的輸出端與前端沖擊保護模塊、整流濾波模塊、DC-DC變換模塊依次連接，在整流濾波模塊、DC-DC變換模塊之間還連接有充電回路及與充電回路、DC-DC變換模塊連接的鋰離子電池；電壓監(jiān)控模塊與前端沖擊保護模塊、整流濾波模塊并聯(lián)；在每個中心節(jié)點和每個終端節(jié)點內(nèi)分別安裝有取能模塊。

????本實用新型的進一步改進在于：所述聲表面波芯片為能夠接收并反射電磁波的無源模塊。

本實用新型的進一步改進在于：所述電磁波收發(fā)模塊發(fā)射的電磁波信號的中心頻率在400～500MHz之間。

由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型取得的技術(shù)進步是：

本實用新型基于聲表面波技術(shù)和ZigBee技術(shù)提出一種電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有成本低，易安裝，壽命長，可在線監(jiān)測等優(yōu)點。

本實用新型的聲表面波芯片為無源設(shè)備，可以接收并反射電磁波，具有體積小重量輕的優(yōu)點，將其固定在電纜上，不受潮濕水汽的影響，即使浸在水中也能正常工作。