CN112729613B - 电力设备无源无线测温系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力设备无源无线测温系统，包括无源无线测温装置、温度数据接收设备和数据处理主机，无线测温装置包括壳体，壳体内集成有测温组件、取电组件和温度反馈组件，测温组件用于测量电力设备运行温度，取电组件用于从被监测的电力设备取电，并分别与测温组件、温度反馈组件电连接，温度反馈组件用于向温度数据接收设备反馈电力设备运行温度，温度数据接收设备用于接收无源无线测温装置反馈并汇总发送至数据处理主机，数据处理主机用于实现远程实时监控电力设备运行温度，高温监测预警告警以及电力设备运行温度历史数据分析。本发明不仅减少巡检人员的工作量，提升效率，还有助于管理人员进行远程管理，提升管理效率，提高供电可靠性。

Description

电力设备无源无线测温系统

技术领域

本发明涉及电力设备测温技术领域，尤其涉及一种电力设备无源无线测温系统。

背景技术

配电线路控制是配电过程中的重要环节，根据不同的配电等级设置多级配电控制开关，包括变电站开关柜、开闭所开关柜、环网柜等。变电站开关柜、开闭所开关柜、环网柜等控制设备，开关、刀闸、电缆等连接触点长期运行过程中，因老化、污染、或过载运行等问题，引起温度升高，影响设备寿命，严重时将对设备造成损坏，导致地区配电异常，给电网运行带来极大的威胁。电网运行维护工作繁重，人力、物力资源有限，传统的定期检修模式不适应电网及设备的管理要求，对开关、刀闸、电缆等电气设备的触点、连接点的温度监测无法实现实时监测。传统的测温方式无法通过历史数据直观分析判断设备状况，无法提前预警，不能实现提前处理，会造成故障损失。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种电力设备无源无线测温系统，以克服或至少部分解决现有技术所存在的上述问题。

一种电力设备无源无线测温系统，包括无源无线测温装置、温度数据接收设备和数据处理主机，所述无线测温装置包括一壳体，所述壳体内集成有测温组件、取电组件以及温度反馈组件，所述测温组件用于测量电力设备运行温度，所述取电组件用于从被监测的电力设备取电，取电组件分别与测温组件、温度反馈组件电连接，所述温度反馈组件用于根据测温组件测量的电力设备运行温度向温度数据接收设备进行反馈，所述温度数据接收设备用于接收无源无线测温装置反馈并汇总发送至数据处理主机，所述数据处理主机用于实现远程实时监控电力设备运行温度，高温监测预警告警以及电力设备运行温度历史数据分析。

进一步的，所述取电组件为电磁感应发电装置或温差发电片。

进一步的，所述壳体表面设置有第一凹槽，所述第一凹槽中设置有温差发电片，所述温差发电片的热端朝向壳体外表面并且贴附于电力设备，其冷端朝向壳体内侧。

进一步的，所述测温组件包括设置于壳体内的绝缘管和绝缘柱，所述绝缘管和绝缘柱相互平行，所述绝缘管侧面设有与绝缘管长度方向平行的开槽和导热管，绝缘管内设置有记忆弹簧，所述记忆弹簧的一端与绝缘管端面固定连接，另一端固定连接有电触点，所述导热管一端与电力设备相接触，另一端与记忆弹簧相接触，所述绝缘柱上缠绕有电阻丝，所述电触点从开槽处伸出与电阻丝接触，且电触点与取电组件电连接，所述电阻丝与温度反馈组件电连接。

进一步的，所述壳体表面设置有第二凹槽，温度反馈组件设置于所述第二凹槽内，所述温度反馈组件由外至内依次包括电致变色部件和发光部件，所述发光部件与取电组件电连接，所述电致变色部件与测温组件电连接。

进一步的，所述电致变色部件由外至内依次包括第一绝缘层、第一导电层、第一电致变色层、第二导电层、第二绝缘层，所述第一导电层、第二导电层分别与电阻丝、取电组件电连接以形成闭合回路。

