CN213023384U - 一种基于光伏充电的户外综合检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于光伏充电的户外综合检测装置，包括充电模块、放电模块、电流检测模块、温度检测模块和无线传输模块。本实用新型基于光伏充电的户外综合检测装置采用光伏充电方式给装置供电，可以同时对户外变压器的进线/出线桩、户外刀闸等易发热的接头位置进行温度、电流检测，并通过无线方式将测量数据传输给后台监控软件。

Description

一种基于光伏充电的户外综合检测装置

【技术领域】

本实用新型涉及检测装置技术领域，具体为一种基于光伏充电的户外综合检测装置。

【背景技术】

目前，现有的检测装置存在以下缺点：

1、供电方式：①采用电池供电：每隔几年就要更换电池；②CT取电供电：破坏电气间隙，减小爬电距离；

2、防护性：CT取电方式，长期暴露在户外，坡莫合金条容易生锈影响取电效果；而且坡莫合金条要穿过装置，IP防护容易失效；

3、测量单一：目前只对节点的温度进行检测，没有对引起发热的关键因素流过的电流进行检测。导致不管流过接头的电流大或小，只要温度升高就报警，增加现场检修人员的维护工作量；

4、实时性差：采用电池供电方式，为了确保电池能够正常使用几年以上，测量数据只能低频次(十来分钟发一次)发送，导致测量数据的连续性较差；

5、抗干扰能力较差：由于数据发送频次较低，一旦接收中途出现一次干扰报警数据，就会引起误报警；如果中途受干扰数据包丢失一次且又出现报警，就会漏报。

【实用新型内容】

为解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于光伏充电的户外综合检测装置：

包括充电模块、放电模块、电流检测模块、温度检测模块和无线传输模块；

所述充电模块包括光伏太阳能电池、能量收集模块和锂电池，所述光伏太阳能电池、能量收集模块和能量收集模块和锂电池依次相连接；

放电模块包括能量收集模块和锂电池、无线MCU，所述锂电池、能量收集模块和无线MCU依次相连接；

电流检测模块包括罗氏电流互感线圈、低噪放大器、电压基准和无线 MCU；所述罗氏电流互感线圈、低噪放大器和无线MCU相连接；所述罗氏电流互感线圈、低噪放大器和电压基准相连接；

温度检测模块包括温度传感器和无线MCU，所述温度传感器和无线MCU 相连接；

无线传输模块包括无线MCU和接收装置，所述无线MCU和接收装置通过无线方式相连接。

进一步地，光伏太阳能电池为弱光非晶硅太阳能电池。

进一步地，能量收集模块包括升压充电电路、充放切换控制电路和开关电路。

进一步地，可充电锂电池为耐80℃以上高温，且为3.7V/100mAh～ 3.7V/200mAh的可充电锂电池。

进一步地，能量收集模块和锂电池之间安装有S1开关。

本实用新型基于光伏充电的户外综合检测装置采用光伏充电方式给装置供电，可以同时对户外变压器的进线/出线桩、户外刀闸等易发热的接头位置进行温度、电流检测，并通过无线方式将测量数据传输给后台监控软件。

该装置具有以下技术特点：

1、采用光伏充电，不需要另外接一次性电池，使用寿命长；

2、采用罗氏电流互感线圈测量电流，具有测量电流范围宽等特点；

3、对节点同时进行温度、电流综合检测，为测温点报警提供综合依据；

4、安装方便，不破坏电气间隙和爬电距离。

5、采用弱光性非晶太阳能光伏电池，可以确保在阴天低照度环境下正常使用；

6、实时性好，数据在夜晚1min发送一次，弱光时10s发送一次，强光时2s发送一次；

7、远距离传输，采用大功率无线MCU，无线识别距离可达500米以上。

【附图说明】

图1为本实用新型各个功能模块链接关系流程图；

图2为本实用新型充电模块和放电模块电路图；

图3为本实用新型电流采样放大电路图；

图4为本实用新型本实用新型电流和温度采样无线传输电路图；

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种基于光伏充电的户外综合检测装置：

包括充电模块、放电模块、电流检测模块、温度检测模块和无线传输模块；

所述充电模块包括光伏太阳能电池、能量收集模块和锂电池，所述光伏太阳能电池、能量收集模块和能量收集模块和锂电池依次相连接；

放电模块包括能量收集模块和锂电池、无线MCU，所述锂电池、能量收集模块和无线MCU依次相连接；

电流检测模块包括罗氏电流互感线圈、低噪放大器、电压基准和无线 MCU；所述罗氏电流互感线圈、低噪放大器和无线MCU相连接；所述罗氏电流互感线圈、低噪放大器和电压基准相连接；

