CN203824663U - 基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置 - Google Patents
基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置，包括接于XLPE电力电缆中间接头或终端接头位置的温度传感器电路，包括接于XLPE电力电缆中间接头或终端接头位置的温度传感器电路，所述温度传感器电路的输出端连接有单片机，所述单片机连接至发送端ZigBee模块，所述系统还包括一接收端ZigBee模块，该接收端ZigBee模块用以通过USB接口与一上位机系统连接。本实用新型用于远程监控XLPE电力电缆的温度，当电缆绝缘出现老化问题时，在负荷电流或短路电流的作用下，电缆发热导致温度上升，通过本实用新型的检测装置监测温度，为判断电缆绝缘状态提供判据，能够预防电缆事故发生和扩大。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置。
背景技术
传统的XLPE电力电缆绝缘温度的检测需要采用温度表进行现场测量，由于电力电缆需要通过高压电，故而对于现场测试造成了很大的麻烦，且现场的测量对于多处电力电缆的测量会较大的人力资源浪费，故本实用新型提出了一种基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置，实现远程的XLPE电力电缆绝缘温度的监测。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种实现远程的XLPE电力电缆绝缘温度监测的基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置，包括接于XLPE电力电缆中间接头或终端接头位置的温度传感器电路，所述温度传感器电路的输出端连接至单片机，所述单片机连接至发送端ZigBee模块。
在本实用新型实施例中，还包括一接收端ZigBee模块，该接收端ZigBee模块用以通过USB接口与一上位机系统连接。
在本实用新型实施例中，所述的温度传感器电路采用数字式温度传感器DS18B20，所述数字式温度传感器的VCC端接至5V电源，所述数字式温度传感器的VCC端和数据引脚DQ端间接有4.7k的上拉电阻。
在本实用新型实施例中，所述单片机为PIC16F877A单片机，所述PIC16F877A单片机有8通道的10位A/D转换器，带有3个定时器、SPI和I2C的SSP、9位地址探测的通用同步/异步串行通信和2个CCP模块。
在本实用新型实施例中，所述发送端ZigBee模块和接收端ZigBee模块均采用DRF1605H型ZigBee无线传输模块，所述ZigBee无线传输模块采用CC2530F256主芯片。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型能够远程监控XLPE电力电缆的温度，当电缆绝缘出现老化问题时，在负荷电流或短路电流的作用下，电缆发热导致温度上升，通过本实用新型的检测装置监测温度，为判断电缆绝缘状态提供判据，能够预防电缆事故发生和扩大。
附图说明
图1是本实用新型系统原理框图。
图2是本实用新型温度传感器电路。
图3是本实用新型PIC16F877A最小系统电路。
图4是本实用新型发送端ZigBee模块电源与底板电路原理图。
图5是本实用新型上位机系统的主要流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
本实用新型的一种基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置，包括接于XLPE电力电缆中间接头或终端接头位置的温度传感器电路，所述温度传感器电路的输出端连接至单片机，所述单片机连接至发送端ZigBee模块。
在本实用新型实施例中，还包括一接收端ZigBee模块，该接收端ZigBee模块用以通过USB接口与一上位机系统连接。
在本实用新型实施例中，所述的温度传感器电路采用数字式温度传感器DS18B20，所述数字式温度传感器的VCC端接至5V电源，所述数字式温度传感器的VCC端和数据引脚DQ端间接有4.7k的上拉电阻。
在本实用新型实施例中，所述单片机为PIC16F877A单片机，所述PIC16F877A单片机有8通道的10位A/D转换器，带有3个定时器、SPI和I2C的SSP、9位地址探测的通用同步/异步串行通信和2个CCP模块。
在本实用新型实施例中，所述发送端ZigBee模块和接收端ZigBee模块均采用DRF1605H型ZigBee无线传输模块，所述ZigBee无线传输模块采用CC2530F256主芯片。
以下为本实用新型的具体实施例。
本实用新型的系统原理如下：
如图1所示，XLPE电力电缆中间接头或终端接头等位置是电缆发生故障概率最高的部位，使用数字式温度传感器DS18B20对这些部位进行温度采集，然后利用单片机PIC16F877A进行温度数据读取，并通过其异步串行通信接口将数据传输给下位机侧的ZigBee无线传输模块，ZigBee接收到数据后，将其发送至上位机侧的ZigBee无线传输模块，然后通过USB接口与上位机连接，最后在上位机通过Visual Basic程序编制监测画面，从而实现对XLPE电缆绝缘的温度监测。
