CN112729412A - 基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，包括：一安装壳体；上盖，设置于安装壳体上侧并与安装壳体固定连接；太阳能电池板，设置在安装壳体侧边并安装壳体固定；保护壳，设置与太阳能电池板的外侧并与安装壳体固定连接；电路控制板，设置于电路板安装槽内并与安装壳体固定；充电电池，设置于电池安装槽的上层；传感器组件，设置于安装头内并与电路控制板电连接；所述隔挡的中间设置通孔，所述电路控制板的线路通过通孔与下层的充电电池和传感器组件电连接；所述电路控制板包括：太阳能充电管理电路、微处理器、传感器接口、无线模块和充电电池。本发明结构紧凑，安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及变电站安全检测技术领域，特别涉及基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器。
背景技术
油温油压无线智能传感器在变电站中应用的特别广泛，开关柜、断路器等是电力系统广泛使用的高压电器。这些传感器的可靠运行已成为供用电部门最关心的问题之一。
现有用于监控变电站少油设备都是通过监测温度和压力来实现；现有技术中的继电器所采集到的温度信息和压力信息无法传输至远端，因此人们必须现场读数；对于机械式的密度继电器，其现场读数(读表)也稍显复杂，一些安装位置不利于观察的六氟化硫密度继电器也容易造成人工读数的误差；经过长期的实践，一些现有技术通过加装压力传感器来实现信号的收发，这样，机械式和数字式的六氟化硫结构同时存在，经过我们长期的实践监控和分析，以及现场运维人员反馈和加装工程量的核算，目前加装压力传感器在成本和可靠性上还有待改善，加装压力传感器时要重新拆卸组装更换整个六氟化硫的安装位置的，这就造成停电时间过长，安装组织过于复杂，安装维护成果过高，在很多地方的推广遇到了阻碍。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器。
本发明采用的技术方案是：
基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，包括：
一安装壳体，所述安装壳体内部设置隔挡，其中隔挡将安装壳体分为上层的电路板安装槽和下层的电池安装槽，所述电池安装槽的开口设置在安装壳体的侧边，所述电池安装槽为双层结构，所述安装壳体底部设置与三通阀连接的安装头；
上盖，设置于安装壳体上侧并与安装壳体固定连接；
太阳能电池板，设置在安装壳体侧边并安装壳体固定；
保护壳，设置与太阳能电池板的外侧并与安装壳体固定连接；
电路控制板，设置于电路板安装槽内并与安装壳体固定；
充电电池，设置于电池安装槽的上层；
传感器组件，设置于安装头内并与电路控制板电连接；
所述隔挡的中间设置通孔，所述电路控制板的线路通过通孔与下层的充电电池和传感器组件电连接；
所述电路控制板包括：太阳能充电管理电路、微处理器、传感器接口、无线模块和充电电池；所述太阳能电池板通过太阳能充电管理电路向充电电池充电，所述太阳能充电管理电路的输出端连接充电电池，所述充电电池通过第一控制开关与微处理器连接，所述传感器接口与传感器组件的输出端连接，所述传感器接口的输出端连接微处理器的输入端，所述无线模块与微处理器的输出端连接。
作为本发明的进一步技术方案为，所述电路控制板还设置电池电压检测电路，用于对充电电池的电量进行检测，所述电池电压检测电路的输出端连接微处理器，所述微处理器的输出端连接第一电磁继电器，所述第一电磁继电器连接第一控制开关。
作为本发明的进一步技术方案为，还包括备用电池，所述备用电池通过第二控制开关与微处理器连接，所述微处理器的输出端连接第二电磁继电器，所述第二电磁继电器连接第二控制开关，所述备用电池设置在电池安装槽的下层。
作为本发明的进一步技术方案为，所述备用电池为锂氩电池。
作为本发明的进一步技术方案为，所述微处理器采用型号为STM32L051的单片机。
作为本发明的进一步技术方案为，所述无线模块为LoRa 1268-170无线天线模块。
作为本发明的进一步技术方案为，所述电路控制板还设置显示模块接口，所述显示模块接口与微处理器的输出端连接。
作为本发明的进一步技术方案为，所述安装头外侧设置密封套管，所述密封套管内侧设置安装螺纹。
作为本发明的进一步技术方案为，所述上盖与安装壳体之间设置密封圈。
作为本发明的进一步技术方案为，所述安装外壳、上盖和保护罩为圆柱体结构。
本发明的有益效果为：
本发明采用太阳能和备用电池结合的供电方式，延长传感器的使用寿命，节能环保，安装壳体内部通过隔挡将电路控制板与充电电池分隔放置，通过设置通孔实现线路连接，安装壳体的底部设置安装头，安装头的内部为传感器组件，可用于对油压气压等的温度压力检测，电池安装槽开口设置在安装壳体的侧边，方便充电电池的安装和拆卸，结构紧凑，安装方便。
附图说明