进一步的，所述第二绝缘层与发光部件之间由外至内还依次设有第三导电层、第二电致变色层、第四导电层、第三绝缘层。

进一步的，所述开槽中滑动设置有连接部，所述连接部左右两端分别设有左触点和右触点，所述左触点和右触点电连接，所述记忆弹簧顶端设有L形导体，所述电触点设置于L形导体垂直于绝缘管的一端，L形导体另一端设有磁铁，所述L形导体与取电部件电连接。

进一步的，所述温度数据接收设备为图像采集设备，所述图像采集设备用于采集无源无线测温装置设有温度反馈组件的一面的图像并传输至数据处理主机。

进一步的，所述数据处理主机包括：

数据处理模块，用于接收温度数据接收设备所传回的图像，对图像进行分析获取对应的电力设备温度数据；

远程监控模块，用于通过可视化方式实现电力设备运行温度远程监控；

报警模块，用于在电力设备运行温度已经超过或低于预设阈值范围或出现相应趋势时进行报警；

历史数据分析模块，用于通过可视化方式展示电力设备运行温度历史数据和统计分析信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所提供的一种电力设备无源无线测温系统，针对室外环网柜、开闭所开关柜、变电站开关柜等电力设备电缆接头、触头位置等部位加装无源无线测温装置，进行在线实时温度监测，温度监测数据通过温度数据接收设备收集并汇总发送至数据处理主机，所述数据处理主机能够实现远程实时监控电力设备温度数据，高温监测预警、温度历史数据大数据分析功能，减少因高温引起的设备损坏，提高配电有效性。本发明不仅减少巡检人员的工作量，提升效率，还有助于管理人员进行远程管理，提升管理效率，提高供电可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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优选实施例，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是本发明一实施例提供的电力设备无源无线测温系统整体结构示意图。

图2是本发明一实施例提供的无源无线测温装置正面结构示意图。

图3是本发明一实施例提供的无源无线测温装置侧面结构示意图。

图4是本发明另一实施例提供的无源无线测温装置侧面结构示意图。

图5是本发明另一实施例提供的测温组件局部结构示意图。

图中，1无源无线测温装置，11壳体，12第一凹槽，13温差发电片，14绝缘管，141开槽，142导热管，143记忆弹簧，144电触点，145连接部，146左触点，147右触点，L形导体148，15绝缘柱，151电阻丝，16第二凹槽，161发光部件，162第一绝缘层，163第一导电层，164第一电致变色层，165第二导电层，166第二绝缘层，167第三导电层，168第二电致变色层，169第四导电层，1610第三绝缘层，2温度数据接收设备，3数据处理主机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

参照图1，本发明提供一种电力设备无源无线测温系统，所述系统包括无源无线测温装置1、温度数据接收设备2和数据处理主机3。其中，所述无源无线测温装置1用于测量电力设备运行温度，其包括一壳体11，所述壳体11内集成有测温组件、取电组件以及温度反馈组件，所述测温组件用于测量电力设备运行温度。所述取电组件用于从被监测的电力设备取电，取电组件分别与测温组件、温度反馈组件电连接，从而为测温组件和温度反馈组件提供运行所需电能。所述温度反馈组件用于根据测温组件测量的电力设备运行温度向温度数据接收设备2进行反馈。所述温度数据接收设备2用于接收无源无线测温装置1反馈并汇总发送至数据处理主机3。所述数据处理主机3用于基于温度数据接收设备发送的温度监测数据，实现远程实时监控电力设备运行温度，高温监测预警告警以及电力设备运行温度历史数据分析。所述数据处理主机3可以是计算机或服务器一类的设备。

