论文部分内容阅读
温度是电力设备状态的重要标识之一,以温度作为设备状态评估及操作应对的依据,可及时发现电力设备的异常、故障,所以对电力设备的温度进行监控至关重要。针对电力系统采用的现有测温技术存在的限制与不足,一种新型的测温方案—基于声表面波(SAW, surface acoustic wave)的无线测温系统因其无线无源的显著优势,可实现对电力设备的实时在线测温。由于该系统的研究与应用处于初期阶段,理论与运行经验尚不成熟,基于此,作者展开了基于声表面波的无线测温系统的理论分析与应用研究。本文详细介绍了该系统的技术特点、工作原理及系统组成。该系统将SAW技术与射频识别技术结合,主要由SAW传感器、温度采集器、温度监测系统应用软件组成。SAW传感器与采集器天线之间采用433MHz的高频电磁波进行无线通信,天线性能、电磁波的传播特性以及电磁环境会影响系统的性能。论文以金属柜模拟开关柜环境,对空间形式对SAW无线测温系统的影响进行了实验研究。分别测试了在开放环境和金属柜内两种不同环境中,天线极化方向和金属物体对SAW无线测温系统读取距离的影响。实验证实,在金属柜内环境中,天线极化方向以及金属物体对系统测温性能的影响较小,基于声表面波的无线测温系统更适合于类似开关柜的金属柜体内的温度测量。论文重点研究了高压电气设备中恶劣的电磁环境对测温系统的电磁干扰。电气设备中的电晕放电、电弧放电、局部放电、电快速瞬变脉冲群等发生时,经常会产生电脉冲或者脉冲群,辐射出高频电磁波,干扰无线通信。论文分析了电晕放电的频谱特性,对电晕放电进行建模,以短偶极子天线为辐射模型,通过matlab进行仿真,研究了电晕放电的辐射特性。在实验室分别搭建了导线电晕放电和短间隙电弧放电实验平台,通过实验证实了电晕放电及电弧放电对系统存在电磁干扰,电磁干扰程度随着传感器与放电源距离的增大而减弱,传感器需与放电源保持一定的距离。最后对局部放电辐射电磁波的特性和电快速瞬变脉冲群的电磁辐射特性进行了仿真分析,指出了其产生的高频电磁波会影响系统的测温性能。论文充实了对SAW测温技术的研究,证实了其实际应用中可能遇到的问题及受到的影响,为解决该系统应用于电力设备测温中的问题,以使其更加稳定的工作提供了思路与依据。