一种基于声表面波温度传感器的智能测温复合绝缘子系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于声表面波温度传感器的智能测温复合绝缘子系统，包括声表面波温度传感器、天线、温度采集模块，信号放大电路、A/D转换电路，信号处理模块。温度传感器安装在复合绝缘子钢帽金属部件内表面、玻璃纤维环氧树脂引拔棒表面及复合绝缘子伞裙下表面，天线与声表面波温度传感器无线通信连接；温度采集器通过电缆与天线连接，对复合绝缘子温度进行有针对性的检测。将温度信号首先经过信号放大电路使信号放大，再经模数转换装置将温度信号传递给控制中心的信号处理模块。本实用新型专利技术通过声表面传感器实现对复合绝缘子温度的在线监测，进而实现对复合绝缘子进行状态检修的目的，对提高绝缘子不停电检修，避免过度检修具有重要意义。

An intelligent temperature measuring composite insulator system based on surface acoustic wave temperature sensor

The utility model relates to an intelligent temperature measuring composite insulator system based on surface acoustic wave temperature sensor, which comprises a surface acoustic wave temperature sensor, an antenna, a temperature acquisition module, a signal amplifying circuit, a A/D conversion circuit, and a signal processing module. The temperature sensor is arranged in the composite insulator surface, steel cap metal parts of glass fiber epoxy resin drawing rod surface and the composite insulator surface, and the antenna is connected to the wireless communication saw temperature sensor; temperature collector is connected with the antenna cable, the temperature of composite insulators for targeted detection. The temperature signal is first amplified by the signal amplifying circuit, and then the temperature signal is transmitted to the signal processing module of the control center by the analog - to digital conversion device. The utility model realizes the online monitoring of the composite insulator temperature through the acoustic surface sensor, and further realizes the purpose of condition maintenance for composite insulators, which is of great significance for improving the maintenance of insulators without interruption and overoverhauling.

