CN109632146B - 电力设备温度监测系统和无线温度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力设备温度监测系统和无线温度传感器。其中电力设备温度监测系统，包括无线温度传感器和监控主机；所述无线温度传感器用于设置在所述电力设备的测温点上；所述无线温度传感器包括第一探头和主控芯片；所述第一探头用于探测测温点的温度；所述主控芯片用于实时获取所述第一探头探测到的第一温度，并在监测到所述第一温度超过预设范围时生成报警信号；所述主控芯片还用于在需要向所述监控主机时，获取无线温度传感器所处环境的噪声信号，并根据所述噪声信号的强度选择对应的无线传输频率后将所述数据信号传输至所述监控主机；所述无线传输频率随所述噪声信号的增强而减小。上述电力设备温度监测系统的可靠性和稳定性较好。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，特别是涉及一种电力设备温度监测系统和无线温度传感器。
背景技术
电力设备比如高压电力设备的温度监测点都处于高电压、大电流、强磁场的环境中，甚至有的监测点还处在密闭的空间中。由于强电磁噪声和高压绝缘、空间的限制等问题，通常的温度测量方法无法解决这些问题导致无法使用。
发明内容
基于此，有必要针对传统的测温方法无法适用于电力设备中的技术问题，提供一种电力设备温度监测系统和无线温度传感器。
一种电力设备温度监测系统，包括无线温度传感器和与所述无线温度传感器进行无线通信连接的监控主机；
所述无线温度传感器用于设置在所述电力设备的测温点上；所述无线温度传感器包括第一探头和主控芯片；所述第一探头用于探测测温点的温度；所述主控芯片用于实时获取所述第一探头探测到的第一温度，并在监测到所述第一温度超过预设范围时生成报警信号；所述主控芯片还用于在需要向所述监控主机传输数据信号时，获取所述无线温度传感器所处环境的噪声信号，并根据所述噪声信号的强度选择对应的无线传输频率后将所述数据信号传输至所述监控主机；所述无线传输频率随所述噪声信号的增强而减小；所述数据信号包括所述报警信息。
可选地，所述监控主机还用于周期性地向所述无线温度传感器的主控芯片查询当前的温度信息。
可选地，所述无线温度传感器还包括第二探头；所述第一探头作为主探头且所述第二探头作为备用探头；在所述无线温度传感器的工作过程中，所述主控芯片读取所述第一探头探测到的第一温度。
可选地，所述监控主机还用于在接收到所述报警信号后，发出读取第二探头的温度的测温指令；所述主控芯片根据所述测温指令读取所述第二探头的探测到的第二温度后输出至所述监控主机；所述监控主机还用于判断所述第二温度是否超过预设范围，并在所述第二温度超过预设范围时，判断所述报警信息正确，发出警报。
可选地，所述监控主机在判断出所述第二温度未超过预设范围时，生成检验指令给所述无线温度传感器的主控芯片；所述主控芯片根据所述检验指令检验所述第一探头和所述第二探头是否均正确连接，并将检验结果发送给所述监控主机；所述监控主机用于根据所述检验结果确定所述报警信息是否正确。
可选地，所述监控主机在所述检验结果为两个探头均正确连接时，确定所述报警信息正确，在所述校验结果为两个探头一个正确连接一个错误连接时，根据正确连接的探头的温度检测结果确定所述报警信息是否正确。
可选地，所述主控芯片还用于定期对所述第一探头的状态进行监测，并在监测到所述第一探头的状态不在预设状态时，将所述第二探头作为主探头，将所述第一探头作为备份探头。
可选地，所述监控主机内包括光报警器；所述监控主机通过所述光报警器发出警报。
一种无线温度传感器，用于对电力设备上的测温点的温度进行探测；所述无线温度传感器包括第一探头和主控芯片；所述第一探头用于探测测温点的温度；所述主控芯片用于实时获取所述第一探头探测到的第一温度，并在监测到所述第一温度超过预设范围时生成报警信号；所述主控芯片还用于在需要向所述监控主机发送数据信号时，根据所述噪声信号的强度选择对应的无线传输频率后将所述数据信号传输至所述监控主机；所述无线传输频率随所述噪声信号的增强而减小；所述数据信号包括所述报警信息。
