CN203869784U

CN203869784U - 高压设备及连接点温度在线监测装置

Info

Publication number: CN203869784U
Application number: CN201420152833.5U
Authority: CN
Inventors: 王雪利; 王桂祥; 张于
Original assignee: BAODING XUKAI ELECTRIC Co Ltd
Current assignee: BAODING XUKAI ELECTRIC Co Ltd
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2024-04-01

Abstract

本实用新型公开一种高压设备及连接点温度在线监测装置，其包括一个或多个包括温度传感器、逻辑控制芯片A、无线收发芯片A和电源管理芯片的温度传感装置和包括逻辑控制芯片B、无线收发芯片B、RS485通讯模块、液晶显示器、存储器、报警节点继电器和电源的温度监测仪；温度传感器将采集的温度信息发送给逻辑控制芯片A进行分析处理后，通过无线收发芯片A发送出去，无线收发芯片B进行接收后发送给逻辑控制芯片B，分析处理后发送给存储器存储、液晶显示器显示和通过RS485通讯模块发射给后台处理系统；当温度值超过预设的阀门值后报警提示。本实用新型能对电力系统中众多的高压设备电气连接点的温度进行安全可靠和检测准确度高的在线监测。

Description

高压设备及连接点温度在线监测装置

技术领域

本实用新型属于电气测量及电力安全运行领域，涉及一种高压设备及连接点温度在线监测装置。

背景技术

目前，电力系统正向着大电网高可靠性、高自动化水平的方向迅猛发展，电网运行自动化和智能化的监控已成为国内外高度重视的发展重点。随着社会用电量的日益增加，承载着大电量输送任务的高压电气设备如变压器、互感器、高压开关柜、刀闸等的电力负载也在迅速增加。电网中众多高压电气设备本身和设备之间的连接点是电力输送最薄弱环节，这个薄弱环节的实质问题就是联接点发热。随着负荷的增大，导致连接点发热并形成恶性循环：温升、膨胀、收缩、氧化，电阻增大、再度升温直至酿成事故。因此，电力系统不惜人力、财力，采取多种措施监测高压连接点的温升。据国家电力安全事故通报统计，我国每年仅发生在电站的电力事故40%是由高压电气设备过热所致。因此，实时在线监测高压连接点温升非常重要。

由于高压电气设备一般都处于高电压、大电流和强磁场的环境中，在实际监控中，必须要求监控对象与监测仪器之间进行电压隔离，其测试信号进行有效传输也是一直比较难以解决的问题，因此一些常规的测温方法很难在高压电气设备及连接点进行测温；目前，在高压电气设备及连接点进行测温主要有以下几种方式：

1、蜡片测温。将蜡片直接固定在测温点，蜡片的颜色随温度的变化而变化，根据其颜色即可判断被测温度。因为完全凭个人经验来判断温度，所以其准确度低、不能进行定量测量，可靠性差，不能实现实时在线监测。而且，对高压开关触点、电缆接头等易发热部位因为在运行时几乎看不见而无法测量。

2、热红外测温技术，红外测温仪是利用红外线的原理来感应物体表面温度，包括红外测温枪，远红外成像仪等，红外测温仪没有与被测试点直接接触，绝缘耐压性能高。但对安装空间有严格的要求，必须保证足够的安全距离，否则远红外成像仪较易损坏，且需大量人力进行定期巡测，无法实现温度的实时在线监测。而且目前大量使用的手动式开关柜内部的断路器动静触头等设备的位置隐蔽，红外测温仪已无法进行测温。

3、光纤光栅测温及分布式光纤测温方法，用光栅片作为温度传感器，安装在被监测点处的带电物体的表面，测温仪与温度传感器间用光纤连接。它是利用反射波波长与温度的线性关系来实现温度的测量。缺点是光纤易折，易断、不耐高温；虽然光纤本身是绝缘的，但在积累灰尘后，尤其在潮湿环境下易使绝缘性能降低，导致光纤沿面放电，这将严重影响运行安全。安装时需注意要保持光纤在正常的弯曲半径内，而且光纤在安装过程中，需要专业设备进行熔接，熔接的质量直接影响了光的传输效果。因此在敷设和安装过程中对施工工艺要求较高。在运行维护中，由于客运专线光纤埋入地下或电缆沟内，维护工作量较大。

