本發(fā)明涉及電力設(shè)備測溫，具體說的是一種主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)當(dāng)中高電壓、大電流工作狀態(tài)的斷路器無源無線測溫裝置以及測溫監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)中普遍使用的高壓開關(guān)柜長期處于高電壓、大電流的工作狀態(tài)，開關(guān)柜的斷路器普遍采用移動小車模式固定斷路器。當(dāng)進行檢修工作或者停電情況下，運行人員要將斷路器小車?yán)鲩_關(guān)柜。由于這樣的結(jié)構(gòu)，斷路器經(jīng)常處在機械接觸、摩擦的狀態(tài)。時間久后斷路器的觸點因老化或機械位置變化造成接觸電阻增大而引起觸頭或接頭處溫度升高，如果沒有及時處理，將會產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致燒毀高壓開關(guān)柜，甚至直接影響電力系統(tǒng)正常供電而造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，對高壓開關(guān)柜中斷路器觸頭的溫度進行實時監(jiān)測，對于保障高壓開關(guān)柜的安全運行，甚至對電網(wǎng)的安全生產(chǎn)都具有十分重要的作用。

在高電壓、大電流環(huán)境下，實現(xiàn)溫度的在線監(jiān)測需要解決高壓隔離和抗強電磁干擾的難題。現(xiàn)有高壓開關(guān)柜內(nèi)斷路器的觸頭溫度在線監(jiān)測技術(shù)主要有以下幾種：

(1)在母排接頭和斷路器觸點的表面涂一層溫變材料，著隨溫度變化而改變涂料的顏色，通過觀察其顏色變化來大致確定溫度范圍。這種方法準(zhǔn)確度低、可讀性差，不能進行定量和實時測量，方法原始并對員工的要求高。

(2)利用紅外熱像儀或點溫儀，操作人員定時手持儀器對準(zhǔn)母排接頭和高壓開關(guān)觸點進行測量。這種方法在0～200℃之間的溫度值誤差小、準(zhǔn)確度高，但無法做到實時測量、僅能獲得檢測時候的瞬時溫度，而且價格高、光學(xué)器件在高壓場合使用不便。

(3)采用光纖的方式，這種方法具體實現(xiàn)又分為兩種，一種是采用光纖光柵溫度傳感器，另一種是僅利用光纖傳輸溫度信號，兩者都利用了光纖耐高壓、抗腐蝕、抗電磁干擾等優(yōu)點，該技術(shù)的最大缺陷是被測高壓帶電體與測量設(shè)備需要通過光纖連接，因此不能解決污閃的問題，嚴(yán)格地說該技術(shù)的安全性值得商榷，同時增大了現(xiàn)場施工的難度。

(4)采用無線測溫的方式，這種方式是采用無線通信技術(shù)使溫度傳感器與數(shù)據(jù)集中顯示器之間實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，不對開關(guān)柜做任何的物理結(jié)構(gòu)改變，也不進行施工布線，很好地解決高壓隔離的問題，同時采用超低功耗設(shè)計和屏蔽技術(shù)解決了溫度采集終端的使用壽命和抗強電磁干擾的問題。

電力系統(tǒng)的斷路器，特別是主變、母線聯(lián)絡(luò)斷路器很難停電，一個變電站正常全站停電檢修的周期在4-6年。所以要求所有的測溫手段應(yīng)在全變電站不停電情況下安裝、檢測。

涂刷溫變材料不適合斷路器。斷路器都采用封閉金屬小車進行加固和封裝，在帶電情況下是無法使用肉眼觀察到顏色變化情況；

由于變電站開關(guān)柜由金屬柜體進行封閉，開關(guān)柜的觀察窗口采用普通的玻璃，紅外線無法穿越這種材料。造成熱像儀無法測量開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備的溫度，即便安裝了透紅外觀察窗口，也由于斷路器小車的金屬外殼、絕緣件等部件的遮擋造成熱像儀無法取得斷路器觸頭的視角；

光纖測溫需要在柜體內(nèi)部布置光纖及光纖溫度采集終端，這樣的工作需要開關(guān)柜母線停電情況下進行安裝工作。這樣對于部署、安裝工作帶來不便。另外由于光纖傳感器的物理特性緣故，存在溫漂現(xiàn)象，需要3年進行一次溫度校驗工作。這樣的校驗工作也需要停電拆卸傳感器。

