CN205373890U - 一种非接触式开关柜触头红外热电堆测温环 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及开关柜测温领域，具体涉及一种非接触式开关柜触头红外热电堆测温环，包括：圆环状壳体和位于所述壳体内的感应取电装置，储能及电源处理电路，信号采集与处理电路和无线收发单元，所述储能及电源处理电路，信号采集与处理电路和无线收发单元依次相连接，所述信号采集与处理电路还与红外热电堆传感器相连接构成红外热电堆测温模块，具有安装方便，可实现对温度的长期实时、可靠的测量的优点。

Description

一种非接触式开关柜触头红外热电堆测温环

技术领域

本实用新型涉及开关柜测温领域，具体涉及一种非接触式开关柜触头红外热电堆测温环。

背景技术

据不完全统计，目前国内电网一次系统，仅内部公报的开关柜严重爆燃事故每年都有上千起，全国每年出现高低压开关柜由于绝缘老化、松动、插头偏移或接触电阻日益增大而造成温度升高、局部放电、拉弧、绝缘层开裂、细纹等等原因造成的事故高达数万起，每年产生了高达数十亿元的经济损失、巨大社会影响，甚至人员伤亡，其造成的影响在现在社会中日益恶劣。

各级电网系统基本上都拥有完善的漏电、过压、过流、短路等综合保护措施，但这技术手段，均都不能解决上述故障隐患导致的事故发生。

其中，对高／低压开关柜手车触头接合点温升监测，尤其重要。现有技术对电力电网中电缆接头、开关柜触头、设备接点温度的检测，通常采用的方法有：有源无线接触式测量、光纤传感器、红外测温枪测量等等，但由于受开关柜触头安装空间限制，其传感器都远离正真的发热点，只能做到间接测量，存在测量不方便、数据不连续、数据易丢失等缺陷，采用光纤传感器虽然能方便地测量到连续、持久的数据，但由于其使用导线连接，在接点电压较高的情况下可能不安全；而且红外测温枪方法可能受开关柜空间影响，不能准确测量到接点的温度，造成数据不准确，且其一定程度影响开关柜的绝缘环境，已面临淘汰。因此现有技术对开关柜触头、设备接点温度的检测方法中存在着安装不方便、使用不安全、传感器寿命短等缺陷。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种非接触式开关柜触头红外热电堆测温环。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种非接触式开关柜触头红外热电堆测温环，包括：圆环状壳体和位于所述壳体内的感应取电装置，储能及电源处理电路，信号采集与处理电路和无线收发单元，所述储能及电源处理电路，信号采集与处理电路和无线收发单元依次相连接，所述信号采集与处理电路还与红外热电堆传感器相连接构成红外热电堆测温模块。

进一步地，所述非接触式开关柜触头红外热电堆测温环内嵌安装于开关柜触头盒的内壁。

进一步地，所述感应取电装置为CT感应取电环。

进一步地，所述储能及电源处理电路用于给红外热电堆测温模块和无线收发单元提供电源，所述储能及电源处理电路包括用于储能的电容。

进一步地，所述储能及电源处理电路包括用于储能的电容。

进一步地，所述红外热电堆测温模块的红外热电堆传感器的镜头对准开关柜手车动静触头，采集其接合部的温度，并将温度数据传送至信号采集与处理电路，信号采集处与理电路的输出端与无线收发单元的输入端连接。

进一步地，所述无线收发单元包括无线发射模块和无线接收模块。

进一步地,所述非接触式开关柜触头红外热电堆测温环还包括由壳体内引出的数据线，用于供电和传输数据。

进一步地，所述数据线为4芯数据线。

采用上述结构后，本实用新型有益效果为：本实用新型的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环具有安装方便，可实现对温度的长期实时、可靠的测量的优点。

附图说明

图1是本实用新型的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环的正视图；

图2是本实用新型的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环的侧视图；

图3是本实用新型的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环的内部结构示意图；

图4是本实用新型的包含非接触式开关柜触头红外热电堆测温环的开关柜的剖视图；

图5是本实用新型的包含非接触式开关柜触头红外热电堆测温环的开关柜的剖视图；

图6是本实用新型的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环的各个模块间的逻辑关系示意图。

附图标记说明：

1、壳体；2、感应取电装置；3、储能及电源处理电路；

4、信号采集与处理电路；5、无线收发单元；6、红外热电堆传感器；

7、非接触式开关柜触头红外热电堆测温环；8、镜头；9、开关柜。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1至图6所示，本实用新型所述的一种非接触式开关柜触头红外热电堆测温环6，包括：圆环状壳体1和位于所述壳体1内的感应取电装置2，储能及电源处理电路3，信号采集与处理电路4和无线收发单元5，所述感应取电装置2，储能及电源处理电路3，信号采集与处理电路4和无线收发单元5依次相连接，所述信号采集与处理电路4还与红外热电堆传感器6相连接构成红外热电堆测温模块。

非接触式开关柜触头红外热电堆测温环7内嵌安装于开关柜9触头盒的内壁。

感应取电装置2为CT感应取电环。

储能及电源处理电路3用于给红外热电堆测温模块和无线收发单元5提供电源，储能及电源处理电路3包括用于储能的电容。

储能及电源处理电路3包括用于储能的电容。

红外热电堆测温模块的红外热电堆传感器6的镜头8对准开关柜手车动静触头，采集其接合部的温度，并将温度数据传送至信号采集与处理电路4，信号采集与处理电路4的输出端与无线收发单元5的输入端连接。