实用新型内容

本实用新型的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种高压设备及连接点温度在线监测装置，该监测装置能对电力系统中众多的高压设备电气连接点的温度进行安全可靠和检测准确度高的在线监测，且安装及使用方便。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种高压设备及连接点温度在线监测装置，其包括一个或多个温度传感装置和温度监测仪；温度传感装置包括外壳、温度传感器、逻辑控制芯片A、无线收发芯片A、电源管理芯片和电池；温度传感器的信号输入输出端连接逻辑控制芯片A的信号输出输入端，逻辑控制芯片A的信号输出端分别连接电源管理电路和无线收发芯片A的信号输入端；电池连接逻辑控制芯片A的电源端；温度监测仪包括逻辑控制芯片B、无线收发芯片B、RS485通讯模块、液晶显示器、存储器、报警节点继电器和电源；无线收发芯片B的信号输出输入端连接逻辑控制芯片B的信号输入输出端，逻辑控制芯片B信号输出输入端分别连接存储器和RS485通讯模块的信号输入输出端，逻辑控制芯片B信号输出端连接液晶显示器和报警节点继电器的信号输入端，电源连接逻辑控制芯片B的信号输入端。

上述所述的温度传感装置的外壳用铝材制成，其内部电路板用绝缘防水胶灌注；其外部喷涂有绝缘涂层。

上述所述的温度传感装置的逻辑控制芯片A U1采用PIC16F628A型18引脚的8位COMS闪存单片机，温度传感芯片A U2采用DS18B20芯片，无线收发芯片A U3采用采用QRF-0600型2.4G无线ZigBee模块，电源管理芯片U4采用tps1100芯片，电池采用3.6V的锂电池；逻辑控制芯片A U1的信号输出输入端1脚连接温度传感芯片A U2的信号输入输出端2脚，其信号输出输入端2脚通过电阻R13连接温度传感芯片A U2的信号输入输出端3脚，其芯片选择15脚、串行时钟信号脚16脚、串行输入脚17脚、串行输出脚18脚分别连接无线收发芯片A U3的13脚、12脚、11脚和10脚，其信号输出端6脚连接电源管理芯片U4的信号输入端4脚，编程脚10脚和11脚串联后串联电阻R5后，再与串联电阻R8的编程脚12脚、串联电阻R7的编程脚13脚和编程脚14脚串联后，再连接电源管理芯片U4的1脚、2脚、3脚和串联电阻R9的4脚，并再连接锂电池的正极；其电源脚3脚串联电阻R10，电源脚4脚串联电阻R11，电源脚7脚、8脚和9脚串联后串联电阻R6后分别连接锂电池的正极，其5脚接地；温度传感芯片A U2的1脚接地；无线收发芯片A U3的7脚、10脚、11脚、12脚和13脚分别串联电阻R12、R1、R2、 R3 和R4后连接在并联的电源管理芯片U4的5脚、6脚、7脚和8脚；无线收发芯片A U3的33为无线发射脚。