【技术实现步骤摘要】
一种基于声表面波温度传感器的智能测温复合绝缘子系统
本技术属于电力设备在线实时检修与维护领域，特别是涉及一种基于声表面波温度传感器的智能测温复合绝缘子系统。
技术介绍
复合绝缘子以其耐污性能强、不测零值，不用清扫、重量轻等优点在电网中得到广泛应用。但随着运行时间的增长，复合绝缘子逐渐出现老化严重，异常发热甚至运行电压下击穿等问题。局部放电、泄漏电流流过绝缘物质时的介电或电阻损耗都可引起绝缘子局部温度升高。根据发热现象，即可及时发现复合绝缘子的运行缺陷，确保电力系统安全运行。与本技术最为接近的检测瓷质绝缘子的方法为红外热成像法与光纤Bragg光栅温度传感器测量法。绝缘子红外热像法容易受到环境各种噪声的干扰，不能及时发现复合绝缘子的异常。由于光纤光栅本身的工作原理，为实现可靠的信号检测，必须采用宽带大功率电源。这就给安装带了困难。基于此本技术提出一种基于声表面波温度传感器的智能测温复合绝缘子系统可以解决上述问题。
技术实现思路
本技术提供了一种采用声表面波温度传感器测量复合绝缘子温度，并将信号上传信号处理模块分析进行在线监测和预警的温度监测系统。本技术所采用的技术方案是：一种基于声表面波温度传感器的智能测温复合绝缘子系统，其特征是：包括声表面波温度传感器、天线、温度采集器和电缆组成的温度采集模块，信号放大电路、A/D转换模块，信号处理模块；所述声表面波温度传感器安装在复合绝缘子钢帽金属部件内表面、玻璃纤维环氧树脂引拔棒表面及复合绝缘子伞裙下表面；所述天线与声表面波温度传感器无线通信连接；所述温度采集器通过电缆与天线连接，对复合绝缘子温度进行有针对性的检测；将温度信号首先经过信号放大电路使信号放大，再经数模转换装置将温度信号传递给信号处理模块；信号处理模块通过对温度信号分析处理，判断复合绝缘子的温度，当超出设定阈值时，系统给出警告。在上述的一种基于声表面波温度传感器的智能测温复合绝缘子系统，复合绝缘子系统上的声表面波经CYRD-4温度采集模块转变为电信号，经ADS8364芯片的信号放大电路放大信号，再经74LVC16245芯片的A/D转换模块及ADSPM4-2AVI信号处理模块对电信号处理，上述通过无源的声表面波传感器和通信方式实现对复合绝缘子温度的在线监测。在上述的一种基于声表面波温度传感器的智能测温复合绝缘子系统，所述信号放大电路包括第一放大器A1和第二放大器A2，第一放大器A1的同相输入端与所述温度采集模块5相连，反相输入端的一条支路通过电阻R1接地，另一条支路通过电阻R3与其输出端连接，所述输出端与所述A/D转换模块中的ADS8364芯片的IN+端连接；第二放大器A2的反向输入端与其输出端连接，同相输入端与所述ADS8364芯片的REF端连接；输出端的一条支路通过电阻R6与第一放大器A1的同相输入端连接，另一条支路通过电阻R7与所述的ADS8364芯片的IN-端连接。与现有技术相比，本技术采用的声表面波传感器不需要在测量设备上加电源，属于无源无线传感器。避免了高压带电部分对测量电路强电磁干扰。提高了准确度和可靠性，同时也解决了采用红外测温仪容易受天气及使用场合的限制的缺点。本技术通过声表面波传感器技术实现复合绝缘子温度的在线监测，建立复合绝缘子温度与其工作状态的关系，进而实现对复合绝缘子进行状态检修的目的。对提高复合绝缘子不停电检修，避免过度检修具有重要的意义。附图说明图1为复合绝缘子温度采集模块的结构图。图2为本技术的结构简图。图3为信号放大电路。具体实施方式本复合绝缘子温度在线监测系统主要是由无源无线的声表面波温度传感器，经后续信号处理装置完成对复合绝缘子温度的测量。下面结合附图对本技术做进一步说明。图中，1、声表面波温度传感器，2、天线(八木天线)，3、温度采集器，4、电缆，5、温度采集模块，6、信号放大电路，7、A/D转换模块，8、信号处理模块。如图1声表面波传感器1安装在复合绝缘子钢帽金属部件内表面、玻璃纤维环氧树脂引拔棒表面及复合绝缘子伞裙下表面多个测温点。声表面波温度传感器1包括支架、外罩、声表面波测温芯片和传感器天线。支架固定在测温点，并且其结构与测温点的结构相匹配。声表面波测温芯片固定在支架上，并与传感器天线点连接。外罩固定在支架上，并罩住声表面波测温芯片和传感器天线，达到保护声表面波测温芯片和传感器天线的目的。天线2安装在距离声表面波温度传感器1半径8～10米的范围内，并与声表面波温度传感器1无线通信联接。天线2优选采用八木天线。八木天线能在户外使用，具有高增益，结构简单，可靠性高的优点。在本系统中使用，能极大提高和传感器的通信距离，达到保证传感器和采集器之间进行正常温度采集的目的。户外天线也可根据安装环境进行选用，可以选用八木天线、定向平板天线，全向玻璃钢天线等。温度采集器3采用具有抗干扰读取算法功能的采集器，能够通过分析基于声表面波传感器不同干扰带来的影响，采取提取传感器的特征曲线的方法，达到避免户外环境中自然界的各种噪声干扰和其他温度采集器在工作时带来的同频干扰的目的，从而保证温度采集的精度和采集的稳定性。温度采集器3通过电缆4与天线2连接。电缆4采用射频电缆，具有工作频段带宽，插入损耗低，防护等级高的特点。能满足在户外使用的要求，且由于损耗小，适合长距离布线。如图2通过采集模块5得到温度的电信号，经过同轴电缆线传输到信号放大电路6，通过信号放大，输入限幅，再经过A/D转换模块7进行模数转换。数字信号传输到信号处理模块8进行计算分析。当温度超过复合绝缘子设定的温度阈值时，处理中心将温度显示在屏幕上并给出语音提示。本技术需要保护的上述描述的硬件及其连接结构，对于涉及到信号的处理方法和过程，是为了解释本技术的硬件结构的工作原理，不属于本技术的保护范围，采用本技术的硬件连接结构后，信号处理的过程均能够通过现有技术实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于声表面波温度传感器的智能测温复合绝缘子系统，其特征在于：包括声表面波温度传感器、天线、温度采集器和电缆组成的温度采集模块，信号放大电路、A/D转换模块，信号处理模块；所述声表面波温度传感器安装在复合绝缘子钢帽金属部件内表面、玻璃纤维环氧树脂引拔棒表面及复合绝缘子伞裙下表面；所述天线与声表面波温度传感器无线通信连接；所述温度采集器通过电缆与天线连接，对复合绝缘子温度进行有针对性的检测；将温度信号首先经过信号放大电路使信号放大，再经数模转换装置将温度信号传递给信号处理模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于声表面波温度传感器的智能测温复合绝缘子系统，其特征在于：包括声表面波温度传感器、天线、温度采集器和电缆组成的温度采集模块，信号放大电路、A/D转换模块，信号处理模块；所述声表面波温度传感器安装在复合绝缘子钢帽金属部件内表面、玻璃纤维环氧树脂引拔棒表面及复合绝缘子伞裙下表面；所述天线与声表面波温度传感器无线通信连接；所述温度采集器通过电缆与天线连接，对复合绝缘子温度进行有针对性的检测；将温度信号首先经过信号放大电路使信号放大，再经数模转换装置将温度信号传递给信号处理模块。2.根据权利要求1所述的一种基于声表面波温度传感器的智能测温复合绝缘子系统，其特征在于：复合绝缘子系统上的声表面波经CYRD-4温度采集模块转变为电信号，经ADS8364芯片的信号放大电路放大信号，再经74LVC1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄良，赵立进，吕黔苏，杨涛，吴建蓉，彭辉，郑绘绘，周甜，徐晓彤，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：贵州,52