CN105424202A - 低压开关柜的无线测温系统及测温方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线测温系统及测温方法，尤其是一种低压开关柜的无线测温系统及测温方法，属于电气技术领域。本发明的低压母线测温系统通过分布在低压配电柜母线、动力电缆连接点、垂直母线连接点处的无线测温模块实时采集各处的温度，并将采集到的温度值通过无线高频载波方式发送给数据接收器。数据接收器将接收到的无线信号经过调频、检波、放大等步骤提供稳定的输出，经工业通讯总线将数据传输至上位机中，检测分析软件将实时显示各点的温度，绘制温度变化曲线，生成各种统计报表。其优点是：实时了解低压配电柜内温度情况，避免环境因素干扰，可有效预防电气火灾事故。

Description

低压开关柜的无线测温系统及测温方法

技术领域

本发明涉及一种无线测温系统及测温方法，尤其是一种低压开关柜的无线测温系统及测温方法，属于电气技术领域。

背景技术

低压开关柜在长期运行中，母线连接点和动力电缆接点等部位由于老化、氧化或接触阻值过大等原因异常放热，因低压配电柜自身结构密封性较强又处在相对密闭的环境中，母线上的发热部位不能及时有效方便地进行检测，如果放任这种情况不管，最终有可能导致母排熔焊、低压柜爆柜甚至电气火灾等严重后果，造成巨大的人身伤亡和财产损失。鉴于以上情况，目前通过以下测温方式解决问题，主要分为接触式和非接触式测温，在非接触式测温中较为常见的有光纤测温技术和红外测温技术。红外测温易受环境因数影响(环境温度、空气中的灰尘等)，同样对于光亮或者抛光的金属表面的测温读数影响较大。光纤测温可以有效避免环境因数的干扰，但光纤测温系统造价较高，在低压配电柜中铺设也十分不便。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出低压开关柜的无线测温系统及测温方法，连续监测各接点的运行温度及其温升趋势。

本发明的低压母线测温系统通过分布在低压配电柜母线、动力电缆连接点、垂直母线连接点处的无线测温模块实时采集各处的温度，并将采集到的温度值通过无线高频载波方式发送给数据接收器。数据接收器将接收到的无线信号经过调频、检波、放大等步骤提供稳定的输出，经工业通讯总线将数据传输至上位机中，检测分析软件将实时显示各点的温度，绘制温度变化曲线，生成各种统计报表。

具体是通过以下技术方案解决技术问题：

低压开关柜的无线测温系统，主要由以下部分组成，

用以采集开关柜内母线、动力电缆连接点、垂直母线连接点处温度值的无线测温模块；

用以接收无线测温模块的温度值并将数值传输至上位机的数据接收器；

用以接收数据，通过内置的监测分析模块实时显示设备温度，查看历史温升趋势和历史报警记录的上位机；

所述无线测温模块通过LTCC内置天线与数据接收器的无线接收天线通讯连接，所述数据接收器通过工业通讯总线与上位机通讯连接。

其中，用以母线处的无线测温模块包括壳体，所述壳体内含高精度温度传感器，LTCC内置天线，锌-氧化银纽扣电池的壳体，所述壳体底部穿设绑带。用以动力电缆连接点处的无线测温模块包括壳体，所述壳体内含高精度温度传感器，LTCC内置天线，锌-氧化银纽扣电池，所述壳体底部具有沿水平外延的固定块，所述固定块中部设有通孔。可以分情形使用相应的无线测温模块，能够更好地适应低压配电柜中的测温点。

本发明的无线测温模块由双重温度检测方式，一为温度传感器与高精度AD转换芯片组合实时检测温度，一为用于超温报警检测、无电子干扰的机械式温度开关辅助，实现无误报和无漏报。无线测温模块采用低耗电池技术，当温度发生变化时，实时发送检测到的温度，当温度不变时，每间隔90秒发送一次测量温度，这样可大大降低纽扣电池功耗，使用寿命更长。

所述数据接收器包括接收器壳体，所述接收器壳体内部含无线接收器模块，所述接收器壳体外部设有接收天线、一侧设有隔离RS-485工业总线接口和电源端子，底部设有安装导轨。数据接收器可同时接收多达12个无线测温模块的数据，有效通讯距离可达150米，能够有效降低工程成本。其体积小巧，采用导轨式安装，能够有效节省低压配电柜空间。

