无线传感网的高压开关系统设计范文

《电子测试杂志》2015年第四期

1系统组成系统

主要由主控计算机、无线传感器网络骨干节点、无线温度传感器节点和无线温湿度传感器节点和半导体冷凝除湿器等组成。在开关柜室、电缆沟和开关柜内分别部署无线温湿度传感器，在开关柜内接头等可能发热部位部署微型无线温度传感器，这些传感器节点自组织成一个温湿度监测网络。系统组成如下图所示。

2系统工作原理

无线温度传感器、无线温湿度传感器自动定时工作，监测部署点的温湿度，这些监测数据通过无线骨干节点传输到主控计算机。主控计算机融合这些信息，判断出是否有开关柜过热、是否有可能凝露，是否需要投入半导体冷凝除湿器、并将告警信息发送到集控站监控平台，从而完成多个高压开关柜的实时在温湿度监控任务。主机通过比较设备与环境的相对温升、柜内与柜外大气的相对温升、不同相位的温度差异，分析可能的过热情况，提前发出预警信号，提醒管理人员进行处理。主机还通过比较设备与环境的相对温差、柜内与柜外大气的相对温差、柜内与柜外大气的相对湿度差异，柜内和电缆沟内的湿度差异，分析出是否有可能凝露，如果需要，就提前投入半导体冷凝除湿器，并发出预警信号，提醒管理人员进行处理。

3传感器节点的技术条件

考虑选用微型无线温度传感器用于带电体的温度监测，选用无线温湿度传感器，用于监测室内环境、电缆沟和开关柜内的温湿度，这些温湿度传感器的数据融合后形成凝露判据。在高压开关柜内使用的传感器节点必须具备满足以下技术条件：（1）微型化：要安装在带电设备上，体积大的传感器节点会导致开关柜内绝缘距离不够，也会导致电场分别不均匀，从而损坏绝缘，所以，带电设备上的传感器越小越好。（2）低功耗与长电池寿命：开关柜一旦投运，就很难再停电，所以要求无线传感器节点的寿命要足够长，保证在二个检修周期内无需更换电池或节点。（3）灵敏度：开关柜是密闭的金属柜体，对电磁波传播衰减非常大，如果灵敏度低，将不得不部署更多的骨干节点，这会增加系统的复杂度和系统成本。（4）抗干扰性能：变电站通常都有高场强的干扰，对射频干扰主要是火花形成的散弹噪声和电晕形成的白噪声，这些噪声会对射频通信形成干扰，所以要实现高可靠的无线通信，就必须有良好的抗干扰性能。

4结论

目前高压开关柜的温湿度在线监控还很不成熟，缺乏有效的技术手段。本文给出了一种采用先进的传感技术，通过多传感器协调感知方法，实现高压开关柜的温湿度在线监控，并讨论了可行的高压开关柜温湿度测控系统设计，论述了其具体的工作原理。本文工作为后续基于无线传感网的高压开关柜温湿度测控系统实际应用奠定前提理论基础。

作者：王华学单位：国网芜湖县供电公司