CN108344930B - 一种环网柜温度与局部放电的监测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环网柜温度与局部放电的监测装置及方法，包括：信号处理及控制单元和温度监测单元；中央处理单元与总线控制单元、信号发送单元和信号接收单元相连接，总线控制单元与信号发送单元和信号接收单元相连接，第一特高频天线与信号发送单元和信号接收单元相连接；第二特高频天线与特高频转直流变换器单元、特高频指令提取单元和特高频数据调制单元相连接；特高频转直流变换器单元与特高频标签芯片和温度传感器相连接；特高频标签芯片与特高频指令提取单元、特高频数据调制单元和温度传感器相连接。本发明能够同时进行环网柜的温度监测与局部放电预警两种功能，可节省环网柜内传感器布置空间，适用于集约化、小型化的环网柜。

Description

一种环网柜温度与局部放电的监测装置及方法
技术领域
本发明属于环网柜监测技术领域，特别涉及一种环网柜温度与局部放电的监测装置及方法。
背景技术
环网柜是供电系统中常用的切换单元，其正常运行是供电安全稳定的重要保障。由局部放电引发的绝缘快速劣化失效和局部温度过热是环网柜常见的故障原因，因此对环网柜进行局部放电和温度监测对于环网柜状态评估及故障预警有着重要的意义。
目前，常用的环网柜局部放电监测方法有暂态低电压局部放电监测法和超声局部放电监测法；常用的温度监测方法有电流互感器监测法、声表面波监测法和红外成像监测等；现有的监测方法普遍存在的问题是：随着环网柜越来越集约化、小型化，现有的传统监测方法难以适用目前快速增长的在线监测需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环网柜温度与局部放电的监测装置及方法，以解决上述存在的技术问题。本发明的监测装置可用于环网柜温度及局部放电的在线实时监测，且适用于集约化、小型化的环网柜。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种环网柜温度与局部放电的监测装置，包括：信号处理及控制单元和温度监测单元；信号处理及控制单元包括总线控制单元、信号发送单元、信号接收单元、中央处理单元和第一特高频天线，中央处理单元通过信号线分别与总线控制单元、信号发送单元和信号接收单元相连接，总线控制单元通过信号线分别与信号发送单元和信号接收单元相连接，第一特高频天线通过信号线分别与信号发送单元和信号接收单元相连接；温度监测单元包括第二特高频天线、特高频转直流变换器单元、特高频指令提取单元、特高频数据调制单元、特高频标签芯片和温度传感器；第二特高频天线通过信号线分别与特高频转直流变换器单元、特高频指令提取单元和特高频数据调制单元相连接；特高频转直流变换器单元通过电源线分别与特高频标签芯片和温度传感器相连接，特高频转直流变换器单元能够为特高频标签芯片和温度传感器供电；特高频标签芯片通过信号线分别与特高频指令提取单元、特高频数据调制单元和温度传感器相连接，温度传感器能够测量环网柜的温度。
进一步的，第一特高频天线与第二特高频天线通过特高频无线电波进行信号传输。
一种环网柜温度与局部放电的监测方法，基于上述的一种环网柜温度与局部放电的监测装置，具体包括以下步骤：
步骤1：通过中央处理单元向总线控制单元发送指令，总线控制单元将总线移交给信号发送单元，信号发送单元获得总线使用权，信号发送单元通过第一特高频天线发出测量信号；
步骤2：温度监测单元通过第二特高频天线接收步骤1中的测量信号，并将信号传递给特高频转直流变换器单元和特高频指令提取单元；特高频转直流变换器单元将特高频信号转换为直流电压为特高频标签芯片和温度传感器供电，特高频指令提取单元将特高频信号转换为指令信号启动特高频标签芯片，特高频标签芯片读取温度传感器测量到的温度数据；特高频标签芯片将读取的温度数据编码后传递给特高频数据调制单元，特高频数据调制单元将温度数据调制到特高频频段后传递给第二特高频天线，第二特高频天线发出特高频信号；
步骤3：第一特高频天线接收步骤2中的特高频信号，通过中央处理单元向总线控制单元发送指令，总线控制单元将总线移交给信号接收单元，信号接收单元第一将特高频天线接收的特高频信号传递给中央处理单元，中央处理单元对接收到的特高频信号进行校验，温度数据由特高频标签芯片进行过编码可以成功通过校验，局部放电信号未进行过编码，不能成功通过校验；
