高压柜测温产品介绍

1、1 GEL-SAW无源无源无线测温无线测温系统系统 南京科睿博电气科技有限公司 2 一、背景 二、无源无线测温介绍 三、GEL-SAW系统构成 四、GEL-SAW性能测试报告 五、GEL-SAW系统安装 六、公司简介 3 需求需求背景背景 宏观：宏观：电网的安全及智能化 现实：现实：温升导致起火甚至爆炸 标准：标准：GB/T11022-2011第4.5.2节对温升有具体要求。 一、背景-需求 南方电网南方电网 2011年底出台指导文件“公司 决定加大开关柜无线测温装置试 用力度，在重要变电站开关柜上 逐步加装无线测温装置。” 行业标准（制定中）行业标准（制定中） NB/Txxxx-20 xx

2、高压开 关设备温度在线监测系统 技术要求 4 一、背景-传统方法 A 示温记录标签示温记录标签 原理： 标签温度特性 缺点： 1、一次性 2、人工检查 3、不实时 4、不定量 5 B 远红外测温方式远红外测温方式 原理： 测量红外辐射波 目前主流方法 缺点： 1、需要人工巡检； 2、红外辐射光路遮挡的影响； 3、不实时在线 一、背景-传统方法 6 C 光纤测温法光纤测温法 原理： 光纤温度传感器 缺点： 1、光纤易断易折，安装复杂； 2、光纤耐温差； 3、积累灰尘后有爬电现象，产 生安全隐患。 一、背景-传统方法 7 D 有源无线测温方式有源无线测温方式 原理： 1、使用弱电电源， 2、通过弱

3、电电路驱动温度探头工作， 3、无线数据传输 目前市场主流 缺点： 1、使用电池，电池寿命短，更换困难； 2、感应取电，对电流有要求； 3、强弱电不分离； 4、电池和互感器都有安全隐患。 一、背景-传统方法 8 电池有源无线案例电池有源无线案例 使用电池的有源使用电池的有源无线存在的问题无线存在的问题 未实现高低压分离。存在使用风险。 60秒测量一次温度，每年大于50万次， 考验电池电量。频繁停电更换电池不可 能，为了延长电池使用时间，实际测温 周期更长。 60秒一次数据刷新在电气使用中有风险 电池电量低，数据可能误报； 电池更换需要断电。 一、背景-案例分析 9 CT取电有源无线案例取电有源无

4、线案例 CT取电有源取电有源无线存在的问题无线存在的问题 未实现绝对高低压分离 CT取电对电流大小有要求 。电流不能太小，也不能 太大。 电流的剧烈波动影响测量 结果，测量精度低于电池 有源无线。 CT取电安装麻烦。 一、背景-案例分析 10 传统测温方式的分析传统测温方式的分析 常规测温方式，均存在 供能问题！ + 绝缘问题！ 这两个弊端，严重制约测温技术在电力系统中的推广使用！ 有效地解决方案就是基于对上述问题的解决！即采用 无源数据采集 + 无线数据传输 一、背景-总结 11 基于背景分析，我们在寻找无源无线测温方案基于背景分析，我们在寻找无源无线测温方案 最终最终选择一种具有温度特性的

5、声表面波晶体材料作为无源选择一种具有温度特性的声表面波晶体材料作为无源 无线温度传感器。无线温度传感器。 无源无线温度传感器概述无源无线温度传感器概述 SAW（Surface Acoustic Wave）:声表面波技术 原理：将射频信号发射到温度传感器，温度传感器将 带有温度信息的信号反馈回来。 特点：传感器被动工作，无源无线。 二、无源无线测温介绍-方案提出 12 无线无源测温工作流程无线无源测温工作流程 1、无线读入器通过它的天线发射射频脉冲。脉冲信号被传感器上的天线 收到后, 通过叉指换能器 (IDT：Interdigital Transducer) 在压电感应器的 表面激活一个表面波。

6、 2、传感器表面波的频率由于受到传感器本身温度的影响发生了变化。 正是由于频率受温度变化的机制, 使得温度数据测量得以实现。 3、叉指换能器 IDT再将表面波的频率振荡转化成射频信号。 此射频信号 由读入器上的天线收到后进行处理。 二、无源无线测温介绍-原理 13 反射回来的射频频率变化与反射回来的射频频率变化与温度变化温度变化成比例关系成比例关系 -60-40-20020406080100120140 433.0 433.2 433.4 433.6 433.8 434.0 434.2 434.4 434.6 MHz OC 二、无源无线测温介绍-原理 14 二、无源无线测温介绍-系统 15 基

7、于基于SAW技术的无源无线测温系统的特点技术的无源无线测温系统的特点 l 应用晶体材料物理特性。无常规电路，因此没有运行风险，可以适应各种 特殊工作环境。 l 测温传感器接收射频信号，然后反射射频信号，没有工作电路，因此无需 电源。 l 测温传感器通讯采用433MHz射频信号，可以绕过障碍物，与阅读器连接 的天线实现无线通讯。 l 测温传感器体积小，而且采用无源无线方案、无弱电工作电路，可以方便 直接的安装在高电压、高电流接触点。 l 测温传感器响应速度快，采用最新频谱分析技术，秒量级实现温度解析。 二、无源无线测温介绍-特点 16 无线测温技术共同点无线测温技术共同点：接触式测温 无源无线的