图1为本发明提出的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器结构图；
图2为本发明提出的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器剖视图；
图3为本发明提出的控制电路结构图。
图中所示：
1-安装壳体，2-上盖，3-太阳能电池板，4-保护壳，5-电路控制板，6-蓄电池，7-传感器组件，9-密封套管，10-密封圈；
11-隔挡，12-电路板安装槽，13-电池安装槽，14-安装头，15-通孔，16-密封垫；
51-太阳能充电管理电路，52-微处理器，53-传感器接口，54-无线模块，55-充电电池，56-显示模块接口，57-电池电压检测电路；
91-安装螺纹。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内侧”、“外侧”、“第一”、“第二”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明利用油浸纸绝缘套管在套管内部出现放电或热故障时将会使油和纸分解产生气体，当气体超出油的溶解度时，故障气体将在套管头部储油柜处聚集，使套管内部压力增大。
参见图1和图2，其中，图1为本发明提出的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器结构图；图2为本发明提出的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器剖视图；
如图1和图2所示，基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，包括：
一安装壳体1，安装壳体1内部设置隔挡11，其中隔挡11将安装壳体分为上层的电路板安装槽12和下层的电池安装槽13，电池安装槽13的开口设置在安装壳体1的侧边，电池安装槽为双层结构，安装壳体1底部设置与三通阀连接的安装头14；上盖2，设置于安装壳体1上侧并与安装壳体1固定连接；太阳能电池板3，设置在安装壳体侧边并安装壳体固定；保护壳4，设置与太阳能电池板的外侧并与安装壳体1固定连接；电路控制板5，设置于电路板安装槽12内并与安装壳体1固定；充电电池6，设置于电池安装槽13的上层；传感器组件7，设置于安装头14内并与电路控制板5电连接；隔挡11的中间设置通孔15，电路控制板5的线路通过通孔15与下层的充电电池6和传感器组件7电连接；
参见图3，为本发明提出的控制电路结构图。电路控制板5包括：太阳能充电管理电路51、微处理器52、传感器接口53、无线模块54和充电电池55；太阳能电池板3通过太阳能充电管理电路51向充电电池6充电，太阳能充电管理电路51的输出端连接充电电池6，充电电池6通过第一控制开关K1与微处理器52连接，传感器接口53与传感器组件7的输出端连接，传感器接口53的输出端连接微处理器7的输入端，无线模块54与微处理器52的输出端连接。
本发明实施例中，电路控制板5还设置电池电压检测电路57，用于对充电电池的电量进行检测，所述电池电压检测电路57的输出端连接微处理器52，所述微处理器52的输出端连接第一电磁继电器KM1，所述第一电磁继电器KM1连接第一控制开关K1；
为了保证供电的可靠性，还配置备用电池8，当太阳能电池板转换的电能较低时，充电电池储能不足，可采用备用电池供电，通过设置电池电量检测电路对充电电池的电能进行检测，及时切换备用电池，保证检测供电的可靠性，其中，备用电池8通过第二控制开关K2与微处理器52连接，微处理器52的输出端连接第二电磁继电器KM2，第二电磁继电器KM2连接第二控制开关K2，备用电池8设置在电池安装槽13的下层。备用电池8为锂氩电池，可长时间使用，不需要充电，储能寿命长，其中安装外壳、上盖和保护罩为圆柱体结构，可减小体积，安装结构更加紧凑。
本发明实施例中，安装壳体1对整体结构起到支撑分隔作用，在安装壳体1的上端通过上盖2进行密封安装，安装壳体1内部通过隔挡11将电路控制板5与充电电池6分隔放置，通过设置通孔15实现线路连接，安装壳体1的底部设置安装头14，安装头14的内部为传感器组件7，可用于对油压气压等的温度压力检测，传感器组件7包括用于测量温度和压力的温度传感器和压力传感器，具体根据连接的管道内部为油或气体可设置用于检测油温油压或检测气体的温度和压力传感器，也可以同时设置，具体以实际设计为准。
本发明实施例中，电池安装槽13开口设置在安装壳体1的侧边，方便充电电池6的安装和拆卸，在具体安装时，将充电电池6推入电池安装槽13上层，将备用电池推入电池安装槽的下层，电路控制板5安装在安装壳体1的上层，线路通过通孔15实现上层电路控制板5与下层充电电池6和传感器组件7的电连接，结构紧凑，安装方便。
