CN203465023U - 一种基于单片机的电力电缆绝缘故障在线监测系统 - Google Patents

一种基于单片机的电力电缆绝缘故障在线监测系统 Download PDF

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陈超
冯健
王强
金国忠
赵振敏
葛黄徐
陈金刚
顾曦华
李丞丞
茆超
佴志良
盛超
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Abstract

一种基于单片机的电力电缆绝缘故障在线监测系统,它主要由上位PC机、主控制机以及温度采集器三部分组成,所述温度采集器主要包括单片机、测温通道选择电路、通信电路以及温度传感器,所述的单片机通过测温通道选择电路与温度传感器相连,所述单片机与测温通道选择电路构成一采信器并通过通信接口与主控制机连接;所述主控制机与多台采信器智能连接;所述的主控制机以C8051单片机为核心,由单片机、存储器、通信接口组成,该主控制机通过RS485通信接口、GPRS及公网与上位PC机相连;所述上位PC机配置有打印和显示设备以及报警装置;它具有结构合理,使用方便可靠,能实现对变电站内的电气设备绝缘状态在线监测并诊断等特点。

Description

一种基于单片机的电力电缆绝缘故障在线监测系统
技术领域
本实用新型涉及的是一种基于单片机的电力电缆绝缘故障在线监测系统,属于电力设备绝缘监测技术领域。 
背景技术
随着经济社会的发展对供电可靠性的要求提高,实时监测电力系统中电力电缆的绝缘状态,确保电缆安全运行的任务越来越重。电力电缆在运行过程中,必然要出现绝缘老化,甚至引发绝缘击穿,导致供电线路的突发停电事故。绝缘老化的本质是材料性能发生不可逆转的改变,影响老化的因素一般涉及热、电、机械与环境等方面。有调查显示,80%以上的电力电缆故障是由于电力电缆附件绝缘损坏而引起的,其中电缆接头绝缘损坏引起的事故占一半以上。 
电缆接头处过热造成的电缆短路放炮所引起的火灾,,将导致大面积电缆烧坏,使设备停机,短时间内无法恢复生产,甚至引燃相邻的其它运行电缆,造成重大经济损失。因此,研究设计电力电缆火灾在线监测系统就是为了能够实时监测电力电缆的温度变化,在温度越限或温升速度越限时能及时报警,并指出发热点位置,通知运行人员及时处理,从而保证运行安全,避免经济损失。 
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足,而提供一种结构合理,使用方便可靠,能实现对变电站内的电气设备绝缘状态在线监测并诊断的高压设备绝缘在线监测系统。 
本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的,它主要由上位 PC 机、主控制机以及温度采集器三部分组成,所述温度采集器主要包括单片机 、测温通道选择电路、通信电路以及温度传感器,所述的单片机通过测温通道选择电路与温度传感器相连,所述单片机与测温通道选择电路构成一采信器并通过通信接口与主控制机连接;所述主控制机与多台采信器智能连接。 
所述的主控制机以 C8051 单片机为核心,由单片机、存储器、通信接口组成,该主控制机通过RS485通信接口、、GPRS及公网与上位PC机相连;所述上位PC机配置有打印和显示设备以及报警装置。 
本实用新型主要是基于单片机C8051电缆温度在线监测系统,通过对电缆连接头的温度进行实时监测,能将电缆沟内各电缆接头处的温度传送到主控室内的主机,当温度升高或温升速度超过给定报警值时及时报警,便于运行人员随时进行处理并及时消除隐患,可以有效地防止由于动力电缆连接头绝缘降低导致过热故障而引发的火灾,从而保证电力系统的安全运行。 
本实用新型具有结构合理,使用方便可靠,能实现对变电站内的电气设备绝缘状态在线监测并诊断等特点。 
附图说明
图1是本实用新型所述的系统结构组成框图。 