8、优势无源无线的优势 绝对高低压分离 测温探头免维护 测温点数据刷新时间小于2秒 安装方便 二、无源无线测温介绍-对比 17 目前全球范围技术掌握情况目前全球范围技术掌握情况 美国S.G 最早涉及SAW传感器测温技 术领域，目前仅生产SAW传感器及读 写器产品。 法国SenseOR，该公司传感器技术领 先，产品稳定，但仅以传感器及阅读 器OEM方式提供给系统集成商，2012 年被德国Wika集团收购。 二、无源无线测温介绍-竞争 18 美国IntelliSaw，母公司为英国的Transense，该公司从 SenGenuity挖走一批核心人员，2011年在美国成立了 IntelliSAW，专门针对

9、开关柜的测温进行开发，其产品 形态与性能与SenGenuity的相似。 GELPAG&中国CETC联合体，自2012年开始进行针对电 力系统测温技术基于SAW技术的应用研究，掌握全部 SAW传感器，阅读器核心技术及制造能力，并有效解决 兼容性干扰课题，形成可实用的测温系统产品。 二、无源无线测温介绍-竞争 目前全球范围技术掌握情况目前全球范围技术掌握情况 19 现实应用中N台开关柜公用一套母线，而每个开关柜需安 装一套独立的SAW无源无线测温系统。 开关柜表面上金属密闭，可以隔绝多套系统同时运行之间 的干扰，但实际上，主母排贯穿整个安装现场。 实验发现，主母排可把干扰传输到同母排的所有开关柜。

10、 这种干扰包括发射信号的干扰和返回信号的干扰。如何有效解 决并柜运行时的各柜间信号干扰问题是测温系统的关键。 基于基于SAW无源无线测温信号干扰的提出无源无线测温信号干扰的提出 二、无源无线测温介绍-创新 20 科睿博科睿博的创新解决方案的创新解决方案 两套测温系统之间的导体上包裹一层高密度吸波材料，吸收通过的 电磁波，从而截断干扰传播途径。 目前使用的吸波材料能够实现高压开关设备测温系统干扰信号的抑制 能力大于10dB。 二、无源无线测温介绍-创新 21 GEL-SAW无源无线测温系统构成无源无线测温系统构成 三、GEL-SAW系统构成 设备名称设备名称Name功能及适用范围功能及适用范围说

11、明说明 新型无源无线温度新型无源无线温度 传感器传感器 New SAW Sensor接触式传感器，基于SAW无源无线方 式测温 必选 智能分析器天线智能分析器天线Intelligent Antenna发送和接收射频信号必选 智能分析器智能分析器Intelligent Analyzer控制信号发送和接收，分析射频信号必选 智能管理器智能管理器Material For Absorbing Wave 管理控制多路智能分析器必选 高性能吸波材料高性能吸波材料Intelligent Controller有效解决基于SAW无源无线测温系统 应用于相邻开关柜间的干扰问题 必选 多功能多功能表表Monitor

12、显示测温系统数据配件 通信通信柜柜Communication Cabinet实现测温系统数据汇集 实现数据远程通信 配件 测温系统管理平台测温系统管理平台T e m p e r a t u r e Management System 实现分散测温系统数据统一管理配件 22 新型无源无线温度传感器新型无源无线温度传感器 1、直接安装在被测物体表面的测温元件； 2、负责接收询问射频信号； 3、并返回带温度信息的射频信号到智能分析器。 三、GEL-SAW系统构成 23 智能分析器天线智能分析器天线 负责向新型无源无线温度传感器发送射频信号，并接收返回的射频信号。 1、智能分析器天线由天线体、磁力 吸

13、附固定座和射频电缆组成。 2、可以直接吸附在开关柜铁板上。 3、用于开关柜测温时，智能分析器 天线应吸附在开关柜内。 4、智能分析器天线通过射频电缆与 智能分析器相连。 三、GEL-SAW系统构成 24 智能分析器智能分析器 1、控制天线发送射频信号； 2、控制天线接收射频信号； 3、分析天线接收的射频信号，得到温度信息； 4、将温度信息上传到后台。 三、GEL-SAW系统构成 25 智能智能分析器的持续研发分析器的持续研发 第一代分析器（或称为“阅读器”）， 受限于SAW传感器的总带宽和器件的性 能，接收机采用宽带接收结构，抗干扰能 力差。 第二代智能分析器，采用窄带接收 技术，选用砷化镓工