傳統(tǒng)的無線測溫裝置，由于安裝在母排側(cè)或者斷路器的靜觸頭側(cè)，也需要全站停電安裝。另外大部分廠家的無線測溫裝置采用電池供電，所以在高溫情況下壽命只有2到3年。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于：提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便且能夠在不全站斷電的情況下的安裝和維護的斷路器動觸頭無源無線采集裝置。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：斷路器動觸頭無源無線采集裝置，包括柔性硅鋼基帶，在該柔性硅鋼基帶上設(shè)置有漆包線線圈和柔性電路，所述的柔性電路包括電源模塊、溫度傳感器、MCU以及無線發(fā)射模塊，所述的溫度傳感器、MCU和無線發(fā)射模塊均與電源模塊連接，所述的漆包線線圈與電源模塊連接。

所述的柔性硅鋼基帶的外部套裝有阻燃硅橡膠套。

在所述的阻燃硅橡膠套上設(shè)置有多個防滑限位塊，相鄰兩個防滑限位塊之間形成防滑限位槽。

所述的電源模塊還包括包括有穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路包括三端穩(wěn)壓器IC3、電壓檢測芯片IC1和電壓檢測芯片IC2；所述的三端穩(wěn)壓器IC3的a引腳與電壓檢測芯片IC1的a引腳連接，所述的三端穩(wěn)壓器IC3的c引腳與電壓檢測芯片IC2的a引腳連接，所述的三端穩(wěn)壓器IC3的b引腳、電壓檢測芯片IC1的b引腳以及電壓檢測芯片IC2的b引腳連接在一起；所述的漆包線線圈的兩端連接有整流橋，該整流橋的兩端分別與三端穩(wěn)壓器IC3的a引腳和電壓檢測芯片IC1的c引腳連接。

所述的電源模塊包括均與穩(wěn)壓電路并聯(lián)設(shè)置的過流保護電路和儲能電容C2。

所述的過流保護電路包括電阻R1、二極管W1、二極管W2、電阻R2、電阻R3、雙向觸發(fā)二極管Q1、電阻R4以及雙向觸發(fā)二極管Q2，串聯(lián)電阻R1、二極管W1、二極管W2、電阻R2為第一器件組，串聯(lián)電阻R3、雙向觸發(fā)二極管Q1、電阻R4為第二器件組，所述的第一器件組、第二器件組以及雙向觸發(fā)二極管Q2三者并聯(lián)且與儲能電容C2并聯(lián)；所述的二極管W1和二極管W2反向設(shè)置，所述的雙向觸發(fā)二極管Q1一端與二極管W1和二極管W2之間的線路連接，另一端與雙向觸發(fā)二極管Q2連接。

本發(fā)明的另一個目的在于：提供一種方便測溫、使用壽命長、無線傳輸穩(wěn)定方便的斷路器動觸頭無源無線測溫監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：斷路器動觸頭無源無線測溫監(jiān)測系統(tǒng)，包括依次連接的無線無源溫度采集裝置、溫度收集集中器、信號中繼器、中央處理器以及用戶終端；

無線無源溫度采集裝置，環(huán)向安裝在斷路器動觸頭端部，用于實時監(jiān)測斷路器的溫度；

溫度收集集中器，包括無線接收模塊無線發(fā)送模塊，將各個無線無源溫度采集裝置測得的溫度信息集中打包并發(fā)送出去；

信號中繼器，包括無線接收模塊和無線發(fā)送模塊，接收溫度收集集中器發(fā)送的信號并增強放大，然后傳動給中央處理器處理；

中央處理器，包括有無線接收模塊和無線發(fā)送模塊，接收信號中繼器發(fā)出的信號，并將信號所帶的信息與原儲存在中央處理器中的數(shù)據(jù)信息進行對比，將對比得到的結(jié)果發(fā)送給用戶終端；