作为一种可选的实施例，所述取电组件可以采用电磁感应发电装置，所述测温组件可以采用温度传感器，所述温度反馈组件可以采用无线通讯模块，所述温度数据接收设备可以采用数据集中器。该实施例中，将无源无线测温装置1安装在目标电力设备上，电磁感应发电装置通过电磁感应方式从目标电力设备处取电，为温度传感器和无线通讯模块提供运行所需电能，温度传感器采集电力设备运行温度数据后，由无线通讯模块通过无线网络发送至数据集中器，数据集中器在接收无线通讯模块上传的温度数据后将其转发至数据处理主机3进行处理。

在其他的一些实施方式中，所述取电组件可以采用温差发电片。当取电组件采用温差发电片时，所述壳体11表面——具体为朝向电力设备一侧的表面设有第一凹槽12和粘附层，在第一凹槽12中设置有温差发电片13，所述温差发电片13的热端朝向壳体11外表面并且贴附于电力设备，其冷端朝向壳体11内侧。在安装所述无源无线测温装置时，可通过粘附层直接将装置粘附于电力设备表面，使得热端可以吸收电力设备在运行过程中产生的热量，在热端和冷端温度不平衡时由于赛贝克效应原理产生电流。相较于通过电磁感应装置取电的方式，本方式可以将取电组件集成于壳体11内，从而提高设备一体化程度，方便安装、拆卸和转移。

作为进一步可选的示例，在温差发电片13的热端设置有导热硅脂，从而提高电力设备和温差发电片13之间的热传导效率。另外在温差发电片13的冷端可以设置散热鳍片和风扇，从而提高其热端和冷端之间的温差，进而提高发电效果。

在本发明的另一实施例中，如图2所示，所述测温组件包括设置于壳体11内的绝缘管14和绝缘柱15，所述绝缘管14和绝缘柱15相互平行设置。绝缘管14侧面设有与绝缘管14长度方向平行的开槽141，以及垂直绝缘管14且贯通绝缘管14和壳体11设有第一凹槽12一面的导热管142。所述绝缘管14内设置有记忆弹簧143，所述记忆弹簧143的一端与绝缘管14的底部端面固定连接，另一端固定连接有电触点144。所述导热管142伸出壳体11的一端与电力设备相接触，另一端与记忆弹簧143相接触。所述绝缘柱15上缠绕有电阻丝，所述电触点144从开槽141处伸出并且与电阻丝相接触，且电触点141与取电组件电连接，电阻丝与温度反馈组件电连接，从而在取电组件、电触点、电阻丝、温度反馈组件之间形成闭合回路。

另外，如图3所示，所述壳体11表面设置有第二凹槽16，温度反馈组件设置于所述第二凹槽16内，温度反馈组件由外至内依次包括电致变色部件和发光部件161，所述发光部件与取电组件电连接，所述电致变色部件与测温组件电连接。

具体的，所述电致变色部件由外至内依次包括第一绝缘层162、第一导电层163、第一电致变色层164、第二导电层165、第二绝缘层166，所述第一导电层163、第二导电层165分别与电阻丝、取电组件电连接以形成闭合回路。所述第一绝缘层162、第一导电层163、第二导电层165、第二绝缘层166均透明。

本实施例中，所述温度数据接收设备2为图像采集设备，所述图像采集设备用于采集无源无线测温装置1设有温度反馈组件的一面的图像并传输至数据处理主机3。在将无源无线测温装置1安装至电力设备表面时，取电部件从电力设备取电并为测温组件和温度反馈组件提供电能，此时发光部件161发光。此时导热管142会接触电力设备表面，电力设备负载运行过程中产生的热量会经过导热管142传导至记忆弹簧143，记忆弹簧由于受热进行伸缩，从而带动电触点144移动，电触点144与电阻丝151的接触位置发生改变，导致闭合回路中的电阻发生变化，进而导致施加于第一电致变色层164的电压发生变化，即随着电力设备温度的变化，施加于第一电致变色层164的电压也会产生变化，从而导致第一电致变色层164呈现出不同的透明度、颜色，并进一步使发光部件161透过电致变色部件的亮度发生变化。温度数据接收设备2采集各个无源无线温度监测装置设有温度反馈组件的一面的图像，并传输至数据处理主机。一些实施方式中，所述发光部件161可以采用发出特定颜色光的LED灯，所述特定颜色光应当区别于电力设备运行时仪表等位置发出的颜色光，以便于识别。

