基于RFID的电力线夹无源无线在线测温系统方道奎

基于RFID的电力线夹无源无线在线测温系统方道奎

方道奎

（珠海市联电科技有限公司广东珠海519000）

摘要：为了实现对电力线夹实时在线无源无线测温的需求，提出了一种基于RFID[1]的测温系统，并以防城港工程为例，有力的证明了系统的可行性和可靠性。

关键词：RFID；测温标签；电力设备测温系统

目前电力线夹的温度基本处于无监控状态，靠人工手持红外扫描仪巡检测温，无法实时感知温度，出现异常便是严重事故。因此，对电力设备进行在线测温便显得尤为重要。

鉴于电力线夹的现场施工便捷性及安全性要求，无源、无线的测温方式是最为妥帖的。为此，提出了一种基于RFID的电力设备在线测温系统（以下简称RFID测温系统）解决方案。

1系统设计

1）系统架构及原理

RFID测温系统主要由测温标签、板状天线、监控主机、网关、服务器、客户端等组成，结构见图1。

图1RFID测温系统示意图

其中采集器与测温标签之间通过RFID方式进行通讯。监控主机中的发射器[2]经射频软跳线、板状天线每隔一段时间便向所属测温标签发送轮询指令，各标签接收到轮询射频载波后，检波形成能量[3]启动标签内部集成的温度传感芯片工作，测试线夹温度值，并将温度值调制到轮询载波的反向波上，原路返回监控主机。各监控主机再通过网络将温度值上报云服务器。如果线夹温度发生异常，系统会根据先前预设的联络信息派单，让维护人员及时赶赴现场。客户端（PC或者手机终端）可通过连接云端，对现场每一个测温标签进行远程监测。

2）测温标签

为了保证准确采集线夹的温度并可靠通信，同时便于线夹的改装，测温标签的反射天线需要适度增大，但尽可能小于等于线夹背部面积，同时通过线夹原有螺丝与线夹本体紧密连接。考虑到线夹主体温度与线缆固定处的温度有偏差，需要针对不同的线夹进行适度的温度修正，这个工作可以在监控主机处完成，也可以在网管后台处进行。

3）通讯距离

由于国家对RFID设备的输出功率做了严格限制：≤+33dBm，为了保证测温系统的有效读取距离，须采用高增益的板状天线，方可保证监控主机与测温标签之间的有效读取距离≥5米。

4）现场取电

监控主机和网关采用AC220V或者DC12V供电，因此在电力杆塔底部需要配备AC220V电源，条件不允许时可以采用太阳能供电。为了便于现场安装，监控主机和网关可以集成在同一个箱体内部。

2防城港工程

为了保证实时监测重要区域杆塔线夹的温度，防城港供电局采用了RFID测温系统。

1）工程设计方案：详见图2所示。

图2RFID测温系统工程方案

2）系统效果分析

通过系统客户端，可以设置系统配置参数，可以实现线夹温度显示、过温告警显示及线夹定位功能，实现对现场线夹的温度进行实时监控。图3为客户端实时温度显示界面。

图3RFID测温系统温度显示界面

3结论

本文介绍的RFID测温系统采用RFID技术，利用集成温度传感器的RFID标签，实现对电力线夹的实时测温。系统还可应用于变压器测温、开闭所触电测温、开关柜中的动静触点测温等场所，不仅测温准确，而且测温标签无源，安装方便，符合智能电网的建设要求。

参考文献：

[1]游战消，李苏剑，无线射频识别技术（RFID）理论与应用，北京：电子工业出版社，2004

[2]张浩博，UHF频段射频识别手持式读写器的设计，硕士学位论文，四川：电子科技大学，2009

[3]郎为民，射频识别（RFID）技术原理与应用，北京：机械工业出版社，2006.06

[4]郭艳丽，RFID相关标准总览，RFID射频快报，2005.11.30

[5]中华人民共和国科学技术部等十五部委，中国射频识别（RFID）技术政策白皮书，2006.06.09

作者简介：方道奎（1974—），四川省广安市邻水县人，本科，工程师。研究方向：电力电子技术。