CN103592043A

CN103592043A - 一种低压电缆接点温度在线监测装置

Info

Publication number: CN103592043A
Application number: CN201310607434.3A
Authority: CN
Inventors: 谭振; 孙超; 卞春霞; 张伟; 张猛; 王斌; 宋磊; 高冲
Original assignee: STATE GRID SHANDONG PROVINCE LAOLING POWER SUPPLY Co; State Grid Corp of China SGCC
Current assignee: STATE GRID SHANDONG PROVINCE LAOLING POWER SUPPLY Co; State Grid Corp of China SGCC
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: CN103592043B

Abstract

本发明提供了一种低压电缆接点温度在线监测装置，该装置主要由温度数据采集模块和温度数据收集模块组成，温度数据采集模块主要由外壳、采集电路板、温度传感器、采集单片机、采集红外收发模块组成；温度数据收集模块主要由收集电路板、塑料外壳、收集单片机、收集红外收发模块、时钟芯片、LED信号显示灯、显示屏接口、温湿度传感器、拨码开关组成；温度数据收集模块与温度数据采集模块之间，采取红外通信方式。采用本发明所述低压电缆接点温度在线监测装置可以实现低压电缆接点温度24小时实时在线监测，提高了温度数据测量准确程度，为提高电网运行管理水平提供了支持和帮助。本发明所述装置结构紧凑，便于安装实施。

Description

一种低压电缆接点温度在线监测装置

技术领域

本发明属于电力工程技术领域，具体涉及一种电缆温度监测装置。

背景技术

电缆的温度变化直接关系到电缆的安全稳定运行，而电缆接点处的温度最为关键，电缆事故多发于此。当前，在高压电缆、长距离电缆测温时已实现了光纤测温技术，此项技术可实现对电缆全过程的温度测量，但是成本较高，对于广泛使用的低压电缆，尤其是配电变压器低压出线电缆不适宜采用此项技术。

当前低压电缆通常采用红外测温技术的应用，但是红外技术在测量电缆接点时，误差较大且需人工手持红外测温仪器采集温度，不能实现24小时在线实时测温，不利于提高对电缆设备的管理水平。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种低压电缆接点温度在线监测装置。

本发明主要由温度数据采集模块和温度数据收集模块组成，温度数据采集模块主要由外壳、采集电路板、温度传感器组成，外壳通过耐高温尼龙带固定于低压电缆接点处，外壳的上端开口通过亚克力板封闭，外壳的下端设置导热膏腔，导热膏腔与低压电缆相配合，导热膏腔内设置温度传感器；外壳内设置采集电路板、采集单片机、采集红外收发模块、温度传感器和锂电池，采集电路板通过电路板支座固定于外壳内，采集单片机、采集红外收发模块、温度传感器和锂电池分别连接于采集电路板的相应固定点上，采集单片机与温度传感器进行单总线方式连接；温度数据收集模块主要由收集电路板、塑料外壳组成，收集电路板固定在塑料外壳内，收集电路板上设置收集单片机、收集红外收发模块、时钟芯片、LED信号显示灯、显示屏接口、温湿度传感器、拨码开关、船型开关、232接口、485接口；收集红外收发模块、时钟芯片、LED信号显示灯、显示屏接口、温湿度传感器、拨码开关、232接口、485接口分别与收集单片机的相应端口进行连接；温度数据收集模块与温度数据采集模块之间，采取红外通信方式。

优选的，所述采集单片机的工作电压为DC3V，外部频率为2.7648MHz。

优选的，所述收集电路板上设置GPIO接口，GPIO接口与收集单片机上相应的端口进行连接。

温度数据收集模块与温度数据采集模块通过收集红外收发模块和采集红外收发模块进行数据交互，温度数据收集模块可以同时与多个温度数据采集模块实现数据交互，实现通过红外通信连接的全部温度数据采集模块温度数据的显示、查询功能，同时，也能与用户自备的通讯设备进行联网，提供数据接口，该模块提供两种串行接口，分别是232、485接口。

采用本发明所述低压电缆接点温度在线监测装置可以实现低压电缆接点温度24小时实时在线监测，提高了温度数据测量准确程度，为提高电网运行管理水平提供了支持和帮助。本发明所述装置结构紧凑，便于安装实施。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1为本发明所述温度数据采集模块的结构示意图；

