CN103234578A - 基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置 - Google Patents

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施伟国
黄成军
薛明
郭灿新
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SHANGHAI HUACHENG ELECTRICAL TECHNOLOGY Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Shanghai Municipal Electric Power Co
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SHANGHAI HUACHENG ELECTRICAL TECHNOLOGY Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Shanghai Municipal Electric Power Co
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Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，包括若干传感器、多芯电缆、监测终端、ZigBee无线网络、第一ZigBee芯片和计算机，所述各传感器通过所述多芯电缆与所述监测终端相连，监测终端包括ARM处理器、电源和第二ZigBee芯片，所述电源和第二ZigBee芯片均与ARM处理器相连，所述第一ZigBee芯片与所述计算机相连，所述第一ZigBee芯片和第二ZigBee芯片通过所述ZigBee无线网络相连，所述监测终端通过ZigBee无线网络与计算机进行数据传输。本发明的开关柜环境状态参数监测装置，结构紧凑，监测终端为固定安装式，且安装结构不对开关柜的原有设计有影响，可以在现场对开关柜的环境状态参数进行有效监测。

Description

基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置
技术领域
本发明涉及的是一种基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，属于电力设备状态监测技术领域。
背景技术
随着我国电力工业建设的突飞猛进，现代电力系统正向着大电网、大机组、超高压、大容量的方向发展，为保障电力系统的稳定性、可靠性，对电力设备的安全程度也提出了更高的要求。
近年来，开关柜在城市电网中得到了广泛的应用，一旦开关柜设备内部出现某种缺陷,极易发生设备故障。随着开关柜变电站数量的增多,开关柜设备发生故障的几率也在增加。以往人们认为开关柜设备属于免维护设备,加之开关柜变电站数量较少,监测设备故障的手段和措施相对有限。因此,加强和完善开关柜设备交接试验以及开关柜设备的运行监测,对保障开关柜设备的安全运行具有重要意义。
实践证明，开关柜内部故障以绝缘性故障为主。开关柜内的环境状态参数主要包括温度、湿度、氧含量和六氟化硫气体含量。当开关柜内的导体等发生绝缘劣化时，会导致导体对外的泄漏电流增大，使到流过导体上的电流大大增加，进而使开关柜内的温度急剧上升。开关柜内的环境湿度是影响柜内设备长期运行的重要影响因素之一，一般开关柜内有一定的加热除湿设备，但当该设备失灵，或湿气短时急剧增加时，柜内容易形成潮湿气体，并在壳体内部的各种设备表面凝结成水分，设备的结构容易在水气和温度的共同作用下，加速老化或者造成金属锈蚀等情况，对绝缘性能有重要影响。开关柜内部一般实用六氟化硫气体绝缘的组合开关电器，当该类开关电器内的绝缘气体发生泄漏时，电器的绝缘性能下降，影响开关的绝缘强度，由于开关柜的相对封闭结构，泄漏的六氟化硫气体容易聚集在开关柜底部，通过在开关柜内的底部安装氧含量和六氟化硫气体含量能够反应开关柜内的气体泄漏情况。
开关柜内的环境状态是反映开关柜绝缘性能的因素之一，它是开关柜绝缘劣化的征兆和表现形，又是绝缘进一步劣化的原因。所以，监测开关柜的相关环境状态参数如温度、湿度、氧气含量和六氟化硫气体含量，能发现其内部早期的绝缘缺陷,以便采取措施，避免其发展。为了实时监测开关柜内部的环境状态参数，发现其内部早期的绝缘缺陷，保证开关设备正常运行，降低事故率，急需加装开关柜环境状态参数监测装置。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷而提供一种基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，结构紧凑，且安装结构不对开关柜的原有设计有影响，可以在现场对开关柜的环境状态参数进行有效监测。
实现上述目的的技术方案是：
基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，包括若干传感器、多芯电缆、监测终端、ZigBee无线网络、第一ZigBee芯片和计算机，所述各传感器通过所述多芯电缆与所述监测终端相连；所述监测终端通过所述ZigBee无线网络与计算机进行数据传输；所述各传感器包括温度传感器、湿度传感器、氧气传感器和六氟化硫气体传感器；所述监测终端包括ARM（Advanced RISCMachines）处理器、电源和第二ZigBee芯片，所述电源和第二ZigBee芯片均与ARM处理器相连；所述第一ZigBee芯片与所述计算机相连；所述第一ZigBee芯片和第二ZigBee芯片通过所述ZigBee无线网络相连，其中：
