基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统及监测方法，声表面波传感器、信号处理模块及后端处理系统；声表面波传感器包括声表面波谐振器及温度传感器天线；信号处理模块包括读写器及读写器天线；后端处理系统控制读写器通过读写器天线向声表面波温度传感器发送质询信号，然后后端处理系统接收声表面波温度传感器传回的回波信号并进行处理即可获得监测点即时的温度信息。本发明专利技术根据声表面波技术应用了晶体材料的物理特性，这种特性的改变通过压电感应原理转化为电信号。这种方法能够不破坏设备绝缘强度和密封性，具有很强的抗电磁干扰能力，并且具有良好的热稳定性。对于GIS内部特殊的环境，声表面波测温方法具有明显的优势和适应性。

GIS contact temperature monitoring system and monitoring method based on SAW Technology

The invention discloses a GIS contact temperature monitoring system and a monitoring method based on SAW technology, including a SAW sensor, a signal processing module and a back-end processing system, a SAW sensor including a SAW resonator and a temperature sensor antenna, a signal processing module including a reader and a reader antenna, and a back-end processing. The system controls the reader to send the inquiry signal to the SAW temperature sensor through the reader antenna, and then the back-end processing system receives the echo signal from the SAW temperature sensor and processes it to obtain the real-time temperature information of the monitoring point. The invention applies the physical characteristics of crystal materials according to the surface acoustic wave technology, and the change of the characteristics is transformed into electrical signals by piezoelectric induction principle. This method can not destroy the insulation strength and sealing of the equipment, has strong anti-electromagnetic interference ability, and has good thermal stability. For the special internal environment of GIS, surface acoustic wave thermometry has obvious advantages and adaptability.

【技术实现步骤摘要】
基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统及监测方法
本专利技术涉及监测
，特别是涉及基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统及监测方法。
技术介绍
GIS是一种封闭组合电器，采用SF6气体起到绝缘和灭弧作用。GIS设备内部包含母线、断路器、隔离开关等电力设备，这种组合电器运行可靠性高。特殊的结构使得它的占地面积小，并且减小了维护的难度。SF6气体作为介质，明显提升了设备中的灭弧能力，这种组合电器在110kV及以上的变电站中使用越来越广泛。GIS长期运行过程中，GIS的触头可能会由于磨损和老化而出现接触不良的情况，导致触头部位的接触电阻值变大并伴有触头过热的现象。触头过热时，轻微影响是由于触头过热导致火花与电弧放电从而降低设备的绝缘强度，更为严重时，当绝缘强度过低时，由于设备击穿甚至会造成爆炸的可怕后果。现有的某供电公司针对GIS故障原因的调查结果显示，GIS触头温度的异常升高导致的故障数占了全部GIS故障的30％，这表明针对GIS设备触头温度的监测是很有必要的。传统的针对GIS触头温度的监测方法主要包括测量回路电阻、局放在线监测方法以及红外热诊断技术，它们都有着各自的局限性。回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统，其特征是，包括：声表面波传感器、信号处理模块及后端处理系统；所述声表面波传感器安装在GIS腔体内，包括声表面波谐振器及温度传感器天线；所述信号处理模块包括读写器及读写器天线；所述读写器通过读写器天线采集的声表面波温度传感器传回的回波信号经过无线发射装置被中心节点中继后，通过ZigBee网络传输到后端处理系统；所述后端处理系统控制读写器通过读写器天线向声表面波温度传感器发送质询信号，然后后端处理系统接收声表面波温度传感器传回的回波信号并进行处理即可获得监测点即时的温度信息。

【技术特征摘要】
1.基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统，其特征是，包括：声表面波传感器、信号处理模块及后端处理系统；所述声表面波传感器安装在GIS腔体内，包括声表面波谐振器及温度传感器天线；所述信号处理模块包括读写器及读写器天线；所述读写器通过读写器天线采集的声表面波温度传感器传回的回波信号经过无线发射装置被中心节点中继后，通过ZigBee网络传输到后端处理系统；所述后端处理系统控制读写器通过读写器天线向声表面波温度传感器发送质询信号，然后后端处理系统接收声表面波温度传感器传回的回波信号并进行处理即可获得监测点即时的温度信息。2.如权利要求1所述的基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统，其特征是，在系统的发送周期，所述后端处理系统控制读写器产生某一频率的间歇正弦信号，经过滤波放大后由读写器天线辐射出；辐射出的信号被声表面波温度传感器接收后，经过逆压电效应转换为同频声表面波；在系统的接收周期，所述后端处理系统控制读写器通过读写器天线接收声表面波温度传感器返回的回波信号，经过滤波放大处理后转换为数字信号，根据信号处理的结果自动跟踪调整，最终达到谐振激励的状态，从而实现GIS触头温度值的准确测量。3.如权利要求1所述的基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统，其特征是，后端处理系统接收声表面波温度传感器传回的回波信号并进行处理，判断回波信号是否为谐振，若是，则显示温度信息，否则，改变激励信号频率，重新发送激励信号至表面波温度传感器，直至所接收的回波信号为谐振信号。4.如权利要求1所述的基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统，其特征是，所述声表面波谐振器选用ST-石英作为压电材料，通过镀膜和刻蚀在处理过的基片表面上制备叉指换能器和反射栅，最后采用SMD的封装形式对传感器芯片进行封装，获得声表面波谐振器。5.如权利要求4所述的基于声表面波技术的GIS触头温度监测系统，其特征是，所述声表面波谐振器在镀膜过程中采用厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈应纪，张聪聪，刘琪，殷伟，陈晨，张磊，沈亚瑞，王刚，王立强，单涛，宫丽娜，孙志远，袁爱玲，任海燕，于珂，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司东营供电公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37