一种监测在高或中电压带电的电设备的方法和装置

暂无

技术领域\n本发明涉及监测在高或中电压带电的电设备。\n更特别是，本发明涉及监测诸如配电架的高或中电压电设备，在该设备中例 如汇流条或电缆的导体带电元件，或甚至是绝缘部分是不易接近的，更特别是本 发明涉及监测这种元件的温度。\n背景技术\n监测高或中电压设备中带电导线温度的传统实践在于通过红外线摄像机进行 周期测量，对于不易接近的位置需要红外线可透过的孔隙。这种解决办法是昂贵 的。此外，它不提供连续监测。但是，希望是能够在连续的基础上监测一组汇流 条或其它带电导线的温度，以致能够检测局部过热和立即采取必要的预防措施。 否则具有出现热击穿现象的危险，并且这对于该设备具有非常严重的后果。\n已经研究了使用连续监测的红外线热传感器，但它遇到与实现和这些组件的 高成本有关的困难。另外，那些传感器对这些导体运送电流所产生的强电场灵敏。\n已经提议使用一种光传感器(C.Petit的中电压控制板的温度鉴定：一种基于 光传感器的低费用和可靠的解决方案)，该光传感器用荧光发射一信号，并且光 传感器的性能取决于随温度。然而，该系统要求传感器和包括发光二极管和光电 检测器的设备之间的光纤链路从而导致实现困难。另外，光纤对机械现象灵敏。\n发明内容\n本发明想以简单、可靠和经济的方式监测高或中电压电设备中的带电导线。\n根据本发明的第一个方面，提供一种监测在高或中电压带电的电设备的方 法，该方法包括以下的步骤：\n以无线电能照射设备上在要监测物理参数点附近的区域；\n重发具有幅度调制的接收波，该幅度调制响应一与所述物理参数有关的数字 信令；和\n接收设备外的重发波并解调它以获得与所述参数有关的信号。\n在适当的方式下，所述物理参数是温度。\n在适当的实施例中，所述信号表示所述参数超过的门限。\n根据本发明的另一方面，提供一种监视高或中电压带电电设备的装置，该装 置包括：\n放置在该设备上的至少一个传感器单元，包含第一无线电天线、在监测点产 生与所确定物理参数有关的数字信号的传感器、和连接到传感器和第一天线并由 所述天线接收的能量激活的幅度调制装置；\n放置在该设备外面的收发信机单元，具有照射第一天线的第二无线电天线、 电源和连接到第二天线的信号处理装置；和\n第一天线向第二天线重发已经发送过的无线电波，同时响应传感器的状态进 行幅度调制，安排所述处理装置以提供与所述参数有关的信号。\n附图说明\n参照附图，阅读下面对实施例的描述可以更好地理解本发明，其中：\n图1是本发明装置的示意图；和\n图2是相应于图1装置的电路图。\n具体实施方式\n一种中压配电架包括每相的一组导电汇流条，这种汇流条在附图中用附图标 记1表示。希望连续地监测例如连接的汇流条1上点A的温度TA。为这目的，附图 标记10给出的整个传感器单元固定到汇流条1上。\n该传感器单元首先包括放置的温度传感器12，该温度传感器12响应在点A的 温度。在所描述的实施例中，传感器12响应于超过所确定门限SA的温度TA。通常 说来，门限SA确定为被监测元件的函数，所以当超过此门限时，相应于先验反常 的局部加热。举个例子，此门限可以在从50℃到150℃的温度范围。传感器12是 具有两种状态的部件(″开/关″传感器)，在超过门限SA时改变状态。\n这类传感器适合于由通常所说的温度开关类型的部件构成，这种部件与诸如 利用热膨胀和位于点A的具有一个触点的热敏元件有关，触点是常开的，当温度 TA大于门限SA时切换到关闭状态，从而使得所述元件的膨胀超过一特定值。这种 传感器不需要电源用以工作。\n传感器单元还可以包括构成无线电天线15的元件和与天线15有关并连接到温 度传感器12的电路16。天线15可以适当地由非常小尺寸的环构成，占据大约1平 方厘米的区域。电路16具有调制加到天线15的无线电信号幅度的装置，作为传 感器12状态的函数和更精确地作为传感器12的触点是打开或关闭的函数。以适 当的方式，电路16还具有调制无线电信号幅度的装置，作为传感器单元特定的 地址或或标识数据的函数，并由N位字组成(其中N在96到128的范围内)。这两种 调制可以简单地组合如下：如果传感器12的触点保持在打开状态则通过传感器 地址的调制保持不变，如果触点转换到关闭状态则改变此调制。电路16还以适 当的方式包括根据由天线15收到的无线功率提供使其工作所需电功率的装置。 因此，传感器单元10是无源单元。不需要它自己的电源。\n还提供收发信机单元20，包括形成位于配电架中无线电天线21的元件。天线 21足够接近传感器单元的天线15，以在适当的电平接收无线电能。因为天线15 是低功率天线，使得表面积的适当距离是米的数量级。