CN215416408U - 基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于变电站监测领域，尤其涉及基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统，包括红外热成像传感器、输入设备和无源无线温度传感器，红外热成像传感器用于检测变电站电力设备的温度，无源无线温度传感器用于检测电力系统中母线接点处和开关接点处的温度，输入设备用于接收红外热成像传感器检测的温度和无源无线温度传感器检测的温度，并发送至控制器；降温装置用于给变电站的电力设备降温；控制器根据输入设备接收的数据控制降温装置的启闭。本实用新型克服现有技术中光纤传感器测温布线难度大以及有源无线传感器因频繁更换电池导致的维护成本增高的问题，同时避免了使用电池时电池在高温下易爆炸的问题。

Description

基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统

技术领域

本实用新型属于变电站监测领域，尤其涉及基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统。

背景技术

随着城市化进程的不断加快，人们对电的需求越来也大，由此，变电站设施也在不断飞速发展，在变电站的电力系统中，高电压、大电流的电力设备越来越多，其中，电力设备中的母线接头和室外刀闸开关在长期运行过程中，母线接头的连接触点和室外刀闸开关的开关触点等部位常常因为老化或者接触电阻过大导致发热，这些发热的部位如果无法实时进行监测，最终可能导致火灾和大面积的停电事故发生。

现有技术中对供电设备的触点状态监测方式主要采用光纤传感器测温和有源无线传感器测温等方式，其中，光纤传感器在积灰后容易导致光纤沿面放电从而使绝缘性降低，同时光纤传感器需要在供电设备内部布线，难度较大；有源无线传感器需要经常更换电池，更换电池时就需要停电作业，导致维护成本增高，同时电池在高温状态下容易发生爆炸，从而导致事故发生。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统，以克服现有技术中光纤传感器测温布线难度大以及有源无线传感器因频繁更换电池导致的维护成本增高的问题，同时避免了使用电池时电池在高温下易爆炸的问题。

本实用新型提供的基础方案：基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统，包括：

监控装置：所述监控装置包括红外热成像传感器、输入设备和无源无线温度传感器，所述红外热成像传感器和无源无线温度传感器均与输入设备连接，所述输入设备与控制器连接，所述红外热成像传感器用于检测变电站电力设备的温度，所述无源无线温度传感器用于检测电力系统中母线接点处和开关接点处的温度，所述输入设备用于接收红外热成像传感器检测的温度和无源无线温度传感器检测的温度，并发送至控制器；

降温装置：降温装置设置在变电站内，用于给变电站的电力设备降温；

控制器：所述控制器与降温装置连接，所述控制器根据输入设备接收的数据控制降温装置的启闭。

本实用新型的原理及优点在于：红外热成像传感器检测电力设备的温度过高时，可以通过降温装置给变电站降温，确保电力设备在适宜的温度下工作；无源无线温度传感器通过利用高压端的空间位移电流给电容Cs充电，利用电容Cs的储能，经由DC-DC电源变换后，为无源无线温度传感器供电。因此，本实用新型的优点是：(1)采用无源无线温度传感器，不需要在电力设备内部布线；(2)采用无源无线温度传感器，不需要用到电池，降低了更换电池带来的维修成本，同时避免了电池因高温带来的易爆炸危害；(3)通过降温装置，可以为变电站的电力设备进项降温，实现电力设备在一个适宜的温度环境下工作，提高电力设备的运行效率。

进一步，所述输入设备包括温度读入器，所述温度读入器与控制器连接，所述温度读入器包括天线和接收箱，所述天线嵌入变电箱内壁，所述接收箱位于变电箱外，所述天线用于向无源无线温度传感器发射射频信号，所述无源无线温度传感器接收射频信号并反射脉冲信号，所述天线还用于接收反射的脉冲信号，并将脉冲信号传输给接收箱，所述接收箱用于将接收的脉冲信号转化成温度信号。

有益效果：温度读入器通过天线发送射频脉冲，脉冲信号被无源无线温度传感器接收到后，通过IDT在其表面激活一个表面波，表面波受到无源无线温度传感器本身温度的影响发生变化，使得能够测量温度，IDT再将表面波的频率振荡转化成射频信号，由天线接收后传输给接收箱做处理。因此，优点在于：(1)能实时检测电力系统中接点处的温度；(2)采用被动感应方式，无需电池驱动。

进一步，所述降温装置包括空调或风扇中的一种或两种。

有益效果：空调和风扇都是较佳的降温装置。

进一步，还包括控制面板，所述控制面板包括显示屏和控制按键，所述显示屏、控制按键均与控制器电连接，所述控制器用于控制显示屏显示输入设备的接收数据以及降温装置的运行状态，所述控制器还用于控制控制按键控制显示屏的显示内容以及降温装置的启闭。