上述所述的温度监测仪的逻辑控制电路B U5采用At89s52型单片机，无线收发芯片B U6采用QRF-0600型2.4G无线ZigBee模块，液晶显示器U10采用LCD液晶显示板，RS485通讯模块U9采用Iso1480芯片，存储器U8采用25045芯片；无线收发芯片B U6采用QRF-0600芯片；逻辑控制电路B U5的串行输出脚13脚连接无线收发芯片B U6的10脚和存储器U8的2脚，并通过电阻R21连接电源VDD5，其串行输入脚14脚连接无线收发芯片B U6的11脚和存储器U8的5脚，并通过电阻R22连接电源VDD5，其串行时钟脚15脚连接无线收发芯片B U6的12脚和存储器U8的6脚，并通过电阻R23连接电源VDD5，其芯片选择脚16脚连接无线收发芯片B U6的13脚，并通过电阻R24连接电源VDD5，芯片选择脚17脚连接存储器U8的1脚，并通过电阻R25连接电源VDD5；其串行输入脚10脚、控制脚11脚和串行输出脚12脚分别连接驱动芯片U7C的输出端、驱动芯片U7A的输入端1脚和驱动芯片U7B的输入端5脚；驱动芯片U7A的输出端3脚通过电阻R26连接RS485通讯模块U9的9脚；驱动芯片U7B的输出端6脚通过电阻R27连接RS485通讯模块U9的11脚；驱动芯片U7C的输入端9脚连接RS485通讯模块U9的13脚，并通过电阻R28连接电源VDD5，其输入端10脚连接RS485通讯模块U9的14脚，并连接VDD5；逻辑控制电路B U5的复位输入脚9脚通过电阻R20接地，并通过电容C8连接电源VDD5，其数据传输端21、22、23、24、25、26、27和28脚分别连接液晶显示器U10的9、10、11、12、13、14、15和16脚；逻辑控制电路B U5的40脚连接电源VDD5，并连接报警节点继电器K1的信号输入端，其39脚连接报警节点继电器K1的COM端；电源可采用交流电源，也可采用直流电源；交流电源通过整流模块DY1和电容C1、C2滤波，稳压二极管T4稳压后输出直流电源VDD5；直流电源通过稳压二极管T4稳压后输出直流电源VDD5。

上述所述的驱动芯片U7A、U7B和U7C采用SN74LS86芯片。

本实用新型的温度传感器将采集的温度信息发送给逻辑控制芯片A，逻辑控制芯片A将信息进行分析处理后通过无线收发芯片A发送出去，无线收发芯片B进行接收，发送给逻辑控制芯片B，逻辑控制芯片B将信息进行分析处理后发送给存储器进行存储，并发送给液晶显示器进行本地显示，并通过RS485通讯模块发射给后台处理系统；当温度值超过预设的阀门值后发出报警提示。PIC16F628A逻辑控制芯片A具有多用途、高性能、全静态和低功耗的特点，QRF-0600型2.4G无线ZigBee模块具有数据速率低、低功耗、抗干扰强、组网方便等特点；整个电路由3.6V进口锂电池供电，为了节约电量，逻辑控制电路在不工作时进入休眠状态，并通过控制无线收发芯片A关闭无线收发芯片A的电源以降低功耗。逻辑控制电路定时从休眠状态恢复并启动温度传感器进行温度测量，再通过无线收发电路将温度数据上传至温度监测仪。

本实用新型的温度传感器采用无线发射技术尤其是采用ZigBee射频技术传输温度数据，实现了一次高压设备和二次测量装置的电气隔离，实现了高压开关运行温度的实时在线监测，省去人工定时巡检的麻烦。铝型材的温度传感器外壳导热系数高，保证了测温的准确性和可靠性；温度传感器采用全封闭结构保证了传感器无论是在户内、户外、液体里都能使用，扩大了应用范围；温度传感器外部喷涂的绝缘涂层杜绝了安全运行隐患的发生。高能锂电池质量可靠，在超过使用耐受温度的环境下只会对性能造成影响而不会引起爆炸；在2min发送一次温度信号的情况下可以连续工作3-5年，通过更改内部程序，适量延长传感器的发送周期，可以使电池的使用寿命大大增加，减小了检修维护的工作量。

附图说明

图1为本实用新型的电路方框图；

图2为本实用新型中温度传感装置的电路原理图；

图3为本实用新型中温度监测仪的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

如图1、图2和图3所示，本实施例包括一个或多个温度传感器和温度监测仪。温度传感装置包括外壳、温度传感器、逻辑控制芯片A、无线收发芯片A、电源管理芯片和电池。温度监测仪包括逻辑控制芯片B、无线收发芯片B、RS485通讯模块、液晶显示器、存储器、报警输出装置和电源。温度传感装置的外壳用铝材制成，其内部电路板用绝缘防水胶灌注；其外部喷涂有绝缘涂层。