可选地，所述无线温度传感器还包括第二探头；所述第一探头作为主探头且所述第二探头作为备用探头；在所述无线温度传感器的工作过程中，所述主控芯片读取所述第一探头所述探测到的第一温度
上述电力设备检测系统以及无线温度传感器，无线温度传感器中的主控芯片在监测到第一探头的温度超过预设范围时会生成报警信息。主控芯片还用于在需要向监控主机发送数据信号时，获取无线温度传感器所处环境的噪声信号，并根据该噪声信号的强度选择对应的无线传输频率后将该数据信号传输至监控主机，无线传输频率会随噪声信号的增强而减小，从而确保数据信号能够被正确传输至监控主机，而不会出现数据丢失导致误触发的问题发生，从而增强了整个电力设备温度监测系统的可靠性和稳定性。
附图说明
图1为一实施例中的电力设备温度监测系统的结构框图。
图2为一实施例中的无线温度传感器的结构示意图。
具体实施方式
图1为一实施例中的电力设备温度监测系统的结构示意图。电力设备可以包括高压柜等高压电气设备。该电力设备温度监测系统包括无线温度传感器100和监控主机200。
无线温度传感器100用于设置在电力设备的测温点上，以对测温点的温度进行测量。测温点可以是高压带电表面或者接点处，如高压开关柜内的裸露触点、母线连接处、户外刀闸及变压器等。因此，当测温点存在多个时，可以设置多个无线温度传感器100，且同时可以设置多个监控主机200。不同的监控主机200用于对一个或者多个无线温度传感器100进行监测。电力设备尤其是高压电力设备的测温点也即温度监测点都处于高电压、大电流、强磁场的环境中，甚至有些测温点还处于密闭的空间中。由于强电磁噪声和高压绝缘、空间限制等温度，导致通常的温度测量方法无法解决这些问题，而无法使用。而本实施例中，采用无线温度传感器100来对高压电力设备进行测温，其采用无线电波进行信号传输，也即与监控主机200之间没有电气连接，从而可以从根本上解决高压电力设备上的接点运行温度不易实时在线监测的难题。
在本实施例中，无线温度传感器100包括第一探头110和主控芯片120，如图2所示。其中，第一探头110用于探测测温点的温度。主控芯片120则用于实时获取第一探头110所探测到的第一温度。主控芯片120会对获取到的第一温度进行监控，并在监控到该第一温度超过预设范围时，生成报警信息。预设范围可以为测温点所允许的温度运行范围。当温度超过该范围则可以认为存在异常状态需要发出警报，从而形成报警信息。在本实施例中，当主控芯片120需要向监控主机200发送数据信号(比如生成了报警信号)时，会先获取无线温度传感器100所处环境的噪声信号。在一实施例中，可以将频率在通信频率附近一定范围内的信号识别为噪声信号。主控芯片120根据监测到的噪声信号的强度选择对应的无线传输频率后，采用该无线传输频率进行通信，以将该数据信号通过该无线传输频率传输给监控主机200。具体地，选择过程中，选择的无线传输频率与噪声信号的强度成反比，也即噪声信号越强，选择越小的无线传输频率，从而确保数据信号能够被正确传输至监控主机200。
上述电力设备检测系统，无线温度传感100器中的主控芯片120在监测到第一探头110的温度超过预设范围时会生成报警信息。主控芯片120还用于在需要向监控主机200发送数据信号时，获取无线温度传感器100所处环境的噪声信号，并根据该噪声信号的强度选择对应的无线传输频率后将该数据信号传输至监控主机200，无线传输频率会随噪声信号的增强而减小，从而确保数据信号能够被正确传输至监控主机200，而不会出现数据丢失导致误触发的问题发生，从而增强了整个电力设备温度监测系统的可靠性和稳定性。
传统的电力设备温度监测系统中，无线温度传感器与监控主机之间是采用固定通信频率进行传输的，从而很容易由于环境噪声信号的干扰，导致数据丢失的问题发生，从而无法确保系统能够正确、稳定且可靠的运行。而上述电力设备监测系统可以很好的解决该问题。
