CN106969847A

CN106969847A - 一种开关柜无线测温装置

Info

Publication number: CN106969847A
Application number: CN201710369099.6A
Authority: CN
Inventors: 张小军; 何永杰; 王鹏
Original assignee: Lanzhou Zhonglian Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Lanzhou Zhonglian Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2017-07-21

Abstract

本发明涉及关柜测温领域，尤其涉及一种开关柜无线测温装置。开关柜包含机体，所述开关柜内部包含接头，所述接头位置为电缆的接头位置，该接头位置安装有无线测温部分；所述无线测温部分为无线测温传感器，其被表带式无线测温传感器，所述表带式无线测温传感器的无线测温头紧贴接头位置；所述无线测温部分能够测定测定实时温度并将其传输到通讯管理机并传输给主机；主机能够汇总并记录反馈回来的温度。采用先进存储技术，实现掉电后设定参数仍能保存；采用自锁面板式安装机构，接线简单，拆装非常方便。装置外形小巧，占用的空间小，配备标准的开孔尺寸，适用性强。

Description

一种开关柜无线测温装置

技术领域

本发明涉及关柜测温领域，尤其涉及一种开关柜无线测温装置。

背景技术

在工业系统中，对于电力设备的安全运行，重要的原则是：有效的提前预测，并做好预防，而不仅是被动的反应。温度是表征设备运行正常的重要参数，为了避免因设备发热而导致的突发事件，温度的自动监测已经成为工业安全生产的重要环节。电气设备中的触头和接头是电网安全的一个重要隐患。据统计，故障主要发生在开关柜动触头、静触头、电缆接头、母线接头、刀闸开关等重要的设备。运行中的电气设备通常工作在高电压和大电流状态，设备在长期运行过程中,常出现表面氧化腐蚀、紧固螺栓松动,触点和母线排连接处老化等某些缺陷会导致接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度很难监测，一般的人工巡查测温较为麻烦，也做不到及时测温，由此最终导致温度过高引起燃烧、爆炸甚至设备损坏或质量事故。

无线测温系统相比其他测温方式，具有实时在线监测，测温精度高，受环境影响小，安装方便，预警及时等特点，可以有效的保证电气设备的安全。利用无线传输的方式测量高压环境温度成为一种必然趋势，实现温度在线监测是保证这些电力设备安全可靠运行的有效手段。

发明内容

发明的目的：为了提供一种效果更好的一种开关柜无线测温装置，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

一种开关柜无线测温装置，其特征在于，

开关柜包含机体，所述开关柜内部包含接头，所述接头位置为电缆的接头位置，该接头位置安装有无线测温部分；

所述无线测温部分为无线测温传感器，其被表带式无线测温传感器，所述表带式无线测温传感器的无线测温头紧贴接头位置；

所述无线测温部分能够测定测定实时温度并将其传输到通讯管理机并传输给主机；

主机能够汇总并记录反馈回来的温度。

本发明进一步技术方案在于，还包含对反馈回来的温度进行分析的步骤，设定温度上限值T1，温度下限值T2，如果温度小于T1或者温度大于T2，则进行报警。

本发明进一步技术方案在于，所述无线测温头下方包含皮圈，所述皮圈能够套在接头上。

采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：红绿双色液晶显示，专业化测温显示界面，显示内容清晰、视角广阔；人性化按键和菜单设计，符合现场调试特点，便于操作；在线温度实时测量，测量精度高、实时性强；采用先进存储技术，实现掉电后设定参数仍能保存；采用自锁面板式安装机构，接线简单，拆装非常方便。装置外形小巧，占用的空间小，配备标准的开孔尺寸，适用性强；具有通讯可查询12次超温报警事件记录功能，面板可查询最近9次超温报警事件记录功能，包括具体某接点报警温度、发生时间，便于及时排查；具有通讯功能：采用RS485通讯接口、MODBUS-RTU协议，可将测量信息、继电器输出状态、高温报警事件纪录等参数上传后台监控系统，实现在线数据的远方集中管理和监控。

附图说明

为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：

图1为整体的架构图；

图2为整体的外部结构示意图；

图3为内部接头位置大意指示图；

图4为测温结构的结构示意图；

图5为测温结构的另一种实现结构示意图；

图6为第1回路显示界面；

图7为第2回路显示界面；

图8为报警界面；

其中：1.机体；2.显示部分；3.接头位置；4.无线测温头；5.绑带；6.套圈；A、环境温度显示；B、接点温度显示区；C、应用说明显示；D、继电器状态显示；E、系统时间显示。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种开关柜无线测温装置，其特征在于，

