CN209280166U - 一种无线测温装置及温度监控系统 - Google Patents

一种无线测温装置及温度监控系统 Download PDF

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汪绍华
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Abstract

本实用新型实施例公开了所述无线测温装置包括高压绝缘套,在所述高压绝缘套内设置有温度传感器、数据处理电路、发射模块和发射天线,且所述温度传感器和发射天线相对设置在所述高压绝缘套的两端,所述数据处理电路与所述温度传感器、发射模块信号连接,发射模块与发射天线信号连接;所述温度传感器用于检测温度,所述数据处理电路根据所述温度传感器的检测信号获得温度测量值,发射模块将温度测量值通过发射天线向外发送该无线测温装置测量精度、安全性和稳定性高,而且测量区域不受限制,适应性强。

Description

一种无线测温装置及温度监控系统
技术领域
本实用新型涉及温度检测技术领域,具体涉及一种无线测温装置及温度监控系统。
背景技术
电网电力设备运行的安全性是超大规模输配电和电网安全保障的重要环节,实时监控电网电力设备的安全性成为相关企业的重中之重。
长期的电网运行数据表明,高压电气设备的故障大多是由于大电流运行、设备老化、绝缘水平下降等原因导致产生热量较多,使得电网电气设备长期在高温下运行,引发燃烧、爆炸等严重后果。另外,由于制造设备、触点氧化、电弧冲击等原因,高压电气设备在运行过程中各触点的接触电阻会增大,导致温度快速上升。当温度上升到一定程度时,高压电气设备的机械强度和电气强度会出现下降,容易引发电气设备短路,甚至造成损毁,严重威胁电网的安全运行。
为此,在电力系统中,高压电气设备的温度变化是一个非常重要的检测指标。对电气设备的温度进行实时监测,可以帮助值班人员尽早发现问题,消除隐患,确保电力系统的安全运行。
此外,在现有电力系统状态下,为了实现最大负荷输电,适当提高导线允许温度成为增加线路传输容量的一个现实途径。高压输电线路采用的是裸导线,研究证明高压输电线路故障与连接处的发热升温紧密相关,因此监测线路温度是电力系统稳定安全运行的保障手段之一。
由于高压输电线路的电压较高,目前常用的接触式测温装置(RFID测温装置、CT取能测温装置和声表面波测温装置)受高压输电线路的电磁干扰,稳定性和测量精度差。虽然非接触测温装置(如红外测温)不受高压影响,但其需要人工现场测量,测量时需要对准测量点,而且无法对遮挡区域测量,即测量位置受限。另外,目前的非接触测温装置还存在体积大,成本高,精度差的缺陷。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种无线测温装置及温度监控系统,用以解决现有测温装置受高压输电线路影响测量精度差,稳定性差和测量区域受限的问题。
为实现上述目的,本实用新型实施例提供一种无线测温装置,所述无线测温装置包括高压绝缘套,在所述高压绝缘套内设置有温度传感器、数据处理电路、发射模块和发射天线,且所述温度传感器和发射天线相对设置在所述高压绝缘套的两端,所述数据处理电路与所述温度传感器、发射模块信号连接,发射模块与发射天线信号连接;所述温度传感器用于检测温度,所述数据处理电路根据所述温度传感器的检测信号获得温度测量值,发射模块将温度测量值通过发射天线向外发送。
优选地,所述数据处理电路包括放大电路、滤波电路、模数转化电路和微处理器,所述放大电路的输入端与温度传感器电连接,所述放大电路、滤波电路、模数转化电路和微处理器依次电连接;所述放大电路用于对所述温度传感器获得的检测信号放大,所述滤波电路用于对放大的检测信号进行滤波,所述模数转化电路将滤波后的检测信号转化为数字信号,所述微处理器根据所述数字信号得到温度测量值。
优选地,所述无线测温装置包括第一电路板和第二电路板,所述第一电路板和第二电路板相对地设置于所述高压绝缘套内;所述温度传感器设置于所述第一电路板朝向外的一侧,所述数据处理电路设置于所述第一电路板朝向内的一侧;所述发射模块设置在第二电路板朝向内的一侧,发射天线设置于第二电路板朝向外的一侧。
