[实用新型]基于声表面波和ZigBee技术的电缆温度监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电缆温度的监测系统，具体的说是一种基于声表面波技术和ZigBee技术的用于监测地下铺设的输电导线温度的监测系统。

背景技术

电力电缆中间接头温度在线监测，是通过监测系统监测电力电缆接头处的实时温度，然后将所得到的实时监测值与历史温度值比较，从而判断导线接头绝缘老化状况、局部过热点等问题，以便及时发现安全隐患。还可以通过实时监测计算得出导体线芯的温度，在允许范围内合理利用电力电缆容量调控负荷，进行动态增容，对于保障电力系统可靠性、稳定性、经济性等均具有重要意义。

现有的电力电缆温度的测量方法，按测温方式及测温原理可以分为接触式和非接触式，其中接触式又可以分为点式和线式。

点式测温一般采用热电偶、热电阻、热敏电阻、数字温度传感器等点式温度传感器，测量中间接头保护壳外表面或者电缆本体外护套表面局部点温度。点式测温针对重点区域监测，成本低、安装简单、技术成熟，但测温受环境影响大，在电缆沟中使用时，若传感器长期浸泡在水中会影响其性能及测温精度，模拟量信号的传感器需标定校准，信号采集、传输易受电磁干扰影响大。

线式测温一般采用感温电缆、分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器，将传感器沿着电缆线路绑扎在电缆外护套表面，也可在电缆生产过程中将光纤温度传感器预埋在电缆内部。线式测温可以测量电缆全线温度，适用于测量电缆全线的温度趋势和热瓶颈区域，但长距离敷设成本高、安装工程巨大。

非接触式测温采用红外热成像仪，国内电力部门通常采用Fluke公司的热成像仪，这种方式温度响应快、不破坏原温度场，但红外热像仪测温只能测表面温度，并且测温时受物体表面发射率和测试环境影响较大，且不易实时监测。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种基于声表面波技术和ZigBee技术的电缆温度监测系统，它具有运行成本低、易安装、寿命长、可实现实时在线监测等优点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

基于声表面波和ZigBee技术的电缆温度监测系统，包括取能模块、能够发送接收并处理电磁波信号的终端节点、声表面波温度芯片、与终端节点通过ZigBee网络连接的中心节点，所述终端节点包括电磁波收发模块、数据处理模块、ZigBee通信模块，各终端节点的ZigBee通信模块通过ZigBee网络互相通信，中心节点包括与终端节点的ZigBee通信模块通过ZigBee网络连接的ZigBee中心节点模块和GPRS发射模块；声表面波温度芯片分布固定在电缆外壳上，电磁波收发模块与声表面波温度芯片对应并互相收发电磁波信号，数据处理模块将电磁波收发模块收到的来自声表面波温度芯片的电磁波频率偏移的信号转换成温度信号，然后经ZigBee通信模块发送到中心节点的ZigBee中心节点模块，在由中心节点的GPRS发射模块经GPRS网络发送到数据管理平台。

本实用新型的进一步改进在于：所述终端节点的数据处理模块分别和ZigBee通信模块、电磁波收发模块连接，终端节点分布在电缆沟内；中心节点安装在电缆井内或者电缆出口处；数据处理模块、ZigBee通信模块、电磁波收发模块、ZigBee中心节点模块、GPRS发射模块由取能模块供电。

本实用新型的取能模块的具体结构在于：所述取能模块为包括套装在电缆上的取能线圈、前端冲击保护模块、整流滤波模块、电压监控模块、充电回路、锂离子电池、DC-DC变换模块；取能线圈的输出端与前端冲击保护模块、整流滤波模块、DC-DC变换模块依次连接，在整流滤波模块、DC-DC变换模块之间还连接有充电回路及与充电回路、DC-DC变换模块连接的锂离子电池；电压监控模块与前端冲击保护模块、整流滤波模块并联；在每个中心节点和每个终端节点内分别安装有取能模块。

    本实用新型的进一步改进在于：所述声表面波芯片为能够接收并反射电磁波的无源模块。

本实用新型的进一步改进在于：所述电磁波收发模块发射的电磁波信号的中心频率在400～500MHz之间。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型基于声表面波技术和ZigBee技术提出一种电缆温度监测系统，该系统具有成本低，易安装，寿命长，可在线监测等优点。

本实用新型的声表面波芯片为无源设备，可以接收并反射电磁波，具有体积小重量轻的优点，将其固定在电缆上，不受潮湿水汽的影响，即使浸在水中也能正常工作。