所述监测分析模块通过图文形式实时显示设备温度，生成各种统计报表，形成温度变化曲线。

本发明进一步提供低压开关柜的无线测温方法，含有以下硬件构成的系统

用以采集开关柜内母线、动力电缆连接点、垂直母线连接点处温度值的无线测温模块；

用以接收无线测温模块的温度值并将数值传输至上位机的数据接收器；

用以接收数据，通过内置的监测分析模块实时显示设备温度，查看历史温升趋势和历史报警记录的上位机；

所述无线测温模块通过LTCC内置天线与数据接收器的无线接收天线通讯连接，所述数据接收器通过工业通讯总线与上位机通讯连接；

其中，所述监测分析模块按如下步骤进行监测：

A.A/D采样温度转换步骤，将温度传感器采集到的温度值进行转换数据；

B.数据打包步骤，将转换后的数据收集打包；

C.无线传输步骤，将打包好的数据通过LTCC天线传输至数据接收器，数据接收器再通过RS-485工业总线传输至上位机；

D.读取数据步骤，上位机实时读取接收到的数据；

E.统计处理步骤，判断温度是否大于设定阙值，如是则进入报警步骤再进入温度显示步骤，如否则进入温度显示步骤,温度显示步骤后再继续接收数据进行步骤A-E至监测结束。

上述步骤中，还包括步骤A’.超温报警监测步骤，判断机械式温度开关是否超限，如是则通过无线传输进入报警步骤再进入温度显示步骤。

本发明安装方便，成本经济，通过连续监测接点的运行温度及其温升趋势，实时了解低压配电柜内温度情况，避免环境因素干扰，可有效预防电气火灾事故。

附图说明

图1为捆扎式无线温度传感模块结构示意图。

图2为螺栓式无线温度传感模块结构示意图。

图3为数据接收器结构示意图。

图4为监测分析软件实时温度显示界面示意图。

图5为监测分析软件统计报表界面示意图。

图6为数据接收器工作原理示意图。

图7低压配电柜母线无线测温系统示意图。

图8为监测分析流程示意图。

具体实施方式

实施例

低压开关柜的无线测温系统，主要由以下部分组成，

用以采集开关柜内母线、动力电缆连接点、垂直母线连接点处温度值的无线测温模块，这些位置由于老化氧化或接触等原因容易发热，无线测温模块可以根据现场实际需要来配置相应数量及位置，其温度检测范围为-20℃至105℃。无线测温模块具有两重温度检测功能，一个是采用高精度高灵敏度的温度传感器来实时检测当前位置的温度，一是采用无电子干扰的机械式温度开关辅助用于超温报警检测，抗干扰能力更强，确保温度检测的精确稳定可靠安全。

如图1所示，用以母线处的无线测温模块包括壳体，壳体内含高精度温度传感器，LTCC内置天线，锌-氧化银纽扣电池的壳体，壳体底部穿设绑带。

如图2所示，用以动力电缆连接点处的无线测温模块包括壳体，所述壳体内含高精度温度传感器，LTCC内置天线，锌-氧化银纽扣电池，所述壳体底部具有沿水平外延的固定块，固定块中部设有通孔，用来固定螺栓。可以分情形使用相应的无线测温模块，能够更好地适应低压配电柜中的测温点。

无线测温模块采用低耗电池技术，当温度发生变化时，实时发送检测到的温度，当温度不变时，每间隔90秒发送一次测量温度，这样可大大降低纽扣电池功耗，使用寿命更长。

用以接收无线测温模块的温度值并将数值传输至上位机的数据接收器；如图3所示，数据接收器包括接收器壳体，接收器壳体内部含无线接收器模块，接收器壳体2(1)外部设有接收天线2(a)、一侧设有隔离RS-485工业总线接口2(b)和电源端子2(c)，底部设有安装导轨2(d)。无线测温模块将采集到的数据发送至数据采集模块上，数据接收器选用无线高频载波方式，其发射频率为433MHZ，433MHZ频率的信号绕射能力强，信号衰减相对较小，传输距离远。数据接收器的工作原理如图6所示。数据接收器可以同时处理12个无线测温模块上的数据，这样可避免柜内大量布线工作方便快捷，可以根据现场实际需要随时调整数据接收器的位置，达到最优化方案。

