基于聲表面波技術(shù)的無線測溫系統(tǒng)理論分析與實驗研究.pdf

1、溫度是電力設(shè)備狀態(tài)的重要標識之一，以溫度作為設(shè)備狀態(tài)評估及操作應(yīng)對的依據(jù)，可及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的異常、故障，所以對電力設(shè)備的溫度進行監(jiān)控至關(guān)重要。針對電力系統(tǒng)采用的現(xiàn)有測溫技術(shù)存在的限制與不足，一種新型的測溫方案—基于聲表面波(SAW,surface acousticwave)的無線測溫系統(tǒng)因其無線無源的顯著優(yōu)勢，可實現(xiàn)對電力設(shè)備的實時在線測溫。由于該系統(tǒng)的研究與應(yīng)用處于初期階段，理論與運行經(jīng)驗尚不成熟，基于此，作者展開了基于聲表面波的無

2、線測溫系統(tǒng)的理論分析與應(yīng)用研究。
　　本文詳細介紹了該系統(tǒng)的技術(shù)特點、工作原理及系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)將SAW技術(shù)與射頻識別技術(shù)結(jié)合，主要由SAW傳感器、溫度采集器、溫度監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用軟件組成。SAW傳感器與采集器天線之間采用433MHz的高頻電磁波進行無線通信，天線性能、電磁波的傳播特性以及電磁環(huán)境會影響系統(tǒng)的性能。
　　論文以金屬柜模擬開關(guān)柜環(huán)境，對空間形式對SAW無線測溫系統(tǒng)的影響進行了實驗研究。分別測試了在開放環(huán)境和金屬柜內(nèi)

3、兩種不同環(huán)境中，天線極化方向和金屬物體對SAW無線測溫系統(tǒng)讀取距離的影響。實驗證實，在金屬柜內(nèi)環(huán)境中，天線極化方向以及金屬物體對系統(tǒng)測溫性能的影響較小，基于聲表面波的無線測溫系統(tǒng)更適合于類似開關(guān)柜的金屬柜體內(nèi)的溫度測量。
　　論文重點研究了高壓電氣設(shè)備中惡劣的電磁環(huán)境對測溫系統(tǒng)的電磁干擾。電氣設(shè)備中的電暈放電、電弧放電、局部放電、電快速瞬變脈沖群等發(fā)生時，經(jīng)常會產(chǎn)生電脈沖或者脈沖群，輻射出高頻電磁波，干擾無線通信。論文分析了電暈放

4、電的頻譜特性，對電暈放電進行建模，以短偶極子天線為輻射模型，通過matlab進行仿真，研究了電暈放電的輻射特性。在實驗室分別搭建了導線電暈放電和短間隙電弧放電實驗平臺，通過實驗證實了電暈放電及電弧放電對系統(tǒng)存在電磁干擾，電磁干擾程度隨著傳感器與放電源距離的增大而減弱，傳感器需與放電源保持一定的距離。最后對局部放電輻射電磁波的特性和電快速瞬變脈沖群的電磁輻射特性進行了仿真分析，指出了其產(chǎn)生的高頻電磁波會影響系統(tǒng)的測溫性能。
　　論文