CN202869665U - 一种电缆在线测温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电缆在线测温系统，包括无线温度采集发射模块、无线接收模块、电力设备接点温度在线监测仪、GPRS通讯模块和监控中心，所述无线温度采集发射模块包括温度传感器、信号采集处理部分和无线发射部分，所述温度传感器用于采集测点温度数据，所述温度传感器与所述信号采集处理部分相连，所述信号采集处理部分与所述无线发射部分相连，所述无线发射部分与所述无线接收模块无线通讯，所述无线接收模块连接所述电力设备接点温度在线监测仪，所述电力设备接点温度在线监测仪连接所述GPRS通讯模块，所述GPRS通讯模块与所述监控中心无线通讯。本系统可以提高电缆设备温度监测的准确性、可靠性及灵敏度，扩大监测范围，降低监测系统的建造及维护成本。

Description

一种电缆在线测温系统

技术领域

本实用新型涉及一种电缆在线测温系统 。

背景技术

现有电缆异常温度无线监测及管理系统，电缆接头、环网柜/开关柜触头与电缆接头、设备接点温度的监测（除光纤测温法外）均使用导线输出采集信号，在接点电压较高的情况下不安全，当温度传感器意外烧毁时容易对电力设备接点温度在线监测仪造成损坏。为了与监控中心远距离通讯，需要铺设相关光纤或者电缆等通讯设施会占用有限的冗余用地，铺设和维护成本高。在设备比较分散的区域，物理通讯线路的铺设很不便，即使可能铺设，成本将大大超过监测系统安装后所产生的经济效益。施工时，易引起二次设备的误碰，很可能会发生意想不到的灾难性的事故。用总线方式进行数据传输，不可避免的会产生诸如信号衰减，通讯过程中收到现场的强电场和强磁场的干扰等问题，目前的很多策略只是减轻通讯中的干扰，不能从根本上解决问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种电缆在线测温系统，克服现有技术的上述不足。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电缆在线测温系统，包括无线温度采集发射模块、无线接收模块、电力设备接点温度在线监测仪、GPRS（General Packet Radio Service，通用无线分组业务）通讯模块和监控中心，所述无线温度采集发射模块包括温度传感器、信号采集处理部分和无线发射部分，所述温度传感器用于采集测点温度数据，所述温度传感器与所述信号采集处理部分相连，所述信号采集处理部分与所述无线发射部分相连，所述无线发射部分与所述无线接收模块无线通讯，所述无线接收模块连接所述电力设备接点温度在线监测仪，所述电力设备接点温度在线监测仪连接所述GPRS通讯模块，所述GPRS通讯模块与所述监控中心无线通讯。

根据实施例，可以进一步采用以下技术方案：

所述无线发射部分与所述无线接收模块为无线高频载波例如2.4GHz通信设备。

所述无线温度采集发射模块的电路部分被装入密封壳体内，经灌胶处理被加工为一个整体，所述温度传感器为外置式温度传感器。

所述无线接收模块包括无线接收部分和与所述无线接收部分相连的接收信号处理部分。

所述无线接收模块通过RS485总线接口与所述电力设备接点温度在线监测仪连接，和/或所述GPRS通讯模块通过RS485总线接口与所述电力设备接点温度在线监测仪连接。所述电力设备接点温度在线监测仪还可以包括与外部设备进行连接的CAN总线接口。

所述电力设备接点温度在线监测仪包括用于显示各测点温度信息的显示设备。

所述监控中心包括GPRS服务器、数据库服务器和主控模块，所述GPRS服务器与所述数据库服务器连接，所述数据库服务器中存放来自所述GPRS服务器的温度数据，所述主控模块用于对数据进行集中处理并根据处理结果产生操作指令。所述GPRS服务器通过无线分组交换技术与GPRS通讯模块无线通讯。

所述监控中心还包括电子布线图编辑模块，用于根据现场实际情况进行电子地图的编辑，将测点和所述监控中心进行关联组态，并提供电子布线图中的温度标签以供查询与所述温度标签关联的测点的实时温度、历史温度数据、历史温度曲线、各测点温度对比图、温度报警记录、温升报警记录中至少一者。

所述系统还包括与所述电力设备接点温度在线监测仪和/或所述监控中心连接的声光报警器。

所述系统包括以多个（例如3个）无线温度采集发射模块、一个无线接收模块、一个电力设备接点温度在线监测仪、一个GPRS通讯模块为一组而配置的至少一个工作组，各工作组与所述监控中心无线通讯。

本实用新型有益的技术效果：

采用无线温度采集发射模块和无线接收模块，克服以往电力电网中使用导线输出温度采集信号，在接点电压较高的情况下可能不安全的缺陷，这样，无线温度采集发射模块可以灵活地安装在被监控的电力系统的几乎任一部位，且其能与电力设备接点温度在线监测仪实现彻底分离，即使当温度传感器因为起火或其他原因烧毁，也不会对电力设备接点温度在线监测仪造成损坏。