数据处理主机3接收到图像后，首先识别图像中出现特定颜色的位置，并基于传回图像的温度数据接收设备2的架设位置、对应该温度数据接收设备2的各个无源无线测温装置的架设位置、架设位置处的电力设备外观，识别每个出现特定颜色的位置对应的电力设备类型和编号。随后基于不同亮度与不同电力设备运行温度的对应关系，对图像进行识别，判断相应的电力设备运行温度。

相对于通过温度传感器监测电力设备运行温度、再通过无线通讯模块上传、数据集中器转发至数据处理主机的实施例，本实施例中无源无线测温装置所采用的电子元器件数量更少，可以降低成本并提高可靠性。另外由于温度数据接收设备是采用采集图像的方式上传温度监测数据，不存在网络带宽和大量并发性请求方面的要求，具有方便架设、易于部署、可降低现场网络复杂度的优点。一些实施方式中，所述温度数据接收设备2可以采用现场原有的监控摄像头，从而进一步降低部署成本和难度。

在前述实施例的基础上，本发明另一实施例与前一实施例的区别在于：

如图4所示，所述第二绝缘层166与发光部件161之间由外至内还依次设有第三导电层167、第二电致变色层168、第四导电层169、第三绝缘层1610。所述第三导电层167、第四导电层169、第三绝缘层1610透明。

同时，所述绝缘柱15上缠绕有两捆电阻丝，两捆电阻丝之间互不相连，其中一捆电阻丝与第一导电层163电连接；另一捆电阻丝与第三导电层167电连接。所述开槽141中滑动设置有连接部145，所述连接部145左右两端分别设有左触点146和右触点147，所述左触点146和右触点147电连接，右触点147与和第三导电层167电连接的电阻丝接触。所述记忆弹簧143顶端设有L形导体148，所述电触点144设置于L形导体148垂直于绝缘管14的一端，使其可以从开槽141处伸出。L形导体148另一端设有磁铁，所述L形导体148与取电部件电连接。

一些实施方式中，所述开槽141的一部分宽度小于连接部145的宽度而大于或等于电触点144的宽度，另一部分的宽度与连接部145的宽度相适应，从而使得连接部145只能在开槽141的一定区域内移动。

本实施例中，当记忆弹簧143由于受热而进行伸缩时，首先会带动电触点144移动，使第一电致发光层164的透明度产生变化，从而令温度反馈组件的亮度发生变化。当记忆弹簧143伸长到一定长度时，L形导体148朝上的一端的磁铁会靠近连接部145并吸引左触点146，从而使左触点146和L形导体148相接触，在取电部件、L形导体148、左触点146、右触点147、第三导电层167、第二电致变色层168、第四导电层169之间形成闭合回路，第二电致变色层168由于被施加电压，其颜色、透明度发生变化，具体的，第二电致变色层168可以采用会变成与发光部件161发光颜色不同的颜色的电致变色材料填充，从而在其颜色发生变化时，发光部件161的色光和第二电致变色层168的颜色混合，从而使图像采集设备所采集到的颜色光变化，数据处理主机即可根据图像中发光位置的亮度、颜色种类、颜色深浅来判断电力设备运行温度高低，从而扩宽温度反馈组件可以表示、反馈的温度区间。

