SE537691C2 - Trådlös sensoranordning för en högspänningsmiljö och systeminnefattande sådan - Google Patents

Trådlös sensoranordning för en högspänningsmiljö och systeminnefattande sådan Download PDF

Info

Publication number
SE537691C2
SE537691C2 SE1150994A SE1150994A SE537691C2 SE 537691 C2 SE537691 C2 SE 537691C2 SE 1150994 A SE1150994 A SE 1150994A SE 1150994 A SE1150994 A SE 1150994A SE 537691 C2 SE537691 C2 SE 537691C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
sensor device
wireless sensor
housing
temperature
unit
Prior art date
Application number
SE1150994A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1150994A1 (sv
Inventor
Erling Pettersson
Michael Gudmundsson
Jerry Svedlund
Kjell Hummel
Jon Lissmats
Anders Kjellberg
Original Assignee
Creator Teknisk Utveckling Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Creator Teknisk Utveckling Ab filed Critical Creator Teknisk Utveckling Ab
Priority to SE1150994A priority Critical patent/SE537691C2/sv
Priority to PCT/SE2012/051137 priority patent/WO2013062468A1/en
Priority to US14/354,612 priority patent/US20140300486A1/en
Priority to EP12842759.8A priority patent/EP2771706A4/en
Priority to CA2853661A priority patent/CA2853661A1/en
Priority to CN201280058283.4A priority patent/CN104145189A/zh
Priority to AU2012329598A priority patent/AU2012329598A1/en
Priority to JP2014538752A priority patent/JP2015502522A/ja
Publication of SE1150994A1 publication Critical patent/SE1150994A1/sv
Publication of SE537691C2 publication Critical patent/SE537691C2/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/142Arrangements for simultaneous measurements of several parameters employing techniques covered by groups G01R15/14 - G01R15/26
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/024Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for remote indication
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/026Means for indicating or recording specially adapted for thermometers arrangements for monitoring a plurality of temperatures, e.g. by multiplexing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K3/00Thermometers giving results other than momentary value of temperature
    • G01K3/005Circuits arrangements for indicating a predetermined temperature
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q9/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0007Casings
    • H05K9/0049Casings being metallic containers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/18Screening arrangements against electric or magnetic fields, e.g. against earth's field
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2209/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/80Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
    • H04Q2209/82Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data
    • H04Q2209/823Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data where the data is sent when the measured values exceed a threshold, e.g. sending an alarm

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

SAMMANDRAG Tradlos sensoranordning (10) f6r en hogspanningsmiljo, vilken anordning (10) innefattar ett hOlje (12), en styrenhet (18) fOr att Overvaka en eller flera variabler (T) och en stromforsorjningsenhet (20), dar holjet (12) är utformat sá att ett elektriskt falt (E) minimeras och kommunikationsenheten (16) är anordnad delvis inuti holjet (12)

