不僅可以將電源線的中間連接器的溫度的實時在線監(jiān)測，以確定時間到所述連接器的局部過熱，用于確定連接器的絕緣的老化，以確定連接器的危險為了安全起見，為調(diào)節(jié)負載和擴展電纜的動態(tài)容量提供了重要依據(jù)。SAW溫度傳感器具有無源無線測量，體積小，成本低，精度高，長期穩(wěn)定等優(yōu)點。文提出了聲表面波電纜溫度測量技術(shù)，通過研究中間結(jié)中無銅屏蔽層的特殊結(jié)構(gòu)，設(shè)計了SAW環(huán)溫度傳感器的形狀。纜和銅網(wǎng)屏蔽對100 MHz以上電磁信號的傳輸影響很小。
　　據(jù)阻抗匹配原理，將環(huán)形天線的相關(guān)參數(shù)設(shè)計為信號傳輸裝置。于從溫度傳感器SAW溫度測量的精確度的經(jīng)驗包絡(luò)變化，溫度測量的精度是≤2℃。芯電纜的35kV交聯(lián)聚乙烯中模擬中心接頭環(huán)境溫度測量實驗是在高電流環(huán)境下進行的，因此可以實時監(jiān)測電纜中間接頭芯的內(nèi)部溫度的變化。SAW技術(shù);中間電纜連接器;環(huán)形天線;阻抗適應(yīng)研究背景和背景隨著城市電網(wǎng)的快速發(fā)展，電纜的使用增加和傳輸容量的增加，電纜一旦發(fā)生故障就可靠嚴重的傷害。別尤為重要。為非電量，溫度是在線監(jiān)測電力電纜的重要因素。過實時監(jiān)測中間接頭的溫度，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，可以確定缺陷的位置，并可以獲得中間接頭的絕緣狀態(tài)。外，電力電纜的最高溫度允許連續(xù)運行。果當前負載容量過高且核心溫度超過允許值，則電纜絕緣時間將縮短，如果負載容量過低，則不能充分利用主導體。致浪費[6]。上可知，本地熱點由電力電纜中間溫度的實時監(jiān)測值和歷史溫度值決定，然后確定絕緣的老化狀態(tài)。
　　算核心溫度，并使用電力電纜容量來調(diào)節(jié)負載并在允許的限度內(nèi)動態(tài)增加容量。對于確保電力系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性和經(jīng)濟性非常重要。于測量路口電纜的當前溫度由于高壓電力設(shè)備的工作環(huán)境的特殊性，測量符合下列挑戰(zhàn)節(jié)點的溫度的方法：監(jiān)測點的數(shù)量是很多。測點的位置不一樣。感器很難完全與外界隔離。電磁干擾。作環(huán)境的溫度很高。氣系統(tǒng)的當前溫度測量方案是一種溫度測量，紅外線溫度測量和光纖溫度測量。而，現(xiàn)有的電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)具有精度低，成本高，抗電磁干擾能力低的缺點，不能廣泛使用。面聲波原理和SAW溫度監(jiān)測技術(shù)旨在限制上述溫度測量方法，我們正在提出用于無線溫度測量的SAW技術(shù)。電力系統(tǒng)中被動并解決上述實際問題。請的挑戰(zhàn)。面聲波是在彈性體表面上傳播的彈性波，其傳播速度低于聲學縱波和聲學橫向波在固體中傳播的傳播速度，衰減很弱，可以傳播得很遠。度測量原理SAW溫度傳感器由芯片和天線組成。圖1所示，閱讀器發(fā)送射頻信號。接收傳感器天線之后，通過叉指式換能器（IDT）在諧振腔中激勵表面聲波，礦用電纜其頻率等于傳感器的中心頻率。面聲波沿著基板傳播并被反射光柵反射以形成共振。射的表面聲波被轉(zhuǎn)換成攜帶通過壓電效應(yīng)測量的溫度信息的電信號，并且該信號由傳感器的天線端輻射。讀器接收返回的射頻信號并測量信號溫度以改變溫度值[2]。果溫度變化施加到SAW器件的表面，溫度設(shè)定的擾動引起聲波的速度的變化，從而導致在由接收到的反射信號的頻率或相位的相應(yīng)變化無線單元，用于無線檢測溫度參數(shù)。