优选地,所述无线测温装置还包括电路板支撑,所述电路板支撑嵌套在所述高压绝缘套内,所述第一电路板和第二电路板固定在所述电路板支撑上。
优选地,在所述高压绝缘套的两端设置金属螺纹挡头,所述金属螺纹挡头螺接于所述高压绝缘套的两端。
优选地,所述金属螺纹挡头采用铝或铜材料制成。
其中,所述发射天线为WIFI,Zigbee,蓝牙或全球移动通讯天线。
优选地,所述无线测温装置还包括固定部件;其中,
所述高压绝缘套与所述固定部件固定连接或活动连接,在所述固定部件上设置有固定槽或固定孔;
另外,本实用新型还提供一种温度监控系统,包括无线测温装置、数据接收器和监控主机,所述无线测温装置、数据接收器和监控主机依次信号连接,所述无线测温装置将获得的温度测量值传输至数据接收器,所述数据接收器将所述温度测量值传输至所述监控主机,所述无线测温装置采用本实用新型实施例所述的无线测温装置。
其中,所述监控主机与所述数据接收器通过无线或RS485接口信号连接。
本实用新型实施例具有如下优点:
本实用新型实施例提供的无线测温装置,将数据处理电路设置在高压绝缘套内,减少了高压输电线路产生的电磁信号对数据处理电路的影响,提高了温度测量的精度以及稳定性;同时通过发射天线将检查到的温度值发出,不采用信号线发出温度值,降低了安全风险,而且将温度传感器和发射天线设置在高压绝缘套内的两端,即发射天线与高压输电线路有一定距离,减少高压输电线路对发射天线的影响。另外,该无线测温装置直接安装在输电线路上,不存在遮挡问题,测量区域不受限制,适应性强,能够适应不同场合。
该无线测温装置可应用于各种环网柜、开关柜的电缆头、母排、开关触点等在线温度检测,也可应用于高压输电线路、高压隔离开关触头、变压器出线等高压电器的在线温度检测。
本实用新型实施例提供的温度监控系统,采用本实用新型实施例提供的无线测温装置,将数据处理电路设置在高压绝缘套的绝缘腔内,减少高压输电线路产生的电磁信号对数据处理电路的影响,从而提高温度测量的精度和稳定性;同时通过发射天线将检查到的温度值发出,未采用信号线传输温度值,降低了安全风险,而且将温度传感器和发射天线设置在高压绝缘套的两端,即发射天线与高压输电线路有一定距离,降低了高压输电线路对发射天线的影响。
附图说明
图1为本实用新型实施例1提供的无线测温装置的结构示意图。
图2为本实用新型实施例1提供的无线测温装置中数据处理电路的结构示意图。
图3为本实用新型实施例1提供的无源供电系统的原理图。
图4为本实用新型实施例2提供的温度监控系统的结构示意图。
图中:
1-高压绝缘套,11-第一电路板,12-第二电路板,13-电路板支撑,14-金属螺纹挡头,15-无源供电系统,16-高压电极板,17-感应电极板,18-绝缘外壳,19-DC/DC电源变换电路,20-电桥,2-温度传感器,3-发射模块,4-数据处理电路,41-放大电路,42-滤波电路,43-模数转化电路,44-微处理器,Cs-隔离电容,5-发射天线,7-无线测温装置,8-数据接收器,9-监控主机,10-显示器。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本实用新型可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本实用新型可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本实用新型可实施的范畴。
实施例1
本实施例提供一种无线温度测温装置。如图1所示,无线温度测温装置包括高压绝缘套1,高温绝缘套1采用柱状绝缘套,如采用圆柱状绝缘套或方柱状绝缘套等。
在高压绝缘套1内设置有温度传感器2、发射模块3、数据处理电路4和发射天线5,且温度传感器2和发射天线5相对设置在高压绝缘套1的两端,数据处理电路3与温度传感器2、发射模块3信号连接,发射模块3与发射天线5信号连接;温度传感器2用于检测温度,数据处理电路3根据温度传感器2的检测信号获得温度测量值,发射模块3将温度测量值通过发射天线5向外发送。
