CN110398627A - 一种简易高效的母线槽温度电流混合监测报警电路装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了母线槽温度电流检测和报警电路技术领域的一种简易高效的母线槽温度电流混合监测报警电路装置，包括第一路火线、第二路火线、第三路火线和零线，第一路火线、第二路火线、第三路火线和零线上分别套接有电流互感器，四组电流互感器上分别串联有温度传感器，四组温度传感器分别与第一路火线、第二路火线、第三路火线和零线的连接铜排的表面充分接触；本发明通过ADC所采集的电压和母线槽的电流和绝对温度大小的乘积成线性关系，从而实现母线槽温度电流的混合监测报警，满足了母线槽规定在不同温度下不得超过不同额定额定电流的要求，大大降低了监测报警装置的成本。
Description
技术领域
本发明涉及母线槽温度电流检测和报警电路技术领域，具体涉及一种简易高效的母线槽温度电流混合监测报警电路装置。
背景技术
现代工业的发展使得母线槽在各个大楼的使用日益广泛，为了保证整栋大楼电力的供应，通常母线槽需要承载几千安培甚至上万安培的电流，同时过流也会造成母线槽温度升高，造成母线槽本身的损耗。
当前绝大部分母线槽温度电流检测系统要么设定一个绝对电流，超过该绝对电流就报警；要么设定一个绝对温度，超过该绝对温度就报警。母线槽都有一定的额定电流，但不同温度对应不同的额定电流。母线槽工作时不得超过当时温度条件下规定的额定电流。一般来说，温度越高，母线槽允许的额定电流就越低。
所以目前的母线槽电流温度监控系统，如果绝对电流设定过低，当母线槽电流超过绝对电流，即使没有超过当前温度条件下的额定电流，也会报警，这样造成母线槽的电流承载能力没有充分利用，造成资源的浪费；如果绝对电流设定过高，如果当前温度比较高，即使母线槽电流超过额定电流，但因为没有达到设定的绝对电流值，也不会报警，这样长时间会造成母线槽的损耗过高，造成危险。
基于此，本发明设计了一种简易高效的母线槽温度电流混合监测报警电路装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简易高效的母线槽温度电流混合监测报警电路装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种简易高效的母线槽温度电流混合监测报警电路装置，包括第一路火线、第二路火线、第三路火线和零线，所述第一路火线、第二路火线、第三路火线和零线上分别套接有电流互感器，四组所述电流互感器上分别串联有温度传感器，四组所述温度传感器分别与第一路火线、第二路火线、第三路火线和零线的连接铜排的表面充分接触，四组所述温度传感器的一端接地，四组所述电流互感器上分别并联有ADC，所述电流互感器的接地端与ADC的负极电性连接，所述电流互感器的另一端端与ADC的正极电性连接，四组所述ADC之间电性连接有有线或无线通信模块。
优选的，所述温度传感器的型号为pt100。
优选的，所述有线或无线通信模块包括单片机作为内部模块，四组所述ADC的输出端和有线或无线通信模块内部单片机的的四个GPIO端口相连，所述有线或无线通信模块通过有线或无线通信方式连接因特网上的监控服务器。
优选的，所述第一路火线、第二路火线、第三路火线和零线根据母线槽在不同温度点的额定电压计算各个温度点的温度传感器两端电压参数后选取最低值作为相应的阈值报警电压，当该路连接中温度传感器两端的电压超出该阈值报警电压时发出该路连接的报警信号。
优选的，所述有线或无线通信模块采用有线如电力载波和以太网或无线如NB-IoT和Lora的远程接入的方式,或采用如WiFi或Zigbee等无线方式接入路由器后再到达因特网。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过ADC所采集的电压和母线槽的电流和绝对温度大小的乘积成线性关系，从而实现母线槽温度电流的混合监测报警。一方面，满足了母线槽规定在不同温度下不得超过不同额定额定电流的要求；另外，该装置的每一路温度电流检测只使用了一个ADC采样，所以节省了一半ADC的数量，大大降低了监测报警装置的成本，同时考虑不同温度条件下不同额定电流的设置，在母线槽超出当前温度条件下的额定电流才报警，这样最大发挥母线槽的电流承载能力而不造成母线槽的损耗最后导致危险情况的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明电流温度混合检测报警装置电路图。
图2为本发明在设定温度传感器两端绝对电压条件下电流和温度允许的工作范围图。
图3为本发明母线槽在不同温度下允许的长期工作电流图。
图4为本发明温度电流混合监测报警装置的设置流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
101-第一路火线，102-第二路火线，103-第三路火线，104-零线，105-电流互感器，106-温度传感器，107-ADC，108-有线或无线通信模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种简易高效的母线槽温度电流混合监测报警电路装置，包括第一路火线101、第二路火线102、第三路火线103和零线104，第一路火线101、第二路火线102、第三路火线103和零线104上分别套接有电流互感器105，四组电流互感器105上分别串联有温度传感器106，四组温度传感器106分别与第一路火线101、第二路火线102、第三路火线103和零线104的连接铜排的表面充分接触，四组温度传感器106的一端接地，四组电流互感器105上分别并联有ADC107，电流互感器105的接地端与ADC107的负极电性连接，电流互感器105的另一端端与ADC107的正极电性连接，四组ADC107之间电性连接有有线或无线通信模块108。
其中，温度传感器106的型号为pt100。