所述温度传感器采集开关柜环境状态的温度数据，并通过所述多芯电缆把温度数据发送给ARM处理器；
所述湿度传感器采集开关柜环境状态的湿度数据，并通过所述多芯电缆把湿度数据发送给ARM处理器；
所述氧气传感器采集开关柜环境状态的氧气含量数据，并通过所述多芯电缆把氧气含量数据发送给ARM处理器；
所述六氟化硫气体传感器采集开关柜环境状态的六氟化硫气体含量数据，并通过所述多芯电缆把六氟化硫气体含量数据发送给ARM处理器；
所述ARM处理器对接收的各种开关柜环境状态参数的数据进行存储，并通过第一ZigBee芯片和第二ZigBee芯片配置合适的频段天线利用ZigBee无线网络把数据传输给所述计算机。
上述的基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，其中，所述ZigBee无线网络包括若干路由器节点和协调器。
上述的基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，其中，所述计算机上配有多种报警信息输出接口，包括继电器干节点、485通讯网络接口和GSM短信发送接口。
上述的基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，其中，所述各传感器分布在开关柜内部的角落；所述监测终端安装在开关柜面板上。
本发明的基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置与现有技术相比，利用ZigBee无线网络进行数据传输，结构紧凑，监测终端为固定安装式，且安装结构不对开关柜的原有设计有影响，可以在现场有效监测开关柜的环境状态参数如温度、湿度、氧气含量和六氟化硫气体含量。
附图说明
图1是本发明的原理示意图；
图2是本发明的ZigBee无线网络的组成示意图；
图3是本发明现场使用的布局示意图；
图4是本发明的监测终端的工作原理框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：
请参阅图1，本发明的基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，包括若干传感器、多芯电缆2、监测终端3、ZigBee无线网络4、第一ZigBee芯片5和计算机6，各传感器通过多芯电缆2与监测终端3相连；监测终端3通过ZigBee无线网络4与计算机6进行数据传输；各传感器包括温度传感器11、湿度传感器12、氧气传感器13和六氟化硫气体传感器14；监测终端3包括ARM处理器31、电源32和第二ZigBee芯片33，电源32和第二ZigBee芯片33均与ARM处理器31相连；第一ZigBee芯片5与计算机6相连；第一ZigBee芯片5和第二ZigBee芯片33通过ZigBee无线网络4相连。
温度传感器11、湿度传感器12、氧气传感器13和六氟化硫气体传感器14均通过多芯电缆2与ARM处理器31相连。温度传感器11采集开关柜环境状态的温度数据，并通过多芯电缆2把温度数据发送给ARM处理器31；湿度传感器12采集开关柜环境状态的湿度数据，并通过多芯电缆2把湿度数据发送给ARM处理器31；氧气传感器13采集开关柜环境状态的氧气含量数据，并通过多芯电缆2把氧气含量数据发送给ARM处理器31；六氟化硫气体传感器14采集开关柜环境状态的六氟化硫气体含量数据，并通过多芯电缆2把六氟化硫气体含量数据发送给ARM处理器31。
ARM处理器31控制整个数据采集过程，对接收的各种开关柜环境状态参数的数据进行存储，并通过第一ZigBee芯片5和第二ZigBee芯片33配置合适的频段天线利用ZigBee无线网络4把数据传输给计算机6。
计算机6接收各种开关柜环境状态参数的数据，分析处理开关柜的环境状态参数数据，并获得报警信息。计算机6上配有多种报警信息输出接口，包括继电器干节点、485通讯网络接口以及GSM短信发送接口等，可根据现场实际环境条件以及客户的需求进行选择配置。
再请参阅图2,ZigBee无线网络4包括若干路由器节点41和协调器42。使用ZigBee无线网络的方式进行数据通信，能减小现场布线难度，同时ZigBee的通讯协议具有自组网的灵活结构，有利于现场多个传感器直接的布局和通讯管理。ZigBee采用2.4GHz公开频段，与信号敏感和采集的频率错开，不会对采集信号产生干扰。
再请参阅图3，本发明的基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，在现场使用时，采用分布式传感器布局方法将各种传感器布置于开关柜7内部，为了不影响开关柜内部本身的结构，各种传感器固定于开关柜7内的角落；监测终端3安装在开关柜7的面板上。
