摘要：为了更好的将电力物联网传感器技术应用在电力设备在线监测中，就需要针对实际应用展开分析与研究。基于此，在本文中将会针对电力物联网传感器，在电力设备与在线监测中的应用展开分析与研究，希望可以为相关人员提供参考帮助。
关键词：物联网传感器技术；电力设备在线监测；抗干扰；
Application of Electric Power Internet of Things Sensor Technology in Online Monitoring of Electric Power Equipment Summary:In order to better apply the sensor technology of power Internet of things to the on-line monitoring of power equipment,it is necessary to analyze and study the practical application. Based on this, this paper will analyze and study the application of the Internet of things sensors in power equipment and on-line monitoring, and hope that it can provide reference and help for the relevant personnel.
Key words: Internet of Things sensor technology; Online monitoring of electrical equipment; Anti-interference;
20世纪80年代中期开始就有在线监测设备安装在电网中，到目前为止已经有二十余年的时光，但由于没有能够将所有电网统一的相关平台，各种类型的监测设备一直处于单独运作，其中的所有资源根本无法展开共享，而且在线监测设备中的相关数据也不能与运行检查、离线试验等形态相互结合，这样就不能将其所具有的辅助与诊断等作用完美发挥出来。因此就需要充分利用电力物联网传感器技术，对电网中的电力设备与运行状态展开实时监测与诊断，从而有效的提高智能化电网的实际水平。
1.电力物联网传感器技术在电力设备中的应用
1.1传感器在电力设备抗干扰中的应用
1.1.1 PCB电磁兼容
由于电力物联网传感器的测量系统采用的是光纤隔离的浮地系统，这不仅会导致抗干扰的外部无法与地面接触同时还会导致PCB所测量的电流频率较高，因此在实际设计的过程中就需要通过以下几种方式展开。首先为了能够降低信号通道出现与其他信号不符的电容信号，就需要在选择材料的过程中选择聚四氟乙烯基材料板，通常情况下需要叠加四张聚四氟乙烯基材料板并确保四张板的厚度不超多2毫米，同时在选用阻容封装时需要选用0603相关过线孔的直径确保在0.3mm以下，这样一来就可以有效降低信号通道出现与电磁信号不符的电容信号。其次为了能够确保电力物联网传感器的抗干扰能力需要在高压端处理电路中确保地平面的平整性以便能够为接下来的工作提供保障。通常情况下四层板的结构中的第三层需要设置为负逻辑的电源分隔层第四层则不需要展开布线，这样一来就可以使得信号线的上下两端都布有接地层紧密耦合从而能够提高电力物联网传感器的抗干扰能力，为智能电网的运行工作提供保障。
1.1.2电磁抗干扰
电磁抗干扰的设计主要是通过专用的金属外部保护器对周边的磁场、电场、电磁场以及电流信号展开评比，并且在电力物联网传感器抗干扰的设计中，因为智能电网在实际运行时，需要通过提高电磁抗干扰能力来实现运行传感器，所以就需要针对建设智能电网必备的抗干扰措施展开研究与分析。首先需要根据抗干扰原理与干扰源的种类不同因此在实际抗干扰的过程中就会出现较难屏蔽的干扰源，针对这一问题需要使用专业的材料、频率、厚度、波源距离等计算出干扰源的实际因素，并对抗干扰设备展开加厚以便能够有效防止干扰源对智能电网的运行造成的损害。其次需要通过对抗干扰设备对附近电场、磁场以及电磁场展开分析，并通过实际分析结果选择不同材质的抗干扰层。SE在抗干扰设计中占据了较为重要的位置，根据实际调查结果显示SE越高抗干扰的能力也会随之增加，同时铜制的SE会比铝制SE的抗干扰性能高，坡莫合金的SE的抗干扰性能也会比铁质的SE要高出许多，因此在实际设计电磁抗干扰时就需要采用铜质的SE与坡莫合金的SE，此外在选用电磁抗干扰材料还需要通过使用组合抗干扰的材料，通常情况下组合抗干扰的材料在实际应用的过程中所体现出的性能远比单一抗干扰材料要高。这样一来就可以确保电磁抗干扰的性能大大提高，从而为智能电网的顺利展开提供保障【1】。
1.2在电网故障诊断中的应用
