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摘要：在电力系统中，高电压、大电流供电设备随处可见，这些设备在母线承载电流过大或开关接触电阻过大时，极易引起温升过高，如不得到及时解决将使绝缘部件性能降低，甚至导致击穿，造成恶性事故。及时测量高压母线接头和高压开关触点温度，为采取有效措施提供信息，将是电力系统安全运行的重要保障。
关键词：无源无线、监测、温度
【分类号】：TM76
前言
变电站的高压开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要的设备，在长期运行过程中，开关的触点和母线连接等部位因老化或接触电阻过大而发热，这些发热部位的温度如果无法实时监测，将可能最终导致火灾和大面积的停电事故的发生。
目前变电站内高压开关柜内的触点状态监测主要采用的监测方式有光纤、红外和有源无线方式，但是红外测温方式易受环境及周围的电磁场干扰，另外开关柜内的空间非常狭小，无法安装红外测温探头（因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面），要求被测量点能够在视野内并无遮掩，并且表面干净以确保准确性。而光纤具有易折，易断、不耐高温等特性。积累灰尘后易导致光纤沿面放电从而使绝缘性降低，且受开关柜结构影响，在柜内布线难度较大。有源的无线温度传感器尺寸通常相对较大并且需经常更换电池，一旦进行电池更换则需要停电作业，导致系统维护成本较高，另外电池不适于在高温状态下工作，在高温状态下容易发生误报警，严重影响监测精度。
无源无线传感器测温的必要性
采用无源无线传感技术测量温度是国际上最近几年才兴起的一项新的应用。采用无线射频模块和数字温度传感相结合的方法在国内率先研制成功配变电设备实时温度无线监测系统，实现了对电力系统的高压和超高压母线、高压开关接点（以及人员无法接近的其它危险、恶劣环境）的温度进行实时在线检测，经过与电力自动化系统连接，在中心监控室内就可以实时监视运行设备的温度状况，真正做到了远距离遥测，当被测点温度超过预先设定的阈值时，就发出报警信号及时提醒有关人员采取措施。
高压开关柜作为电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。开关柜的温升超标，直接影响设备的安全稳定运行，而且，过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。
随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展，使得对开关柜温度状态进行在线监测，及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。它对于保证开关柜的正常运行，减少维修次数，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。由于高压开关触头处于高电压、高温度、强磁场以及极强的电磁干扰环境中，要實现对触头的测温，必须解决电子测量装置在上述恶劣环境条件下的适应性。而开关柜内有裸露高压，空间封闭狭小，无法进行人工巡查测温。
无源无线测温的优势
无源无线测温与光纤测温：光纤温度传感器采用光导纤维传输温度信号，光导纤维具有优异的绝缘性能，能够隔离开关柜内的高压，因此光纤温度传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上，准确测量高压触点的运行温度，实现开关柜触点运行温度的在线监测。然而，用于隔离高压的光纤表面可能受到污染，将导致光纤沿面放电。这使得光纤测温系统用于室外开关设备的测温应用受到限制。无线测温系统采用电磁波传输信号，传感器直接安装在高压设备上，温度测量准确，可以解决电气绝缘问题，无线测温系统的特点是不受气候环境的影响，可以测量室外开关和母线接点的温度。
无源无线测温与红外测温：红外测温为非接触式测温，易受环境及周围的电磁场干扰，另外开关柜内的空间非常狭小，无法安装红外测温探头（因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面），而无线测温系统却不受开关柜体结构的限制。
推广应用前景分析
变电站设备监测包括很多部分。绝大多数重要设备的状态监测都已经有相应的监测设备及系统，但随着变电站设备监测的发展，已不能仅仅停留在原有设备监测系统的升级改造上了。对于之前变电站设备监测忽略的一些问题点的状态监测已逐步进入变电站设备监测的范畴之中。比如高压开关柜内开关触点的状态。高压开关柜是高压输电线路控制设备。但因高压开关柜内部空间狭窄等设备环境因素，以往的状态监测设备都无法使用。对于高压开关柜内设备触点，随着使用时间的增加，触点金属会有老化、氧化等不良状况，这些状况在很大程度上会导致设备触点温度升高，影响设备寿命，若不进行监测管理，很有可能导致设备损坏甚至引发火灾。因此对变压器设备触点温度控制变得非常重要。
无源无线传感器采用射频技术、表面波技术及压电感应技术实现传感器的被动测温。由于采用被动测温技术，因此本测温传感器不需要采用电源供电即可使用，因此该设备体积小巧，可以使用在狭小空间内的使用。本传感器可适应高温、高压、强磁及强电磁干扰环境下的使用，除了高压开关柜内部以外，也可以实现对刀闸等设备及其触点温度的测量。无源无线传感器设备因其特性，填补了国内多项测温空白，因此具有非常好的市场前景。
参考文献
[1] 刘亚. 延迟线型SAW传感器的解调算法研究[D]. 重庆大学 2012
[2] 汪可薇琪. 声表面波温度传感器及其应用研究与开发[D]. 华中科技大学 2012 [3] 王秀坤. 声表面波（SAW）传感器电路的集成设计[D]. 黑龙江大学 2011
[4] 王琼. 无源无线声表面波温度传感器的设计[D]. 浙江大学 2011 [5] 林卓彬. 声表面波温度传感器特性研究[D]. 吉林大学 2010
