CN108444612A - 一种环网柜肘型头温度在线监测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种环网柜肘型头温度在线监测系统，属于电力设备监控与维护领域，特别是涉及到一种环网柜肘型头温度监测系统。包括测温壳、荧光式光纤温度传感器、光电转换电路、运算放大器、可编程控制芯片、无线传输单元、感应取电器和主控服务器。本发明可以带来如下有益效果：测温壳紧密贴合肘型头能够准确获取其表面温度；荧光式光纤温度传感器的纯光纤探头具有本质安全，高压绝缘，抗电磁干扰；设备取电采用感应取电方式，方便适用；无线传输能实现环网柜肘型头温度在线监测，通过计算对电缆接头实际温度进行分析诊断，集中管理，可远程查看温度数据。
Description
技术领域
本发明属于电力设备监控与维护领域，特别是涉及到一种环网柜肘型头温 度监测系统。
背景技术
目前10KV环网柜、开闭所内的电缆接头被柜体密封，正常运行情况下无法 巡视内部肘型头温度变化，环网柜中电缆接头部位因老化或接触电阻过大而发 热，发热部位的温度无法实时监测，因此极易导致设备烧毁或突然停电等事故。 本项目研究环网柜内肘型头表面温度变化情况，通过接触面温度监测电缆接头 运行情况，可有效防止环网柜内电缆接头因发热而引发的事故。
环网柜数量多，分布广，柜内具有裸露高压，内部空间狭小，无法进行人 工巡检监测工作，常规的温度监测方法不能使用。柜内肘型头将电缆接头密封， 温度传导不及时，不易发现问题。因此需要对环网柜内肘型头表面温度变化进 行研究，分析其表面温度与内部电缆接头温度变化规律，通过技术手段判断电 缆接头温度变化趋势，实现在线监测与诊断功能。因此现有技术当中亟需要一 种新型的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种环网柜肘型头温度在线监测系统， 对环网柜内肘型头表面温度变化进行研究，分析其表面温度与内部电缆接头温 度变化规律，通过技术手段判断电缆接头温度变化趋势，实现在线监测与诊断 功能。
一种环网柜肘型头温度在线监测系统，其特征是：包括测温壳、荧光式光 纤温度传感器、光电转换电路、运算放大器、可编程控制芯片、无线传输单元、 感应取电器和主控服务器；
所述测温壳包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体能够组成 一个和环网柜肘型头相匹配的腔体；
所述荧光式光纤温度传感器的探头端与所述测温壳连接、光纤端与所述光 电转换电路连接；
所述光电转换电路和所述运算放大器电性连接；
所述运算放大器和所述可编程控制芯片电性连接；
所述可编程控制芯片与所述无线传输单元电性连接；
所述感应取电器安装于环网柜内，且与可编程控制芯片电性连接；
所述主控服务器包括无线接收单元、显示单元、存储单元、分析单元。
所述感应取电器包括CT取能线圈、防浪涌电流模块、过压保护电路、整流 电路和稳压输出电路。
所述第一壳体和第二壳体通过螺栓固定。
每个所述测温壳同时连接的所述荧光式光纤温度传感器的数量不少于两 个。
所述环网柜内还设置有环境温度传感器，所述环境温度传感器与所述编程 控制芯片电性连接。
所述主控服务器还包括报警单元。
所述光电转换电路、运算放大器、可编程控制芯片和无线传输单元共同设 置于同一壳体内。
所述可编程控制芯片为C8051F500芯片。
包括以下操作步骤，并且以下步骤顺次进行，
步骤一、将所述测温壳(1)套接在肘型头上，感应取电器设置在电缆上并 连通可编程控制芯片(5)用于给可编程控制芯片(5)供电；
步骤二、供电后，可编程控制器(5)将多路荧光式光纤温度传感器(2) 的温度值主控服务器(8)；
步骤三、主控服务器(8)接收到温度信息后，计算出多个荧光式光纤温度 传感器(2)的采集到的温度信息的平均值X，再通过公式
Y＝exp(2.933593826+0.0307927914X)
其中X≥40
计算出肘型头内部温度Y；