主机能够汇总并记录反馈回来的温度。

还包含对反馈回来的温度进行分析的步骤，设定温度上限值T1，温度下限值T2，如果温度小于T1或者温度大于T2，则进行报警。

1)表带式测温传感器

主要安装在开关柜进线室和出线室的母排上，采用捆绑式安装，安装步骤如下：①.安装时柜体要停电；

②.把无线测温传感器的测温触点贴在被测物体上；

③.把无线测温传感器表带的一端穿过另一端慢慢拉紧；

④.直到表带紧紧地绑在被测物体上，注意拉力不要过大，以刚刚拉紧为宜；

⑤.表带固定后，可将多余的延长部分表带扎起或剪掉。

所述的接头位置，包含如下位置的一处或者多处，触头、静触头、电缆接头、母线接头。

实时测量采集该点的温度，并无线上传数据，背部接触式测温传感器和带引线式测温传感器，主要技术指标如下：

l 接触式测温：由高灵敏度、高精度感温芯片感知温度；

l 远距离无线：800m可视无线数据传输距离；

l 低功耗设计：实时测温，常态下周期发射数据，超温立即发送数据并报警

l 工业级材料：防护等级高，适合多种恶劣环境传感器采用全金属外壳。

作为优选，本专利还可以采用先进的高性能工业级微处理器，数据处理

和信息存储能力强，可靠性高，运行速度快；

●具有精准先进的测温技术，能根据不同现场要求配置相应的测温方案；

●可同时兼容无线测温及红外测温两种测温技术；

●多种传感器类型可选择，可根据现场要求选用相应的测温传感器；

●可编程显示，温度接点数6路、9路、12路、18路可切换，具体接点数请在订货时说明；

●红绿双色液晶显示，专业化测温显示界面，显示内容清晰、视角广阔；

●人性化按键和菜单设计，符合现场调试特点，便于操作；

●在线温度实时测量，测量精度高、实时性强；

●采用先进存储技术，实现掉电后设定参数仍能保存；

●采用自锁面板式安装机构，接线简单，拆装非常方便。

●装置外形小巧，占用的空间小，配备标准的开孔尺寸，适用性强；

●具有通讯可查询12次超温报警事件记录功能，面板可查询最近9次超温报警事件记录功能，包括具体某接点报警温度、发生时间，便于及时排查；

●具有通讯功能：采用RS485通讯接口、MODBUS-RTU协议，可将测量信息、继电器输出状态、高温报警事件纪录等参数上传后台监控系统，实现在线数据的远方集中管理和监控。

主要功能

技术指标

安全又可靠：和被测点设备达到零电位差，无击穿隐患且具有极强的抗电磁干扰能力，传感器的最大发射功率小于等于10mW，发射不会产生任何超标的干扰。保证了设备运行的可靠性和安全性，不会对一次设备产生任何干扰和影响。系统部件在运行时均能进行在线自检，温度传感器在每次测量时会进行自校准。在系统正常运行时无需人工维护，实现无人值班。

本产品标准配置了一路RS485通讯接口，采用MODBUS-RTU通讯协议。理论上在一条通讯线路上最多可以同时连接32台仪表，通讯连接应使用带有铜网的屏蔽双绞线，线径不小于0.5mm²。布线时应使通讯线远离强电电缆或其他强电场环境，最大传输距离为1200米，典型的网络连接方式如下图所示，用户可根据具体情况选用其他合适的连接方式。

MODBUS RTU是一种国际的、开放的现场总线标准。作为一种很容易实现的现场总线协议，在全世界范围内，MODBUS得到了成功的应用。应用领域包括生产过程中的自动化、过程控制和楼宇自控。MODBUS协议在一根通讯线上采用主从应答方式的通讯连接方式。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一地址的终端设备(从机)，然后，终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给主机，即半双工的工作模式。

MODBUS协议只允许在主机(PC，PLC等)和终端设备之间通讯，而不允许独立的终端设备之间的数据交换，这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。