術(shù)特點無線模式提供高電壓隔離，高安全性，SAW溫度傳感器體積小，易于安裝。動工作模式以更高的頻率收集溫度信息。數(shù)據(jù)的性能實時很高，原則上安裝后不需要維護。SAW溫度傳感器可以在各種困難的應(yīng)用中運行，例如強磁，電和灰塵。形SAW溫度傳感器在電纜接頭處的設(shè)計基于表面聲波傳感器的上述優(yōu)點：通過理論分析和實際測量，電纜中間接頭的中心溫度大于主體核心溫度，結(jié)合高壓電纜中間接頭的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計了一個環(huán)形聲波溫度傳感器，用于測量電纜中間接頭的核心溫度。果使用現(xiàn)有的表面聲波傳感器，則無法解決安裝和固定問題。此，我們正在修改表面聲波傳感器以通過螺旋天線傳輸信號，并且諧振器芯片緊密地連接到環(huán)形傳感器殼體的表面。旦連接芯片的兩端，就形成在環(huán)形傳感器外殼上形成的環(huán)形天線以發(fā)送信號。方面，這解決了傳感器安裝在固定線芯上的問題，另一方面增加了信號傳輸功率。
　　圖是傳感器的概念圖和物理圖，其具體順序?qū)⒃谙旅嬖斒觥ｉg電纜連接中信號傳輸?shù)目尚行苑治龈邏弘娎|的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5所示。果表面聲波溫度傳感器安裝在電纜內(nèi)部，則應(yīng)該到期銅帶屏蔽和鋼帶屏蔽（銅網(wǎng)）的存在。

　　號不能在電纜外傳輸，安裝操作也不容易。
　　壓電纜的中心接頭在圖6中示出的圖中示出了電纜的中心接頭的部分的結(jié)構(gòu)不包括由銅制成的屏蔽層，其主要由解決信號傳輸?shù)膯栴}鋼帶屏蔽（銅網(wǎng)）的表面聲波溫度傳感器。7 [8]顯示了經(jīng)過一系列計算后金屬絲網(wǎng)的屏蔽效率：從圖7中可以看出，隨著頻率的增加，銅網(wǎng)的屏蔽效率和鋼鐵減少。電磁波的頻率大于1MHz時，執(zhí)行屏蔽。能已經(jīng)開始下降，并且在超過100MHz之后，下降趨勢更加顯著，因此金屬絲網(wǎng)不適用于高于幾百兆赫茲的高頻。于SAW溫度傳感器的頻率范圍在428MHz和439MHz之間，銅網(wǎng)（金屬絲網(wǎng)）幾乎沒有保護作用，傳感器信號可以正常傳輸并發(fā)送到收集器。纜外部的溫度允許溫度監(jiān)測。形天線設(shè)計用于使接收天線適應(yīng)SAW芯片。線的輸入阻抗必須等于負載阻抗的復共軛。般來說，發(fā)射端的阻抗是實數(shù)。天線的阻抗很復雜時，需要一個適配網(wǎng)絡(luò)來消除天線的電抗部分并使它們相等，這樣所有的高頻微波信號都可以傳輸?shù)匠潆婞c，信號會被送回源頭，提高能源效率。用的SAW芯片是單端口SAW諧振器，其等效電路圖8如下：其中Lm和Cm與SAW的串聯(lián)諧振頻率諧振，Rm是與損耗相關(guān)的電阻，它們是動態(tài)參數(shù)。是在SAW的兩端，通常CG1 =的Cg2 = 0.5P，CO = CP 電極之間的靜電電容Cg / 2 433.92兆赫的公共等效電路參數(shù)是RM =48Ω，LM = 102通過上述參數(shù)計算出2902μ，Cm = 1.31488f，Co = 2.1p，插入損耗Q = 3.4dB，已知芯片的Rm約為50Ω。于等效電路圖和相應(yīng)的參數(shù)，我們可以看到其輸入阻抗相當于50Ω的電阻和2.1 pF的并聯(lián)電容。

