無線傳感網的高壓開關系統設計范文

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《電子測試雜志》2015年第四期

1系統組成系統

主要由主控計算機、無線傳感器網絡骨干節點、無線溫度傳感器節點和無線溫濕度傳感器節點和半導體冷凝除濕器等組成。在開關柜室、電纜溝和開關柜內分別部署無線溫濕度傳感器，在開關柜內接頭等可能發熱部位部署微型無線溫度傳感器，這些傳感器節點自組織成一個溫濕度監測網絡。系統組成如下圖所示。

2系統工作原理

無線溫度傳感器、無線溫濕度傳感器自動定時工作，監測部署點的溫濕度，這些監測數據通過無線骨干節點傳輸到主控計算機。主控計算機融合這些信息，判斷出是否有開關柜過熱、是否有可能凝露，是否需要投入半導體冷凝除濕器、并將告警信息發送到集控站監控平臺，從而完成多個高壓開關柜的實時在溫濕度監控任務。主機通過比較設備與環境的相對溫升、柜內與柜外大氣的相對溫升、不同相位的溫度差異，分析可能的過熱情況，提前發出預警信號，提醒管理人員進行處理。主機還通過比較設備與環境的相對溫差、柜內與柜外大氣的相對溫差、柜內與柜外大氣的相對濕度差異，柜內和電纜溝內的濕度差異，分析出是否有可能凝露，如果需要，就提前投入半導體冷凝除濕器，并發出預警信號，提醒管理人員進行處理。

3傳感器節點的技術條件

考慮選用微型無線溫度傳感器用于帶電體的溫度監測，選用無線溫濕度傳感器，用于監測室內環境、電纜溝和開關柜內的溫濕度，這些溫濕度傳感器的數據融合后形成凝露判據。在高壓開關柜內使用的傳感器節點必須具備滿足以下技術條件：（1）微型化：要安裝在帶電設備上，體積大的傳感器節點會導致開關柜內絕緣距離不夠，也會導致電場分別不均勻，從而損壞絕緣，所以，帶電設備上的傳感器越小越好。（2）低功耗與長電池壽命：開關柜一旦投運，就很難再停電，所以要求無線傳感器節點的壽命要足夠長，保證在二個檢修周期內無需更換電池或節點。（3）靈敏度：開關柜是密閉的金屬柜體，對電磁波傳播衰減非常大，如果靈敏度低，將不得不部署更多的骨干節點，這會增加系統的復雜度和系統成本。（4）抗干擾性能：變電站通常都有高場強的干擾，對射頻干擾主要是火花形成的散彈噪聲和電暈形成的白噪聲，這些噪聲會對射頻通信形成干擾，所以要實現高可靠的無線通信，就必須有良好的抗干擾性能。

4結論

目前高壓開關柜的溫濕度在線監控還很不成熟，缺乏有效的技術手段。本文給出了一種采用先進的傳感技術，通過多傳感器協調感知方法，實現高壓開關柜的溫濕度在線監控，并討論了可行的高壓開關柜溫濕度測控系統設計，論述了其具體的工作原理。本文工作為后續基于無線傳感網的高壓開關柜溫濕度測控系統實際應用奠定前提理論基礎。

作者：王華學單位：國網蕪湖縣供電公司