由于电力设备在实际运行时会出现诸多故障问题，不仅会对电力设备的运行造成较为严重的影响，同时也会对现代人们的正常用电造成一定的影响。而电力物联网传感器技术对于电力设备运行故障的解决方式较为有效、便捷，其中电力物联网传感器技术的故障检测技术主要为短路故障，这种技术的作用主要是为了能够有效避免电力设备系统中存在较为复杂的问题出现。首先是传统的短路故障分析检测技术。短路故障分析检测技术可以针对各个终端设备的实际运行状态展开检测并收集相应的数据信息而后将数据信息传输给中央控制室。除此之外，故障检测技术可以针对各个电力物联网传感器技术的故障展开分析，在第一时间寻找出故障的位置与故障的问题，并采取一定的措施对故障问题展开解决，以便能够为电力设备的运行工作提供保障。其次是短路故障内的单相接地故障分析技术。通常情况下电箱接地故障分析技术能够维持两个小时左右的正常使用时间，因此电力设备在实际出现故障问题时就需要在两个小时之内展开解决，应用电力物联网传感器技术能够将电网运行中的细小问题展开解决，以便能够在短时间内恢复正常供电，从而为电力设备的运行工作提供保障【2】。
2.电力物联网传感器技术在在线监测中的应用
2.1传感器在配电系统在线监测中的应用
电力物联网传感器技术在配电系统在线监测中的应用主要可以分为以下几种：第一种是无线10kV电压检测技术。无线10kV电压检测技术主要应用在监测10kV配电线路的电压信号工作中，同时其可以将检测的信号自动汇总到配电综测骨干节点中。第二种是智能10kVMOA（避雷器）。智能避雷器主要是由：泄漏电流传感器、泄漏电流获取装置、温度传感器以及储能电源、射频链路、动作保护线路而组成。传感器节点可以直接获取泄漏电流，同时将其作为工作能源，并将其储存在超级电容里，从而可以维持当配网电路出现失电故障时的正常运行。此外，泄漏电流传感器会直接采集避雷器芯棒的泄漏电流样本，同时在采集样本的过程中测量芯棒的实际温度，而后将所收集的数据信息通过计算机设备的处理之后，传输经过骨干节点最终到达传输数据的处理模块当中。第三种是防盗螺栓技术。防盗螺栓技术主要是由：射频前端、热释电传感器、磁传感器、锂电池、MCU、振动传感器以及螺栓外壳结构件等设备而组成。第四种是防盗电子围栏与张力传感器技术。防盗电子围栏-张力传感器技术主要是由：张力传感器、DC/AC升压模块、钢丝盘轮、张力计、MCU、RF、对地电阻检测、太阳能电池、警报灯以及警报喇叭等单元而组成。第五种是无线红外温度传感器阵列技术。无线红外温度传感器阵列主要是由：MEMS红外点阵温度传感器、无线传输链路、高能电池、低功耗控制MCU等设备而组成，其可以在非接触状态下精准的测量出4×4点阵静态以及移动的目标温度【3】。
图1：MOA避雷器
2.2传感器在变电设备中的应用
电力物联网传感器技术在变电设备中的应用主要可以分为以下几种：第一种是变压器局部放电信号监测。局部放电检测技术主要包括：PD（脉冲电流）检测技术、AE（超声波）检测技术、UHF（超高频）监测技术等，其可以通过各项检测技术来发现在线监测设备主绝缘中存在的早期问题。第二种是电容型设备介质损耗与电容量的监测。为了更好地弥补无源电流传感器中存在的不足之处，就可以采用自动反馈零磁通补偿技术电流传感器，该传感器选用了导磁率较高的坡莫合金作为铁芯，同时采用了较为有效的深度反馈补偿技术，这样一来就可以对铁芯内部的激磁磁势展开自动且全面的追踪补偿，最终使得铁芯的工作效率可以保持在接近零磁通的状态，从而可以获得更好的检测准确度与稳定性，同时实际测量的结果还不会受到外界因素的影响。第三种是MOA（避雷器）（如图1所示）的阻性电流与全电流信号监测。在开展MOA（避雷器）阻性电流的在线监测工作时，可以充分采用容性电流补偿法，其主要是利用在pt上提取的电压信号来分量补偿MOA（避雷器），使得最后剩余的电流为阻性电流分量。第四种是变压器铁芯与夹件接地电流的监测。通过对变压器铁芯与夹件接地电流的监测可以及时发现铁芯与夹件接地中的缺陷【4】。
3.结束语
综上所述，随着经济的不断发展促使电力领域的建设也在不断完善，电力物联网传感器技术作为现代较为成熟的技术之一，其可以针对电力设备的运行状态展开在线监测，也能够在真正意义上实现将PMS、GIS与雷电定位等系统集成，从而构建起对设施状态展开集中的信息收集、分析、处理与共享的相关平台，对于各种类型所展开的在线监测，都能够更加快捷、迅速的对监测信息展开查询、统计与显示。通过电力物联网传感器技术在电力设备在线监测系统中的应用，提高了电力系统的智能化、网络化、数字化水平，从而推动泛在物联网的建设。
参考文献：
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[3]沈晓峰, 徐友刚, 俞婷婷, et al. 基于物联网和云计算的电缆头无源无线在线监测系统研究[J]. 电力信息与通信技术, 2018, 16(09):77-81.
[4]宋艳, 王笑棠, 卢武, et al. 基于物联网技术的智能终端设备感知技术现状分析[J]. 电器与能效管理技术, 2018, 558(21):58-64.
论文作者:闫英杰,潘璨生,叶佩霖,齐军,武玉民
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/8
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