图中1采集单片机、2采集红外收发模块、3锂电池、4采集电路板、5温度传感器、6采集电路板支座、7外壳、8耐高温尼龙带、9低压电缆、10导热膏腔、11亚克力板。

图2为本发明所述温度数据采集模块的电路图；

图中1采集单片机、2采集红外收发模块、3锂电池、5温度传感器。

图3为本发明所述温度数据收集模块的结构示意图；

图中1收集单片机、2收集红外收发模块、3时钟芯片、4温湿度传感器、5拨码开关、6船型开关、7显示屏接口、8LED信号显示灯、9 232接口、10 485接口、11电源插座、12 GPIO接口、13收集电路板。

图4为本发明所述温度数据收集模块的电路图；

图中1收集单片机、2收集红外收发模块、3时钟芯片、4温湿度传感器、5拨码开关、6船型开关、7显示屏接口、8 LED信号显示灯、9 232接口、10 485接口、11电源插座、12 GPIO接口、13收集电路板。

具体实施方式

如图1和图2所示，温度数据采集模块主要由外壳7、采集电路板4、温度传感器5组成，外壳7通过耐高温尼龙带8固定于低压电缆9接点处，外壳7的上端开口通过亚克力板11封闭，外壳7的下端设置导热膏腔10，导热膏腔10与低压电缆9相配合，导热膏腔10内设置温度传感器5；外壳7内设置采集电路板4、采集单片机1、采集红外收发模块2、温度传感器5和锂电池3，采集电路板4通过电路板支座6固定于外壳7内，采集单片机1、采集红外收发模块2、温度传感器5和锂电池3分别连接于采集电路板4的相应固定点上，采集单片机1与温度传感器5进行单总线方式连接。

功能描述：

（1）、采集单片机1：工作电压DC3V，外部频率2.7648MHz，采用低电压、低时钟频率可以有效降低系统功耗，提高运行时间。作为温度数据采集模块的运算控制核心，主要担负着以下几项功能：①与DS18B20温度传感器5进行单总线方式连接，获得实时温度数据，并保存在内部的EEPROM中；②对接收红外信号进行解码，获得正确的指令后向温度数据收集模块发送监测到的温度数据。

（2）、采集红外收发模块2：在采集单片机1的控制下，接收温度数据收集模块发来的读数据指令，向温度数据采集模块反馈信息，实现温度数据收集模块与温度数据采集模块之间的数据交互。在低压电缆处经现场检验，红外信号不受低压交流电的影响。

（3）、锂电池3：为温度数据采集模块各器件提供工作电能，锂电池3储电多，在采取了器件降耗的基础上，一块锂电池3可保障采集模块工作10—12个月时间。

（4）、采集电路板4：为各类元器件提供固定点。

（5）、DS18B20温度传感器5：采用单总线的接口方式与采集单片机1连接即可实现双向通讯，单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，测量精度高，DS18B20温度传感器5的测量范围为-55℃-125℃，在-10℃-85℃范围内，精度为±0.5℃，在使用中不需要任何外围元件。

（6）、采集电路板支座6：在温度数据采集模块外壳7内通过螺栓起到固定采集电路板4的作用。

（7）、外壳7：采用耐高温难燃的绝缘材料，起到保护、固定、隔离电路板的功能。

（8）、耐高温尼龙带8：将温度数据采集模块固定在低压电缆9接点测温处。

（9）、低压电缆9：需要测温的低压电缆。

（10）、导热膏腔10：其内填充满导热绝缘的导热膏，起到传热、绝缘隔离作用。

（11）、亚克力板11：封装温度数据采集模块，保护采集电路板4各元器件，减少采集电路板4的尘土污染，同时易于红外线的穿透。

如图3和图4所示，温度数据收集模块主要由收集电路板13、塑料外壳组成，收集电路板13固定在塑料外壳内，收集电路板13上设置收集单片机1、收集红外收发模块2、DS1302时钟芯片3、LED信号显示灯8、显示屏接口7、温湿度传感器4、拨码开关5、船型开关6、232接口9、485接口10、GPIO接口12；收集红外收发模块2、DS1302时钟芯片3、LED信号显示灯8、显示屏接口7、温湿度传感器4、拨码开关5、232接口9、485接口10、GPIO接口12分别与收集单片机1的相应端口进行连接。