字节格式

采用串行通讯，8个数据位，1个起始位，1个停止位，无奇偶校验位。

上、下行命令由地址码、功能码、数据区和CRC-16校验码组成。

采用高字节在前、低字节在后、高位字在前、低位字在后的原则(校验码除外)。

帧格式

帧是传送信息的基本单元，MODBUS协议中主机与从机采用相同的帧格式。

帧以至少3.5个字节的停顿时间开始，同样以至少3.5个字节的停顿时间标志帧的结束。整个帧必须作为连续的流传送，如果帧完成之前有超过1.5个字节的停顿时间，从机将重新开始一个新帧的接收。RTU帧格式如下所示。

开始	地址码	功能码	数据区	校验码	结束
						四个字节的停顿时间	1字节	1字节	N字节	2字节	四个字节的停顿时间

地址码(Address)

地址码用来标识由哪个从机与主机通讯，每个从机具有唯一的地址码，主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，从机发送的地址码则表明回送的从机地址。用户可使用的地址为1～247，其它地址保留。

功能码(Function)

功能码表示从机要执行何种功能。下表列出了仪表所支持的功能码及其的定义和具体操作。

功能码	定义	操作
			03H	读寄存器	读取一个或多个寄存器的数据
10H	写一个或多个连续寄存器	修改定值

数据区(Data)

数据区随功能码不同而不同，这些数据可以是数值、参考地址等。例如：功能码03H告诉仪表读取寄存器的数值，则数据区必须包含要读取寄存器的起始地址及读取长度。

校验码

校验码用于主机或从机判断接收到的数据是否出错，使系统通讯更可靠。

MODBUS-RTU采用CRC-16(16位循环冗余校验码)校验方法，包含16位二进制。CRC校验码由发送端计算，放置于发送信息的尾部。接收端重新计算接收到的信息的校验码，并与接收到的校验码相比较，如果二者不相符，则表明通讯出错。

出错处理

当仪表检测到了校验码出错以外的错误时，将向主机回送信息，功能码的最高位置为1，即从机返送给主机的功能码是在主机发送的功能码的基础上加128。从机返回的错误信息帧格式如下：

错误码如下：

01H	非法的功能码	接收到的功能码仪表不支持
			02H	非法的数据地址	接收到的数据地址超出仪表的范围
03H	非法的数据值	接收到的数据值超出相应地址的数据范围

通讯报文举例

读寄存器(功能码03H)

例如需要读取通讯地址为02H装置的前3个高压接点温度寄存器数值，主站下发帧格式：

(十六进制发送)01 03 01 08 00 03 85 F5

从站返回帧格式：

(十六进制发送)01 03 06 00 30 00 2F 00 2F 11 64

写寄存器(功能码10H)

例如需要将设备的通讯地址从01H改为16H，主站下发帧格式：

(十六进制发送)01 10 10 60 00 01 02 00 16 3F FF

从站返回帧格式：

(十六进制接收)16 10 10 60 00 01 06 30

附录

只读寄存器地址表

关于数据显示小数位数和通讯数据解析的说明

继电器输出是根据寄存器1081H和1082H的设置值动作的，而继电器输出状态可通过读取0102H寄存器查看，其数据定义为：

B8＝0表示第一路继电器未输出，分闸状态＝1表示第一路继电器输出，合闸状态

B9＝0表示第二路继电器未输出，分闸状态＝1表示第二路继电器输出，合闸状态

B10～B15未定义

说明：假如从寄存器0102H读出的数据为0100H，将高字节转换为二进制数为00000001，可以看到只有数据的第8位(B8)为1，表示此时第一路继电器输出闭合；如果从寄存器0102H读出的数据为0200H，将高字节转换为二进制数为00000010，可以看到只有数据的第9位(B9)为1，表示此时第二路继电器输出闭合；如果从寄存器0102H读出的数据为0300H，将高字节转换为二进制数为00000011，可以看到数据的第8、9位(B8、B9)都为1，表示此时第一路、第二路继电器输出全部闭合。

继电器应用举例：

假如寄存器1081H的设置值为2122H，即第一路继电器输出报警下限值为21H(转换为十进制是33℃)、报警上限值为22H(转换为十进制是34℃)，当某一测量点温度超过报警上限34℃时，则第一路继电器输出合闸报警，当所有的测量点温度都低于报警下限33℃时，第一路报警解除，即第一路继电器输出分闸。