无线收发单元5包括无线发射模块和无线接收模块。

非接触式开关柜触头红外热电堆测温环7还包括由壳体1内引出的数据线，用于供电和传输数据。

数据线为4芯数据线。

非接触式开关柜触头红外热电堆测温环7的工作流程如下：

红外热电堆传感器6采集开关柜触头接合处的温度，采样后数据送信号采集与处理电路5，该电路的微处理器进行相关运算、处理后，将温度数值与无线识别码、跳频码一起打包，送无线收发单元5，以2.4G或433M调制发送。每一红外热电堆传感器6对应检测一个开关柜触头接合点，但无线收发单元5的接收模块可接收多个无线发射模块的温度数据，并能通过其RS485通信接口，统一上传到上位机。以上红外热电堆测温模块、无线收发单元5中的无线发射单元均由感应取电装置2统一供电，温度传感器、信号采集与处理电路4、无线发射模块在发射数据时总电流为30毫安。不进行发射时工作电流约在10微左右。信号采集与处理电路4通过控制算法(以温升状况，温度数值，前次发射接收状况为算法参数)来控制发射时间进行间隙发射。

以上依次耦合的感应取电装置2、红外热电堆测温模块、无线收发单元5被装入密封环形壳体内，经灌胶处理被加工为一个整体。通过控制算法能够做到最省电状态，因为发射单元能量消耗最大，并且每次工作时间最长约50~90ms。而被测对象的温度变化在相对时间内波动很大的概率占整个测量时间的比例是很小的。例如我们所测的在正常环境中工作的高压线电缆，每小时或每天温差以摄氏度为单位，变化并不大。如果对这些参数进行算法处理后，对实时采样的数据中没有变化的部分不进行发送，对较长单元时间变化的数据采样间隔增大，这将大大的降低电能的损耗，加上我们采用特殊材料的硅钢片、大容量贮能电容和我们独有的贮能及电源外理电路，能确保在开关柜主电流大范围波动时能稳定输出电源，保证了我们的开关柜触头红外测温环能长期、稳定地工作。

微处理器在芯片通过脚烧录预先编好的程序，烧录信息包括采样控制表、地址与识别码信息等参数。

当开关柜处于工作状态时，其开关触头臂开始通过电流，在其电流>5A时，感应取电装置2便可开始正常供电，非接触式开关柜触头红外热电堆测温环7进入正常工作状态，并按采样控制表进行间歇采样，在采样阶段，每次采样电流在4~9毫安，一旦采样结束，非接触式开关柜触头红外热电堆测温环7的所有电路工作在睡眠模式，电流消耗在9微安左右。此时储能及电源处理电路3的大容量贮能电容开始贮电。

采样后的发射。发射电路每次工作电流消耗在14~18毫安，待机则在0.01毫安左右。如信号采集处理电路发现采样后温度参数与上次数据相比有变化，则通过其微处理器将数据送入无线发射模块进行发送。如与上次温度数据相等，一直没有变化，则不进行发送处理，发射电路保持睡眠待机状态。如果在一段时间被测温度没有变化，CPU控制发射电路仍发射一包数据，以确认无线联接正常。每个发射数据包括了该发射点的地址与识别码数据。该发射点的地址与识别码是通过外部编程器编好后，存放于信号采集处理电路的微处理器中。

所述无线接收模块可以接收多个无线发射单元的温度数据，当收到正确识别码后将数据送到接收信号处理电路的CPU。CPU对数据进行校验处理后通过其RS485通信口将数据送到上位机的数据显示处理单元。因使用了地址编码与不同发射间隔，每个无线接收模块可同时接收1~18个无线发射模块送来的信号。

无线温度接收单元做成独立模块结构，被装入密封壳体内，经灌胶处理被加工为一个整体，壳体引出四芯数据线作为供电和数据传送通讯用。

本实用新型与与现有方式相比，采用无源供电方式（CT在线取电），利用先进和红外热电堆传感器和无线通信技术，并做成与开关柜触头臂内壁紧配合的圆环形结构，实现在开关柜触头盒内无源无线非接触式监测其内部触头接合处的温度，做到了长时间、快速、免维护、安全的温度监测，从而为开关柜的全面温度监测和实时监控、报警提供了可能。本红外测温环安装快捷方便，无源供电，本质安全，正真做到了测温准确、目标精准、运行可靠，解决了目前开关柜动静触头温度长期得不到可靠直接监测的难题。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (9)

1.一种非接触式开关柜触头红外热电堆测温环，其特征在于，包括：圆环状壳体和位于所述壳体内的感应取电装置，储能及电源处理电路，信号采集与处理电路和无线收发单元，所述储能及电源处理电路，信号采集与处理电路和无线收发单元依次相连接，所述信号采集与处理电路还与红外热电堆传感器相连接构成红外热电堆测温模块。

2.根据权利要求1所述的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环，其特征在于，所述非接触式开关柜触头红外热电堆测温环内嵌安装于开关柜触头盒的内壁。

3.根据权利要求1所述的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环，其特征在于，所述感应取电装置为CT感应取电环。

4.根据权利要求1所述的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环，其特征在于，所述储能及电源处理电路用于给红外热电堆测温模块和无线收发单元提供电源。

5.根据权利要求1所述的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环，其特征在于，所述储能及电源处理电路包括用于储能的电容。

6.根据权利要求1所述的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环，其特征在于，所述红外热电堆测温模块的红外热电堆传感器的镜头对准开关柜手车动静触头，采集其接合部的温度，并将温度数据传送至信号采集与处理电路，信号采集与处理电路的输出端与无线收发单元的输入端连接。

7.根据权利要求1所述的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环，其特征在于，所述无线收发单元包括无线发射模块和无线接收模块。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环，其特征在于,所述非接触式开关柜触头红外热电堆测温环还包括由壳体内引出的数据线，用于供电和传输数据。

9.根据权利要求8所述的非接触式开关柜触头红外热电堆测温环，其特征在于，所述数据线为4芯数据线。