Description

Tr5dlos sensoranordning f6r en hogspanningsmiljo och system innefattande sadan UPPFINNINGENS OMRADE Uppfinningen avser en tradlos sensoranordning. Sarskilt avser uppfinningen en tradlos sensoranordning for en hogspanningsmiljo sasom kraftproduktion, overforing och distribution, saval som system for jarnvagar. Uppfinningen avser aven ett system som innefattar ett flertal sadana sensoranordningar.
BAKGRUND ldag är hogspanningstillampningar sasom hogspanningssystem med kopplingsutrustningar kanda. Sarskilt kopplingsutrustningar som innehaller separata kretsbrytare och fr5nskiljare, eller kombinerade enheter med sa kallade "franskiljande kretsbrytare" anvands till exempel i kraftunderstationer. Kortfattat är en franskiljare en mekanisk effektomkopplare.
Med termen "hog spanning" avses har en spanning som stracker sig fran 6 kV-1400 kV. Strommar kan vara sa hoga som exempelvis 6 000 A, men är vanligen inte hogre an 2 000 — 3 000 A i sadana hOgspanningstillampningar. Dessa hoga strommar kan ge upphov till hoga temperaturer i en franskiljare pga. okande resistans hos franskiljaren, sarskilt am franskiljaren ar felaktig, eller utsliten. Pga. detta byts franskiljare, eller andra mekaniska delar, genom vilka hoga strommar flyter, eller delar som pa andra satt paverkas av hoga strommar vid drift ut, iblandl5ngt innan de till slut är utslitna, vilket saledes avsevart forkortar livslangden far dessa. Detta är naturligtvis besvarligt och dyrbart pga. for tidigt utbyte av de mekaniska delarna.
For att idag kunna forlanga livslangden for franskiljare, eller andra mekaniska delar genom vilka h6ga str6mmar flyter mats temperaturer i franskiljare och andra mekaniska delar genom vilka hoga strOmmar flyter vid drift, till exempel genom termofotografering typiskt ett antal ganger per ar. En nackdel med termofotografering är att da detta är en besvarlig och dyrbar metod kan inte ofta f6rekommande matning av temperatur i franskiljare, eller andra mekaniska delar utforas av praktiska och ekonomiska skal. Under utbyte av franskiljare eller andra mekaniska delar maste strommen stangas av, vilket är ytterligare en nackdel d5 tillgangligheten minskar pga. aft strOmmen stangts ay.
Har avser termen "otillganglig" den delen av tiden elektrisk strom inte är tillganglig. 1 Ett fel som är tankbart nar frankopplartemperaturen i en kopplingsutrustning (stallverk) har okat är att frankopplaren har forsamrats sa mycket att slutligen en oppen ljusbage upptrader, vilken leder till ett katastrofalt fel och utslagning av strommatning som leder till en kollaps av atminstone en del av kopplingsutrustningen. Saledes är temperaturovervakning av frankopplare, eller andra mekaniska delar i kopplingsutrustningen av stor betydelse.
Konventionella sensoranordningar inkluderande temperatursensoranordningar lider typiskt av problem pga. koronaeffekter, eller gnistbildning pga. hogspanningsmiljon. Faktum är att de inte ails kan anvandas da gnistbildning eller koronaeffekter skulle forstora sensoranordningarna, eller atminstone forsamra matningarna.
Saledes finns det ett antal problem med att mata en parameter sasom temperatur i en hogspanningsmiljo och sarskilt att kontinuerligt overvaka parametern.
Enligt var kannedom är aven utbyte av sensoranordningar i drift utan aft stanga av strommen omojligt med kanda sensoranordningar.
Det finns s5ledes ett behov av att kunna Ora detta, att kunna aka tillgangligheten till exempel.
KORTFATTAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ett andamal med uppfinningen är aft tillhandahalla en sensoranordning for att mata en parameter s5som temperatur i en hogspanningsmiljo, och sarskilt att kontinuerligt overvaka parametem under drift.
Enligt en utforingsform av uppfinningen tillhandah5lls en tradlos sensoranordning for en hogspanningsmiljo och som är anordnad att kommunicera tradlost med en centralenhet. Den tr5dlosa sensoranordningen innefattar ett ht.* som omger en styrenhet for att overvaka en eller flera parametrar sasom temperatur och en strOmfOrsorjningsenhet. En kommunikationsenhet är anordnad atminstone delvis inuti holjet. Holjet är tillverkat av metall och är utformat som tv5 torroider, som är vanda mot varandra, som är utformade utan delar som sticker ut och/eller skarpa kanter och dar ett grepp är anordnat i mitten av torroiderna for aft greppas med ett monteringsverktyg.
Pa detta satt tillhandahalls en tradlos sensoranordning lamplig for en hogspanningsmiljo sasom montering pa en fr5nskiljare, vilken sensoranordning inte lider av problem pga. koronaeffekter, eller gnistbildning pga. hogspanningsmiljon, da sensoranordningen inte har 2 nagra utstickande delar och är utformad att motsta hoga elektriska fait och/eller spanningar pga. en rund utformning som inte har skarpa kanter.
Som med all matning eller Overvakning är en anledning till temperaturmatning eller — overvakning att undvika felaktigheter genom att ge ett larm innan en felaktighet utvecklas till ett fel. Larmet ska ges tillrackligt tidigt for att kunna vidta anvandbara forsiktighetsatgarder som är mojliga i ett lampligt ogonblick. Saledes är ofta forekommande, eller kontinuerlig temperaturovervakning en stor fordel. Detta astadkoms genom uppfinningen.
Da mekaniska delar som genomflyts med hog strom kan overvakas tradlost av anordningen enligt uppfinningen kan tillforlitligheten okas pga. mojligheten att undvika avbrott, da felaktigheter hos dessa mekaniska delar kan overvakas som en temperaturokning i forvag.
Sensoranordningen enligt uppfinningen kan aven bytas ut under drift sa att strOmmen inte behover stangas ay. Detta kan astadkommas medelst en sa kallad "hot-stick", som i grunden är en isolerad stang som medger for en serviceperson att montera sensoranordningen under drift. Pa detta satt minskar otillgangligheten ytterligare da strommen inte behover stangas ay.