有益效果：通过控制按键可以切换降温装置的启闭状态和显示屏的显示内容，同时显示屏方便用户查看数据，提升本申请的操作性。

进一步，还包括存储器，所述存储器与控制器电连接，所述存储器存储有无源无线温度传感器的ID信息和位置信息，所述控制器还用于控制显示屏显示无源无线温度传感器的ID信息和位置信息。

有益效果：方便用户查找出现问题的无源无线温度传感器。

进一步，还包括通信模块、服务器和管理终端，所述通信模块与控制器电连接，所述控制器用于通过通信模块将输入设备的接收数据以及降温装置的运行状态和控制记录发送至服务器或管理终端，所述控制器还用于根据输入设备的接收数据向服务器和管理终端发送无源无线温度传感器的ID信息和位置信息。

通过互联网和物联网技术，可以使得控制系统连接网络，可以将控制系统的各项检测数据、运行控制数据等实时上传至服务器和管理终端。

进一步，所述通信模块包括无线通信模块，所述无线通信模块包括WiFi模块、蓝牙模块、Zigbee模块、4G网络通信模块、5G网络通信模块以及NB-IOT网络模块中的一种或多种。

有益效果：上述所说的通信模块都是现阶段常使用的无线通信模块。

进一步，还包括预警模块，所述预警模块与控制器电连接，所述控制器还用于根据输入设备的接收数据控制预警模块的启闭，所述控制器还用于通过通信模块向服务器和管理终端发送预警信号；所述控制器还用于通过通信模块接收服务器或管理终端的控制命令，所述控制器还用于根据接收的控制信号控制预警模块启闭。

有益效果：管理人员通过管理终端下发控制指令，实现控制系统的远程监控，同时在检测到异常时通过预警模块可以及时预警提醒，方便管理人员处理。

进一步，所述预警模块包括预警灯和蜂鸣器。

有益效果：预警灯和蜂鸣器都可以起到警示作用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的原理框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：红外热成像传感器101、无源无线温度传感器102、输入设备103、温度读入器104、控制器105、控制按键106、存储器107、通信模块108、服务器109、管理终端110、显示屏111、降温装置112、空调113、预警模块114、预警灯115、蜂鸣器116。

实施例基本如图1所示：基于红外识别和无源传感技术的变电站智能温控系统，包括监控装置、控制器105、降温装置112、存储器107以及控制面板，控制器105与监控装置、降温装置112、存储器107以及控制面板电连接。

监控装置包括红外热成像传感器101、无源无线温度传感器102和输入设备103，红外热成像传感器101和无源无线温度传感器102均与输入设备103连接，输入设备103与控制器105连接，红外热成像传感器101用于检测变电站电力设备的温度，无源无线温度传感器102用于检测电力系统中母线接点处和开关接点处的温度，输入设备103用于接收红外热成像传感器101检测的温度和无源无线温度传感器102检测的温度，并发送至控制器105。在本实施例中，输入设备103包括温度读入器104，温度读入器104与控制器105连接，温度读入器104包括天线和接收箱，天线嵌入变电箱内壁，接收箱位于变电箱外，天线用于向无源无线温度传感器102发射射频信号，无源无线温度传感器102接收射频信号并反射脉冲信号，天线还用于接收反射的脉冲信号，并将脉冲信号传输给接收箱，接收箱用于将接收的脉冲信号转化成温度信号，具体为，温度读入器104通过天线发送射频脉冲，脉冲信号被无源无线温度传感器102接收到后，通过IDT在其表面激活一个表面波，表面波受到无源无线温度传感器102本身温度的影响发生变化，使得能够测量温度，IDT再将表面波的频率振荡转化成射频信号，由天线接收后传输给接收箱做处理，接收箱将射频信号转化成温度数据，并通过有线或者无线的方式传回控制器105，无源无线温度传感器102在本实施例中的优选型号为ATE400。

红外热成像传感器101通过热感应探测电力设备自身发出的红外辐射，通过光电转换和信号处理，将电力设备的温度分布图像转换成视频图像，在本实施例中，红外热成像传感器101的优选型号为FLIR A35，其可以集成在现有系统中，输入设备103为红外热成像传感器101FLIR A35自身的功能模块，用于将红外热成像传感器101FLIR A35检测的视频图像转化成温度信号，发送给控制器105。

降温装置112与控制器105连接，降温装置112设置在变电站内，用于给变电站的电力设备降温，在本实施例中，降温装置112为空调113，在本实施例的其他实施例中，降温装置112为风扇，控制器105根据输入设备103接收的红外热成像传感器101检测的温度控制空调113的启闭。控制面板包括显示屏111和控制按键106，显示屏111、控制按键106与控制器105电连接，控制器105用于控制显示屏111显示输入设备103的接收数据以及降温装置112的运行状态，控制器105还用于控制控制按键106控制显示屏111的显示内容以及降温装置112的启闭，在本实施例中，控制器105为STM32系列单片机，优选为STM32H7系列高性能单片机，显示屏111优选采用OLED显示屏111，控制按键106采用键盘。