在现场安装时，通过与三通阀连接，三通阀的入口端和出口端与监测管道连接，即将三通阀串接在管道上，三通阀上第三端口与无线智能传感器装置连接，通过管道的油或气体进入三通阀，与三通阀连接的安装头内部的传感器组件对其进行温度和压力的检测，并将检测结果通过电流控制板的无线传输模块发送，实现无线监测功能。
本发明实施例中，微处理器52采用型号为STM32L051的单片机，无线模块54为LoRa1268-170无线天线模块。无线模块54的天线采用弹簧天线或矩形天线固定设置在电路控制板上。
其中，电路控制板5还设置显示模块接口56，显示模块接口56与微处理器52的输出端连接。通过设置显示模块接口56，可在检修时与显示屏连接，用于对电路控制板的检测显示，方便检修。
本发明实施例中，安装头14外侧设置密封套管9，密封套管9内侧设置安装螺纹91。通过设置密封套管7与三通阀实现密封连接，提高检测的准确性。
在上盖2与安装壳体1之间设置密封圈10。保护壳与安装壳体的连接处设置密封垫16，这样对整个结构实现密封保护，在室内室外环境均可适用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，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本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，其特征在于，包括：
一安装壳体，所述安装壳体内部设置隔挡，其中隔挡将安装壳体分为上层的电路板安装槽和下层的电池安装槽，所述电池安装槽的开口设置在安装壳体的侧边，所述电池安装槽为双层结构，所述安装壳体底部设置与三通阀连接的安装头；
上盖，设置于安装壳体上侧并与安装壳体固定连接；
太阳能电池板，设置在安装壳体侧边并安装壳体固定；
保护壳，设置与太阳能电池板的外侧并与安装壳体固定连接；
电路控制板，设置于电路板安装槽内并与安装壳体固定；
充电电池，设置于电池安装槽的上层；
传感器组件，设置于安装头内并与电路控制板电连接；
所述隔挡的中间设置通孔，所述电路控制板的线路通过通孔与下层的充电电池和传感器组件电连接；
所述电路控制板包括：太阳能充电管理电路、微处理器、传感器接口、无线模块和充电电池；所述太阳能电池板通过太阳能充电管理电路向充电电池充电，所述太阳能充电管理电路的输出端连接充电电池，所述充电电池通过第一控制开关与微处理器连接，所述传感器接口与传感器组件的输出端连接，所述传感器接口的输出端连接微处理器的输入端，所述无线模块与微处理器的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，其特征在于，所述电路控制板还设置电池电压检测电路，用于对充电电池的电量进行检测，所述电池电压检测电路的输出端连接微处理器，所述微处理器的输出端连接第一电磁继电器，所述第一电磁继电器连接第一控制开关。
3.根据权利要求1所述的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，其特征在于，还包括备用电池，所述备用电池通过第二控制开关与微处理器连接，所述微处理器的输出端连接第二电磁继电器，所述第二电磁继电器连接第二控制开关，所述备用电池设置在电池安装槽的下层。
4.根据权利要求3所述的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，其特征在于，所述备用电池为锂氩电池。
5.根据权利要求1所述的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，其特征在于，所述微处理器采用型号为STM32L051的单片机。
6.根据权利要求1所述的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，其特征在于，所述无线模块为LoRa 1268-170无线天线模块。
7.根据权利要求1所述的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，其特征在于，所述电路控制板还设置显示模块接口，所述显示模块接口与微处理器的输出端连接。
8.根据权利要求1所述的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，其特征在于，所述安装头外侧设置密封套管，所述密封套管内侧设置安装螺纹。
9.根据权利要求1所述的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，其特征在于，所述上盖与安装壳体之间设置密封圈。
10.根据权利要求1所述的基于太阳能供电的变电站在线监测的无线智能传感器，其特征在于，所述安装外壳、上盖和保护罩为圆柱体结构。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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