Typiskt innefattar sensorenheten eller är anordnad att kommunicera med en temperatursensor, sasom en infrarod sensor for att mata eller overvaka parametrar sasom temperaturen utanfor eller inuti holjet.
Enligt en annan utforingsform av uppfinningen är styrenheten anordnad att generera ett eller flera larm som utlOsts av en overvakad parameter sasom temperaturen utanfor (rutsida) som overskrider ett installt troskelvarde.
Pa detta satt kan langtidsovervakning, over ar, astadkommas med automatisk eller manuell generering av larm. Andra fordelar med sensoranordningen enligt uppfinningen är liten storlek, hog noggrannhet och acceptabelt pris. Det är av betydelse att priset är acceptabelt dá ett stort antal sensoranordningar, till exempel 100 pa en understation kan behovas.
Enligt en utforingsform av uppfinningen tillhandahalls ett system for sensoranordningar som inkluderar ett flertal sensorer, anordnade att kommunicera med en centralenhet, dar centralenheten är anordnad att kommunicera med en anvandare via ett anvandargranssnitt sasom en PC (persondator) med atkomst till Internet, for att kora ett webbaserat program for att kommunicera med och styra sensoranordningama. 3 KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGSFIGURER Sardragen hos och fordelarna med uppfinningen kommer nu framga tydligare genom foljande detaljerade beskrivning och atfoljande ritningsfigurer, dar: FIG. la visar en perspektivvy av en isartagen tradlos sensoranordning for anvandning i en hogspanningsmiljo enligt en utforingsform av uppfinningen; FIG. lb ar en perspektivvy av samma sensoranordning som i FIG. la monterad; FIG. 1 c är en vy bakifran av samma sensoranordning som visas i FIG. 1 b.
FIG. 2 visar den tradlOsa sensoranordningen som visas i FIG. la-c monterad pa en franskiljare; FIG. 3 visar ett system for sensoranordningar enligt en utforingsform av uppfinningen, som inkluderar en centralenhet for att kommunicera med den tradlosa sensoranordningen som visas i FIG. la-c och FIG. 2 och en operator via ett webgranssnitt; och FIG. 4 visar ett schema for temperaturovervakning via web-granssnitt medelst sensoranordningen och — systemet enligt uppfinningen.
DETALJ E RAD BESKRIVN I NG Nu hanvisas till FIG. la, som visar en perspektivvy av en isartagen sensoranordning enligt en utfOringsform av uppfinningen, dar uppfinningens princip nu kommer att beskrivas.
FIG. la visar en tradlos sensoranordning 10 enligt en utforingsform av uppfinningen lamplig for anvandning i en hogspanningsmiljo, eller medelspanningsmiljo, sasom montering av sensoranordningen 10 pa en franskiljare (som inte visas i denna figur) i en kraftunderstation (som inte visas). Sensoranordningen 10 innefattar ett holje 12 som atminstone delvis omger en kommunikationsenhet 16, en styrenhet 18 for att mata och/eller overvaka en eller flera parametrar sasom temperatur Tutsida utanfor holjet 12 medelst en temperatursensor 15 (se FIG. 1c). Typiskt ar temperatursensorn 15 anordnad att aven mata temperaturen Tinsida inuti holjet 12. Kommunikationsenheten 16 innefattar typiskt en antenn och en kombinerad sandare/mottagare, en sã kallad "transceiver" (som inte visas explicit kir enkelhets skull), for tradlos kommunikation med en extern centralenhet (som inte visas). I denna figur visas kommunikationsenheten som en antenndel, har en skiva forsedd med metal!. Transceivern kan alternativt vara anordnad helt eller delvis i styrenheten 18 eller vara anordnad att kommunicera med densamma. Sensoranordningen 10, som är en anordning 10 med egen stromforsOrjning, innefattar vidare en stromforsorjningsenhet 20, har ett batten i med lang livslangd, exempelvis 10 ars livslangd med provtagning var 10:e minut, for att stromforsorja alla enheter 15, 16, 18. Temperatursensorn 15, kommunikationsenheten 16, styrenheten 18 och stromforsorjningsenheten är kopplade till varandra. Holjet 12 som typiskt innefattar ett 4 skydd 12a, en basplatta 12b är runt och tillverkat av metall sasom aluminium med eller utan ytbehandling, eller av rosffritt stal och är utformad utan skarpa kanter eller liknande sa att ett elektriskt falt E (eller med andra ord spanning) minimeras. Holjet 12 innefattar aven en antenndel 16. Ovanfor antenndelen 16 ar vidare ett ovre skikt 16b anordnat tillverkat av plast, eller nagot annat lampligt material. Typiskt är det ovre skiktet 16b forsett med text eller nagon annan symbol eller andra symboler. Materialvalet for holjet ar typiskt en fraga om mojligheten till enkel bearbetning. Saledes valjs ofta aluminium for skyddet 12a och basplattan 12b. Eftersom det inte finns n5gra skarpa kanter p5 holjet 12, reduceras koronaeffekter, eller sa forekommer de inte ails trots hogspanningsmiljOn som omger sensoranordningen 10 och en tradlos sensoranordning 10 tillhandahalls som undviker problem i hogspanningsmiljo. Detta har bekraftats i otaliga experiment. Styrenheten 18 kan implementeras medelst en programmerbar processor och dartill horande minne styrt av mjukvara, eller enbart medelst h5rdvara. Typiskt är styrenheten 18 och stromforsOrjningsenheten 20 anordnade p5 ett kretskort 17. Aven kommunikationsenheten 16 som innefattar elektronik, eller kretsar och/eller mjukvara for kommunikation och antenndelen är typiskt anordnade p5 eller kopplade till kretskortet 17.
Styrenheten 18 i sensoranordningen 10 kan ha flera funktioner. Till exempel styr den 18 temperatursensorn 15 och eventuell ytterligare sensor (som inte visas) om sac:Ian forekommer, den styr kommunikationen med den externa centralenheten 30, den kan blanda temperaturinformation med sensoranordningens 10 identitetsinformation och den styr stromforsorjningen fran stromforsorjningsenheten 20. Ett exempel p5 elektronik kan vara ytmonterade integrerade kretsar som är lampliga pga. sensorholjets 12 lilla storlek.