例如，在没有噪声信号的情况下，无线温度传感器100与监控主机200之间正常时采用2.4GHz的频率进行数据通信的，但是由于无线温度传感器100所处的环境噪声信号较大，从而导致采用2.4GHz的频率进行数据通信时会导致数据丢失的问题发生。此时，可以根据噪声信号的强弱，去降低数据通信频率，从而确保即便是在噪声信号较大的情况下数据信号也可以正确被接收，提高整个系统的抗干扰能力。具体地，通过降低数据通信频率，可以确保数据传输的实际距离尽可能的接近期望的传输距离，而不会因为噪声信号的出现导致传输距离的减小，进而无法正确被一定距离外的监控主机200所接收到。再者，通过降低数据通信频率，单次传输的数据量小，可以降低检验出错的概率，提高了数据传输成功率，从而进一步提高了数据传输的稳定性，确保整个系统具有极高的可靠性。
在一实施例中，主控芯片120中可以设置有天线结构，用于检测噪声信号强度。主控芯片120中可以配置有噪声信号和通信频率的映射关系表。该映射关系表可以由用户预设配置在主控芯片120中。因此，主控芯片120在监测到噪声信号的强度后，可以根据该映射关系表去选择对应于该噪声信号的强度的传输频率。该映射关系表中，噪声信号越大，对应的通信频率越小，从而使得传输距离不会因为噪声信号的干扰而降低，提高了数据传输成功的概率。
在一实施例中，监控主机200还用于周期性地向无线温度传感器100的主控芯片120查询当前的温度信息。可以理解，监控主机200查询的温度信息为该无线温度传感器100当前的测温点的温度信息。监控主机200的查询周期可以为1分钟至5分钟，比如1分钟，具体可以根据需要进行设定。也即本实施例中的电力设备温度监测系统具有两种模式，一种是定时巡检模式，而另一种是无线温度传感器100突发发送模式。定时巡检模式下，监控主机200周期性的查询温度，突发发送模式下，主控芯片120根据突发异常进行主动上报。通过采用两种模式相互配合，可以提高通信稳定性，从而解决报警延时和通讯不稳定的问题，在基本不增加成本的前提下，实时监控性能增强，通讯更加稳定。
在本实施例中，无线温度传感器100还包括第二探头130。在一实施例中，第一探头110、第二探头130以及主控芯片120均设置在同一电路板上，从而有利于实现无线温度传感器100的小型化。此时，第一探头110作为主探头，而第二探头130则作为备份探头。因此在无线温度传感器100的工作过程中，主控芯片120仅仅读取第一探头110所探测到的第一温度，而并不会对第二探头130的第二温度进行探测。主控芯片120根据第一探头110检测到的温度进行判断，是否需要生成报警信号，并在生成报警信号后，根据环境噪声选择相应的传输频率后发生给监控主机200。
在一实施例中，监控主机200在接收到该报警信号后，并不会直接根据该报警信号发出警报，而是会执行校验操作。具体地，监控主机200在接收到该报警信号后，会发送读取第二探头的温度的测温指令给无线温度传感器100。无线温度传感器100中的主控芯片120在接收到该测温指令后，读取第二探头130探测到的第二温度后输出给监控主机200。在本案中，无论是第一温度还是第二温度都表示对该测温点进行测量所得到的温度，之所以进行区分是为了方便引用以及说明。监控主机200会根据接收到的第二温度判断该第二温度是否超出预设范围，并在第二温度也超过预设范围时，判断报警信息正确，发出警报。该预设范围与主控芯片120对第一温度进行监测时所采用的预设范围相同。当监控主机200判断出来第二温度未超过预设范围时，还需要做进一步的校验过程。此时，监控主机200会生成检验指令发送给无线温度传感器100。无线温度传感器根100中的主控芯片120会根据该检验指令来检验第一探头110和第二探头130之间是否均正确连接，并将检验结果发送给监控主机200。监控主机200会根据检验结果做出判断来确定报警信息是否正确。具体地，当检验结果为两个探头都正常连接时，以第一探头110的检测结果为准，确定该报警信号为正确的报警信号，从而发出警报。此时以安全为重，从而可以及时对安全隐患进行排查。当检测结果为一个探头正确连接，而另外一个错误连接时，则根据正确连接的探头的温度检测结果确定该报警信息是否正确，再决定是否需要发出警报，从而可以极大地降低报警误触发的概率。