作为可选的实施例，所述数据处理主机3包括：

数据处理模块，用于接收温度数据接收设备所传回的图像，对图像进行分析获取对应的电力设备温度数据；

远程监控模块，用于通过可视化方式实现电力设备运行温度远程监控；

报警模块，用于在电力设备运行温度已经超过或低于预设阈值范围或出现相应趋势时进行报警；

历史数据分析模块，用于通过可视化方式展示电力设备运行温度历史数据和统计分析信息。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电力设备无源无线测温系统，其特征在于，所述系统包括无源无线测温装置、温度数据接收设备和数据处理主机，所述无线测温装置包括一壳体，所述壳体内集成有测温组件、取电组件以及温度反馈组件，所述测温组件用于测量电力设备运行温度，所述取电组件用于从被监测的电力设备取电，取电组件分别与测温组件、温度反馈组件电连接，所述温度反馈组件用于根据测温组件测量的电力设备运行温度向温度数据接收设备进行反馈，所述温度数据接收设备用于接收无源无线测温装置反馈并汇总发送至数据处理主机，所述数据处理主机用于实现远程实时监控电力设备运行温度，高温监测预警告警以及电力设备运行温度历史数据分析，所述测温组件包括设置于壳体内的绝缘管和绝缘柱，所述绝缘管和绝缘柱相互平行，所述绝缘管侧面设有与绝缘管长度方向平行的开槽和导热管，绝缘管内设置有记忆弹簧，所述记忆弹簧的一端与绝缘管端面固定连接，另一端固定连接有电触点，所述导热管一端与电力设备相接触，另一端与记忆弹簧相接触，所述绝缘柱上缠绕有电阻丝，所述电触点从开槽处伸出与电阻丝接触，且电触点与取电组件电连接，所述电阻丝与温度反馈组件电连接，所述壳体表面设置有第二凹槽，温度反馈组件设置于所述第二凹槽内，所述温度反馈组件由外至内依次包括电致变色部件和发光部件，所述发光部件与取电组件电连接，所述电致变色部件与测温组件电连接，所述电致变色部件由外至内依次包括第一绝缘层、第一导电层、第一电致变色层、第二导电层、第二绝缘层，所述第一导电层、第二导电层分别与电阻丝、取电组件电连接以形成闭合回路。

2.根据权利要求1所述的一种电力设备无源无线测温系统，其特征在于，所述取电组件为电磁感应发电装置或温差发电片。

3.根据权利要求2所述的一种电力设备无源无线测温系统，其特征在于，所述壳体表面设置有第一凹槽，所述第一凹槽中设置有温差发电片，所述温差发电片的热端朝向壳体外表面并且贴附于电力设备，其冷端朝向壳体内侧。

4.根据权利要求1所述的一种电力设备无源无线测温系统，其特征在于，所述第二绝缘层与发光部件之间由外至内还依次设有第三导电层、第二电致变色层、第四导电层、第三绝缘层。

5.根据权利要求4所述的一种电力设备无源无线测温系统，其特征在于，所述开槽中滑动设置有连接部，所述连接部左右两端分别设有左触点和右触点，所述左触点和右触点电连接，所述记忆弹簧顶端设有L形导体，所述电触点设置于L形导体垂直于绝缘管的一端，L形导体另一端设有磁铁，所述L形导体与取电部件电连接。

6.根据权利要求1、4、5任一项所述的一种电力设备无源无线测温系统，其特征在于，所述温度数据接收设备为图像采集设备，所述图像采集设备用于采集无源无线测温装置设有温度反馈组件的一面的图像并传输至数据处理主机。

7.根据权利要求6所述的一种电力设备无源无线测温系统，其特征在于，所述数据处理主机包括：

数据处理模块，用于接收温度数据接收设备所传回的图像，对图像进行分析获取对应的电力设备温度数据；

远程监控模块，用于通过可视化方式实现电力设备运行温度远程监控；

报警模块，用于在电力设备运行温度已经超过或低于预设阈值范围或出现相应趋势时进行报警；

历史数据分析模块，用于通过可视化方式展示电力设备运行温度历史数据和统计分析信息。