由于无线温度采集发射模块和无线接收模块之间为无线通信，减少了线路铺设和维护成本，增强抗电磁干扰能力，保证安全性、稳定性，无线信号采集和发送可采用低功耗、间歇式工作模式，提高电池使用寿命短，节约了电力资源。现场监测设备可采用跳频通讯方式，保证设备在各种电力环境下正常工作。

电力设备接点温度在线监测仪通过GPRS通讯模块和监控中心通讯，采用GPRS无线通讯技术，实现远距离或无人监测下测点温度监控，不需进行通讯设施的铺设，避免总线传输过程中的干扰，减少了线路铺设和维护成本。

以多个工作组的方式与监控中心通信，系统采用可扩展型分布式温度监测架构，有利于系统升级、扩展。

本实用新型可以提高电缆设备温度监测的准确性、可靠性及灵敏度，扩大监测范围，降低监测系统的建造和维护成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例的组网拓扑图；

图2是一种实施例的无线温度传感器功能结构图；

图3a和图3b是一种实施例的无线温度采集发射模块和无线接收模块示意图；

图4是一种实施例的主控系统处理流程示意图。

具体实施方式

以下通过实施例结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。

请参阅图1至图3b，在一些实施例里，电缆在线测温系统包括无线温度采集发射模块、无线接收模块、电力设备接点温度在线监测仪、GPRS通讯模块和监控中心，所述无线温度采集发射模块包括温度传感器、信号采集处理部分和无线发射部分，所述温度传感器用于采集测点温度数据，所述温度传感器与所述信号采集处理部分相连，所述信号采集处理部分与所述无线发射部分相连，所述无线发射部分与所述无线接收模块无线通讯，所述无线接收模块连接所述电力设备接点温度在线监测仪，所述电力设备接点温度在线监测仪连接所述GPRS通讯模块，所述GPRS通讯模块与所述监控中心无线通讯。

如图1所示，三个无线温度采集发射模块、一个无线接收模块、一个电力设备接点温度在线监测仪、一个GPRS通讯模块为一组而配置成一个工作组，多个工作组与所述监控中心无线通讯。系统采用可扩展型分布式温度监测架构，有利于系统升级、扩展。

参见图1-图3a，无线温度采集发射模块可采用低功耗设计、间歇工作模式。无线温度采集发射模块和无线接收模块间可选用2.4GHz载波频段通信。无线温度采集发射模块所有部分的供电可由电源模块如锂电池一起供电，在一个实例中，温度传感器、信号采集处理部分和无线发射部分发射时总电流为20毫安，不进行发射时工作电流约为10微安，发射电路能量消耗最大并且每次工作时间最长约50~100ms。如图2所示，信号采集处理部分可以包括测量电路和逻辑控制电路。信号采集处理部分可通过控制算法（以温升状况、温度数值、电池状态、前次发射接收状况为算法参数）控制发射时间进行间隙发射，对实时采样的数据中没有变化的部分不进行发送，从而大大降低能耗，延长电池寿命。

无线温度采集发射模块的电路部分可被装入密封壳体内，经灌胶处理被加工为一个整体，温度传感器可采用外置式温度传感器，从而可根椐现场情况灵活选择传感器安装位置，例如直接装设在电缆接点外层。温度传感器采集被测触头的温度，并将温度数据发送至信号采集处理模块，信号采集处理模块使用了专用测温芯片对温度进行实时采样，采样后数据在该模块另一芯片微处理器ATMEGA48进行处理，与无线识别码跳频码一起打包，等待无线温度发射模块以2.4GHz频率调制发送。

参见图1、图3a、图3b，无线接收模块与无线温度采集发射模块无线通讯，并可通过RS485总线接口与电力设备接点温度在线监测仪连接。无线接收模块可包括无线接收部分、与所述无线接收部分相连的接收信号处理部分以及电源模块。

电力设备接点温度在线监测仪可包括金属外壳、设置在外壳内的大规模集成芯片。以及与外部设备进行连接的RS485总线接口、CAN总线接口。主芯片可采用32位ARM高性能微处理器。电力设备接点温度在线监测仪可包括用于显示各测点当前温度信息的LCD液晶屏，直观显示当前温度数据及温度运行曲线，如实时测量数据、实时曲线、设定参数、故障报警等内容。可通过硬件和软件设计连续自我检测、自动计算、分析局部发热、对监测点温度警戒值、温度危险值进行现场设定，具预防报警、事故报警两种报警功能，警讯类别包括超过一定温度值、温度上升过快、局部温差过大、与室温相差过大。电力设备接点温度在线监测仪可提供相应的CAN/RS485通讯接口，其模块化，兼容性的设计保证其更容易升级。