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍:图1所示,本实用新型所述的一种基于单片机的电力电缆绝缘故障在线监测系统,它主要由上位 PC 机1、主控制机2和温度采集器3三部分组成,整个系统从结构上可分为3 层:由微型计算机系统构成的上位PC机用户监控层,单片机系统分别构成的主控制机控制层和采集器测量层。 
本实用新型所述的上位PC机定时向主控制机发出读温度数据命令。主控制机收到命令后,将存储在SRAM 中的前一次从采集器读取的数据上传给上位 PC 机。传输完毕后,主控制机再向各个采集器发出读温度数据命令,采集器接收该命令后,将存储在采集器SRAM中的数据发送至主控制机。主控制机接收并更新存储器中相应位置的温度数据;上位 PC 机宜采用高性能计算机,保证每天24h无故障工作;上位 PC 机能够实现与多台控制主机的通讯功能,可接受所有接头的温度数据并实现数据的报表、曲线等图形显示;如果发现温度超过设定值的情况,立即发出图像报警和声音报警信号。 
实施例: 
本实用新型所述的主控制机以 C8051 单片机为核心,由单片机、存储器、通信接口组成,通过RS485通信接口、、GPRS 及公网与上位PC机相连。主控制机主要完成巡检并输入所有采集器采集的温度数据。
本实用新型所述的采集器主要由单片机 C8051、测温通道选择电路、通信电路、存储器等电路组成。单片机通过测温通道选择电路控制温度传感器完成温度的采集,采集的温度数据先被存储在外部存储器SRAM 中,当主控制机要求采集器上传温度数据时,随时可将数据取出发送至主控制机。 
所述的传感器选用美国 DALLAS公司最新产品—DS1820数字式温度传感 器 ,测 量 范 围 为-55~125℃,测量精度为±0.5℃,能够准确测量电缆接头处温度或其它安装地点的温度。该数字式温度传感器采用半双工数据通信接口,子站向它输入识别代码和命令字,它向子站输出数字温度值(均通过单总线进行)。子站的任务是实时采集温度传感器的一系列数据,简单处理后,通过接口电路把传感器编号以及相应的数据传送给主机;主机负责管理全部子站,接收各个子站传来的数据,并在 Windows 环境下以良好的用户界面管理和显示现场数据。 
本实用新型在实施过程中,采用的软件系统是: 
软件系统采用组态软件和 VB 语言实现电缆温度监控系统的数据采集和人机界面,采用 VB 6.0语言编制了A/D模块与计算机通讯程序,使用组态软件设计了人机界面(MMI),组态软件通过DDE与VB程序交换数据。同时系统包括电缆温度监测主画面、报警窗口、历史曲线、实时曲线及帮助按钮等画面。系统工况界面可以显示地理接线(电子地图)和电气接线。系统以显示某变电所的电气接线图为电缆温度监测主画面。图中对电缆进行编号,显示出相应电缆接头的温度。当某电缆接头温度超过设定温度值时,系统自动产生报警信号,以及相应的温度指示灯颜色变化,通知现场管理人员及时排除故障。主画面中有 5 个按钮,当按下历史曲线、实时曲线、报警窗口、帮助按钮、就会相应地出现画面窗口。其数据传输采用异步串行通信技术,配合硬件实现上位 PC机与控制主机之间的控制命令和数据的传输。

Claims (2)

1.一种基于单片机的电力电缆绝缘故障在线监测系统,它主要由上位 PC 机、主控制机以及温度采集器三部分组成,其特征在于所述温度采集器主要包括单片机 、测温通道选择电路、通信电路以及温度传感器,所述的单片机通过测温通道选择电路与温度传感器相连,所述单片机与测温通道选择电路构成一采信器并通过通信接口与主控制机连接;所述主控制机与多台采信器智能连接。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的电力电缆绝缘故障在线监测系统,其特征在于所述的主控制机以 C8051 单片机为核心,由单片机、存储器、通信接口组成,该主控制机通过RS485通信接口、GPRS及公网与上位PC机相连;所述上位PC机配置有打印和显示设备以及报警装置。
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