Ett grepp 13 är aven anordnat i mitten av tv5 torroider for att greppas med ett monteringsverktyg som uppbars av en hot stick (som inte visas). En volym av holjet 12 valjs s5 att en resonant cavity loaded (slot (slits)) antenna 16 är anordnad for att generera radiov5gor for kommunikation med den externa centralenheten 11. Hela holjet 12 kommer verka som en antenn. Antenndelen 16 kan vara en antenn PCB (printed circuit board) 16 och är typiskt utformad som en antenn anordnad inuti holjet 12, eller en slitsantenn som är integrerad med holjet 12 och anordnad pa kretskortet 17. Antenn-PCB:n 16 kan vara kopplad till kretsarna (vilket inte visas explicit) hos kretskortet 17 medelst en ledare 16a sasom en koaxialkabel eller en flexibel kabel. Koaxialkabeln 16a kan vara permanent eller avtagbart kopplad. Typiskt är ledaren 16a impedansmatchad med kretsarna och antenndelen 16.
En annan typ av antenn, s5som en dipolantenn, eller torn en patch-antenn kan anvandas istallet for den som beskrivs ovan, under forutsattning att inga delar sticker utanfor holjet 12. I det fall en dipolantenn anvands kan hal vara anordnade i holjet 12. Delar som sticker utanfor holjet 12 skulle lida av koronaeffekter och gnistbildning i hogspanningsmiljon och är darfor inte lampliga. En patch antenn till exempel, som anvands i hittills anvanda sensoranordningar skulle inte fungera eftersom koronaeffekter skulle fOrstOra sensoranordningen. lstallet for en antenn kan kommunikationsenheten 16 vara anordnad for optisk kommunikation med mottagaren 11. Till exempel kan en IR-LED (infrared light-emitting diode (infrarod lysdiod)) anvandas som en sandare for att sanda temperaturdata till en integrerad I R-mottagare.
FIG. lb visar en perspektivvy av samma sensoranordning som i FIG. la men hopmonterad. Det ovre skiktet 16b, som kan vara en cirkular skiva med en diameter utformad till att passa i skyddet 12a är monterat nagot lagre an omgivande skydds kanter. Pa detta satt kommer en gnista som traffar sensoranordningen mera sannolikt traffa en kant 12d (Se aven FIG. la) hos skyddet 12a istallet for det ovre skiktet 16b eller elektroniken inuti holjet. Typiska dimensioner for holjet 12 ar nagra centimeters hojd H, till exempel 3 cm och en hornradie som är tillrackligt stor pa till exempel 10 mm. De fiesta ytorna utanfor holjet 12 är konvexa och har sarskilt en tillrackligt stor radie, som reducerar ginstbildning/koronaproblem i hogspanningsmiljoer. Forhallandet radie/hojd R/H bestammer volymen V.
Volymen V valjs for aft undvika koronaeffekter, men en minsta mojlig volym Vmin kravs pga. radiobehov.
I denna sarskilda utforingsform är holjet 12 ufformat som tva torroider som är vanda mot varandra, men aven andra runda utformningar med en viss volym V, som motsvarar en viss radie R och VI* H och som är utformade utan delar som sticker ut och/eller skarpa kanter kan anvandas istallet. Otaliga berakningar och experiment har visat att ett holje 12 som är omkring 30 mm i hojd, med en hornradie pa omkring 5 mm paverkas av en faltstyrka pa omkring 10 kV/m, vilket är under gransen for koronaproblem som är omkring 17-18 kV i torr atmosfar.
Sensorn 15 kan vara en konventionell temperatursensor s6 som en infrarod (IR) sensor for att mata eller overvaka temperaturen utanfOr Tutsida och inuti Tinsida holjet 12. IR-sensorn ser genom ett oga 12e anordnat pa basplattan 12b och overvakar temperaturen av ytan som sensoranordningen är nnonterad pa. Aven andra typer av sensorer kan anvandas inkluderande alla slags heldigitala sensortyper. 6 I denna sarskilda utforingsform av uppfinningen innefattar basplattan 12b tejp-fastmedel 13 for att fasta sensoranordningen 10 p5 en fr5nskiljare (som inte visas). Tejp-fastmedlet 13 är typiskt en dubbelhaftande tejp av industrikvalitet av i sig konventionell typ. En ytterligare metallplatta (som inte visas) kan vara monterad over ogat 12e och temperatursensorn kan da vara av annan typ an infrarod. En tatningsplatta 15a och/eller ett sensorsate 15b (Se FIG. la) kan aven vara anordnad/anordnat.
FIG. 2 visar en sa kallad "central franskiljare" 20, med sina tva svangbara stolisolatorer 22 far att oppna och stanga en omkopplare. Typiskt är franskiljaren 20 och den tradlosa sensoranordningen 10 anordnade i en hogspanningsmiljo sasom en kraftunderstation. Kraftunderstationen och franskiljaren 20 i sig kan vara av nagon konventionell typ. Temperaturen som mats eller overvakas är relaterad till stromflodet genom fr5nskiljaren 20 p5 vilken sensoranordningen 10 är monterad.
FIG. 2 visar den tradlosa sensoranordningen 10 i FIG. 1 monterad p5 franskiljare 20 i ett trefassystem P1, P2, P3. Typiskt är ett flertal sadana sensoranordningar 10 sasom tre monterade p5 vale fr5nskiljare 20, en p5 vale svangbar arm 22 och en i mitten av de tv5 svangbara armarna 22 som visas i frankopplat lage, d.v.s. omkopplaren an oppen. Typiskt an varje fas av de tre fasema P1, P2, P3 forsedd med tre sensoranordningar. Varje fas, till exempel den forsta fasen P1 kan ha en temperatur som skiljer sig fran de andra faserna P2, P3 med temperaturerna T2 respektive T3. Detta forklaras narmare nedan.
Alternativt innefattar basplattan snappfastmedel for att fasta sensoranordningen pa en kabelledare (som inte visas). Snappfastmedlen kan innefatta ett snappfastelement for att halla sensoranordningen och ett snappfastelement for att fasta snappfastmedlet p5 kabelledaren.
FIG. 3 visar ett system 40 kir sensoranordningar enligt en utforingsform av uppfinningen som inkluderar ett flertal sensorer 10, som typiskt är monterade pa ett flertal franskiljare (som inte visas for enkelhets skull), som kommunicerar via radio genom att anvanda till exempel 868 MHz-, eller 2,4 GHz -bandet med en centralenhet 30 anordnad i en understation (som inte visas). Centralenheten 30 kommunicerar med en anvandare som typiskt ar n5gon annanstans an i understationen via konventionell tradbunden eller tradlos kommunikation sasom 3G/GSM, GPRS, LTE. P5 detta satt kan anvandaren vara belagen nastan var som heist fysiskt med atkomst till sensoranordningarna 10 via ett anvandargranssnitt 42 s5som en PC med atkomst till Internet for att kora ett web-baserat program for att kommunicera 7 med och styra sensoranordningarna 10. Eftersom sensoranordningarna 10 var och en har sin egen identitetskod som sands tillsammans med matinformationen, kan flera sensoranordningar 10 sanda till samma centralenhet 30. Centralenheten 30 sander sedan den mottagna matinformationen till anvandargranssnittet 42 dar den omvandlas till ett format for presentation till anvandaren.