电力设备接点温度在线监测仪可预留RS485接口，通过双绞线，现场多台在线监测仪可以被连接到GPRS通讯模块（GPRS发射工作站）。GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，采用数据分组交换的方式进行通讯，简单的说，GPRS是一项高速数据处理的技术，其方法是以“分组”的形式传送数据。网络容量只在所需时分配，不要时就释放，这种发送方式称为统计复用。其特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。用GPRS进行远距离数据通讯，免除了铺设光纤或电缆带来的不便和成本问题，并消除了许多潜在的隐患。同时，GPRS传输时，信号采集以后直接发送到服务器中，输中只有很小一段距离在强磁场和强电场中，避免了总线传输过程中的干扰。

监控中心包括GPRS服务器、数据库服务器和主控模块，所述GPRS服务器与所述数据库服务器连接，所述数据库服务器中存放来自所述GPRS服务器的温度数据，所述主控模块用于对数据进行集中处理并根据处理结果产生操作指令。所述GPRS服务器通过无线分组交换技术与GPRS通讯模块无线通讯。监控中心可设置在线测温系统软件，在线测温系统软件通过虚拟串口技术与GPRS服务器交换温度数据。数据库服务器可部分存放GPRS服务器中的温度数据，然后进行处理分析操作，主控平台模块对数据进行集中处理，对于产生的温度超限事件、温升异常事件产生现场警讯操作。监控中心可以建立电子布线图编辑模块，其可以根据现场实际情况进行电子地图的编辑，然后与系统的设备和监控中心进行关联组态，根据电子布线图中的温度标签可以查询与之关联的测量单元的实时温度、历史温度数据、历史温度曲线、各测点温度对比图、温度报警记录、温升报警记录等。图4所示是主控系统处理流程示意图。后台软件可以是组态软件，可通过电子地图查询各设备及接点的实时或历史温度数据或温度曲线。

所述系统还可以包括与所述电力设备接点温度在线监测仪和/或所述监控中心连接的声光报警器。当测点温度值超出设定的安全值时，触发声光报警器报警。

通过前述的系统，可以精确了解所有电缆接头温度测点地理位置、当前温度数据、历史温度信息、历史报警事件及温度变化曲线，并可以在电力设备接点温度检测仪或监控中心站设定监测点温度警戒值、危险值，当温度超过预警线时，通过声光报警器报警，还可以快速查找到报警点位置。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电缆在线测温系统，其特征是：包括无线温度采集发射模块、无线接收模块、电力设备接点温度在线监测仪、GPRS通讯模块和监控中心，所述无线温度采集发射模块包括温度传感器、信号采集处理部分和无线发射部分，所述温度传感器用于采集测点温度数据，所述温度传感器与所述信号采集处理部分相连，所述信号采集处理部分与所述无线发射部分相连，所述无线发射部分与所述无线接收模块无线通讯，所述无线接收模块连接所述电力设备接点温度在线监测仪，所述电力设备接点温度在线监测仪连接所述GPRS通讯模块，所述GPRS通讯模块与所述监控中心无线通讯。

2.如权利要求1所述的电缆在线测温系统，其特征是：所述无线发射部分与所述无线接收模块为无线高频载波通信设备。

3.如权利要求1所述的电缆在线测温系统，其特征是：所述无线温度采集发射模块的电路部分被装入密封壳体内，经灌胶处理被加工为一个整体，所述温度传感器为外置式温度传感器。

4.如权利要求1所述的电缆在线测温系统，其特征是：所述无线接收模块包括无线接收部分和与所述无线接收部分相连的接收信号处理部分。

5.如权利要求1所述的电缆在线测温系统，其特征是：所述无线接收模块通过RS485总线接口与所述电力设备接点温度在线监测仪连接，和/或所述GPRS通讯模块通过RS485总线接口与所述电力设备接点温度在线监测仪连接。

6.如权利要求1所述的电缆在线测温系统，其特征是：所述电力设备接点温度在线监测仪包括用于显示各测点温度信息的显示设备。

7.如权利要求1至6任一项所述的电缆在线测温系统，其特征是：所述监控中心包括GPRS服务器、数据库服务器和主控模块，所述GPRS服务器与所述数据库服务器连接，所述数据库服务器和主控模块连接，所述数据库服务器中存放来自所述GPRS服务器的温度数据，所述主控模块用于对数据进行集中处理并根据处理结果产生操作指令。

8.如权利要求7所述的电缆在线测温系统，其特征是：所述监控中心还包括电子布线图编辑模块，用于根据现场实际情况进行电子地图的编辑，将测点和所述监控中心进行关联组态，并提供电子布线图中的温度标签以供查询与所述温度标签关联的测点的实时温度、历史温度数据、历史温度曲线、各测点温度对比图、温度报警记录、温升报警记录中至少一者。

9.如权利要求1至6任一项所述的电缆在线测温系统，其特征是：还包括与所述电力设备接点温度在线监测仪和/或所述监控中心连接的声光报警器。

10.如权利要求1至6任一项所述的电缆在线测温系统，其特征是：所述系统包括以多个无线温度采集发射模块、一个无线接收模块、一个电力设备接点温度在线监测仪、一个GPRS通讯模块为一组而配置的至少一个工作组，各工作组与所述监控中心无线通讯。

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