用戶終端，用于接收和顯示中央處理器發(fā)出的信息。

所述的中央處理器設(shè)置有無線自組網(wǎng)模塊，該無線自組網(wǎng)模塊連接無線無源溫度采集裝置、溫度收集集中器以及信號中繼器；當(dāng)檢測到與信號中繼器配合的協(xié)調(diào)器時，建立網(wǎng)絡(luò)，并進行無線監(jiān)控，若接收到信號則啟動接收程序發(fā)送到用戶終端，若沒有接收到信號則返回上一步，若有節(jié)點申請加入網(wǎng)絡(luò)，則批準(zhǔn)加入網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)檢測到與溫度收集集中器配合的路由器時，初始化路由器并申請加入網(wǎng)絡(luò)，若加入網(wǎng)絡(luò)成功則進入無線監(jiān)控，否則重新申請加入網(wǎng)絡(luò)，若接收到無線監(jiān)控的數(shù)據(jù)則進行數(shù)據(jù)處理，否則重新進行無線監(jiān)控；當(dāng)檢測到溫度傳感器節(jié)點時，申請加入網(wǎng)絡(luò)，若加入成功則進入休眠狀態(tài)，否則重新申請加入網(wǎng)絡(luò)，若進入休眠狀態(tài)后有命令則進行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理結(jié)束進入休眠狀態(tài)，否則繼續(xù)保持休眠狀態(tài)。

所述的用戶終端包括電腦檢測終端和手持終端。

所述的手持終端為智能手機。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

（1）本發(fā)明的斷路器動觸頭無源無線采集裝置以及測溫監(jiān)測系統(tǒng)，在無需全站停電的情況下就可以進行安裝和維護，具有結(jié)構(gòu)簡單使用方便的特點；采用了溫度收集集中器和信號中繼器，提高了可靠性；采用了無線自組網(wǎng)方式，提高了信號傳送的可靠性和穩(wěn)定性，而且能夠節(jié)約資源。

（2）設(shè)置有柔性硅鋼基帶，并在柔性硅鋼基帶上設(shè)置有漆包線線圈，能夠通過感應(yīng)電流產(chǎn)生電能為整個斷路器動觸頭無源無線采集裝置以及測溫監(jiān)測系統(tǒng)供電。

（3）設(shè)置有電源模塊，并配合有相應(yīng)的三端穩(wěn)壓器、雙向觸發(fā)二極管Q1、雙向觸發(fā)二極管Q2，可以相當(dāng)方便地穩(wěn)定電源模塊的供電，同時可以實時地泄流，減小電器件的損傷，延長了使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的斷路器動觸頭無源無線采集裝置以及測溫監(jiān)測系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的斷路器動觸頭無源無線采集裝置以及測溫監(jiān)測系統(tǒng)的硅鋼基帶的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的斷路器動觸頭無源無線采集裝置以及測溫監(jiān)測系統(tǒng)的硅鋼基帶的配合阻燃硅橡膠套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的斷路器動觸頭無源無線采集裝置以及測溫監(jiān)測系統(tǒng)的電源模塊的電路圖；

圖5為本發(fā)明的斷路器動觸頭無源無線采集裝置以及測溫監(jiān)測系統(tǒng)的電源模塊的保護電路圖；

圖6為本發(fā)明的斷路器動觸頭無源無線采集裝置以及測溫監(jiān)測系統(tǒng)的電源模塊的保護電路圖無線自組網(wǎng)模塊的邏輯框圖；

圖中，1—硅鋼基帶，2—漆包線線圈，3—阻燃硅橡膠套，4—防滑限位塊，5—防滑限位槽。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1：

如圖1至圖6所示，本發(fā)明斷路器動觸頭無源無線采集裝置，包括柔性硅鋼基帶1，在該柔性硅鋼基帶1上設(shè)置有漆包線線圈2和柔性電路，所述的柔性電路包括電源模塊、溫度傳感器、MCU以及無線發(fā)射模塊，所述的溫度傳感器、MCU和無線發(fā)射模塊均與電源模塊連接，所述的漆包線線圈2與電源模塊連接。本發(fā)明的斷路器動觸頭無源無線采集裝置以及測溫監(jiān)測系統(tǒng)，在無需全站停電的情況下就可以進行安裝和維護，具有結(jié)構(gòu)簡單使用方便的特點；采用了溫度收集集中器和信號中繼器，提高了可靠性；采用了無線自組網(wǎng)方式，提高了信號傳送的可靠性和穩(wěn)定性，而且能夠節(jié)約資源。值得注意的是，漆包線線圈2通過感應(yīng)的方式獲得電能，并傳送給電源模塊，電源模塊給無線發(fā)射模塊和溫度傳感器供電，所述的溫度傳感器緊貼斷路器端部方便測溫，測得的溫度通過無線發(fā)射模塊發(fā)射到溫度收集集中器。值得注意的是由于裝置為柔性帶狀，可根據(jù)設(shè)備的不同外型包裹在發(fā)熱點附近。