\n适当的无线传输频率是100kHz的数量级。在此频率，由于这组汇流条运送的 非常强电流引起的电场不会导致无线传输的显著干扰电平。\n天线21与电子电路22有关，电子电路22包括执行振荡器和调制器功能的发射 机单元23和接收机与解调器单元24，还提供电源25。发射机单元23对天线21提 供适当的射频(RF)信号。以这种方式传送的无线电能照射传感器单元的天线15， 天线15又利用同一频率的无线电波回复，该无线电波由电路16进行幅度调制， 作为传感器12状态的函数和作为其地址的函数。重发波由收发信机单元的天线21 接收并产生用于单元24的信号，单元24传送表示传感器12状态和因此表示温度TA 是否超过门限SA的二进制信号sgn(12)，此信号与相应于上述N位字的传感器12地 址Id(12)有关。这类电路是熟知的，不需要详细描述。\n收发信机单元20经任何适当的装置连接到控制单元(未示出)，控制单元按常 规包括用于存储数据的装置、用于处理和显示数据的装置，其中适当的通信装置 通过一条到一个或多个远端站的链路工作。\n图2是表示传感器单元10的一个可能实施例的图。温度传感器12只用常开触 点30表示。\n触点30包含在一种电路中，该电路包括″上拉式″电阻31并连接在电路16的接 地和正极端32之间。从触点30和电阻31之间的连接中取出表示触点30状态的信 号加到电路16。\n天线15由并联连接的电感器33和电容器34表示并连接到电路16。\n电路16执行由图2方框表示的功能，特别是：接收天线信号(方框35)；整流 天线信号并产生直流电源电压(方框36)，以使电路16和由电阻31与触点30形成 的电路工作；从天线信号和在同一频率产生无线电信号载波(方框37)；按照传 感器12地址的函数调制该载波(方框38)；存储传感器的地址(方框39)；和按照 触点状态信号的函数逆变换该调制(方框40)。\n这类电路可以实现而没有使用传统电子技术的特殊困难。\n上述实施例的特征在于实现简单。因为传感器单元和收发信机单元之间没有 有线链路和因为如上所述的该传感器单元不需要它自己的电源，所需的操作只是 在导电汇流条1的点A固定传感器单元10，并且这可以使用粘合剂或任何其它适 当的装置来完成。\n用于此实施例的两状态传感器是非常简单和价格便宜的部件。另外，这种传 感器具有生成数字信号而不需要数字化电路的优点。但是正如下面所解释的，还 可以想到使用其他类型的传感器。\n包括至少两个传感器单元和单个收发信机单元组合的各种实施例也形成本发 明的一部分。没有表示这些变化，因为它们使用如图1和2所示的相同原理。\n第一可变实施例在于在汇流条1的同一点A提供对温度敏感的具有各自的传感 器的至少两个传感器单元，但在不同的温度门限S1和S2改变状态从而提供冗余 度，也提供更好的加热分析。在所述的例子中的，门限S1和S2因此能分别固定在 80℃和100℃。\n另一个可变实施例在于提供至少两个传感器单元，其中这些传感器响应在汇 流条1上的不同点B和C的温度，因此放大监视区域和提供冗余度，在这种情况下 传感器可能具有相同或不同的门限。\n另一个可变实施例使用响应不同物理参数的传感器，能够以更完整的方式翻 释结果信息。\n可以适当的相关具有上述两状态温度传感器的传感器单元与具有两状态电流 传感器的传感器单元，安排传感器监视分别超过在同一点A的温度门限和电流门 限。不需要独立电源的两状态电流传感器是熟知的。举个例子，可提及具有电磁 铁的设备。在这种环境下可以看出，与电流传感器相关的电路16大致与上述和 温度传感器相关的电路相同。\n可以结合温度监测的另一个参数是在带电部件附近的气压。\n上述的组合本身可以容易地组合，以满足特殊的需要。因此，可以提供第一 组传感器单元，由成对的响应在导电汇流条上同一点超过不同的温度门限的传感 器单元与响应同一点的电流的传感器单元组成，以及位于不同的点的相同构成的 第二和第三组传感器单元，并且它们都与单个收发信机单元相关。\n上述的实施例使用两状态传感器(或多个这种传感器)，响应超过给定门限的 监视参数。或者，也可能使用″数字传感器″(或多个数字传感器)，提供表示要 监视参数值的数字信号。这种数字传感器一般包括模拟传感器和连接到模拟传感 器输出的数字化电路，用于从模拟传感器提供的模拟信号中产生数字信号。还可 以想象在两状态传感器情况下与这种数字传感器如上所述的相同的组合。\n本发明不局限于所描述的实施例。它同样适用于监视不同于导体的高或中电 压的带电元件，例如绝缘部分。更通常的是，它适用于连续监测在高或中电压的 工作电设备，特别是当它们工作时不易接近所监测点时。