有线或无线通信模块108包括单片机作为内部模块，四组ADC107的输出端和有线或无线通信模块108内部单片机的的四个GPIO端口相连，有线或无线通信模块108通过有线或无线通信方式连接因特网上的监控服务器。
第一路火线101、第二路火线102、第三路火线103和零线104根据母线槽在不同温度点的额定电压计算各个温度点的温度传感器106两端电压参数后选取最低值作为相应的阈值报警电压，当该路连接中温度传感器106两端的电压超出该阈值报警电压时发出该路连接的报警信号。
有线或无线通信模块108采用有线如电力载波和以太网或无线如NB-IoT和Lora的远程接入的方式,或采用如WiFi或Zigbee等无线方式接入路由器后再到达因特网。
本实施例的一个具体应用为：有线或无线通信模块108包括单片机作为内部模块，四组ADC107的输出端和有线或无线通信模块108的四个GPIO端口相连，有线或无线通信模块108上电性连接有单片机，单片机的输出端电性连接有服务器，把相应的ADC107输出数据送给单片机进行处理，同时用户也可以对该单片机进行编程，设置相应的温度传感器两端的报警电压等，然后该通信模块把相应数据送到服务器，服务器在必要情形下会通知用户，如报警短信通知。
根据上述电路接法，设定pt100电阻两端的电压不超过V0，那么
Ip*Rp＝βI*R0(1+αT)<V0
其中是Ip和Rp分别是通过温度传感器106的电流和它本身的电阻，而β是电流互感器的互感系数，而I是通过母线槽某一火线或零线的电流，R0是pt100温度传感器在0C时的电阻值，而α则是该pt100温度传感器的温度系数。可以看到在设定报警电压V0的情形下，允许的母线槽电流和温度之间成反比例的关系。温度低时，额定电流比较高；而温度高时，额定电流就比较低。
确定上述公式中的具体参数值的步骤如下：
首先，根据ADC107输入电压范围，选取合适的温度传感器106的温度系数α和电流互感器的互感系数β两个参数值。考虑到pt100温度传感器106的温度系数一般比较固定，大约在0.00392/C,所以主要靠选取合适的电流互感器的互感系数β来使得温度传感器两端的电压在正常工作时不超出ADC107的输入电压范围，而且有足够的冗余；
其次，根据所要进行温度电流混合监测报警的母线槽尺寸和放置方式确定该母线槽在不同温度下对应的额定电流值。图3是一个典型的母线槽在不同温度时的额定电流。
选取图3中最后一行的母线槽在竖放时不同温度下的额定交流电流为例，来确定相应的参数。
假设选用α＝0.00392/C的温度传感器106，通常T＝0C时该pt100温度传感器的电阻为100ohm,如果我们选取β＝1/200000,按前面公式计算，温度传感器两端电压为
V＝Ip*Rp＝βI*R0(1+αT)
则母线槽在25C时对应额定电流2610A的相应的温度传感器106两端的额定电压为1.4329V。
接下来，按同样公式，计算其他温度点对应的温度传感器106两端的额定电压值,在30C，35C和40C时所计算出来的额定电压分别为1.3914V，1.3248V，1.2401V，保守考虑，选取最小的一个额定电压1.2401V作为报警时的额定电压V0。这样保证该电路装置在别的温度超过该温度点的额定电流时也肯定会报警。
最后，将上述确定下来的参数，包括α，β，R0，V0写入通信模块里的单片机程序，温度电流混合监测报警装置就可以开始正常工作。每当母线槽供电线路的哪一路温度传感器两端电压超过V0，则该路线路通过通信模块送出报警信号。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.一种简易高效的母线槽温度电流混合监测报警电路装置，包括第一路火线(101)、第二路火线(102)、第三路火线(103)和零线(104)，其特征在于：所述第一路火线(101)、第二路火线(102)、第三路火线(103)和零线(104)上分别套接有电流互感器(105)，四组所述电流互感器(105)上分别串联有温度传感器(106)，四组所述温度传感器(106)分别与第一路火线(101)、第二路火线(102)、第三路火线(103)和零线(104)的连接铜排的表面充分接触，四组所述温度传感器(106)的一端接地，四组所述电流互感器(105)上分别并联有ADC(107)，所述电流互感器(105)的接地端与ADC(107)的负极电性连接，所述电流互感器(105)的另一端端与ADC(107)的正极电性连接，四组所述ADC(107)之间电性连接有有线或无线通信模块(108)。
2.根据权利要求1所述的一种简易高效的母线槽温度电流混合监测报警电路装置，其特征在于：所述温度传感器(106)的型号为pt100。
3.根据权利要求1所述的一种简易高效的母线槽温度电流混合监测报警电路装置，其特征在于：所述有线或无线通信模块(108)包括单片机作为内部模块，四组所述ADC(107)的输出端和有线或无线通信模块(108)内部单片机的的四个GPIO端口相连，所述有线或无线通信模块(108)通过有线或无线通信方式连接因特网上的监控服务器。
4.根据权利要求1所述的一种简易高效的母线槽温度电流混合监测报警电路装置，其特征在于：所述第一路火线(101)、第二路火线(102)、第三路火线(103)和零线(104)根据母线槽在不同温度点的额定电压计算各个温度点的温度传感器(106)两端电压参数后选取最低值作为相应的阈值报警电压，当该路连接中温度传感器(106)两端的电压超出该阈值报警电压时发出该路连接的报警信号。
5.根据权利要求1所述的一种简易高效的母线槽温度电流混合监测报警电路装置，其特征在于：所述有线或无线通信模块(108)采用有线如电力载波和以太网或无线如NB-IoT和Lora的远程接入的方式,或采用如WiFi或Zigbee等无线方式接入路由器后再到达因特网。
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