實施例2：

作為優(yōu)選的，所述的柔性硅鋼基帶1的外部套裝有阻燃硅橡膠套3。該阻燃硅橡膠套3可以對柔性硅鋼基帶1以及柔性硅鋼基帶1上的電源模塊等進行保護，同時也方便安裝和維護，減少損傷。

實施例3：

作為優(yōu)選的，在所述的阻燃硅橡膠套3上設(shè)置有多個防滑限位塊4，相鄰兩個防滑限位塊4之間形成防滑限位槽5，防止了柔性硅鋼基帶1從斷路器動觸頭處滑落，方便了安裝和維護。

實施例4:

作為優(yōu)選的，所述的電源模塊還包括包括有穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路包括三端穩(wěn)壓器IC3、電壓檢測芯片IC1和電壓檢測芯片IC2；所述的三端穩(wěn)壓器IC3的a引腳與電壓檢測芯片IC1的a引腳連接，所述的三端穩(wěn)壓器IC3的c引腳與電壓檢測芯片IC2的a引腳連接，所述的三端穩(wěn)壓器IC3的b引腳、電壓檢測芯片IC1的b引腳以及電壓檢測芯片IC2的b引腳連接在一起；所述的漆包線線圈的兩端連接有整流橋，該整流橋的兩端分別與三端穩(wěn)壓器IC3的a引腳和電壓檢測芯片IC1的c引腳連接。起到了穩(wěn)壓保護作用，能夠保證電路正常工作。

實施例5：

作為優(yōu)選的，所述的電源模塊包括均與穩(wěn)壓電路并聯(lián)設(shè)置的過流保護電路和儲能電容C2。過流保護電路起到電路保護作用，防止擊穿損壞電路，值得注意的是，所述的儲能電容C2一般采用超級法拉電容。

實施例6：

作為優(yōu)選的，所述的過流保護電路包括電阻R1、二極管W1、二極管W2、電阻R2、電阻R3、雙向觸發(fā)二極管Q1、電阻R4以及雙向觸發(fā)二極管Q2，串聯(lián)電阻R1、二極管W1、二極管W2、電阻R2為第一器件組，串聯(lián)電阻R3、雙向觸發(fā)二極管Q1、電阻R4為第二器件組，所述的第一器件組、第二器件組以及雙向觸發(fā)二極管Q2三者并聯(lián)且與儲能電容C2并聯(lián)；所述的二極管W1和二極管W2反向設(shè)置，所述的雙向觸發(fā)二極管Q1一端與二極管W1和二極管W2之間的線路連接，另一端與雙向觸發(fā)二極管Q2連接。值得注意的是，為保護電路輸入端并聯(lián)電容C1以提高穩(wěn)定性。

實施例7：

本發(fā)明的斷路器動觸頭無源無線測溫監(jiān)測系統(tǒng)，包括依次連接的無線無源溫度采集裝置、溫度收集集中器、信號中繼器、中央處理器以及用戶終端；

無線無源溫度采集裝置，環(huán)向安裝在斷路器動觸頭端部，用于實時監(jiān)測斷路器的溫度；

溫度收集集中器，包括無線接收模塊無線發(fā)送模塊，將各個無線無源溫度采集裝置測得的溫度信息集中打包并發(fā)送出去；

信號中繼器，包括無線接收模塊和無線發(fā)送模塊，接收溫度收集集中器發(fā)送的信號并增強放大，然后傳動給中央處理器處理；

中央處理器，包括有無線接收模塊和無線發(fā)送模塊，接收信號中繼器發(fā)出的信號，并將信號所帶的信息與原儲存在中央處理器中的數(shù)據(jù)信息進行對比，將對比得到的結(jié)果發(fā)送給用戶終端；