For att begransa komplexiteten pa elektroniken i sensoranordningen 10 kan mjukvara i centralenheten 30 och/eller i anvandargranssnittet 42 goras mera sofistikerad for att kunna identifiera sensorerna 10 och berakna temperaturerna Ti, T2, T3, eller skillnaden (-erna) i temperatur Ti, T2, T3 mellan de olika sensoranordningarna for att generera ett larm.
Sensoranordningarna 10 är typiskt anvandarstyrda medelst det web-baserade programmet av anvandargranssnittet 42, dar berakningen av tillaten laststrom hos de mekaniska ledarna sa att franskiljarna aven tar yttre tillstand sasom lufttemperatur, vind, sol med i berakningen.
En tillgangsdatabas innehaller information om ledare och kan utgora en del av det web- baserade programmet.
Mjukvaran kan aven vara anordnad aft jamfora uppmatta data med ett godtyckligt larmkriterium. Larm och historisk data kan anvandas far att generera uppmarksamhet och larm till anvandaren.
Detta exemplifieras i FIG. 4, som visar ett schema for temperaturovervakning via webgranssnittet medelst sensoranordningen.
Det enklaste larmkriteriet kan vara att tillhandahalla ett larm for en temperatur som är hogre an den som tillats for en viss typ av franskiljare, eller nagon annan mekanisk del, som typiskt framgar av IEC-standarden, eller nagon annan standard. Om en temperatur, har temperaturen for den tredje fasen L3, overskrider ett forutbestamt troskelvarde "'arm", genereras larm automatiskt eller manuellt. Med termen "manuellt" avses att anvandaren larmar nar ett troskelvarde overskrids.
Ett annat mera sofistikerat larm kan vara att anvanda de tre faserna P1, P2, P3 i systemet for att jamfora temperaturerna T1, T2, T3 mellan dem.
Resistansmonstret kan skilja sig at mellan de tre faserna P1, P2, P3 nar franskiljaren är ny, men vanligen inte mycket, men kan efter en viss drifttid skilja sig at om nagon av faserna far hogre resistans. Saledes kan de tre faserna P1, P2, P3 jamforas och ett larm kan utlosas om flagon av de tre faserna overskrider det installda vardet "larm", eller om de tre faserna P1, 8 P2, P3 skiljer sig at i temperatur T1, T2, T3 mera an ett annat instant troskelvarde. I denna figur visas hur den tredje fasen P3 overskrider ett installet troskelvarde. Larm kan aven utlosas av n5got annat instant troskelvarde, eller parameter, s5som for stor skillnad mellan temperaturen inuti och utanfor en temperatursensoranordning.
Om temperaturerna T1, T2, T3 overvakas i realtid, är det mojligt att leda en hogre strom an franskiljarnas markstrom. Saledes kan franskiljarna overlastas under kontrollerade former, styrda av systemet 40 med sensoranordningar. Detta kan 6tminstone delvis implementeras med mjukvara.
Saledes tillhandahaller uppfinningen torn temperaturovervakning sa att under korta tidsperioder overlast är mojligt. Tidskonstanten for en kopplingsutrustning kan vara omkring 30 minuter for en fr6nskiljare. Detta betyder att under en kort tidsperiod kan kopplingsutrustningen belastas aver sin markstrom utan att overskrida maximalt tillatna temperaturer, sarskilt om overlasten startar fran en niva under markstrommen. Med temperaturovervakningen enligt uppfinningen kan overtemperaturer hos kopplingsutrustningen undvikas. Denna kan atminstone delvis implementeras med mjukvara.
Enligt en altemativ utforingsform av uppfinningen innefattar sensoranordningen 10 en vattennivaindikator. En larmsignal sands dá till centralenheten 30 i det fall vattennivan overskrider ett instant troskelvarde.
Stromkallan kan vara ett batten med en livslangd p5 upp till 12 5r beroende p5 hur ofta parametrar mats/Overvakas och rapporteras till mottagaren. Langre tidsintervall/rapportering forlanger den livslangden. Ett typiskt tidsintervall är 10 minuter. Aven sandareffekt kan styras sa att optimal effekt eller reducerad sandareffekt anvands om det är mOjligt.
Alternativt är det eftersom matning är av betydelse enbart d5 strommen som flyter i den mekaniska delen sasom franskiljararmen 22 mats/Overvakas, mojligt att anvanda vaxlande magnetfalt som omger franskiljararmen 22 for att ge strom till sensoranordningen 10 medelst en generatorenhet (som inte visas) for induktion. Detta kan tillhandahallas till exempel medels genom att montera en remsa med transformerark runt franskiljararmen 22 och genom en spole. Spolen ger en utspanning som är tillracklig for sensorenheten 10, forutsatt att primarstrommen är tillrackligt hag, till exempel > 40 A (vid 50 Hz). Generatorenheten far induktion är typiskt utformad for att motsta hoga strommar som kan upptrada. Typiskt likriktar och styr sensorelektroniken i styrenheten 18 spanningsmatningen fran spolen. Alternativa utforingsformer kan inkludera spolar anordnade vasentligen vinkelrata mot varandra. 9 Aven om genomgaende i beskrivningen tekniken har beskrivits som relaterad till en anordning for att overvaka temperatur for anvandning p5 en fr5nskiljare, är det uppenbart att utova utforingsformerna som beskrivits har p5 vilken slags parameter som heist som ska overvakas eller matas i en hogspanningsmiljo. Saledes ska sensoranordningen som anges ovan inte ses som nagot annat an en utforingsform av uppfinningen.
Foreg5ende beskrivning är avsedd att visa och underlatta forst5else av uppfinningen och ska inte ses som begransande. Alternativa utforingsformer är uppenbara for fackmannen inom omradet utan att frang5 uppfinningens princip och skyddsomfang.