再请参阅图4，本发明的监测终端3的工作原理如下：1）先进行初始化，设置各类初始参数等；2）接着根据设定的参数指定相应的温度传感器采集开关柜内的温度变化数据；3）接着根据设定的参数指定相应的湿度传感器采集开关柜内的湿度变化数据；4）接着根据设定的参数指定相应的氧气传感器采集开关柜内的氧气含量数据；5）接着根据设定的参数指定相应的六氟化硫气体传感器采集开关柜内的六氟化硫气体含量数据；6）然后记录温度、湿度、氧气含量和六氟化硫气体含量的数据；7）最后把各种参数的数据通过ZigBee无线网络传输给计算机。
本实施例中，温度传感器采用Maxim（美信）公司的DS18B20，其采用单线总线方式进行数据传感器；湿度传感器采用湿度传感器选用法国Humirel公司适于低湿环境测量的电容型湿度传感器HM1520，HM1520是有3个引线端子的集成化低湿度探头，它的供电端的典型值为5V，测量相对湿度的范围为0%至20%；氧含量传感器采用型号KE-25和KE-50，简单易用，毫无级信号输出，信号稳定，不受其它等气体影响；六氟化硫气体含量传感器采用约克公司生产的SM-SF6系列模拟输出型六氟化硫传感器，其采用双光束非分光红外线检测技术，具有抗其他气体干扰、保养维护简便、稳定性好、自带温度补偿、具有Modbus ASCII协议数字输出和模拟输出等优点；ARM处理器的型号为STM32F207；第一ZigBee芯片和第二ZigBee芯片采用TI公司的CC2510。
综上所述，本发明的基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置与现有技术相比，利用ZigBee无线网络进行数据传输，减小现场布线难度，结构紧凑，监测终端为固定安装式，且安装结构不对开关柜的原有设计有影响，可以在现场对开关柜的环境状态参数进行有效监测。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (4)

1.基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，包括若干传感器、多芯电缆、监测终端、ZigBee无线网络、第一ZigBee芯片和计算机，所述各传感器通过所述多芯电缆与所述监测终端相连，所述监测终端通过所述ZigBee无线网络与计算机进行数据传输，其特征在于，所述各传感器包括温度传感器、湿度传感器、氧气传感器和六氟化硫气体传感器；所述监测终端包括ARM处理器、电源和第二ZigBee芯片，所述电源和第二ZigBee芯片均与ARM处理器相连；所述第一ZigBee芯片与所述计算机相连；所述第一ZigBee芯片和第二ZigBee芯片通过所述ZigBee无线网络相连，其中：
所述温度传感器采集开关柜环境状态的温度数据，并通过所述多芯电缆把温度数据发送给ARM处理器；
所述湿度传感器采集开关柜环境状态的湿度数据，并通过所述多芯电缆把湿度数据发送给ARM处理器；
所述氧气传感器采集开关柜环境状态的氧气含量数据，并通过所述多芯电缆把氧气含量数据发送给ARM处理器；
所述六氟化硫气体传感器采集开关柜环境状态的六氟化硫气体含量数据，并通过所述多芯电缆把六氟化硫气体含量数据发送给ARM处理器；
所述ARM处理器对接收的各种开关柜环境状态参数的数据进行存储，并通过第一ZigBee芯片和第二ZigBee芯片配置合适的频段天线利用ZigBee无线网络把数据传输给所述计算机。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，其特征在于，所述ZigBee无线网络包括若干路由器节点和协调器。
3.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，其特征在于，所述计算机上配有多种报警信息输出接口，包括继电器干节点、485通讯网络接口和GSM短信发送接口。
4.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置，其特征在于，所述各传感器分布在开关柜内部的角落；所述监测终端安装在开关柜面板上。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103411640A (zh) * 2013-08-27 2013-11-27 国家电网公司 一种环网柜内部环境信号无线采集装置
CN104331010A (zh) * 2014-11-10 2015-02-04 镇江迈能电气科技有限公司 基于Zigbee的电力设备在线监测系统
CN105353734A (zh) * 2015-11-09 2016-02-24 安徽智芯能源科技有限公司 基于物联网的电力设备及环境的无源无线实时监护系统
CN105547510A (zh) * 2016-01-30 2016-05-04 国家电网公司 一种配电网电缆终端头测温预警系统
CN108362332A (zh) * 2018-01-29 2018-08-03 安徽建筑大学 一种基于物联网的电气控制柜远程控制系统
US10055781B2 (en) 2015-06-05 2018-08-21 Boveda Inc. Systems, methods and devices for controlling humidity in a closed environment with automatic and predictive identification, purchase and replacement of optimal humidity controller