　　了在連接天線時匹配輸入阻抗和輻射阻抗，天線阻抗必須為Z = R Xj（R =50Ω，X = 1 /-ωC）并且適當?shù)氖窃谛酒膬啥瞬⑿械赜嬎阈酒某叽?。是一個從60nH到70nH的電感元件。此，只需要確保從天線輻射的阻抗為50Ω，以滿足阻抗匹配要求。此，分析其輻射阻抗就足夠了[9]。過公式：其中n是環(huán)形天線的匝數(shù)，A是每個環(huán)形塔的面積，λ是操作的波長。SAW表面聲波傳感器的工作頻率約為428mHZ，λ= 0.7m由λ= c / f計算得出。以使用等式（1）計算輻射阻抗的大小：當Rr =50Ω時，天線和乘積對應(yīng)于阻抗。際參數(shù)的確定：不同型號的電纜尺寸不同，實際安裝時溫度測量裝置的天線結(jié)構(gòu)也不同。表1列出了不同類型35kV電纜的具體參數(shù)。1中加下劃線的兩條數(shù)據(jù)線的總和對應(yīng)于電纜上天線的最小繞組直徑，天線不能連接到電纜上。線與電纜表面之間的平均距離為5 mm。以看出，當電纜的尺寸減小時，天線的半徑減小。導致所需繞組匝數(shù)增加如果我們指定N = 6必須能夠支持匝數(shù)，當n> N時，信號的衰減是由天線的有限繞組容量引起的以及傳導中的能量損失。繞在傳感器周圍的35kV電纜天線可以纏繞，如下表2所示。n大于N時，情況統(tǒng)一確定為最大可容許轉(zhuǎn)數(shù)的函數(shù)，也就是說，當n> N時，我們?nèi)?匝，經(jīng)驗表明信號得到了很好的接收。
　　這里，我們認為每匝之間的最小距離為5 mm，當我們保證良好的輻射功率時，我們也完成阻抗匹配。據(jù)我們購買的35kV電纜的規(guī)格，所需的繞組匝數(shù)為n = 6.SAW溫度傳感器的內(nèi)壁和外殼的結(jié)構(gòu)允許SAW溫度傳感器芯片為與待測物體緊密接觸，即來自電流流過的芯的熱信息可主要由傳感器芯片收集。于在環(huán)上，切斷面的核心切成長度是傳感器的只是長度，使得傳感器與所述外殼體和所述內(nèi)壁的內(nèi)壁緊密接觸由金屬制成的鋁作為傳熱材料，鋁導體被認為是框架天線結(jié)構(gòu)。壞性影響位于切面外的鋁制部件采用PTFE包裝。

　　
　　后，環(huán)氧樹脂用作聚四氟乙烯涂層的填充封套，成為全新的SAW溫度傳感器。SAW芯片的尺寸約為1mm×5mm×4mm。驗中使用的35kV電纜芯的直徑約為8mm。此，我們設(shè)計了三維視圖。形傳感器外殼的尺寸如下：可以調(diào)節(jié)根據(jù)上述尺寸設(shè)計的傳感器外殼。35kV電纜芯上，切割表面設(shè)計允許SAW芯片與金屬內(nèi)壁緊密接觸，然后靠近芯部，使測量溫度更可靠。SAW溫度傳感器溫度測量精度校準實驗（在溫度控制箱中）在改變信號傳輸模式后檢測SAW溫度傳感器溫度測量精度檢查其精度≤2°C（根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)[7]），進行以下溫度測量精度的校準實驗。于DS18B20數(shù)字溫度傳感器體積小，溫度范圍為-55°C至 125°C，溫度測量精度高，速度快，并具有糾錯能力并且防止干擾很強。此，我們選擇DS18B20數(shù)字溫度傳感器作為實驗中的校準源。溫度控制箱中測試SAW溫度傳感器和DS18B20數(shù)字溫度傳感器的溫度精度。們進行了以下實驗：將連接到READER（喇叭天線）的傳感器和天線放置在溫度控制箱中，并通過外殼的左線部署天線。度控制。于電纜內(nèi)部溫度的測量精度測試，需要數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為校準源。字溫度傳感器同時校準。驗電路的配置如圖10所示。溫度校準之前，兩個傳感器測量的溫度值不一致，孵化器的溫度設(shè)置為25°C。度穩(wěn)定然后校準。準后，SAW溫度傳感器和數(shù)字溫度傳感器的溫度相同，測試溫度為25°C。度控制箱由風扇加熱，以穩(wěn)定溫度溫度控制，每小時讀取數(shù)據(jù)，溫度升高。溫度達到45°C時開始記錄：測試結(jié)果記錄在表3中：3可以看出SAW溫度傳感器的溫度測量精度≤2°C，滿足要求SAW溫度傳感器的溫度測量要求。