在本实用新型中，温度传感器电路用于测量电力电缆中间接头或终端接头处的温度，设计采用数字式温度传感器DS18B20，该传感器是单总线式通信器件，仅用一根单片机的I/O引脚，便能与多达几十个甚至更多的同类器件进行通信与控制，该种通信方式称为1-Wire即一线式通信，温度传感器电路如图2所示，使用5V外接电源，数据引脚采用4.7k上拉电阻。
在本实用新型中，单片机采用PIC16F877A单片机作为主控芯片，PIC16F87XA是Microchip公司PIC16系列中的一个重要的产品系列，共有四种型号，本系统采用的是功能最为齐全的PIC16F877A芯片作为控制模块。PIC16F877A单片机有8通道的10位A/D转换器，可以满足系统采样要求，且只有35条单字指令，I/O丰富，带有3个定时器、SPI(主模式)和I2C（主/从模式）的SSP、9位地址探测的通用同步/异步串行通信（USART/SCI）以及2个CCP模块等具有丰富实用的功能，方便以后系统拓展要求，此外，PIC16F877A单片机还是一款低功耗的处理芯片，工作电压范围在2.0V到5.5V，在5V、4MHz情况下，典型工作电流小于2mA，PIC16F877A单片机最小系统如图3所示，其作用在于读取温度传感器的温度值，并通过异步串行通信接口将数据发送至下位机侧的ZigBee模块。
在本实用新型中，发送端ZigBee模块和接收端ZigBee模块均采用DRF1605HZigBee无线传输模块及其配套USB底板，该模块采用TI 公司的CC2530F256芯片，遵循ZigBee2007/PRO协议，具有自动组网，上电即用的优点。
在发送端，无须使用USB底板而设计成与下位机温度采样与处理电路在同一块电路板上，CC2530F256芯片工作电源为3.3V，设计的模块电源与底板电路原理图如图4所示，在接收端，使用配套USB底板并且通过USB数据线与上位机连接。
为更好的讲述本实用新型的装置，以下对本实用新型的上位机系统进行描述，但不是本实用新型的保护内容。
本实用新型的系统主流程图如图5所示，在下位机侧，PIC16F877A单片机在程序开始后，进行端口和子函数初始化，然后对DS18B20进行温度转换与读取，将所得温度值利用PIC16F877A的异步串行通信接口传输给下位机侧的ZigBee无线传输模块，ZigBee接收到数据后，自动根据协议对数据进行处理，然后将数据发送给上位机侧的ZigBee无线传输模块，接收端的ZigBee将所得数据通过USB数据线传输给上位机，在上位机利用Visual Basic制作接收画面进行时时显示。
以下为本实用新型的实验结果分析：
系统上电后，在上位机侧VB程序界面中接收到数据，接收到的监测点的温度值为17.2℃，结果与单独用温度表测量所得温度值相当，误差不大，表明设计的系统工作正常，达到预期设计目标。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置，其特征在于：包括接于XLPE电力电缆中间接头或终端接头位置的温度传感器电路，所述温度传感器电路的输出端连接至单片机，所述单片机连接至发送端ZigBee模块。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置，其特征在于：还包括一接收端ZigBee模块，该接收端ZigBee模块用以通过USB接口与一上位机系统连接。
3.根据权利要求1所述的基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置，其特征在于：所述的温度传感器电路采用数字式温度传感器DS18B20，所述数字式温度传感器的VCC端接至5V电源，所述数字式温度传感器的VCC端和数据引脚DQ端间接有4.7k的上拉电阻。
4.根据权利要求1所述的基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置，其特征在于：所述单片机为PIC16F877A单片机，所述PIC16F877A单片机有8通道的10位A/D转换器，带有3个定时器、SPI和I2C的SSP、9位地址探测的通用同步/异步串行通信和2个CCP模块。
5.根据权利要求1所述的基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置，其特征在于：所述发送端ZigBee模块和接收端ZigBee模块均采用DRF1605H型ZigBee无线传输模块，所述ZigBee无线传输模块采用CC2530F256主芯片。
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|---|---|---|---|---|
| CN112858859A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-05-28 | 江苏森海电气有限公司 | 一种交联聚乙烯电力电缆绝缘监测装置 |
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