所述的逻辑控制芯片A U1采用PIC16F628A芯片，温度传感芯片A U2采用DS18B20芯片，无线收发芯片A U3采用QRF-0600芯片，电源管理芯片U4采用tps1100芯片，电池采用3.6V的锂电池。逻辑控制芯片A U1的信号输出输入端1脚连接温度传感芯片A U2的信号输入输出端2脚；其信号输出输入端2脚通过电阻R13连接温度传感芯片A U2的信号输入输出端3脚；其芯片选择15脚、串行时钟信号脚16脚、串行输入脚17脚、串行输出脚18脚分别连接无线收发芯片A U3的13脚、12脚、11脚和10脚；其信号输出端6脚连接电源管理芯片U4的信号输入端4脚，编程脚10脚和11脚串联后串联电阻R5后，再与串联电阻R8的编程脚12脚、串联电阻R7的编程脚13脚和编程脚14脚串联后，再连接电源管理芯片U4的1脚、2脚、3脚和串联电阻R9的4脚，并再连接锂电池的正极；其电源脚3脚串联电阻R10，电源脚4脚串联电阻R11，电源脚7脚、8脚和9脚串联后串联电阻R6后分别连接锂电池的正极，其5脚接地；温度传感芯片A U2的1脚接地；无线收发芯片A U3的7脚、10脚、11脚、12脚和13脚分别串联电阻R12、R1、R2、 R3 和R4后连接在并联的电源管理芯片U4的5脚、6脚、7脚和8脚；无线收发芯片A U3的33为无线发射脚。

上述所述的温度监测仪的逻辑控制电路B U5采用At89s52芯片，无线收发芯片B U6采用QRF-0600芯片，液晶显示器U10采用LCD液晶显示板，RS485通讯模块U9采用Iso1480芯片，存储器U8采用25045芯片；无线收发芯片B U6采用QRF-0600芯片。逻辑控制电路B U5的串行输出脚13脚连接无线收发芯片B U6的10脚和存储器U8的2脚，并通过电阻R21连接电源VDD5；其串行输入脚14脚连接无线收发芯片B U6的11脚和存储器U8的5脚，并通过电阻R22连接电源VDD5；其串行时钟脚15脚连接无线收发芯片B U6的12脚和存储器U8的6脚，并通过电阻R23连接电源VDD5；其芯片选择脚16脚连接无线收发芯片B U6的13脚，并通过电阻R24连接电源VDD5；其芯片选择脚17脚连接存储器U8的1脚，并通过电阻R25连接电源VDD5；其串行输入脚10脚、控制脚11脚和串行输出脚12脚分别连接驱动芯片U7C的输出端、驱动芯片U7A的输入端1脚和驱动芯片U7B的输入端5脚；驱动芯片U7A的输出端3脚通过电阻R26连接RS485通讯模块U9的9脚；驱动芯片U7B的输出端6脚通过电阻R27连接RS485通讯模块U9的11脚；驱动芯片U7C的输入端9脚连接RS485通讯模块U9的13脚，并通过电阻R28连接电源VDD5，其输入端10脚连接RS485通讯模块U9的14脚，并连接VDD5；所述的驱动芯片U7A、U7B和U7C采用SN74LS86芯片。逻辑控制电路B U5的复位输入脚9脚通过电阻R20接地，并通过电容C8连接电源VDD5，其数据传输端21、22、23、24、25、26、27和28脚分别连接液晶显示器U10的9、10、11、12、13、14、18和19脚。逻辑控制电路B U5的40脚连接电源VDD5，并连接报警节点继电器K1的信号输入端，其39脚连接报警节点继电器K1的COM端，报警节点继电器K1的输出端可以根据用户需要连接报警装置：如蜂鸣器等。电源可采用交流电源，也可采用直流电源；交流电源通过整流模块DY1和电容C1、C2滤波，稳压二极管T4稳压后输出直流电源VDD5；直流电源通过稳压二极管T4稳压后输出直流电源VDD5。