[6] 左大伟. 声表面波气体传感器信号检测电路的设计与优化[D]. 电子科技大学 2010 [7] 吴桂林. 氧化锌避雷器在线监测技术的研究与系统设计[D]. 武汉理工大学 2008
[8] 张奕. 声表面波传感器变送电路的设计[D]. 电子科技大学 2007
关键词：无源无线、监测、温度
【分类号】：TM76
前言
变电站的高压开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要的设备，在长期运行过程中，开关的触点和母线连接等部位因老化或接触电阻过大而发热，这些发热部位的温度如果无法实时监测，将可能最终导致火灾和大面积的停电事故的发生。
目前变电站内高压开关柜内的触点状态监测主要采用的监测方式有光纤、红外和有源无线方式，但是红外测温方式易受环境及周围的电磁场干扰，另外开关柜内的空间非常狭小，无法安装红外测温探头（因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面），要求被测量点能够在视野内并无遮掩，并且表面干净以确保准确性。而光纤具有易折，易断、不耐高温等特性。积累灰尘后易导致光纤沿面放电从而使绝缘性降低，且受开关柜结构影响，在柜内布线难度较大。有源的无线温度传感器尺寸通常相对较大并且需经常更换电池，一旦进行电池更换则需要停电作业，导致系统维护成本较高，另外电池不适于在高温状态下工作，在高温状态下容易发生误报警，严重影响监测精度。
无源无线传感器测温的必要性
采用无源无线传感技术测量温度是国际上最近几年才兴起的一项新的应用。采用无线射频模块和数字温度传感相结合的方法在国内率先研制成功配变电设备实时温度无线监测系统，实现了对电力系统的高压和超高压母线、高压开关接点（以及人员无法接近的其它危险、恶劣环境）的温度进行实时在线检测，经过与电力自动化系统连接，在中心监控室内就可以实时监视运行设备的温度状况，真正做到了远距离遥测，当被测点温度超过预先设定的阈值时，就发出报警信号及时提醒有关人员采取措施。
高压开关柜作为电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。开关柜的温升超标，直接影响设备的安全稳定运行，而且，过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。
随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展，使得对开关柜温度状态进行在线监测，及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。它对于保证开关柜的正常运行，减少维修次数，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。由于高压开关触头处于高电压、高温度、强磁场以及极强的电磁干扰环境中，要實现对触头的测温，必须解决电子测量装置在上述恶劣环境条件下的适应性。而开关柜内有裸露高压，空间封闭狭小，无法进行人工巡查测温。
无源无线测温的优势
无源无线测温与光纤测温：光纤温度传感器采用光导纤维传输温度信号，光导纤维具有优异的绝缘性能，能够隔离开关柜内的高压，因此光纤温度传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上，准确测量高压触点的运行温度，实现开关柜触点运行温度的在线监测。然而，用于隔离高压的光纤表面可能受到污染，将导致光纤沿面放电。这使得光纤测温系统用于室外开关设备的测温应用受到限制。无线测温系统采用电磁波传输信号，传感器直接安装在高压设备上，温度测量准确，可以解决电气绝缘问题，无线测温系统的特点是不受气候环境的影响，可以测量室外开关和母线接点的温度。
无源无线测温与红外测温：红外测温为非接触式测温，易受环境及周围的电磁场干扰，另外开关柜内的空间非常狭小，无法安装红外测温探头（因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面），而无线测温系统却不受开关柜体结构的限制。
推广应用前景分析
变电站设备监测包括很多部分。绝大多数重要设备的状态监测都已经有相应的监测设备及系统，但随着变电站设备监测的发展，已不能仅仅停留在原有设备监测系统的升级改造上了。对于之前变电站设备监测忽略的一些问题点的状态监测已逐步进入变电站设备监测的范畴之中。比如高压开关柜内开关触点的状态。高压开关柜是高压输电线路控制设备。但因高压开关柜内部空间狭窄等设备环境因素，以往的状态监测设备都无法使用。对于高压开关柜内设备触点，随着使用时间的增加，触点金属会有老化、氧化等不良状况，这些状况在很大程度上会导致设备触点温度升高，影响设备寿命，若不进行监测管理，很有可能导致设备损坏甚至引发火灾。因此对变压器设备触点温度控制变得非常重要。
无源无线传感器采用射频技术、表面波技术及压电感应技术实现传感器的被动测温。由于采用被动测温技术，因此本测温传感器不需要采用电源供电即可使用，因此该设备体积小巧，可以使用在狭小空间内的使用。本传感器可适应高温、高压、强磁及强电磁干扰环境下的使用，除了高压开关柜内部以外，也可以实现对刀闸等设备及其触点温度的测量。无源无线传感器设备因其特性，填补了国内多项测温空白，因此具有非常好的市场前景。
参考文献
[1] 刘亚. 延迟线型SAW传感器的解调算法研究[D]. 重庆大学 2012
[2] 汪可薇琪. 声表面波温度传感器及其应用研究与开发[D]. 华中科技大学 2012 [3] 王秀坤. 声表面波（SAW）传感器电路的集成设计[D]. 黑龙江大学 2011
[4] 王琼. 无源无线声表面波温度传感器的设计[D]. 浙江大学 2011 [5] 林卓彬. 声表面波温度传感器特性研究[D]. 吉林大学 2010
[6] 左大伟. 声表面波气体传感器信号检测电路的设计与优化[D]. 电子科技大学 2010 [7] 吴桂林. 氧化锌避雷器在线监测技术的研究与系统设计[D]. 武汉理工大学 2008
[8] 张奕. 声表面波传感器变送电路的设计[D]. 电子科技大学 2007