功能描述：

（1）、收集单片机1：选择STC12系列具有双串口的单片机，以便实现485、232功能。外接时钟频率11.0592MHz， 12T模式，它是收集模块的运算、控制中心。通过按键输入采集模块的地址，并保存在EEPROM内。

（2）、收集红外收发模块2：在收集单片机1的控制下，与相应地址的温度数据采集模块进行数据交互。当接收到采集温度的指令后，发送红外波唤起各采集模块，延时10-20毫秒，发送模块地址，开启定时功能，时长10微妙，如果获得采集模块上传的数据，对数据进行保存；如果未接收到数据，将温度标记为 0xFF，接着发送下一模块地址，直至全部遍历一次。

（3）、DS1302时钟芯片3：提供高准确性时间。

（4）、AM2301温湿度传感器4：测量温度数据收集模块所在场所的温湿度值。温度采集范围：-10—120℃,误差1%；湿度采集范围：0-100%，误差2%。

（5）、拨码开关5：为485通信提供本机地址。在用户使用的场所内可能存在多个485设备，为了增强该模块的通用性，通过拨码开关5设置本模块的地址，提供256个地址以供用户485通信设备选择。

（6）、船型开关6：在电源插座11连通电源的情况下，作为收集电路板13的电源开关。

（7）、1602显示屏接口7：提供1602液晶屏幕的数据、命令接口。1602的显示提供两种模式，一是常开模式、二是定时关闭模式，通过模块外部的按键设置，可以进行两种模式的自由转换，其中，定时关闭模式时间间隔默认为60S，用户也可通过按键缩短或延长定时时长，内置时长定时30S、60S、90S、120S。

（8）、LED信号显示灯8：用于指示当前温度数据收集模块的工作状态，显示有关配置情况。分别显示电源状态（红色亮起为导通）、与采集模块通信状态（闪烁为正在通信）、232通信指示（亮起为232通信模式）、485通信指示（亮起为485通信模式）。

（9）、232、485接口：该模块可实现与用户设备的串行接口，通过在模式选择按键进行模式选择，默认是232通信，1602屏幕显示“T232”字样，长按模式选择按键，切换至485模式，1602屏幕显示“T485”字样，二者的串行通讯规则为：模式1，波特率9600，一帧10位，1个起始位，8个数据位，1个停止位。

（10）、GPIO接口12：预留扩展的GPIO接口12，4个均为标准的51型I/O口，便于用户扩展及进行二次开发。

上述温度数据收集模块与温度数据采集模块之间采取红外通信方式。

Claims

1.一种低压电缆接点温度在线监测装置，其特征在于，主要由温度数据采集模块和温度数据收集模块组成，温度数据采集模块主要由外壳、采集电路板、温度传感器组成，外壳通过耐高温尼龙带固定于低压电缆接点处，外壳的上端开口通过亚克力板封闭，外壳的下端设置导热膏腔，导热膏腔与低压电缆相配合，导热膏腔内设置温度传感器；外壳内设置采集电路板、采集单片机、采集红外收发模块、温度传感器和锂电池，采集电路板通过电路板支座固定于外壳内，采集单片机、采集红外收发模块、温度传感器和锂电池分别连接于采集电路板的相应固定点上，采集单片机与温度传感器进行单总线方式连接；温度数据收集模块主要由收集电路板、塑料外壳组成，收集电路板固定在塑料外壳内，收集电路板上设置收集单片机、收集红外收发模块、时钟芯片、LED信号显示灯、显示屏接口、温湿度传感器、拨码开关、船型开关、232接口、485接口；收集红外收发模块、时钟芯片、LED信号显示灯、显示屏接口、温湿度传感器、拨码开关、232接口、485接口分别与收集单片机的相应端口进行连接；温度数据收集模块与温度数据采集模块之间，采取红外通信方式。

2.如权利要求1所述低压电缆接点温度在线监测装置，其特征在于，所述采集单片机的工作电压为DC3V，外部频率为2.7648MHz。

3.如权利要求1所述低压电缆接点温度在线监测装置，其特征在于，所述收集电路板上设置GPIO接口，GPIO接口与收集单片机上相应的端口进行连接。