第二路继电器的使用方法与第一路继电器相同，两路继电器可设置不同的报警阀值进行分阶段报警。

按下键后输入设置密码(1116)并按键确认后，系统进入01屏参数设置窗口(综合参数设置窗口)，第一行前两位为通讯速率(12表示1200bps、24表示2400bps、48表示4800bps、96表示9600bps)，第一行后两位循显时间设置(00～99可设)；第二行前两位保留，第二行后两位为通讯地址(00～99可设)；第三行01为显示屏序号。当所有的数字设置完成后，用户再按键确认本次设置有效，系统将把本次设置保存起来，再次按键退出01屏参数设置界面。

退出01屏参数设置界面后就进入到02屏参数设置窗口(温度上下限设置窗口)，第一行前两位对应第1路继电器报警上限值，第一行后两位对应第1路继电器报警下限值，第二行前两位对应第2路继电器报警上限值，第二行后两位对应第2路继电器报警下限值，第三行02为显示屏序号；当所有的数字设置完成后，用户再按键确认本次设置有效，系统将把本次设置保存起来，再按键退出设置。

退出02屏参数设置界面后就进入到03屏参数设置窗口(系统时间设置窗口)，第一行前两位分钟设置，第一行后两位为秒设置，第二行前两位保留，第二行后两位为小时设置，第三行03为显示屏序号；当所有的数字设置完成后，用户再按键确认本次设置有效，系统将把本次设置保存起来，再按键退出设置。

退出03屏参数设置界面后就进入到04屏参数设置窗口(系统日期设置窗口)，第一行前两位月份设置，第一行后两位为日期设置，第二行前两位保留，第二行后两位为年份设置，第三行04为显示屏序号；当所有的数字设置完成后，用户再按键确认本次设置有效，系统将把本次设置保存起来，再按键退出设置。

◆事件记录查询说明：

用户要查看超温事件记录，首先要输入查询密码，密码输入正确后才能进行数据查询(系统密码1117)，否则将返回测量数据显示区。

按下键后输入设置密码(1117)并按键确认后，可通过或键查询最近9次超高温报警记录，最后按键退出事件查询；界面定义详见超温报警显示说明。

作为进一步的优选，所述无线测温头下方包含皮圈，所述皮圈能够套在接头上。

本处的技术实质起到的效果在于，对于不适合用表带式无线温度传感器的结构，可以采用皮圈套住。

无线测温传感器选用表带式无线测温传感器；

①.耐温(-40℃～+250℃)阻燃材料制作塑胶表带壳体，防水；

②.壳内的热敏传感器与接点导热体紧密接触，能准确测量实时温度；

③.内置高容量锂电池供电。

结合图6到图8：

当前系统时间：12时58分08秒

当前环境温度：32℃

第1回路第1接点温度(T1)：32℃第1回路第2接点温度(T2)：33℃

第1回路第3接点温度(T3)：34℃第1回路第4接点温度(T4)：33℃

第1回路第4接点温度(T5)：31℃第1回路第6接点温度(T6)：32℃

第2回路第1接点温度(T1)：32℃第2回路第2接点温度(T2)：33℃

第2回路第3接点温度(T3)：34℃第2回路第4接点温度(T4)：33℃

第2回路第4接点温度(T5)：31℃第2回路第6接点温度(T6)：32℃

第1路继电器(DO1)：闭合(不显示表示继电器断开)

第2路继电器(DO2)：闭合(不显示表示继电器断开)

结合图8；超高温报警显示界面说明(显示颜色为红色)：

如上图所示：

此界面为最近第1次接点温度超限显示

报警接点号：第6个接点

报警时间：10月20日16时28分

超高温报警温度：46℃(该接点最高温度)

报警累计时间：(此次报警接点报警累计时间)

第1路继电器(DO1)：断开(显示表示继电器闭合)

第2路继电器(DO2)：闭合(不显示表示继电器断开)

开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。

以上结构实现的技术效果实现清晰，如果不考虑附加的技术方案，本专利名称还可以是一种无线测温方法。图中未示出部分细节。

需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims

1.一种开关柜无线测温装置，其特征在于，

主机能够汇总并记录反馈回来的温度。

2.如权利要求1所述的一种开关柜无线测温装置，其特征在于，

3.如权利要求1所述的一种开关柜无线测温装置，其特征在于，所述无线测温头下方包含皮圈，所述皮圈能够套在接头上。