CN202042949U - 环网柜及分支箱带电显示及温度监测装置 - Google Patents

环网柜及分支箱带电显示及温度监测装置 Download PDF

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刘斌
许梅
杨明辉
郭光路
李胜峰
王伟
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Abstract

本实用新型公开了一种环网柜及分支箱带电显示及温度监测装置，分为两个单元：第一单元是带电显示单元，连接在环网柜内三相电缆出线位置的三个肘头上的金属环和大地之间；第二单元是温度采集发送单元，包括每相一个温度传感器、MCU模块和射频电路，该温度传感器加装在封闭式电缆肘头的位置，并通过单总线同温度采集发送单元的MCU模块相连接，MCU模块通过异步串口总线同射频电路相连接，MCU模块同时还通过控制信号总线同电源管理电路连接，由电源管理电路分别给MCU模块、温度传感器和射频电路供电。本实用新型的有益效果是：实现了对环网柜及分支箱上使用的验电显示装置进行双重间接验电，对柜内的温度在线监测更为全面和实时。

Description

环网柜及分支箱带电显示及温度监测装置
技术领域
本实用新型涉及一种验电监测装置，具体涉及一种对环网柜及分支箱进行间接验电和对电缆接头温度进行在线监测的一种装置。
背景技术
在电力系统中，温度是表征一次设备正常运行的一个重要参数。随着社会不断进步、国民经济快速发展、高新技术在电力系统中的广泛推广应用，电缆的使用率也日益增加。由于电力系统使用电缆的场所都是覆盖面大、数量多、敷设密集，而往往动力电缆在密封的换网柜和分支箱内的接头点易产生发热现象，而这些场所一旦因温度过高引起发生电缆火灾，将会造成灾难性的后果。 因此，实现对封闭式环网柜和分支箱的电缆接头温度有效的监测是保证供电可靠性和安全生产有效性的手段。
此外，目前的封闭的环网柜和分支箱是无法进行直接验电的设备，只能依靠间接验电设备进行验电工作。《安规》第4.3.3条对间接验电有明确规定：“即通过设备的机械指示位置、电气指示、带电显示装置、仪表及各种遥测、遥信等信号的变化来判断。判断时，应有两个及以上的指示，且所有指示均已同时发生对应变化，才能确认该设备已无电。” 但目前所有环网柜的验电，都只是通过电容式传感器的单一信号来源进行验电，违反了《安规》中的双重间接验电的规定。
申请日为2009年9月28日，申请号为200920183107.9，名称为“环网柜、电缆分支箱温度巡检管理系统的中国实用新型专利，公开了一种环网柜、电缆分支箱温度在线监测及巡检管理系统，该专利重点解决是关于开关柜内的温度监测并传输的问题，但是并没有能够改变上述的目前所有环网柜的验电模式，都只是通过电容式传感器的单一信号来源进行验电，违反了《安规》中的双重间接验电的规定的安全隐患问题。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种新型的环网柜及分支箱带电显示及温度监测装置。该装置能够在高压现场运行环境中有效的隔离高压一次设备，能安全可靠的进行电缆间接验电，能实时对环网柜（电缆分支箱）的各个发热部件进行温度信息的采集、预判、报警，有效地预防设备过热，并具有良好的抗电磁场干扰性能，解决了现有技术中存在的技术问题。 
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种环网柜及分支箱带电显示及温度监测装置，该装置至少分为两个单元：
第一单元是带电显示单元，连接在环网柜内三相电缆出线位置的三个肘头上的金属环和大地之间，负责感应电缆带电后通过肘头上的金属环到地的对地电容电流，同时利用对地电容电流驱动指示灯闪烁提示有电；
第二单元是温度采集发送单元，所述的温度采集发送单元包括每相一个温度传感器、MCU模块和射频电路，该温度传感器加装在封闭式电缆肘头的位置，并通过单总线同温度采集发送单元的MCU模块相连接，MCU模块通过异步串口总线同射频电路相连接，MCU模块同时还通过控制信号总线同电源管理电路连接，电源管理电路同时通过电源线与MCU模块、温度传感器和射频电路连接，由电源管理电路分别给MCU模块、温度传感器和射频电路供电。
更进一步的技术是：
所述的带电显示单元包括桥式整流电路、电容Cx、双向触发二级管DB3和可控硅MCR100，桥式整流电路的两个输入端分别连接一相电缆的金属环和接地体，桥式整流电路的两个输出端分别边接电容Cx的两端，双向触发二级管DB3、可控硅MCR100与一个或一个以上的闪光元器件串联。
所述的闪光元器件为发光二极管。
所述的可控硅MCR100和发光二极管LED之间还串接有限流电阻R。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、能实现环网柜和分支箱的间接验电功能，同电容式互感器自带的高压带电显示装置一起构成双重间接验电，符合《安规》中双重间接验电的标准。
2、能利用无线技术实现接触式温度测量和非接触式的数据传输，可对环网柜、电缆分支箱各个发热部件的温度信息的采集、预判、报警，能够有效地预防设备过热而引起的火灾和大面积停电事故，减少灾害损失，对供电可靠性的提高起到重要的作用。
3、实现了对环网柜及分支箱上使用的验电显示装置进行双重间接验电，对柜内的温度在线监测更为全面和实时。
附图说明
图1为本实用新型的安装示意图；
图2为本实用新型的温度采集发送单元的内部框图；
图3为本实用新型的带电显示单元的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
一种环网柜及分支箱带电显示及温度监测装置，该装置分为两个单元：
第一单元是带电显示单元，如图1所示，连接在环网柜内三相电缆出线位置的三个肘头上的金属环5和大地之间，负责感应电缆带电后通过肘头上的金属环到地的对地电容电流，同时利用对地电容电流驱动指示灯闪烁提示有电；
第二单元是温度采集发送单元，如图2所示，所述的温度采集发送单元包括每相一个温度传感器4、MCU模块3和射频电路1，该温度传感器4加装在封闭式电缆肘头的位置，并通过单总线6同温度采集发送单元的MCU模块3相连接，MCU模块3通过异步串口总线8同射频电路1相连接，MCU模块3同时还通过控制信号总线7同电源管理电路2连接，电源管理电路2同时通过电源线9与MCU模块3、温度传感器4和射频电路1连接，由电源管理电路2分别给MCU模块3、温度传感器4和射频电路1供电。
在本实施例中，如图3所示，带电显示单元的电路包括桥式整流电路、电容Cx、双向触发二级管DB3和可控硅MCR100，桥式整流电路的两个输入端分别连接一相电缆的金属环和接地体，桥式整流电路的两个输出端分别连接电容Cx的两端，双向触发二级管DB3、可控硅MCR100与一个发光二极管串联；当然根据需要与可以与多个发光二极管或其他闪光元器件串联。可控硅MCR100和发光二极管LED之间还串接有限流电阻R。
下面再来简要描述一下本实用新型的工作原理：
温度采集发送单元:此电路由射频电路1、电源管理电路2、 MCU模块3、 温度传感器4组成，此系统平时电源管理电路的开关打开，电源处于关闭状态以节省电能。 当按下测量按键，即电源管理电路闭合后由电源管理电路2给 整个系统供电, MCU模块3开始采集从温度传感器4采集温度数据并通过串口发送至射频电路1，最后由射频电路1发送数据, 处理完成后MCU模块3通过控制信号总线通知电源管理电路2关闭整个系统的电源。
带电显示单元:对地电容电流信号输入经过整流桥整流, 再给电容Cx充电, 当电容Cx两端的电压大于双向触发二极管DB3的电压时, 双向触发二极管DB3反向击穿启动可控硅MCR100, 电容通过可控硅MCR100, 限流电阻R对发光二极管放电, 点亮发光二极管, 当电容两端电压为0V时可控硅MCR100截止电容Cx停止放电, 此时负载断开电容Cx再次 充电, 如此反复循环使发光二极管周期性闪烁发光。
本实用新型可以选用的主要元器件型号如下：
MCU：ATMEGA16L 
射频电路芯片：KYL500B 

