高壓柜測溫產(chǎn)品介紹

GEL-SAW無源無線測溫系統(tǒng)南京科睿博電氣科技有限公司一、背景二、無源無線測溫介紹三、GEL-SAW系統(tǒng)構成四、GEL-SAW性能測試報告五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝六、公司簡介需求背景

宏觀：電網(wǎng)的安全及智能化

現(xiàn)實：溫升導致起火甚至爆炸

標準：GB/T11022-2011<高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求>第4.5.2節(jié)對溫升有具體要求。一、背景-需求南方電網(wǎng)2011年底出臺指導文件“公司決定加大開關柜無線測溫裝置試用力度，在重要變電站開關柜上逐步加裝無線測溫裝置。”行業(yè)標準（制定中）NB/Txxxx-20xx《高壓開關設備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)技術要求》一、背景-傳統(tǒng)方法A示溫記錄標簽原理：標簽溫度特性缺點：1、一次性2、人工檢查3、不實時4、不定量B遠紅外測溫方式原理：測量紅外輻射波目前主流方法缺點：1、需要人工巡檢；2、紅外輻射光路遮擋的影響；3、不實時在線一、背景-傳統(tǒng)方法C光纖測溫法原理：光纖溫度傳感器缺點：1、光纖易斷易折，安裝復雜；2、光纖耐溫差；3、積累灰塵后有爬電現(xiàn)象，產(chǎn)生安全隱患。一、背景-傳統(tǒng)方法D有源無線測溫方式原理：1、使用弱電電源，2、通過弱電電路驅動溫度探頭工作，3、無線數(shù)據(jù)傳輸目前市場主流缺點：1、使用電池，電池壽命短，更換困難；2、感應取電，對電流有要求；3、強弱電不分離；4、電池和互感器都有安全隱患。一、背景-傳統(tǒng)方法電池有源無線案例使用電池的有源無線存在的問題未實現(xiàn)高低壓分離。存在使用風險。60秒測量一次溫度，每年大于50萬次，考驗電池電量。頻繁停電更換電池不可能，為了延長電池使用時間，實際測溫周期更長。60秒一次數(shù)據(jù)刷新在電氣使用中有風險電池電量低，數(shù)據(jù)可能誤報；電池更換需要斷電。一、背景-案例分析CT取電有源無線案例CT取電有源無線存在的問題未實現(xiàn)絕對高低壓分離CT取電對電流大小有要求。電流不能太小，也不能太大。電流的劇烈波動影響測量結果，測量精度低于電池有源無線。CT取電安裝麻煩。一、背景-案例分析傳統(tǒng)測溫方式的分析常規(guī)測溫方式，均存在供能問題！+絕緣問題！這兩個弊端，嚴重制約測溫技術在電力系統(tǒng)中的推廣使用！有效地解決方案就是基于對上述問題的解決！即采用無源數(shù)據(jù)采集+無線數(shù)據(jù)傳輸一、背景-總結基于背景分析，我們在尋找無源無線測溫方案最終選擇一種具有溫度特性的聲表面波晶體材料作為無源無線溫度傳感器。無源無線溫度傳感器概述

SAW（SurfaceAcousticWave）:聲表面波技術

原理：將射頻信號發(fā)射到溫度傳感器，溫度傳感器將帶有溫度信息的信號反饋回來。

特點：傳感器被動工作，無源無線。二、無源無線測溫介紹-方案提出無線無源測溫工作流程1、無線讀入器通過它的天線發(fā)射射頻脈沖。脈沖信號被傳感器上的天線收到后,通過叉指換能器(IDT：InterdigitalTransducer)在壓電感應器的表面激活一個表面波。2、傳感器表面波的頻率由于受到傳感器本身溫度的影響發(fā)生了變化。正是由于頻率受溫度變化的機制,使得溫度數(shù)據(jù)測量得以實現(xiàn)。3、叉指換能器IDT再將表面波的頻率振蕩轉化成射頻信號。此射頻信號由讀入器上的天線收到后進行處理。二、無源無線測溫介紹-原理反射回來的射頻頻率變化與溫度變化成比例關系二、無源無線測溫介紹-原理二、無源無線測溫介紹-系統(tǒng)基于SAW技術的無源無線測溫系統(tǒng)的特點應用晶體材料物理特性。無常規(guī)電路，因此沒有運行風險，可以適應各種特殊工作環(huán)境。測溫傳感器接收射頻信號，然后反射射頻信號，沒有工作電路，因此無需電源。測溫傳感器通訊采用433MHz射頻信號，可以繞過障礙物，與閱讀器連接的天線實現(xiàn)無線通訊。測溫傳感器體積小，而且采用無源無線方案、無弱電工作電路，可以方便直接的安裝在高電壓、高電流接觸點。測溫傳感器響應速度快，采用最新頻譜分析技術，秒量級實現(xiàn)溫度解析。二、無源無線測溫介紹-特點無線測溫技術共同點：接觸式測溫