14、艺低噪声放大器，保 证了窄带接收机的灵敏度，抗干扰能力大 大提高。 三、GEL-SAW系统构成 26 采用该智能管理器的高压连 接点无源无线温度测量系统可以 实现多个工作点的同时管理。 智能管理器智能管理器 三、GEL-SAW系统构成 27 第一代吸波材料 高性能吸波材料高性能吸波材料 三、GEL-SAW系统构成 第二代吸波材料 l 第二代无金属陶瓷吸波套 管实装图，耐高压，耐高 温，高效吸收电磁波。 l 根据目前电气开关柜行业 标准，形成统一的卡槽规 格并规模化生产配套。 l 第三代材料研发中 28 多功能表多功能表 三、GEL-SAW系统构成 1、多功能表从智能分析器获得温 度测量数据并显

15、示； 2、带有温度显示和预警报警功能 ，可以设置预警阈值和报警阈值。 3、该仪表留有数据输出功能，可 以与系统工作平台按照电力系统常 用规约进行数据通讯。 29 通信柜通信柜 三、GEL-SAW系统构成 l 通信柜将安装在同一地点的多套测温 系统数据汇集到一台设备中。 l 该通信柜保存本地所有温度测量历史 数据，快速查询历史预警报警信息。 l 本地通信柜带有数据通信可能，可以 通过485/CAN总线或网络方式实现数 据远传。 30 测温系统管理平台测温系统管理平台 三、GEL-SAW系统构成 l 测温系统管理平台实现大型电力网络多个测温点群温度监测。 l 所有监测数据在同一平台上运行，能快速实

16、时完成大量数据收存、 优化处理、合理调度、智慧决策、全面监视等综合工作， l 将预警或报警信息第一时间推送到授权客户端，指导相关工作人员 及时对报警信息进行处理。 31 管理软件管理软件 三、GEL-SAW系统构成 主界面历史数据查询与导出 日报表和月报表报警记录与查询 32 GEL-SAW无源无线测温注册无源无线测温注册备案证书备案证书 四、GEL-SAW性能测试报告 33 GEL-SAW无源无线测温检验报告无源无线测温检验报告 四、GEL-SAW性能测试报告 34 GEL-SAW无源无线测温产品电磁兼容性无源无线测温产品电磁兼容性 序号项目试验标准试验等级试验结果 1静电放电抗扰度GB/T

17、 17626.2-20063符合试验依据要求 2射频电磁场辐射抗扰度GB/T 17626.3-20063符合试验依据要求 3电快速瞬变脉冲群抗扰度GB/T 17626.4-20083符合试验依据要求 4浪涌（冲击）抗扰度GB/T 17626.5-20083符合试验依据要求 5工频磁场抗扰度GB/T 17626.8-20065符合试验依据要求 6脉冲磁场抗扰度GB/T 17626.9-20115符合试验依据要求 7阻尼振荡磁场抗扰度GB/T 17626.10-19985符合试验依据要求 8电压突降和短时中断抗扰度GB/T 17626.11-2008X符合试验依据要求 9阻尼振荡波抗扰度GB/T

18、17626.12-19983符合试验依据要求 四、GEL-SAW性能测试报告 35 GEL-SAW无源无源 无线测温产品性无线测温产品性 能检测能检测 四、GEL-SAW性能测试报告 36 GEL-SAW无源无线测温产品基本功能和功耗无源无线测温产品基本功能和功耗 四、GEL-SAW性能测试报告 37 GEL-SAW无源无线测温产品性能检测无源无线测温产品性能检测 四、GEL-SAW性能测试报告 38 两个测温点的无源无线测温数据与校准温度的关系 GEL-SAW无源无线测温产品性能检测无源无线测温产品性能检测 四、GEL-SAW性能测试报告 39 GEL-SAW测温系统测温系统典型安装图典型安

19、装图 五、GEL-SAW系统安装 l 新型无源无线温度传感器安装 于母线与分支母线接头处 l 智能分析器天线安装于母线室 和电缆室 l 智能分析器安装于仪表室 l 智能分析器与智能分析器天线 通过屏蔽电缆连接 40 电缆室安装 新型无源无线新型无源无线温度传感器安装温度传感器安装 五、GEL-SAW系统安装 母排室安装 断路器动 触头安装 41 l 天线可以采取吸附 式或挂钩式安装 l 根据需要在电缆室 和母线室安装 智能分析器天线安装实例智能分析器天线安装实例 五、GEL-SAW系统安装 42 目前，科睿博已将软陶瓷与吸波涂层材料进行融合，实现 可简单方便安装的搭扣吸波安装件 吸波材料安装简图吸波材料安装简图 五、GEL-SAW系统安装 43 第二代无金属陶瓷吸波套管实装图，耐高压，耐高温，高效吸收电磁波 根据目前电气开关柜行业标准，形成统一的卡槽规格并规模化生产配套 吸波材料实际安装图吸波材料实际安装图 五、GEL-SAW系统安装 44 测温系统安装方案案例测温系统安装方案案例 五、GEL-SAW系统安装 安装点401402403404405406407408409 主母排 断路器 电缆头 110KV主网变电站选择9 台开关柜安装测温系统 45 GEL-SAW无线无源无线无源