Claims (4)

1.一种环网柜及分支箱带电显示及温度监测装置，其特征在于：该装置至少分为两个单元：
第一单元是带电显示单元，连接在环网柜内三相电缆出线位置的三个肘头上的金属环和大地之间；
第二单元是温度采集发送单元，所述的温度采集发送单元包括每相一个温度传感器、MCU模块和射频电路，该温度传感器加装在封闭式电缆肘头的位置，并通过单总线同温度采集发送单元的MCU模块相连接，MCU模块通过异步串口总线同射频电路相连接，MCU模块同时还通过控制信号总线同电源管理电路连接，电源管理电路同时通过电源线与MCU模块、温度传感器和射频电路连接，由电源管理电路分别给MCU模块、温度传感器和射频电路供电。
2.如权利要求1所述的环网柜及分支箱带电显示及温度监测装置，其特征在于：所述的带电显示单元包括桥式整流电路、电容Cx、双向触发二级管DB3和可控硅MCR100，桥式整流电路的两个输入端分别连接一相电缆的金属环和接地体，桥式整流电路的两个输出端分别连接电容Cx的两端，双向触发二级管DB3、可控硅MCR100与一个或一个以上的闪光元器件串联。
3.根据权利要求2所述的环网柜及分支箱带电显示及温度监测装置，其特征在于：所述的闪光元器件为发光二极管LED。
4.根据权利要求3所述的环网柜及分支箱带电显示及温度监测装置，其特征在于：所述的可控硅MCR100和发光二极管LED之间还串接有限流电阻R。
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