CN109990832A (zh) * 2019-02-28 2019-07-09 芜湖赛宝机器人产业技术研究院有限公司 一种基于ZigBee技术便携式工业机器人监测装置
CN111579726A (zh) * 2020-06-05 2020-08-25 广东电网有限责任公司广州供电局 一种多功能传感检测装置
US10909607B2 (en) 2015-06-05 2021-02-02 Boveda Inc. Systems, methods and devices for controlling humidity in a closed environment with automatic and predictive identification, purchase and replacement of optimal humidity controller
CN113689674A (zh) * 2021-08-24 2021-11-23 国网浙江宁海县供电有限公司 一种电缆接头在线测温系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201397200Y (zh) * 2008-12-11 2010-02-03 河南省电力公司郑州供电公司 开关柜温度远程在线监测系统
CN202150178U (zh) * 2011-07-14 2012-02-22 西安工程大学 用于高压开关柜触头温升监测的Zigbee通信单元
CN102999071A (zh) * 2012-11-16 2013-03-27 宁海县供电局 基于无线网络的开关柜环境智能监控及处理系统
CN203148469U (zh) * 2013-03-28 2013-08-21 国家电网公司 基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201397200Y (zh) * 2008-12-11 2010-02-03 河南省电力公司郑州供电公司 开关柜温度远程在线监测系统
CN202150178U (zh) * 2011-07-14 2012-02-22 西安工程大学 用于高压开关柜触头温升监测的Zigbee通信单元
CN102999071A (zh) * 2012-11-16 2013-03-27 宁海县供电局 基于无线网络的开关柜环境智能监控及处理系统
CN203148469U (zh) * 2013-03-28 2013-08-21 国家电网公司 基于ZigBee网络的开关柜环境状态参数监测装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103411640A (zh) * 2013-08-27 2013-11-27 国家电网公司 一种环网柜内部环境信号无线采集装置
CN104331010A (zh) * 2014-11-10 2015-02-04 镇江迈能电气科技有限公司 基于Zigbee的电力设备在线监测系统
US10055781B2 (en) 2015-06-05 2018-08-21 Boveda Inc. Systems, methods and devices for controlling humidity in a closed environment with automatic and predictive identification, purchase and replacement of optimal humidity controller
US10909607B2 (en) 2015-06-05 2021-02-02 Boveda Inc. Systems, methods and devices for controlling humidity in a closed environment with automatic and predictive identification, purchase and replacement of optimal humidity controller
CN105353734A (zh) * 2015-11-09 2016-02-24 安徽智芯能源科技有限公司 基于物联网的电力设备及环境的无源无线实时监护系统
CN105547510A (zh) * 2016-01-30 2016-05-04 国家电网公司 一种配电网电缆终端头测温预警系统
CN108362332A (zh) * 2018-01-29 2018-08-03 安徽建筑大学 一种基于物联网的电气控制柜远程控制系统
CN109990832A (zh) * 2019-02-28 2019-07-09 芜湖赛宝机器人产业技术研究院有限公司 一种基于ZigBee技术便携式工业机器人监测装置
CN111579726A (zh) * 2020-06-05 2020-08-25 广东电网有限责任公司广州供电局 一种多功能传感检测装置
CN113689674A (zh) * 2021-08-24 2021-11-23 国网浙江宁海县供电有限公司 一种电缆接头在线测温系统

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