Claims (16)

Patentkrav
1. TrdIös sensoranordning (10) for en hogspanningsmiljo och anordnad att kommunicera tradlost med en centralenhet (30), vilken anordning (10) innefattar ett holje (12) som omger en styrenhet (18) for att overvaka en eller flera parametrar s5som temperatur (T) och en stromforsorjningsenhet (20), dar holjet (12) är tillverkat av metall och en kommunikationsenhet (16) är anordnad atminstone delvis inuti holjet (12), kannetecknat av att holjet (12) är utformat som tv5 torroider, som är vanda mot varandra, som är utformade utan delar som sticker ut och/eller skarpa kanter och dar ett grepp (13) är anordnat i mitten av torroiderna for att greppas med ett monteringsverktyg.
2. Tr5dlos sensoranordning (10) enligt krav 1, dar kommunikationsenheten (16) innefattar en antenn som är integrerad med hOljet (12).
3. Tradlos sensoranordning (10) enligt krav 1, dar kommunikationsenheten (16) innefattar en antenn som är anordnad inuti holjet (12).
4. Tradlos sensoranordning (10) enligt nagot av kraven 1 till 3, dar styrenheten (18) innefattar eller är anordnad att kommunicera med en temperatursensor (15) for att mata eller overvaka temperaturen (Tutsida) utanfor holjet (12).
5. Tr5dlos sensoranordning (10) enligt krav 4, dar sensorn (15) är anordnad att aven mata en temperatur pa insidan (Tinsida).
6. Tradlos sensoranordning (10) enligt nagot av kraven 1-5, dar styrenheten (18) är anordnad att generera ett eller flera larm som utloses av en parameter som overvakas s5som temperatur p5 utsidan (Tutsida).
7. Tradlos sensoranordning (10) enligt nagot av kraven 1-6, dar styrenheten (18) är anordnad att generera ett eller flera larm som utloses av historiska parametrar.
8. Tr5dlos sensoranordning (10) enligt n5got av kraven 1-7, dar sensoranordningen (10) är anordnad att kontinuerligt overvaka en eller flera parametrar sasom temperatur pa utsidan (rutsida). 11
9. Tracilos sensoranordning (10) enligt n5got av kraven 2 eller 3, dar en antennslits hos kommunikationsenheten (16) är anordnad p5 ett kretskort (17).
10. Tracilos sensoranordning (10) enligt nagot av kraven 1-9, vilken ytterligare innefattar ett huvudkretskort (17) som innefattar styrenheten (18) och en stromkalla (20).
11. Tradlos sensoranordning (10) enligt nagot av kraven 1-10, dar en basplatta (12b) innefattar fastmedel (13), for att fasta sensoranordningen (10).
12. Tradlos sensoranordning (10) enligt nagot av kraven 1-11, dar en basplatta (12b) innefattar tejp-fastmedel (13), for att fasta sensoranordningen (10) vid en franskiljare.
13. Tr5dlos sensoranordning (10) enligt n5got av kraven 1-11, dar en basplatta (12b) innefattar snappfastmedel (13), far att fasta sensoranordningen (10) p5 en kabel.
14. System (40) for sensoranordningar, vilket innefattar ett flertal sensoranordningar (10), anordnade att kommunicera med en styrenhet (30), dar styrenheten (30) är anordnad att kommunicera med en anvandare via ett anvandargranssnitt (42) s5som en PC med 5tkomst till Internet, for att kora ett web-baserat program fOr att kommunicera med och styra sensoranordningarna (10), dar varje sensoranordning (10) innefattar ett holje (12) som omger en styrenhet (18) for att Overvaka en eller flera parametrar s5som temperatur (T) och en stromforsorjningsenhet (20), dar holjet (12) är tillverkat av metall och en kommunikationsenhet (16) är anordnad delvis inuti holjet (12) kannetecknat av att holjet (12) är utformat som tva torroider, som är vanda mot varandra, som är utformade utan delar som sticker ut och/eller skarpa kanter och dar ett grepp (13) är anordnat i mitten av torroiderna for att greppas med ett monteringsverktyg.
15. System (40) fOr sensoranordningar enligt krav 14, dar systemet (40) är anordnat att jamfora en temperaturskillnad mellan minst tv5 temperaturer (Ti, T2) fran en eller flera sensorer (10) och att generera ett larm om temperaturskillnaden overskrider ett installt troskelvarde (T).
16. System (40) fOr sensoranordningar enligt krav 15, dar systemet (40) är anordnat att overvaka temperaturerna (Ti, T2, T3) i realtid och är anordnat att overlasta fr5nskiljare s5 att det är mojligt att leda hogre strom och anvanda hOgre spanningar, an franskiljarna finals Ora, eller kan Ora i konventionella kraftunderstationer. 12 12d 12a /t/ 16b 16 13
SE1150994A 2011-10-26 2011-10-26 Trådlös sensoranordning för en högspänningsmiljö och systeminnefattande sådan SE537691C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150994A SE537691C2 (sv) 2011-10-26 2011-10-26 Trådlös sensoranordning för en högspänningsmiljö och systeminnefattande sådan
PCT/SE2012/051137 WO2013062468A1 (en) 2011-10-26 2012-10-23 Wireless sensor device and system comprising the same
US14/354,612 US20140300486A1 (en) 2011-10-26 2012-10-23 Wireless sensor device and system comprising the same
EP12842759.8A EP2771706A4 (en) 2011-10-26 2012-10-23 WIRELESS SENSOR DEVICE AND SYSTEM THEREWITH
CA2853661A CA2853661A1 (en) 2011-10-26 2012-10-23 Wireless sensor device and system comprising the same
CN201280058283.4A CN104145189A (zh) 2011-10-26 2012-10-23 无线传感器装置和包括所述无线传感器装置的系统
AU2012329598A AU2012329598A1 (en) 2011-10-26 2012-10-23 Wireless sensor device and system comprising the same
JP2014538752A JP2015502522A (ja) 2011-10-26 2012-10-23 無線センサデバイスおよび同様のものからなるシステム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150994A SE537691C2 (sv) 2011-10-26 2011-10-26 Trådlös sensoranordning för en högspänningsmiljö och systeminnefattande sådan