用以接收数据，通过内置的监测分析模块实时显示设备温度，查看历史温升趋势和历史报警记录的上位机；

无线测温模块通过LTCC内置天线与数据接收器的无线接收天线通讯连接，数据接收器通过工业通讯总线与上位机通讯连接。

监测分析模块通过图文形式实时显示设备温度，生成各种统计报表，形成温度变化曲线。

本实施例低压开关柜的无线测温方法，含有以下硬件构成的系统

用以采集开关柜内母线、动力电缆连接点、垂直母线连接点处温度值的无线测温模块；

用以接收无线测温模块的温度值并将数值传输至上位机的数据接收器；

用以接收数据，通过内置的监测分析模块实时显示设备温度，查看历史温升趋势和历史报警记录的上位机；

无线测温模块通过LTCC内置天线与数据接收器的无线接收天线通讯连接，所述数据接收器通过工业通讯总线与上位机通讯连接；

如图7和图8所示，监测分析模块按如下步骤进行监测：

A.A/D采样温度转换步骤，将温度传感器采集到的温度值进行转换数据；

B.数据打包步骤，将转换后的数据收集打包；

C.无线传输步骤，将打包好的数据通过LTCC天线传输至数据接收器，数据接收器将采集到的数据通过RS-485工业总线接口将数据传送至上位机中；

D.读取数据步骤，上位机实时读取接收到的数据；

E.统计处理步骤，判断温度是否大于设定阙值，如是则进入报警步骤再进入温度显示步骤，如否则进入温度显示步骤,温度显示步骤后再继续接收数据进行步骤A-E至监测结束。通过监测分析软件做进一步的处理,温度监测分析软件功能强大，通过图形方式实时显示设备的温度，并可实时监测当前系统运行情况、查看历史温升趋势和历史报警记录，可方便的生成各种统计报表。通过连续监测接点的运行温度及其温升趋势，可有效预防电气火灾事故。用户可自定义显示介面和显示测点内容，实时显示各监测点当前温度数值，提供报警弹出提示、声光提示。多种历史事件查询方式，可生成事件报表。可自动显示当前温度趋势，同时可查询任意时间段的历史趋势，并可打印生成图表，用户可导出、导入趋势数据。具有日统计、月统计和年统计功能，可统计测点在统计区间的平均值和最大值。见图4-图5。

在初始化后同时还进行步骤A’.超温报警监测步骤，判断机械式温度开关是否超限，如是则通过无线传输进入报警步骤再进入温度显示步骤。

本实施例的系统具有预防报警、事故报警等多级告警功能。通过系统的数据库及其智能化处理策略,系统自动给出各个测点温度的运行曲线比较图，值勤人员可直观方便浏览本电力设备危险温度电子分布图、实时温度值、温度变化曲线，在电子地图界面，值勤人员可快速方便的查找到报警点位置。

除上述实施外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.低压开关柜的无线测温系统，其特征在于主要由以下部分组成：

用以采集开关柜内母线、动力电缆连接点、垂直母线连接点处温度值的无线测温模块；

用以接收无线测温模块的温度值并将数值传输至上位机的数据接收器；

用以接收数据，通过内置的监测分析模块实时显示设备温度，查看历史温升趋势和历史报警记录的上位机；

所述无线测温模块通过LTCC内置天线与数据接收器的无线接收天线通讯连接，所述数据接收器通过工业通讯总线与上位机通讯连接。

2.根据权利要求1所述低压开关柜的无线测温系统，其特征在于：用以母线处的无线测温模块包括壳体，所述壳体内含高精度温度传感器，LTCC内置天线，锌-氧化银纽扣电池的壳体，所述壳体底部穿设绑带。

3.根据权利要求1所述低压开关柜的无线测温系统，其特征在于：用以动力电缆连接点处的无线测温模块包括壳体，所述壳体内含高精度温度传感器，LTCC内置天线，锌-氧化银纽扣电池，所述壳体底部具有沿水平外延的固定块，所述固定块中部设有通孔。

4.根据权利要求2或3所述低压开关柜的无线测温系统，其特征在于：所述无线测温模块由双重温度检测方式，一为温度传感器与高精度AD转换芯片组合实时检测温度，一为用于超温报警检测、无电子干扰的机械式温度开关辅助。

5.根据权利要求2或3所述低压开关柜的无线测温系统，其特征在于：当温度发生变化时，无线测温模块实时发送检测到的温度，当温度不变时，无线测温模块每间隔90秒发送一次测量温度。

6.根据权利要求1所述低压开关柜的无线测温系统，其特征在于：所述数据接收器包括接收器壳体，所述接收器壳体内部含无线接收器模块，所述接收器壳体外部设有接收天线、一侧设有隔离RS-485工业总线接口和电源端子，底部设有安装导轨。

7.根据权利要求1所述低压开关柜的无线测温系统，其特征在于：所述监测分析模块通过图文形式实时显示设备温度，生成各种统计报表，形成温度变化曲线。

8.低压开关柜的无线测温方法，其特征在于含有以下硬件构成的系统

用以采集开关柜内母线、动力电缆连接点、垂直母线连接点处温度值的无线测温模块；

用以接收无线测温模块的温度值并将数值传输至上位机的数据接收器；

用以接收数据，通过内置的监测分析模块实时显示设备温度，查看历史温升趋势和历史报警记录的上位机；

所述无线测温模块通过LTCC内置天线与数据接收器的无线接收天线通讯连接，所述数据接收器通过工业通讯总线与上位机通讯连接；

其中，所述监测分析模块按如下步骤进行监测：

A.A/D采样温度转换步骤，将温度传感器采集到的温度值进行转换数据；

B.数据打包步骤，将转换后的数据收集打包；

C.无线传输步骤，将打包好的数据通过LTCC天线传输至数据接收器，数据接收器再通过RS-485工业总线传输至上位机；

D.读取数据步骤，上位机实时读取接收到的数据；

E.统计处理步骤，判断温度是否大于设定阙值，如是则进入报警步骤再进入温度显示步骤，如否则进入温度显示步骤,温度显示步骤后再继续接收数据进行步骤A-E至监测结束。

9.根据权利要求8所述低压开关柜的无线测温方法，其特征在于：还包括步骤A’.超温报警监测步骤，判断机械式温度开关是否超限，如是则通过无线传输进入报警步骤再进入温度显示步骤。