步骤四、监测肘型头内部温度Y，判断Y是否高于预警值，如果过高，及时 采取措施进行处理。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：测温壳紧密贴合肘型 头能够准确获取其表面温度；荧光式光纤温度传感器的纯光纤探头具有本质安 全，高压绝缘，抗电磁干扰；设备取电采用感应取电方式，方便适用；无线传输 能实现环网柜肘型头温度在线监测，通过计算对电缆接头实际温度进行分析诊 断，集中管理，可远程查看温度数据。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种环网柜肘型头温度在线监测系统的测温壳示意图。
图2为本发明一种环网柜肘型头温度在线监测系统的温度信号流程图。
图3为本发明一种环网柜肘型头温度在线监测系统的测温壳表面温度与内 部电缆接头温度变化规律图。
图中，1-测温壳、11-第一壳体、12-第二壳体、2-荧光式光纤温度传感器、 3-光电转换电路、4-运算放大器、5-可编程控制芯片、6-无线传输单元、7-感 应取电器、8-主控服务器、81-无线接收单元、82-显示单元、83-存储单元、84- 分析单元。
具体实施方式
如图1和2所示，一种环网柜肘型头温度在线监测系统，其特征是：包括 测温壳1、荧光式光纤温度传感器2、光电转换电路3、运算放大器4、可编程 控制芯片5、无线传输单元6、感应取电器7和主控服务器8；
所述测温壳1包括第一壳体11和第二壳体12，所述第一壳体11和第二壳 体12能够组成一个和环网柜肘型头相匹配的腔体；
所述荧光式光纤温度传感器2的探头端与所述测温壳1连接、光纤端与所 述光电转换电路3连接；
所述光电转换电路3和所述运算放大器4电性连接；
所述运算放大器4和所述可编程控制芯片5电性连接；
所述可编程控制芯片5与所述无线传输单元6电性连接；
所述感应取电器7安装于环网柜内，且与可编程控制芯片5电性连接；
所述主控服务器8包括无线接收单元81、显示单元82、存储单元83、分析 单元84。
所述感应取电器7包括CT取能线圈、防浪涌电流模块、过压保护电路、整 流电路和稳压输出电路。
所述第一壳体11和第二壳体12通过螺栓固定。
每个所述测温壳1同时连接的所述荧光式光纤温度传感器2的数量不少于 两个。
所述环网柜内还设置有环境温度传感器，所述环境温度传感器与所述编程 控制芯片5电性连接。
所述主控服务器8还包括报警单元。
所述光电转换电路3、运算放大器4、可编程控制芯片5和无线传输单元6 共同设置于同一壳体内。
所述可编程控制芯片5为C8051F500芯片。
一种环网柜肘型头温度在线监测方法，包括以下操作步骤，并且以下步骤 顺次进行，
步骤一、将所述测温壳(1)套接在肘型头上，感应取电器设置在电缆上并 连通可编程控制芯片(5)用于给可编程控制芯片(5)供电；
步骤二、供电后，可编程控制器(5)将多路荧光式光纤温度传感器(2) 的温度值主控服务器(8)；
步骤三、主控服务器(8)接收到温度信息后，计算出多个荧光式光纤温度 传感器(2)的采集到的温度信息的平均值X，再通过公式
Y＝exp(2.933593826+0.0307927914X)
其中X≥40
计算出肘型头内部温度Y；
步骤四、监测肘型头内部温度Y，判断Y是否高于预警值，如果过高，及时 采取措施进行处理。
使用时，将测温壳1的第一壳体11和第二壳体12分开，套在肘型头上后 用螺栓固定。因为测温壳上可以连接多个荧光式光纤温度传感器2，荧光式光纤 温度传感器2和环境温度传感器同时将多路温度信号测得的温度值通过光电转 换电路3转换成电信号经运算放大器4传递给可编程控制芯片5，可编程控制芯 片5同时接收多路路肘型头表面温度及环境温度，将温度数据通过无线传输单 元6和无线接收单元81的无线连接发送给主控服务器8中，主控服务器8的分 析单元84进行数据的分析处理得出肘型头温度的真实值并将数据储存在存储单 元83中，同时显示于显示单元82上供工作人员及时了解温度变化情况。报警单元还能在肘型头温度过高时发出警报，提醒工作人员。感应取电器7能够利 用电磁感应原理从环网柜内项线上获取能量，通过前端保护电路进行过压过流 保护，整流滤波后经过稳压电路输出直流电压给可编程控制芯片5以保障电路 部分的正常工作。本发明结构简单、造价低廉，能够准确测量环网柜内肘型头 表面温度并对其变化进行研究，分析其表面温度与内部电缆接头温度变化规律， 通过技术手段判断电缆接头温度变化趋势，实现在线监测与诊断功能。