温度传感器2采用型号为PT100的正温度系数传感器,温度测量范围为-200℃~+200℃。当然,温度传感器2也可以采用其它型号,温度测量范围也可以根据需要变化。
如图2所示,数据处理电路4包括放大电路41、滤波电路42、模数转化电路43和微处理器44,放大电路41的输入端与温度传感器2电连接,放大电路41、滤波电路42、模数转化电路43和微处理器44依次电连接;放大电路41用于对温度传感器2获得的检测信号放大,滤波电路42用于对放大的检测信号进行滤波,模数转化电路43将滤波后的检测信号转化为数字信号,微处理器44根据数字信号得到温度测量值。
在本实施例中,发射天线5采用但不限于WIFI,Zigbee,蓝牙,全球移动通讯系统(GSM)。
无线测温装置包括第一电路板11和第二电路板12,第一电路板11和第二电路板12相对地设置于高压绝缘套1内;温度传感器2设置于第一电路板11朝向外的一侧,数据处理电路4设置于第一电路板11朝向内的一侧;发射模块3设置在第二电路板12朝向内的一侧,发射天线5设置于第二电路板12朝向外的一侧。第一电路板11和第二电路板12不仅用以支撑温度传感器2、数据处理电路4、发射模块3和发射天线5,还提供提供了温度传感器2、数据处理电路4、发射模块3和发射天线5之间电连接的电路。
为了将第一电路板11和第二电路板12固定在高压绝缘套1内。无线测温装置还包括电路板支撑13,电路板支撑13嵌套在高压绝缘套1内,第一电路板11和第二电路板12固定在电路板支撑13上。在电路板支撑13上还设置有电连接第一电路板11和第二电路板12的导线。
在高压绝缘套1的两端设置金属螺纹挡头14,金属螺纹挡头14螺接于高压绝缘套1的两端。金属螺纹挡头14采用铝或铜材料制成。
如图1所示,在高压绝缘套1的外侧设置有绝缘外壳18,绝缘外壳18包裹高压绝缘套1和金属螺纹挡头14绝缘外壳18的形状和尺寸可以根据实际需要调整。
作为本实施例的一个变型实施例,绝缘外壳18也可以不完全包裹金属螺纹挡头14,即设置温度传感器2一端的金属螺纹挡头14裸露在外,在高压场合接触导体,形成等电位极板。
无线测温装置还包括无源供电系统15,无源供电系统15设置在第一电路板11朝向内的一侧,无源供电系统15为数据处理电路4、发射模块3和发射天线5提供电能。
如图3所示,无源供电系统15的工作原理如下:
该无源供电系统是通过高压电场感应取电,线路上没有电流也能取电。无源供电系统15包括高压电极板16、感应电极板17、DC/DC电源变换电路19、电容Cs和电桥20,电桥20的两输入端分别电连接高压电极板16和感应电极板17,电桥20的两输出端与DC/DC电源变换电路19的输入端电连接,电容Cs设置在电桥20的两输出端。储能经由DC/DC电源变换后,利用高压端的空间位移电流给电容Cs充电,电容Cs储存的能量为无源测温装置提供电能。为了提高位移电流,需要在电力上安装一个感应电极板17,感应电极板17即是产品的金属外壳。在高压电极板16和感应电极板17之间串接电容Cs,将高压电极板16与地隔离,确保感应电极板17的电位随等电位极板电位的变化而变化,从而提高温度传感器的可靠性和安全性。
为了便于将无线测温装置固定在高压输电线路上,无线测温装置还包括固定部件,高压绝缘套1与固定部件固定连接或活动连接,在固定部件上设置有固定槽或固定孔。无线测温装置借助固定槽或固定孔固定在高压输电线上。当然,本实施例也可以通过其它固定方式将无线测温装置固定在高压输电线上。
作为本实施例的一个优选实施例,无线测温装置还包括显示屏,显示屏设置在高压绝缘套1的外侧,显示屏与数据处理电路信号连接,用于显示温度测量值。
以上实施例、优选实施例及变型实施例提供的无线测温装置,将数据处理电路设置在高压绝缘套的绝缘腔内,减少了高压输电线路产生的电磁信号对数据处理电路的影响,提高了温度测量的精度以及稳定性;同时通过发射天线将检查到的温度值发出,未采用信号线传输温度值,降低了安全风险,而且将温度传感器和发射天线设置在高压绝缘套的两端,即发射天线与高压输电线路有一定距离,减少高压输电线路对发射天线的影响。另外,该无线测温装置直接安装在输电线路上,不存在遮挡问题,测量区域不受限制,适应性强,能够适应不同场合。
