一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统的制作方法

本发明涉及一种用于变电站温度监控领域的基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统。

背景技术：

1、随着经济的发展，电力系统基础设备的种类和数量也在逐渐增多，对设备的可靠性要求也越来越高。电力设备运行异常或故障通常表现为温度的异常变化，因此对电力设备的温度监测是电力设备安全监控最为有效、经济的方式，对电力设备的安全运行具有重大意义。对电力系统进行及时的设备检视，直接影响到输变电系统正常运行，关系到配电、用电系统正常运作，乃至影响到整个电力系统。现阶段常用的测温技术中，接触式测温主要为热电偶技术，该技术虽可准确测温，但由于传感器的有线连接而无法实现带电检测。而非接触测温常用的红外测温技术因受现场测试条件影响较大，且单台价格昂贵。有源无线测温传感器可部分满足变电站测温需求，但该类型传感器一般体积重量都较大，且由于需电池供电会带来长期维护的困难，另外电池的应用会带来漏液和爆炸的风险，不利于推广。

2、近年来，rfid标签因具有非接触自动识别、不受环境影响、适用范围广等诸多优点，rfid标签技术得到长足发展。rfid标签能对电力系统进行及时的设备巡检，直接影响到输变电系统正常运行，关系到配电、用电系统正常运作，乃至影响到整个电力系统。各大运营供电公司都拥有多座变电站，每座变电站一次设备监测点高达几百上千个，人工巡检量及记录数据量十分巨大。对变电站一次设备监测点的巡检主要是收集设备关键点的温度数据，通过分析汇集带有识别信息的变电设备温度等状态信息，实现提前预警，根据相关检修规程，实现设备的正常、异常、严重状态评判，提出检修周期及检修策略建议。而目前尚未出现一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统的相关产品。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，能够实现对于变电站关键设备及位置的非接触式无源准确检测。

2、实现上述目的的一种技术方案是：一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，包括uhf-rfid电子标签、读写器和后台管理分析系统；

3、uhf-rfid电子标签内设置有温度传感模块和a/d变换器，a/d变换器将温度传感模块的信号值转化为数字信号，读写器内部射频模块实现对uhf-rfid电子标签的发现和过滤，读写器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行处理。

4、进一步的，uhf-rfid电子标签的芯片封装总体框架由htcc陶瓷外壳与金属盖板形成一个密闭的腔体。

5、进一步的，uhf-rfid电子标签的芯片分布两个输入端，引线一端键合于芯片输入端，另一端键合于天线馈电端，两个引线分布在同一平面内。

6、进一步的，uhf-rfid电子标签的芯片置于密闭腔体氮气环境内。

7、进一步的，uhf-rfid电子标签的芯片pad凸点通过金球、陶瓷外壳金属通孔与外界陶瓷天线相连通。

8、进一步的，天线馈电点和射频识别芯片pad凸点之间设有aca导电胶。

9、进一步的，uhf-rfid电子标签的芯片采用双频段工作方式，分别为能量获取频段和芯片通信频段。

10、进一步的，读写器优先发射能量获取频段电磁波对uhf-rfid电子标签进行发现和过滤，发现uhf-rfid电子标签后向其发射芯片通信频段电磁波，从而发出温度读取命令。

11、进一步的，能量获取频段电磁波为2.45ghz电磁波，芯片通信频段电磁波为915mhz电磁波。

12、进一步的，后台管理分析系统接受并应用变电站内大数据，包括设备类型、实时负荷、现场温度、现场湿度、天气、风速、光照、测点材质数据，构建大数据分析研判模型，通过数据训练实现对电气设备因故障导致的异常发热进行诊断和预警。

13、本发明符合电力公司的实际现场作业需求，可极大地提高电气设备测温监视效率，相较于目前主流的光纤测温方式可以节省大量的人力、物力，有效地提高工作效率和检修质量，降低检修成本，具有良好的社会效益和经济效益，本发明的积极效果为：

14、本发明变电站电气设备测温系统使用非接触自动识别技术，避免因接触而产生的故障；阅读距离远(最远可达5m以上)；不需要供电电源，无需保养和维护，使用寿命可长达10年，价格低廉；可实现完全密封，因而具有良好的防水、防尘、防污损、防电磁干扰等性能。

技术特征：

1.一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，包括uhf-rfid电子标签、读写器和后台管理分析系统，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，其特征在于，uhf-rfid电子标签的芯片封装总体框架由htcc陶瓷外壳与金属盖板形成一个密闭的腔体。

3.根据权利要求2所述的一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，其特征在于，uhf-rfid电子标签的芯片分布两个输入端，引线一端键合于芯片输入端，另一端键合于天线馈电端，两个引线分布在同一平面内。

4.根据权利要求2所述的一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，其特征在于，uhf-rfid电子标签的芯片置于密闭腔体氮气环境内。

5.根据权利要求4所述的一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，其特征在于，uhf-rfid电子标签的芯片pad凸点通过金球、陶瓷外壳金属通孔与外界陶瓷天线相连通。

6.根据权利要求5所述的一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，其特征在于，天线馈电点和射频识别芯片pad凸点之间设有aca导电胶。

7.根据权利要求1所述的一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，其特征在于，uhf-rfid电子标签的芯片采用双频段工作方式，分别为能量获取频段和芯片通信频段。

8.根据权利要求7所述的一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，其特征在于，读写器优先发射能量获取频段电磁波对uhf-rfid电子标签进行发现和过滤，发现uhf-rfid电子标签后向其发射芯片通信频段电磁波，从而发出温度读取命令。

9.根据权利要求8所述的一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，其特征在于，能量获取频段电磁波为2.45ghz电磁波，芯片通信频段电磁波为915mhz电磁波。

10.根据权利要求1所述的一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，其特征在于，后台管理分析系统接受并应用变电站内大数据，包括设备类型、实时负荷、现场温度、现场湿度、天气、风速、光照、测点材质数据，构建大数据分析研判模型，通过数据训练实现对电气设备因故障导致的异常发热进行诊断和预警。

技术总结
本发明公开了一种基于射频识别传感的变电站电气设备测温系统，包括UHF‑RFID电子标签、读写器和后台管理分析系统，UHF‑RFID电子标签内设置有温度传感模块和A/D变换器，A/D变换器将温度传感模块的信号值转化为数字信号，读写器内部射频模块实现对UHF‑RFID电子标签的发现和过滤，读写器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行处理。本发明能够实现对于变电站关键设备及位置的非接触式无源准确检测。

技术研发人员：朱凯,刘方蕾,沈晓峰,吴继健,郑真,黄晨宏,胡振华,孙进,梁晟,冯若愚,黄冠,杨冰芳,董玥,刘一童,姚远
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4