实施例：如图3所示，根据测得的多个测温壳表面温度平均值X计算出肘 型头的温度Y值如下。
| X | Y |
| 27.8 | 40.1 |
| 29.2 | 45.1 |
| 31.4 | 50.1 |
| 33.9 | 55.2 |
| 37.4 | 60.1 |
| 41.2 | 65.1 |
| 42.8 | 70.2 |
| 44.4 | 75.1 |
| 46.7 | 80.1 |
| 48.2 | 85.2 |
| 49.8 | 90.2 |
| 50.9 | 95.1 |
| 53.2 | 100.1 |
| 54.8 | 105.2 |
| 56.7 | 110.1 |
| 58.9 | 115.1 |
| 60.2 | 120.1 |
| 62.1 | 125.1 |
| 63.9 | 130.1 |
| 64.8 | 135.1 |
| 66.1 | 140.1 |
| 67.9 | 145.2 |
Claims (9)
1.一种环网柜肘型头温度在线监测系统，其特征是：包括测温壳(1)、荧光式光纤温度传感器(2)、光电转换电路(3)、运算放大器(4)、可编程控制芯片(5)、无线传输单元(6)、感应取电器(7)和主控服务器(8)；
所述测温壳(1)包括第一壳体(11)和第二壳体(12)，所述第一壳体(11)和第二壳体(12)能够组成一个和环网柜肘型头相匹配的腔体；
所述荧光式光纤温度传感器(2)的探头端与所述测温壳(1)连接、光纤端与所述光电转换电路(3)连接；
所述光电转换电路(3)和所述运算放大器(4)电性连接；
所述运算放大器(4)和所述可编程控制芯片(5)电性连接；
所述可编程控制芯片(5)与所述无线传输单元(6)电性连接；
所述感应取电器(7)安装于环网柜内，且与可编程控制芯片(5)电性连接；
所述主控服务器(8)包括无线接收单元(81)、显示单元(82)、存储单元(83)、分析单元(84)。
2.根据权利要求1所述的一种环网柜肘型头温度在线监测系统，其特征是：所述感应取电器(7)包括CT取能线圈、防浪涌电流模块、过压保护电路、整流电路和稳压输出电路。
3.根据权利要求1所述的一种环网柜肘型头温度在线监测系统，其特征是：所述第一壳体(11)和第二壳体(12)通过螺栓固定。
4.根据权利要求1所述的一种环网柜肘型头温度在线监测系统，其特征是：每个所述测温壳(1)同时连接的所述荧光式光纤温度传感器(2)的数量不少于两个。
5.根据权利要求1所述的一种环网柜肘型头温度在线监测系统，其特征是：所述环网柜内还设置有环境温度传感器，所述环境温度传感器与所述编程控制芯片(5)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种环网柜肘型头温度在线监测系统，其特征是：所述主控服务器(8)还包括报警单元。
7.根据权利要求1所述的一种环网柜肘型头温度在线监测系统，其特征是：所述光电转换电路(3)、运算放大器(4)、可编程控制芯片(5)和无线传输单元(6)共同设置于同一壳体内。
8.根据权利要求1所述的一种环网柜肘型头温度在线监测系统，其特征是：所述可编程控制芯片(5)为C8051F500芯片。
9.一种环网柜肘型头温度在线监测方法，利用权利要求1所述的一种环网柜肘型头温度在线监测系统，其特征是：包括以下操作步骤，并且以下步骤顺次进行，
步骤一、将所述测温壳(1)套接在肘型头上，感应取电器设置在电缆上并连通可编程控制芯片(5)用于给可编程控制芯片(5)供电；
步骤二、供电后，可编程控制器(5)将多路荧光式光纤温度传感器(2)的温度值主控服务器(8)；
步骤三、主控服务器(8)接收到温度信息后，计算出多个荧光式光纤温度传感器(2)的采集到的温度信息的平均值X，再通过公式
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2018
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