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1150994A1 SE1150994A1 (sv) 2013-04-27
SE537691C2 true SE537691C2 (sv) 2015-09-29

Family

ID=48168160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1150994A SE537691C2 (sv) 2011-10-26 2011-10-26 Trådlös sensoranordning för en högspänningsmiljö och systeminnefattande sådan

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20140300486A1 (sv)
EP (1) EP2771706A4 (sv)
JP (1) JP2015502522A (sv)
CN (1) CN104145189A (sv)
AU (1) AU2012329598A1 (sv)
CA (1) CA2853661A1 (sv)
SE (1) SE537691C2 (sv)
WO (1) WO2013062468A1 (sv)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10368146B2 (en) * 2016-09-20 2019-07-30 General Electric Company Systems and methods for environment sensing
US20180080891A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-22 General Electric Company Systems and methods for environment sensing
US10095659B2 (en) 2012-08-03 2018-10-09 Fluke Corporation Handheld devices, systems, and methods for measuring parameters
JP6586076B2 (ja) * 2013-03-15 2019-10-02 フルークコーポレイションFluke Corporation 分離した無線モバイル装置を用いて赤外線画像に可視的な視聴覚の注釈付け
US9535105B2 (en) 2013-12-12 2017-01-03 Electric Power Research Institute, Inc. Apparatus and method for measuring leakage currents on porcelain and glass insulator disc strings
US9766270B2 (en) 2013-12-30 2017-09-19 Fluke Corporation Wireless test measurement
CN115824454A (zh) * 2014-12-09 2023-03-21 通用电气技术股份有限公司 开关设备站的温度测量
JP6484156B2 (ja) * 2015-10-08 2019-03-13 川崎重工業株式会社 鉄道車両用台車の無線通信機能付き温度センサユニット
EP3171469A1 (en) * 2015-11-19 2017-05-24 ABB Schweiz AG Method for loose joint detection in medium voltage switchgears and medium voltage switchgear itself
USD826737S1 (en) * 2016-12-12 2018-08-28 Mesur.io Sealable housing for enclosing sensors
CA3054821A1 (en) 2017-02-28 2018-09-07 Leviton Manufacturing Co., Inc. Communication enabled circuit breakers and circuit breaker panels
CN107219007A (zh) * 2017-07-04 2017-09-29 广州开能电气实业有限公司 一种电子式超温警示模块
DE102019204307A1 (de) 2019-03-28 2020-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Überwachungsverfahren einer Elektroenergieübertragungseinrichtung
EP3859915A1 (en) * 2020-01-29 2021-08-04 ABB Schweiz AG System for monitoring a switchgear
CN116337268B (zh) * 2021-12-15 2025-06-03 山东锋火动力通信科技有限公司 一种变电站高压开关柜无线无源测温监测设备
DE102025104691B3 (de) * 2025-02-10 2026-01-08 Diana Gleißner Gehäuse integrierter Sensor zur Erkennung von Temperatur und/oder Feuchtigkeit und/oder Spaltmaßen in einem Spalt zwischen einem Außenfassadenelement