無源無線的優(yōu)勢絕對高低壓分離測溫探頭免維護測溫點數(shù)據(jù)刷新時間小于2秒安裝方便二、無源無線測溫介紹-對比目前全球范圍技術掌握情況美國S.G最早涉及SAW傳感器測溫技術領域，目前僅生產(chǎn)SAW傳感器及讀寫器產(chǎn)品。法國SenseOR，該公司傳感器技術領先，產(chǎn)品穩(wěn)定，但僅以傳感器及閱讀器OEM方式提供給系統(tǒng)集成商，2012年被德國Wika集團收購。二、無源無線測溫介紹-競爭美國IntelliSaw，母公司為英國的Transense，該公司從SenGenuity挖走一批核心人員，2011年在美國成立了IntelliSAW，專門針對開關柜的測溫進行開發(fā)，其產(chǎn)品形態(tài)與性能與SenGenuity的相似。GELPAG&中國CETC聯(lián)合體，自2012年開始進行針對電力系統(tǒng)測溫技術基于SAW技術的應用研究，掌握全部SAW傳感器，閱讀器核心技術及制造能力，并有效解決兼容性干擾課題，形成可實用的測溫系統(tǒng)產(chǎn)品。二、無源無線測溫介紹-競爭目前全球范圍技術掌握情況現(xiàn)實應用中N臺開關柜公用一套母線，而每個開關柜需安裝一套獨立的SAW無源無線測溫系統(tǒng)。開關柜表面上金屬密閉，可以隔絕多套系統(tǒng)同時運行之間的干擾，但實際上，主母排貫穿整個安裝現(xiàn)場。

實驗發(fā)現(xiàn)，主母排可把干擾傳輸?shù)酵概诺乃虚_關柜。這種干擾包括發(fā)射信號的干擾和返回信號的干擾。如何有效解決并柜運行時的各柜間信號干擾問題是測溫系統(tǒng)的關鍵。基于SAW無源無線測溫信號干擾的提出二、無源無線測溫介紹-創(chuàng)新科睿博的創(chuàng)新解決方案

兩套測溫系統(tǒng)之間的導體上包裹一層高密度吸波材料，吸收通過的電磁波，從而截斷干擾傳播途徑。

目前使用的吸波材料能夠實現(xiàn)高壓開關設備測溫系統(tǒng)干擾信號的抑制能力大于10dB。二、無源無線測溫介紹-創(chuàng)新GEL-SAW無源無線測溫系統(tǒng)構成三、GEL-SAW系統(tǒng)構成設備名稱Name功能及適用范圍說明新型無源無線溫度傳感器NewSAWSensor接觸式傳感器，基于SAW無源無線方式測溫必選智能分析器天線IntelligentAntenna發(fā)送和接收射頻信號必選智能分析器IntelligentAnalyzer控制信號發(fā)送和接收，分析射頻信號必選智能管理器MaterialForAbsorbingWave管理控制多路智能分析器必選高性能吸波材料IntelligentController有效解決基于SAW無源無線測溫系統(tǒng)應用于相鄰開關柜間的干擾問題必選多功能表Monitor顯示測溫系統(tǒng)數(shù)據(jù)配件通信柜CommunicationCabinet實現(xiàn)測溫系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯集實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程通信配件測溫系統(tǒng)管理平臺TemperatureManagementSystem實現(xiàn)分散測溫系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理配件新型無源無線溫度傳感器1、直接安裝在被測物體表面的測溫元件；2、負責接收詢問射頻信號；3、并返回帶溫度信息的射頻信號到智能分析器。三、GEL-SAW系統(tǒng)構成智能分析器天線負責向新型無源無線溫度傳感器發(fā)送射頻信號，并接收返回的射頻信號。1、智能分析器天線由天線體、磁力吸附固定座和射頻電纜組成。2、可以直接吸附在開關柜鐵板上。3、用于開關柜測溫時，智能分析器天線應吸附在開關柜內。4、智能分析器天線通過射頻電纜與智能分析器相連。三、GEL-SAW系統(tǒng)構成智能分析器1、控制天線發(fā)送射頻信號；2、控制天線接收射頻信號；3、分析天線接收的射頻信號，得到溫度信息；4、將溫度信息上傳到后臺。三、GEL-SAW系統(tǒng)構成智能分析器的持續(xù)研發(fā)