上述实施例仅是优选的和示例性的，本领域技术人员可以根据本专利的描述进行等同技术的改进，其都在本专利的保护范围内。

Claims

1.一种高压设备及连接点温度在线监测装置，其特征在于：其包括一个或多个温度传感装置和温度监测仪；温度传感装置包括外壳、温度传感器、逻辑控制芯片A、无线收发芯片A、电源管理芯片和电池；温度传感器的信号输入输出端连接逻辑控制芯片A的信号输出输入端，逻辑控制芯片A的信号输出端分别连接电源管理电路和无线收发芯片A的信号输入端；电池连接逻辑控制芯片A的电源端；温度监测仪包括逻辑控制芯片B、无线收发芯片B、RS485通讯模块、液晶显示器、存储器、报警节点继电器和电源；无线收发芯片B的信号输出输入端连接逻辑控制芯片B的信号输入输出端，逻辑控制芯片B信号输出输入端分别连接存储器和RS485通讯模块的信号输入输出端，逻辑控制芯片B信号输出端连接液晶显示器和报警节点继电器的信号输入端，电源连接逻辑控制芯片B的信号输入端。

2.根据权利要求1所述的高压设备及连接点温度在线监测装置，其特征在于：所述的温度传感装置的外壳用铝材制成，其内部电路板用绝缘防水胶灌注；其外部喷涂有绝缘涂层。

3.根据权利要求1或2所述的高压设备及连接点温度在线监测装置，其特征在于：所述的温度传感装置的逻辑控制芯片A U1采用PIC16F628A型18引脚的8位COMS闪存单片机，温度传感芯片A U2采用DS18B20芯片，无线收发芯片A U3采用采用QRF-0600型2.4G无线ZigBee模块，电源管理芯片U4采用tps1100芯片，电池采用3.6V的锂电池；逻辑控制芯片A U1的信号输出输入端1脚连接温度传感芯片A U2的信号输入输出端2脚，其信号输出输入端2脚通过电阻R13连接温度传感芯片A U2的信号输入输出端3脚，其芯片选择15脚、串行时钟信号脚16脚、串行输入脚17脚、串行输出脚18脚分别连接无线收发芯片A U3的13脚、12脚、11脚和10脚，其信号输出端6脚连接电源管理芯片U4的信号输入端4脚，编程脚10脚和11脚串联后串联电阻R5后，再与串联电阻R8的编程脚12脚、串联电阻R7的编程脚13脚和编程脚14脚串联后，再连接电源管理芯片U4的1脚、2脚、3脚和串联电阻R9的4脚，并再连接锂电池的正极；其电源脚3脚串联电阻R10，电源脚4脚串联电阻R11，电源脚7脚、8脚和9脚串联后串联电阻R6后分别连接锂电池的正极，其5脚接地；温度传感芯片A U2的1脚接地；无线收发芯片A U3的7脚、10脚、11脚、12脚和13脚分别串联电阻R12、R1、R2、 R3 和R4后连接在并联的电源管理芯片U4的5脚、6脚、7脚和8脚；无线收发芯片A U3的33为无线发射脚。