步骤4：重复步骤1至步骤3，进行实时在线连续监测；
步骤5：监测结束，关闭信号处理及控制单元。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的环网柜温度与局部放电的监测装置能够同时进行环网柜的温度监测与局部放电预警两种功能，可节省环网柜内传感器布置空间，适用于集约化、小型化的环网柜。第一特高频天线的作用包括：发送特高频指令给第二特高频天线，接收第二特高频天线的特高频信号，监测局部放电信号。当环网柜内出现幅值较大的局部放电特高频信号时，其会淹没温度信号，通过中央处理单元设定的校验码可识别该特高频信号是温度信号还是局部放电信号，从而实现温度和局部放电的同时在线监测。
本发明的监测方法，操作便捷，用于本发明的监测装置，可实现环网柜温度和局部放电的同时在线监测。
附图说明
图1是本发明的一种环网柜温度与局部放电的监测装置的整体结构示意图；
图2是图1的连接结构示意图；
在图1和图2中，信号处理及控制单元1；总线控制单元101；信号发送单元102；信号接收单元103；中央处理单元104；第一特高频天线105；温度监测单元3；第二特高频天线301；特高频转直流变换器单元302；特高频指令提取单元303；特高频数据调制单元304；特高频标签芯片305；温度传感器306。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
参考图1和图2，本发明的一种环网柜温度与局部放电的监测装置，包括：信号处理及控制单元1和温度监测单元3。
信号处理及控制单元1包括总线控制单元101、信号发送单元102、信号接收单元103、中央处理单元104和第一特高频天线105。中央处理单元104通过信号线分别与总线控制单元101、信号发送单元102和信号接收单元103相连接，总线控制单元101通过信号线分别与信号发送单元102和信号接收单元103相连接，第一特高频天线105通过信号线分别与信号发送单元102和信号接收单元103相连接。
温度监测单元3包括第二特高频天线301、特高频转直流变换器单元302、特高频指令提取单元303、特高频数据调制单元304、特高频标签芯片305和温度传感器306；第二特高频天线301通过信号线分别与特高频转直流变换器单元302、特高频指令提取单元303和特高频数据调制单元304相连接；特高频转直流变换器单元302通过电源线分别与特高频标签芯片305和温度传感器306相连接，特高频转直流变换器单元302能够为特高频标签芯片305和温度传感器306供电；特高频标签芯片305通过信号线分别与特高频指令提取单元303、特高频数据调制单元304和温度传感器306相连接，温度传感器306能够测量环网柜的温度；其中，第一特高频天线105与第二特高频天线301通过无线电波进行信号传输。
本发明的监测装置中，第一特高频天线具有三个功能，发送特高频指令给温度监测单元，接收温度监测单元回传的温度数据信号，监测局部放电信号。当环网柜内出现幅值较大的局部放电特高频信号时，第一特高频天线105会同时接收局部放电特高频信号和温度信号，局部放电特高频信号会淹没温度信号；本发明在特高频标签芯片305中对温度传感器306采集的温度数据进行编码，加入校验码，通过校验码可识别该信号是温度信号还是局部放电信号，能够在中央处理单元104中对两个信号有效分离；可完成温度监测与局部放电预警两种功能，节省了环网柜内传感器布置空间。
一种环网柜温度与局部放电的监测方法，基于上述的一种环网柜温度与局部放电的监测装置，具体包括以下步骤：
步骤1：通过中央处理单元104向总线控制单元101发送指令，总线控制单元101将总线移交给信号发送单元102，信号发送单元102获得总线使用权，信号发送单元102通过第一特高频天线105发出测量信号；
步骤2：温度监测单元3通过第二特高频天线301接收步骤1中的测量信号，并将信号传递给特高频转直流变换器单元302和特高频指令提取单元303；特高频转直流变换器单元302将特高频信号转换为直流电压为特高频标签芯片305和温度传感器306供电，特高频指令提取单元303将特高频信号转换为指令信号启动特高频标签芯片，特高频标签芯片读取温度传感器测量到的温度数据；特高频标签芯片将读取的温度数据编码后传递给特高频数据调制单元304，特高频数据调制单元将温度数据调制到特高频频段后传递给第二特高频天线，第二特高频天线发出特高频信号；