第一代分析器（或稱為“閱讀器”），受限于SAW傳感器的總帶寬和器件的性能，接收機采用寬帶接收結構，抗干擾能力差。

第二代智能分析器，采用窄帶接收技術，選用砷化鎵工藝低噪聲放大器，保證了窄帶接收機的靈敏度，抗干擾能力大大提高。三、GEL-SAW系統(tǒng)構成采用該智能管理器的高壓連接點無源無線溫度測量系統(tǒng)可以實現(xiàn)多個工作點的同時管理。智能管理器三、GEL-SAW系統(tǒng)構成第一代吸波材料高性能吸波材料三、GEL-SAW系統(tǒng)構成第二代吸波材料第二代無金屬陶瓷吸波套管實裝圖，耐高壓，耐高溫，高效吸收電磁波。根據(jù)目前電氣開關柜行業(yè)標準，形成統(tǒng)一的卡槽規(guī)格并規(guī)?；a(chǎn)配套。第三代材料研發(fā)中多功能表三、GEL-SAW系統(tǒng)構成1、多功能表從智能分析器獲得溫度測量數(shù)據(jù)并顯示；2、帶有溫度顯示和預警報警功能，可以設置預警閾值和報警閾值。3、該儀表留有數(shù)據(jù)輸出功能，可以與系統(tǒng)工作平臺按照電力系統(tǒng)常用規(guī)約進行數(shù)據(jù)通訊。通信柜三、GEL-SAW系統(tǒng)構成通信柜將安裝在同一地點的多套測溫系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯集到一臺設備中。該通信柜保存本地所有溫度測量歷史數(shù)據(jù)，快速查詢歷史預警報警信息。本地通信柜帶有數(shù)據(jù)通信可能，可以通過485/CAN總線或網(wǎng)絡方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳。測溫系統(tǒng)管理平臺三、GEL-SAW系統(tǒng)構成測溫系統(tǒng)管理平臺實現(xiàn)大型電力網(wǎng)絡多個測溫點群溫度監(jiān)測。所有監(jiān)測數(shù)據(jù)在同一平臺上運行，能快速實時完成大量數(shù)據(jù)收存、優(yōu)化處理、合理調度、智慧決策、全面監(jiān)視等綜合工作，將預警或報警信息第一時間推送到授權客戶端，指導相關工作人員及時對報警信息進行處理。管理軟件三、GEL-SAW系統(tǒng)構成主界面歷史數(shù)據(jù)查詢與導出日報表和月報表報警記錄與查詢GEL-SAW無源無線測溫注冊備案證書四、GEL-SAW性能測試報告GEL-SAW無源無線測溫檢驗報告四、GEL-SAW性能測試報告GEL-SAW無源無線測溫產(chǎn)品電磁兼容性序號項目試驗標準試驗等級試驗結果1靜電放電抗擾度GB/T17626.2-20063符合試驗依據(jù)要求2射頻電磁場輻射抗擾度GB/T17626.3-20063符合試驗依據(jù)要求3電快速瞬變脈沖群抗擾度GB/T17626.4-20083符合試驗依據(jù)要求4浪涌（沖擊）抗擾度GB/T17626.5-20083符合試驗依據(jù)要求5工頻磁場抗擾度GB/T17626.8-20065符合試驗依據(jù)要求6脈沖磁場抗擾度GB/T17626.9-20115符合試驗依據(jù)要求7阻尼振蕩磁場抗擾度GB/T17626.10-19985符合試驗依據(jù)要求8電壓突降和短時中斷抗擾度GB/T17626.11-2008X符合試驗依據(jù)要求9阻尼振蕩波抗擾度GB/T17626.12-19983符合試驗依據(jù)要求四、GEL-SAW性能測試報告GEL-SAW無源無線測溫產(chǎn)品性能檢測四、GEL-SAW性能測試報告GEL-SAW無源無線測溫產(chǎn)品基本功能和功耗四、GEL-SAW性能測試報告GEL-SAW無源無線測溫產(chǎn)品性能檢測四、GEL-SAW性能測試報告兩個測溫點的無源無線測溫數(shù)據(jù)與校準溫度的關系GEL-SAW無源無線測溫產(chǎn)品性能檢測四、GEL-SAW性能測試報告GEL-SAW測溫系統(tǒng)典型安裝圖五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝新型無源無線溫度傳感器安裝于母線與分支母線接頭處智能分析器天線安裝于母線室和電纜室智能分析器安裝于儀表室智能分析器與智能分析器天線通過屏蔽電纜連接電纜室安裝

新型無源無線溫度傳感器安裝五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝母排室安裝斷路器動觸頭安裝天線可以采取吸附式或掛鉤式安裝根據(jù)需要在電纜室和母線室安裝智能分析器天線安裝實例五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝目前，科睿博已將軟陶瓷與吸波涂層材料進行融合，實現(xiàn)可簡單方便安裝的搭扣吸波安裝件吸波材料安裝簡圖五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝第二代無金屬陶瓷吸波套管實裝圖，耐高壓，耐高溫，高效吸收電磁波根據(jù)目前電氣開關柜行業(yè)標準，形成統(tǒng)一的卡槽規(guī)格并規(guī)模化生產(chǎn)配套吸波材料實際安裝圖五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝測溫系統(tǒng)安裝方案案例五、GEL-SAW系統(tǒng)安裝安裝點401402403404405406407408409主母排√

√斷路器√√√√

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110KV主網(wǎng)變電站選擇9臺開關柜安裝測溫系統(tǒng)GEL-SAW無