实施例2
本实施例提供一种温度监控系统。如图4所示,温度监控系统包括无线测温装置7、数据接收器8、监控主机9和显示器10,无线测温装置7、数据接收器8和监控主机9依次信号连接,监控主机9与数据接收器8通过无线或RS485接口信号连接。无线测温装置7将获得的温度测量值传输至数据接收器8,数据接收器8将温度测量值传输至监控主机9,监控主机9与显示器10信号连接。监控人员可以从显示器10看到温度测量值。
本实施例中,无线测温装置采用实施例1及其变型、优选实施例提供的无线测温装置。
本实施例提供的温度监控系统,采用本实用新型实施例提供的无线测温装置,将数据处理电路设置在高压绝缘套的绝缘腔内,减少高压输电线路产生的电磁信号对数据处理电路的影响,从而提高温度测量的精度和稳定性;同时通过发射天线将检查到的温度值发出,未采用信号线传输温度值,降低了安全风险,而且将温度传感器和发射天线设置在高压绝缘套的两端,即发射天线与高压输电线路有一定距离,降低了高压输电线路对发射天线的影响。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述,但在本实用新型基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种无线测温装置,其特征在于,所述无线测温装置包括高压绝缘套,在所述高压绝缘套内设置有温度传感器、数据处理电路、发射模块和发射天线,且所述温度传感器和发射天线相对设置在所述高压绝缘套的两端,所述数据处理电路与所述温度传感器、发射模块信号连接,发射模块与发射天线信号连接;所述温度传感器用于检测温度,所述数据处理电路根据所述温度传感器的检测信号获得温度测量值,发射模块将温度测量值通过发射天线向外发送。
2.根据权利要求1所述的无线测温装置,其特征在于,所述数据处理电路包括放大电路、滤波电路、模数转化电路和微处理器,所述放大电路的输入端与温度传感器电连接,所述放大电路、滤波电路、模数转化电路和微处理器依次电连接;所述放大电路用于对所述温度传感器获得的检测信号放大,所述滤波电路用于对放大的检测信号进行滤波,所述模数转化电路将滤波后的检测信号转化为数字信号,所述微处理器根据所述数字信号得到温度测量值。
3.根据权利要求1所述的无线测温装置,其特征在于,所述无线测温装置包括第一电路板和第二电路板,所述第一电路板和第二电路板相对地设置于所述高压绝缘套内;所述温度传感器设置于所述第一电路板朝向外的一侧,所述数据处理电路设置于所述第一电路板朝向内的一侧;所述发射模块设置在第二电路板朝向内的一侧,发射天线设置于第二电路板朝向外的一侧。
4.根据权利要求3所述的无线测温装置,其特征在于,所述无线测温装置还包括电路板支撑,所述电路板支撑嵌套在所述高压绝缘套内,所述第一电路板和第二电路板固定在所述电路板支撑上。
5.根据权利要求1所述的无线测温装置,其特征在于,在所述高压绝缘套的两端设置金属螺纹挡头,所述金属螺纹挡头螺接于所述高压绝缘套的两端。
6.根据权利要求5所述的无线测温装置,其特征在于,所述金属螺纹挡头采用铝或铜材料制成。
7.根据权利要求1所述的无线测温装置,其特征在于,所述发射天线为WIFI,Zigbee,蓝牙或全球移动通讯天线。
8.根据权利要求1所述的无线测温装置,其特征在于,所述无线测温装置还包括固定部件;其中,
所述高压绝缘套与所述固定部件固定连接或活动连接,在所述固定部件上设置有固定槽或固定孔。
9.一种温度监控系统,包括无线测温装置、数据接收器和监控主机,所述无线测温装置、数据接收器和监控主机依次信号连接,所述无线测温装置将获得的温度测量值传输至数据接收器,所述数据接收器将所述温度测量值传输至所述监控主机,其特征在于,所述无线测温装置采用权利要求1-8任意一项所述的无线测温装置。
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