在一实施例中，监控主机200中设置有光报警器，从而通过光报警器进行报警。并且，监控主机200确定存在正确的报警信息时，光报警器会一直处于报警状态，直至有人工干预出现。
在一实施例中，监控主机200还会将无线温度传感器100发送来的数据信息进行存储，从而为电力设备的维修提供积累数据，实现了高压设备热故障预知维修。
在一实施例中，主控芯片120还用于定期对第一探头110的状态进行检测，并在监测到第一探头110的状态不在预设状态时，将第二探头130作为主探头，第一探头110作为备份探头。此时，主控芯片120则通过对第二探头130的探测温度进行读取，以实现对测温点的温度监控。本实施例中所提及的状态不在预设状态，可以是目标参数不在预设参数范围内，或者预设状态为正常状态。通过对第一探头110的状态进行监测，从而可以及时发现或者预判第一探头110将出现异常或者已经发生异常，从而转用第二探头130来实现对测温点的温度监控，可以进一步提高系统的可靠性。并且，由于预设状态为正常状态，也即切换时，第一探头110并没有损坏，从而可以作为备份探头来使用，极大的延长整个电力设备温度监测系统的寿命。
可以理解，上述无线温度传感器100中可以设置有采样滤波电路、信号调制放大电路以及无线发射电路等对第一探头110以及第二探头130探测到的温度信号进行处理的处理电路，从而提高系统的可靠性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种电力设备温度监测系统，其特征在于，包括无线温度传感器和与所述无线温度传感器进行无线通信连接的监控主机；
所述无线温度传感器用于设置在所述电力设备的测温点上；所述无线温度传感器包括第一探头和主控芯片；所述第一探头用于探测测温点的温度；所述主控芯片用于实时获取所述第一探头探测到的第一温度，并在监测到所述第一温度超过预设范围时生成报警信息；所述主控芯片还用于在需要向所述监控主机传输数据信号时，获取所述无线温度传感器所处环境的噪声信号，并根据所述噪声信号的强度选择对应的无线传输频率后将所述数据信号传输至所述监控主机；所述无线传输频率随所述噪声信号的增强而减小；所述数据信号包括所述报警信息；
所述无线温度传感器还包括第二探头；所述第一探头作为主探头且所述第二探头作为备用探头；在所述无线温度传感器的工作过程中，所述主控芯片读取所述第一探头探测到的第一温度；
所述监控主机还用于在接收到所述报警信息后，发出读取第二探头的温度的测温指令；所述主控芯片根据所述测温指令读取所述第二探头的探测到的第二温度后输出至所述监控主机；所述监控主机还用于判断所述第二温度是否超过预设范围，并在所述第二温度超过预设范围时，判断所述报警信息正确，发出警报。
2.根据权利要求1所述的电力设备温度监测系统，其特征在于，所述监控主机还用于周期性地向所述无线温度传感器的主控芯片查询当前的温度信息。
3.根据权利要求1所述的电力设备温度监测系统，其特征在于，所述监控主机在判断出所述第二温度未超过预设范围时，生成检验指令给所述无线温度传感器的主控芯片；所述主控芯片根据所述检验指令检验所述第一探头和所述第二探头是否均正确连接，并将检验结果发送给所述监控主机；所述监控主机用于根据所述检验结果确定所述报警信息是否正确。
4.根据权利要求3所述的电力设备温度监测系统，其特征在于，所述监控主机在所述检验结果为两个探头均正确连接时，确定所述报警信息正确，在所述检验结果为两个探头一个正确连接一个错误连接时，根据正确连接的探头的温度检测结果确定所述报警信息是否正确。
5.根据权利要求1所述的电力设备温度监测系统，其特征在于，所述主控芯片还用于定期对所述第一探头的状态进行监测，并在监测到所述第一探头的状态不在预设状态时，将所述第二探头作为主探头，将所述第一探头作为备份探头。
6.根据权利要求1所述的电力设备温度监测系统，其特征在于，所述监控主机内包括光报警器；所述监控主机通过所述光报警器发出警报。
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