温度检测模块包括温度传感器和无线MCU，所述温度传感器和无线MCU 相连接；

无线传输模块包括无线MCU和接收装置，所述无线MCU和接收装置通过无线方式相连接。

进一步地，光伏太阳能电池为弱光非晶硅太阳能电池。

进一步地，能量收集模块包括升压充电电路、充放切换控制电路和开关电路。

进一步地，可充电锂电池为耐80℃以上高温，且为3.7V/100mAh～ 3.7V/200mAh的可充电锂电池。

进一步地，能量收集模块和锂电池之间安装有S1开关。

工作原理

(1)充电过程

太阳能电池板采用弱光性太阳能光伏电池，当光照强度超过200LUX时， J1连接的太阳能电池板开始发电；太阳能电池板的输出电压超过0.1V时，能量收集电路启动升压充电功能，开始给锂电池BT1充电，安全充电电压限制在4.2V，确保锂电池不会因为过充而损坏。

(2)放电过程

当太阳能电池板不能发电例如：低照度环境或夜晚条件、或者输出电压低于0.1V时，能量收集电路关闭充电功能，同时启动电池放电功能，通过升/ 降压稳压电路使输出电压稳定在3.3V，确保后级的无线MCU、放大电路等持续稳定工作。锂电池采用的是耐高温的3.7V/100mAh的可充电锂电池，理论上(排除电池自身漏电、容量降低等因素影响)充满电后1min发送一次数据，可以连续工作1年以上；同时基于避免电池过放而损坏使用的影响，在装置未到现场安装前将S1关闭断开电池输出。

(3)电流检测

通过罗氏电流互感线圈对接头处的电流进行检测，当有电流流过接头时，罗氏电流互感线圈会输出一个微弱的正弦波信号，通过低噪声放大电路后给到MCU的ADC通道进行模数转换，MCU通过计算得到相应的电流值；

(4)温度检测

由于NTC的电阻值随温度的变化呈线性状态，所以MCU的ADC通过对 NTC的电阻值进行采样、计算得到当前温度值；

(5)无线传输

当电流值、温度采样计算完成后，无线MCU U2将数据打包成完整的数据帧格式通过无线方式传输给接收装置。传输完成后，MCU立即进入低功耗模式，降低能量的消耗。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于光伏充电的户外综合检测装置，其特征在于：

包括充电模块、放电模块、电流检测模块、温度检测模块和无线传输模块；

所述充电模块包括光伏太阳能电池、能量收集模块和可充电锂电池，所述光伏太阳能电池、能量收集模块和锂电池依次相连接；

所述放电模块包括能量收集模块和可充电锂电池、无线MCU，所述可充电锂电池、能量收集模块和无线MCU依次相连接；

所述电流检测模块包括罗氏电流互感线圈、低噪放大器、电压基准和无线MCU；所述罗氏电流互感线圈、低噪放大器和无线MCU相连接；所述罗氏电流互感线圈、低噪放大器和电压基准相连接；

所述温度检测模块包括温度传感器和无线MCU，所述温度传感器和无线MCU相连接；

所述无线传输模块包括无线MCU和接收装置，所述无线MCU和接收装置通过无线方式相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于光伏充电的户外综合检测装置，其特征在于：所述光伏太阳能电池为弱光非晶硅太阳能电池。

3.根据权利要求1所述的一种基于光伏充电的户外综合检测装置，其特征在于：所述能量收集模块包括升压充电电路、充放切换控制电路和开关电路。

4.根据权利要求1所述的一种基于光伏充电的户外综合检测装置，其特征在于：所述可充电锂电池为耐80℃以上高温、且为3.7V/100mAh～3.7V/200mAh的可充电锂电池。

5.根据权利要求1所述的一种基于光伏充电的户外综合检测装置，其特征在于：所述能量收集模块和可充电锂电池之间安装有S1开关。

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