4.根据权利要求3所述的高压设备及连接点温度在线监测装置，其特征在于：所述的温度监测仪的逻辑控制电路B U5采用At89s52型单片机，无线收发芯片B U6采用QRF-0600型2.4G无线ZigBee模块，液晶显示器U10采用LCD液晶显示板，RS485通讯模块U9采用Iso1480芯片，存储器U8采用25045芯片；无线收发芯片B U6采用QRF-0600芯片；逻辑控制电路B U5的串行输出脚13脚连接无线收发芯片B U6的10脚和存储器U8的2脚，并通过电阻R21连接电源VDD5，其串行输入脚14脚连接无线收发芯片B U6的11脚和存储器U8的5脚，并通过电阻R22连接电源VDD5，其串行时钟脚15脚连接无线收发芯片B U6的12脚和存储器U8的6脚，并通过电阻R23连接电源VDD5，其芯片选择脚16脚连接无线收发芯片B U6的13脚，并通过电阻R24连接电源VDD5，芯片选择脚17脚连接存储器U8的1脚，并通过电阻R25连接电源VDD5；其串行输入脚10脚、控制脚11脚和串行输出脚12脚分别连接驱动芯片U7C的输出端、驱动芯片U7A的输入端1脚和驱动芯片U7B的输入端5脚；驱动芯片U7A的输出端3脚通过电阻R26连接RS485通讯模块U9的9脚；驱动芯片U7B的输出端6脚通过电阻R27连接RS485通讯模块U9的11脚；驱动芯片U7C的输入端9脚连接RS485通讯模块U9的13脚，并通过电阻R28连接电源VDD5，其输入端10脚连接RS485通讯模块U9的14脚，并连接VDD5；逻辑控制电路B U5的复位输入脚9脚通过电阻R20接地，并通过电容C8连接电源VDD5，其数据传输端21、22、23、24、25、26、27和28脚分别连接液晶显示器U10的9、10、11、12、13、14、15和16脚；逻辑控制电路B U5的40脚连接电源VDD5，并连接报警节点继电器K1的信号输入端，其39脚连接报警节点继电器K1的COM端；电源采用交流电源或直流电源；交流电源通过整流模块DY1和电容C1、C2滤波，稳压二极管T4稳压后输出直流电源VDD5；直流电源通过稳压二极管T4稳压后输出直流电源VDD5。

5.根据权利要求1或2所述的高压设备及连接点温度在线监测装置，其特征在于：所述的温度监测仪的逻辑控制电路B U5采用At89s52型单片机，无线收发芯片B U6采用QRF-0600型2.4G无线ZigBee模块，液晶显示器U10采用LCD液晶显示板，RS485通讯模块U9采用Iso1480芯片，存储器U8采用25045芯片；无线收发芯片B U6采用QRF-0600芯片；逻辑控制电路B U5的串行输出脚13脚连接无线收发芯片B U6的10脚和存储器U8的2脚，并通过电阻R21连接电源VDD5，其串行输入脚14脚连接无线收发芯片B U6的11脚和存储器U8的5脚，并通过电阻R22连接电源VDD5，其串行时钟脚15脚连接无线收发芯片B U6的12脚和存储器U8的6脚，并通过电阻R23连接电源VDD5，其芯片选择脚16脚连接无线收发芯片B U6的13脚，并通过电阻R24连接电源VDD5，芯片选择脚17脚连接存储器U8的1脚，并通过电阻R25连接电源VDD5；其串行输入脚10脚、控制脚11脚和串行输出脚12脚分别连接驱动芯片U7C的输出端、驱动芯片U7A的输入端1脚和驱动芯片U7B的输入端5脚；驱动芯片U7A的输出端3脚通过电阻R26连接RS485通讯模块U9的9脚；驱动芯片U7B的输出端6脚通过电阻R27连接RS485通讯模块U9的11脚；驱动芯片U7C的输入端9脚连接RS485通讯模块U9的13脚，并通过电阻R28连接电源VDD5，其输入端10脚连接RS485通讯模块U9的14脚，并连接VDD5；逻辑控制电路B U5的复位输入脚9脚通过电阻R20接地，并通过电容C8连接电源VDD5，其数据传输端21、22、23、24、25、26、27和28脚分别连接液晶显示器U10的9、10、11、12、13、14、15和16脚；逻辑控制电路B U5的40脚连接电源VDD5，并连接报警节点继电器K1的信号输入端，其39脚连接报警节点继电器K1的COM端；电源采用交流电源或直流电源；交流电源通过整流模块DY1和电容C1、C2滤波，稳压二极管T4稳压后输出直流电源VDD5；直流电源通过稳压二极管T4稳压后输出直流电源VDD5。

6.根据权利要求4所述的高压设备及连接点温度在线监测装置，其特征在于：所述的驱动芯片U7A、U7B和U7C采用SN74LS86芯片。

7.根据权利要求5所述的高压设备及连接点温度在线监测装置，其特征在于：所述的驱动芯片U7A、U7B和U7C采用SN74LS86芯片。