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA946474A (en) * 1969-07-07 1974-04-30 Lawrence C. Ebel Temperature monitored cable system with telemetry read-out
CA1151242A (en) * 1980-09-17 1983-08-02 Saskatchewan Power Corporation Method and apparatus for sensing current in high voltage conductors
US4689752A (en) * 1983-04-13 1987-08-25 Niagara Mohawk Power Corporation System and apparatus for monitoring and control of a bulk electric power delivery system
JPH0624957Y2 (ja) * 1988-01-30 1994-06-29 日立電線株式会社 送電線用無線テレメータ
JPH0738011B2 (ja) * 1988-05-16 1995-04-26 株式会社日立製作所 高圧電力機器の異常診断システム
JP2000315905A (ja) * 1999-04-30 2000-11-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ構造及びカード型無線端末
WO2002054029A1 (fr) * 2000-12-27 2002-07-11 Sanyo Electric Co., Ltd. Moniteur de temperature destine a une partie electromecanique
US7282944B2 (en) * 2003-07-25 2007-10-16 Power Measurement, Ltd. Body capacitance electric field powered device for high voltage lines
DE112004001448T5 (de) * 2003-08-29 2006-10-26 Ntn Corp. Drahtloses Sensorsystem und Radtraglagerbaugruppe unter Verwendung desselben
CN101076735B (zh) * 2004-11-01 2012-03-21 地下系统公司 安装在通电高压电力导线和从该导线拆下的电气仪器平台
CN2847249Y (zh) * 2005-11-07 2006-12-13 国网北京电力建设研究院 一种高压抽能供电的送电线路温度监测装置
JP4762713B2 (ja) * 2005-12-28 2011-08-31 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 無線センサネットワークシステム
CN101598605A (zh) * 2009-07-09 2009-12-09 西安工程大学 电缆头温度在线监测系统
CN101762333B (zh) * 2010-01-11 2011-02-16 山西大学 高压电力线无线温度采集系统
US20110279278A1 (en) * 2010-05-17 2011-11-17 Al-Absi Munir A Monitoring and early warning alarm system for high voltage insulator failure
CN201935744U (zh) * 2010-07-12 2011-08-17 武汉奋进电力技术有限公司 一种无线测温装置的新型安装组合
CN201788030U (zh) * 2010-08-16 2011-04-06 江阴市利得电气有限公司 母线接点智能无线测温装置
CN201795877U (zh) * 2010-09-06 2011-04-13 北京合纵科技股份有限公司 一种电缆接头测温装置
CN201885807U (zh) * 2010-09-09 2011-06-29 杨毅 电力高压无线测温终端

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015502522A (ja) 2015-01-22
WO2013062468A1 (en) 2013-05-02
EP2771706A4 (en) 2015-07-22
US20140300486A1 (en) 2014-10-09
EP2771706A1 (en) 2014-09-03
AU2012329598A1 (en) 2014-06-19
CN104145189A (zh) 2014-11-12
SE1150994A1 (sv) 2013-04-27
CA2853661A1 (en) 2013-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE537691C2 (sv) Trådlös sensoranordning för en högspänningsmiljö och systeminnefattande sådan
US10627431B2 (en) Combined in-line DC and AC current sensor for high voltage electric power lines
CN101919136B (zh) 监视一段电能传输线的一条相线的设备和方法
US9217762B2 (en) Detection of geomagnetically-induced currents with power line-mounted devices
EP2751534B1 (en) System for monitoring electric supply lines
CA2739096A1 (en) Overhead communicating device
KR101082141B1 (ko) 전력기기 온도 감시용 측정 장치
JP2018538784A (ja) ネットワーク内の電流を監視するためのシステム、およびその電気ヒューズ
CA3035227C (en) Arc detection in electric meter systems
KR101458115B1 (ko) 배전반 안전 감지 장치
KR101792092B1 (ko) Ess에서의 dc전류 이상상태 감지 장치 및 감지 방법
US11444444B2 (en) Arc detection antenna in electric meter systems
KR101130242B1 (ko) 디지털 분전반에 설비된 원격 전기안전관리 시스템
US6279115B1 (en) Circuit arrangement for monitoring of an electric tripping device for low-voltage switches
KR20190133890A (ko) 경보기능을 구비한 전자식 전력량계
CN210268947U (zh) 一种配电开关柜触头温度监测装置
CN205335724U (zh) 一种带测温功能的触头盒
US11972913B2 (en) Disconnector device with passive radio device, grid protection system having the disconnector device, and method for indicating a state of the disconnector device
CN207977721U (zh) 船岸等电位保护装置
CN117612878A (zh) 一种带无线测温功能的智能触臂及其控制方法
KR101679027B1 (ko) 통신망을 이용한 정격전류 가변식 전류차단기 및 전류차단 시스템