用戶終端，用于接收和顯示中央處理器發(fā)出的信息。

本發(fā)明的斷路器動觸頭無源無線采集裝置以及測溫監(jiān)測系統(tǒng)，在無需全站停電的情況下就可以進行安裝和維護，具有結(jié)構(gòu)簡單使用方便的特點；采用了溫度收集集中器和信號中繼器，提高了可靠性；采用了無線自組網(wǎng)方式，提高了信號傳送的可靠性和穩(wěn)定性，而且能夠節(jié)約資源。

實施例8：

作為優(yōu)選的，所述的中央處理器設(shè)置有無線自組網(wǎng)模塊，該無線自組網(wǎng)模塊連接無線無源溫度采集裝置、溫度收集集中器以及信號中繼器；當(dāng)檢測到與信號中繼器配合的協(xié)調(diào)器時，建立網(wǎng)絡(luò)，并進行無線監(jiān)控，若接收到信號則啟動接收程序發(fā)送到用戶終端，若沒有接收到信號則返回上一步，若有節(jié)點申請加入網(wǎng)絡(luò)，則批準(zhǔn)加入網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)檢測到與溫度收集集中器配合的路由器時，初始化路由器并申請加入網(wǎng)絡(luò)，若加入網(wǎng)絡(luò)成功則進入無線監(jiān)控，否則重新申請加入網(wǎng)絡(luò)，若接收到無線監(jiān)控的數(shù)據(jù)則進行數(shù)據(jù)處理，否則重新進行無線監(jiān)控；當(dāng)檢測到溫度傳感器節(jié)點時，申請加入網(wǎng)絡(luò)，若加入成功則進入休眠狀態(tài)，否則重新申請加入網(wǎng)絡(luò)，若進入休眠狀態(tài)后有命令則進行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理結(jié)束進入休眠狀態(tài)，否則繼續(xù)保持休眠狀態(tài)。

自組織網(wǎng)絡(luò)：在本發(fā)明的應(yīng)用中，溫度采集裝置節(jié)點的位置不能預(yù)先精確設(shè)定，也無法預(yù)知無線信號傳輸是否暢通，信號強度是否正常。這就要求相關(guān)通訊模塊具有自組織能力，能夠自動進行配置和管理，通過拓?fù)淇刂茩C制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，自動形成轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的多跳無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因此，溫度采集裝置節(jié)點是一種典型的無線自組網(wǎng)。

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動態(tài)變化：相關(guān)通訊模塊（包括中繼器及采集集中器）最主要的限制是攜帶的電源能量有限通訊模塊作為一種微型嵌入式系統(tǒng)，其CPU能力比較弱，存儲器容量比較小，但是需要完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的管理和處理、應(yīng)答匯聚節(jié)點的任務(wù)請求、節(jié)點控制等多種工作。在使用過程中，可能有部分模塊因為能量耗盡或環(huán)境因素而失效，這就必須增加一些新的節(jié)點來補充失效節(jié)點，溫度采集裝置網(wǎng)絡(luò)中的安裝數(shù)量的動態(tài)增減帶來網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動態(tài)變化。這就要求無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能適應(yīng)這些變化，具有動態(tài)系統(tǒng)重構(gòu)能力。

以數(shù)據(jù)為中心：傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計時比較關(guān)心節(jié)點的位置，設(shè)計工作的重點是如何設(shè)計出最佳的拓?fù)錁?gòu)型，將分布在不同地理位置的節(jié)點互聯(lián)起來；如何分配IP地址，使得用戶可以方便地識別節(jié)點。而本發(fā)明的相關(guān)組成部分都是一種自組織的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆锌赡茈S時在變化，用戶更關(guān)心溫度采集裝置感知的數(shù)據(jù)能夠告訴我們什么樣的信息。

實施例9：

作為優(yōu)選的，所述的用戶終端包括電腦檢測終端和手持終端，使用電腦終端的工作人員可以通過檢測到斷路器溫度情況，并進行分析可以采用相應(yīng)的應(yīng)對措施，當(dāng)工作人員不在電腦終端的時候，可以使用手持終端的實時檢測斷路器溫度，防止損失。

實施例10：

作為優(yōu)選的，所述的手持終端為智能手機，使用相當(dāng)方便。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。