步骤3：第一特高频天线接收步骤2中的特高频信号，通过中央处理单元向总线控制单元发送指令，总线控制单元将总线移交给信号接收单元，信号接收单元第一将特高频天线接收的特高频信号传递给中央处理单元，中央处理单元对接收到的特高频信号进行校验，温度数据由特高频标签芯片进行过编码可以成功通过校验，局部放电信号未进行过编码，不能成功通过校验；
步骤4：重复步骤1至步骤3，进行实时在线连续监测；
步骤5：监测结束，关闭信号处理及控制单元。

Claims (3)

1.一种环网柜温度与局部放电的监测装置，其特征在于，包括：信号处理及控制单元(1)和温度监测单元(3)；
信号处理及控制单元(1)包括总线控制单元(101)、信号发送单元(102)、信号接收单元(103)、中央处理单元(104)和第一特高频天线(105)，中央处理单元(104)通过信号线分别与总线控制单元(101)、信号发送单元(102)和信号接收单元(103)相连接，总线控制单元(101)通过信号线分别与信号发送单元(102)和信号接收单元(103)相连接，第一特高频天线(105)通过信号线分别与信号发送单元(102)和信号接收单元(103)相连接；
温度监测单元(3)包括第二特高频天线(301)、特高频转直流变换器单元(302)、特高频指令提取单元(303)、特高频数据调制单元(304)、特高频标签芯片(305)和温度传感器(306)；第二特高频天线(301)通过信号线分别与特高频转直流变换器单元(302)、特高频指令提取单元(303)和特高频数据调制单元(304)相连接；特高频转直流变换器单元(302)通过电源线分别与特高频标签芯片(305)和温度传感器(306)相连接，特高频转直流变换器单元(302)能够为特高频标签芯片(305)和温度传感器(306)供电；特高频标签芯片(305)通过信号线分别与特高频指令提取单元(303)、特高频数据调制单元(304)和温度传感器(306)相连接，温度传感器(306)能够测量环网柜的温度。
2.根据权利要求1所述的一种环网柜温度与局部放电的监测装置，其特征在于，第一特高频天线(105)与第二特高频天线(301)通过特高频无线电波进行信号传输。
3.一种环网柜温度与局部放电的监测方法，其特征在于，基于权利要求1所述的环网柜温度与局部放电的监测装置，具体包括以下步骤：
步骤1：通过中央处理单元(104)向总线控制单元(101)发送指令，总线控制单元(101)将总线移交给信号发送单元(102)，信号发送单元(102)获得总线使用权，信号发送单元(102)通过第一特高频天线(105)发出测量信号；
步骤2：温度监测单元(3)通过第二特高频天线(301)接收步骤1中的测量信号，并将测量信号传递给特高频转直流变换器单元(302)和特高频指令提取单元(303)；特高频转直流变换器单元(302)将特高频信号转换为直流电压为特高频标签芯片(305)和温度传感器(306)供电，特高频指令提取单元(303)将特高频信号转换为指令信号启动特高频标签芯片(305)，特高频标签芯片(305)读取温度传感器(306)测量到的温度数据；特高频标签芯片(305)将读取的温度数据编码后传递给特高频数据调制单元(304)，特高频数据调制单元(304)将温度数据调制到特高频频段后传递给第二特高频天线(301)，第二特高频天线(301)发出特高频信号；
步骤3：第一特高频天线(105)接收步骤2中的特高频信号，通过中央处理单元(104)向总线控制单元(101)发送指令，总线控制单元(101)将总线移交给信号接收单元(103)，信号接收单元(103)将第一特高频天线接收的特高频信号传递给中央处理单元(104)，中央处理单元(104)对接收到的特高频信号进行校验，温度数据由特高频标签芯片(305)进行过编码可以成功通过校验，局部放电信号未进行过编码，不能成功通过校验；
步骤4：重复步骤1至步骤3，进行实时在线连续监测；
步骤5：监测结束，关闭信号处理及控制单元(1)。
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