字溫度傳感器的溫度測量精度≤0.5°C，滿足其作為校準源的要求。導體35kV電纜接頭溫度測試為了測試SAW溫度測量裝置在實際電纜操作中的性能，我們模擬了中間電纜連接的內(nèi)部環(huán)境并插入了溫度測量裝置SAW嵌入電纜中。心是封裝的，大電流發(fā)生器串聯(lián)連接，保護電阻連接到電纜兩端，記錄不同電流的溫度變化。驗中，我們用有限元法計算電纜中心溫度的數(shù)據(jù)實時進行比較。體實驗如下：首先，將涂層環(huán)型SAW溫度測量裝置放置在電纜的芯部，然后用可伸縮的絕緣管覆蓋外表面，然后緊緊包裹半導體帶，以防止存在間隙。生絕緣放電。大電流發(fā)生器與保護電阻串聯(lián)，并將電纜的兩端連接到帶有高壓應(yīng)變消除裝置的電纜上。打開大型發(fā)電機之前，首先將溫度測量系統(tǒng)天線放在離溫度測量裝置半米的位置，然后將天線連接到溫度頻率。示溫度測量終端。
　　立連接后，檢查每個接口是否完好無損。旦檢查完成，大電流發(fā)生器被激活，電流分別設(shè)置在120A和260A。不同的時間段后，溫度測量終端顯示溫度，記錄數(shù)據(jù)并將它們與獲得的數(shù)據(jù)進行比較。有限元模型。4顯示當電纜的充電電流為120 A持續(xù)4h時，其核心溫度為44.9°C，其有限元模型計算的核心溫度為46.9°C。纜電流施加在260 A，電纜芯的溫度測量值為44.9°C，有限元模型計算為46.7°C。電流應(yīng)用于260 A持續(xù)10小時，測試電纜的相應(yīng)核心溫度測量值為67.9°C，有限元模型計算為68.2°C。較上述實驗結(jié)果通過計算結(jié)果，可以看出兩者之間存在一些誤差，但在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。驗結(jié)果表明，基于表面聲波技術(shù)的電纜溫度測量裝置能夠滿足實際生產(chǎn)中電纜溫度測量的要求。要通過對中間電纜接頭的研究和銅網(wǎng)屏蔽效率的計算，確定了在中間電纜接頭內(nèi)芯上安裝SAW傳感器的可行性。據(jù)阻抗匹配的原理，環(huán)形天線結(jié)構(gòu)被設(shè)計，被確定為不同類型的電纜所需的匝數(shù)，環(huán)形天線的繞組數(shù)是6匝和結(jié)構(gòu)根據(jù)實驗中使用的電纜規(guī)格設(shè)計相應(yīng)的外殼。
　　量SAW環(huán)繞傳感器溫度精度的經(jīng)驗表明，溫度測量的精度≤2°C，符合溫度測量要求。35kV單芯交聯(lián)聚乙烯電纜在中心接頭環(huán)境中進行模擬，溫度測量實驗在高電流環(huán)境下進行，可實時監(jiān)測接頭內(nèi)部核心溫度的變化。間電纜。論和觀點的溫度傳感器被用作SAW在線監(jiān)視電纜的中間接頭的溫度：它能確定電纜接頭的局部過熱，評估墊片的絕緣老化，確定密封的安全風險，調(diào)節(jié)和動態(tài)增加電力電纜的負荷。容提供了重要的基礎(chǔ)。時，SAW溫度傳感器具有優(yōu)于其它測量裝置家用電氣電纜的溫度以下優(yōu)點：被動監(jiān)控 - 無需橫向能量檢測，方便信號傳輸，所述傳感器之間沒有電連接和接收裝置，從而實現(xiàn)高壓隔離。格方面的競爭優(yōu)勢 - 光刻技術(shù)，結(jié)構(gòu)相對簡單。靈敏度 - 聲波對表面干擾的快速響應(yīng)，即基板表面的集中聲能集中。集成度 - 體積小，易于安裝。好的可靠性和穩(wěn)定性在未來的能源市場中，SAW技術(shù)將進一步增強并應(yīng)用于增強型電力監(jiān)控領(lǐng)域。
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