存储器107与控制器105电连接，存储器107存储有无源无线温度传感器102的ID信息和位置信息，具体为，给每一个无源无线温度传感器102编号，该编号即为ID信息，无源无线温度传感器102在母线接点处和开关接点处的坐标信息即为无源无线温度传感器102的位置信息，控制器105还用于控制显示屏111显示无源无线温度传感器102的ID信息和位置信息，在本实施例中，存储器107为单片机控制器105内置的存储器107。

还包括通信模块108、服务器109和管理终端110，通信模块108与控制器105电连接，控制器105用于通过通信模块108将输入设备103的接收数据以及降温装置112的运行状态和控制记录发送至服务器109或管理终端110，控制器105还用于根据输入设备103的接收数据向服务器109和管理终端110发送无源无线温度传感器102的ID信息和位置信息，通信模块108包括无线通信模块108，所述无线通信模块108包括WiFi模块、蓝牙模块、Zigbee模块、4G网络通信模块108、5G网络通信模块108以及NB-IOT网络模块中的一种或多种，在本实施例中，优选采用4G网络通信模块108。

本实施例中，还包括预警模块114，预警模块114包括预警灯115和蜂鸣器116，预警模块114与控制器105电连接，控制器105还用于根据输入设备103的接收数据控制预警模块114的启闭，控制器105还用于通过通信模块108向服务器109和管理终端110发送预警信号；控制器105还用于通过通信模块108接收服务器109或管理终端110的控制命令，控制器105还用于根据接收的控制信号控制预警模块114启闭。

以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统，其特征在于：包括：

监控装置：所述监控装置包括红外热成像传感器、输入设备和无源无线温度传感器，所述红外热成像传感器和无源无线温度传感器均与输入设备连接，所述输入设备与控制器连接，所述红外热成像传感器用于检测变电站电力设备的温度，所述无源无线温度传感器用于检测电力系统中母线接点处和开关接点处的温度，所述输入设备用于接收红外热成像传感器检测的温度和无源无线温度传感器检测的温度，并发送至控制器；

降温装置：降温装置设置在变电站内，用于给变电站的电力设备降温；

控制器：所述控制器与降温装置连接，所述控制器根据输入设备接收的数据控制降温装置的启闭。

2.根据权利要求1所述的基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统，其特征在于：所述输入设备包括温度读入器，所述温度读入器与控制器连接，所述温度读入器包括天线和接收箱，所述天线嵌入变电箱内壁，所述接收箱位于变电箱外，所述天线用于向无源无线温度传感器发射射频信号，所述无源无线温度传感器接收射频信号并反射脉冲信号，所述天线还用于接收反射的脉冲信号，并将脉冲信号传输给接收箱，所述接收箱用于将接收的脉冲信号转化成温度信号。

3.根据权利要求1所述的基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统，其特征在于：所述降温装置包括空调或风扇中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统，其特征在于：还包括控制面板，所述控制面板包括显示屏和控制按键，所述显示屏、控制按键均与控制器电连接，所述控制器用于控制显示屏显示输入设备的接收数据以及降温装置的运行状态，所述控制器还用于控制控制按键控制显示屏的显示内容以及降温装置的启闭。

5.根据权利要求4所述的基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统，其特征在于：还包括存储器，所述存储器与控制器电连接，所述存储器存储有无源无线温度传感器的ID信息和位置信息，所述控制器还用于控制显示屏显示无源无线温度传感器的ID信息和位置信息。

6.根据权利要求5所述的基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统，其特征在于：还包括通信模块、服务器和管理终端，所述通信模块与控制器电连接，所述控制器用于通过通信模块将输入设备的接收数据以及降温装置的运行状态和控制记录发送至服务器或管理终端，所述控制器还用于根据输入设备的接收数据向服务器和管理终端发送无源无线温度传感器的ID信息和位置信息。

7.根据权利要求6所述的基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统，其特征在于：所述通信模块包括无线通信模块，所述无线通信模块包括WiFi模块、蓝牙模块、Zigbee模块、4G网络通信模块、5G网络通信模块以及NB-IOT网络模块中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统，其特征在于：还包括预警模块，所述预警模块与控制器电连接，所述控制器还用于根据输入设备的接收数据控制预警模块的启闭，所述控制器还用于通过通信模块向服务器和管理终端发送预警信号；所述控制器还用于通过通信模块接收服务器或管理终端的控制命令，所述控制器还用于根据接收的控制信号控制预警模块启闭。

9.根据权利要求8所述的基于红外识别与无源传感技术的变电站智能远程温控系统，其特征在于：所述预警模块包括预警灯和蜂鸣器。

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