無線高壓設(shè)備電力參數(shù)在線監(jiān)測(cè)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型技術(shù)屬于高壓輸變電設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及無線高壓設(shè)備電力參數(shù)在線監(jiān)測(cè)儀，在線直接適時(shí)監(jiān)測(cè)高壓設(shè)備電力參數(shù)變化，通過2.4G微波傳輸數(shù)據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，溫度、電壓、電流是設(shè)備運(yùn)行正常的一個(gè)重要參數(shù)。變電站的開關(guān)、刀閘、變壓器是重要的電器設(shè)備。隨著科技的進(jìn)步，社會(huì)用電負(fù)荷不斷增長(zhǎng)，在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，因老化、表面氧化腐蝕、連接不緊密、緊固螺栓松動(dòng)或接觸電阻過大而導(dǎo)致發(fā)熱，而這些發(fā)熱部位的溫度無法在運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)，最終導(dǎo)致火災(zāi)事故發(fā)生。
[0003]尤其在1KV?330KV輸變電中變壓器、斷路器、電抗器、隔離開關(guān)、避雷器、進(jìn)出母線聯(lián)接頭、導(dǎo)電母排、高壓開關(guān)柜等諸多設(shè)備，往往會(huì)因承載電流過大或者環(huán)境溫濕度的變化會(huì)使供電設(shè)備表面氧化，腐蝕，機(jī)器磨損等原因造成接觸點(diǎn)電阻值增大，使觸點(diǎn)溫度過高，尤其是所有開、閉合導(dǎo)電活動(dòng)部分最易發(fā)生高溫過熱故障，如若得不到及時(shí)處理可能會(huì)使絕緣部件性能降低，造成安全隱患，甚至導(dǎo)致輸電設(shè)備擊穿，造成供電網(wǎng)癱瘓、大面積停電，從而給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來較大損失。如何通過對(duì)溫度、電壓、電流的在線監(jiān)測(cè)來避免事故的發(fā)生就成為目前的主要問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，提供無線高壓設(shè)備電力參數(shù)在線監(jiān)測(cè)儀，該裝置基于無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)，準(zhǔn)確監(jiān)視變電站關(guān)鍵部位的溫度、電壓、電流的變化情況，并可通過微波通訊模塊來傳輸信號(hào)，在傳輸中保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖垢蓴_能力，從而為高電壓輸變電一次側(cè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)能起到一定的保障作用，從而為安全供電提供了更多的自動(dòng)化測(cè)量的手段。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]無線高壓設(shè)備電力參數(shù)在線監(jiān)測(cè)儀，包括:
[0007]一殼體，所述殼體內(nèi)封裝有MCU主控模塊、RF通訊模塊和測(cè)溫元件；所述MCU主控模塊分別與RF通訊模塊和測(cè)溫元件連接；所述RF通訊模塊還與天線連接
[0008]所述殼體的上端設(shè)有一線管，測(cè)溫元件設(shè)于線管的上端部，測(cè)溫元件還通過設(shè)于線管內(nèi)的導(dǎo)線與集成電路板連接，
[0009]一為整個(gè)裝置的正常工作提供持續(xù)的電能的鋰電池和電池充能電路，所述電池充能電路通過從電力線纜以電磁感應(yīng)方式獲得微功率電源，為鋰電池進(jìn)行充電。
[0010]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述測(cè)溫元件上套設(shè)有鋼制探頭帽，所述鋼制探頭帽對(duì)測(cè)溫元件起保護(hù)和傳導(dǎo)作用。
[0011]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述殼體由一矩形封閉箱體以及與該封閉箱體相對(duì)配合的緊固件組成。
[0012]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述MCU主控模塊包括CPU和射頻模塊，其用于CPU和射頻模塊之間的通信以及用于對(duì)溫度、電壓、電流數(shù)據(jù)的采集。
[0013]通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]本實(shí)用新型為高電壓輸變電一次側(cè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)能起到一定的保障作用，從而為安全供電提供了更多的自動(dòng)化測(cè)量的手段；
[0015]可以隨時(shí)隨地對(duì)運(yùn)行中的一切高壓設(shè)備進(jìn)行非人工干預(yù)的溫度、電壓、電流的測(cè)量和數(shù)據(jù)傳輸，保證了工作人員在危險(xiǎn)領(lǐng)域的安全。更重要的是可以有效的避免大面積停電，電網(wǎng)癱瘓、給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來較大的損失。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型的MCU主控模塊的電路示意圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型的連接器插座的電路示意圖。
[0020]圖4為本實(shí)用新型的電池充能電路的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0022]結(jié)合圖1，本實(shí)用新型的高壓輸變電線路無線電力參數(shù)在線監(jiān)測(cè)裝置的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，
[0023]包括一殼體5，殼體5固定在變電站高壓導(dǎo)桿上，關(guān)于殼體5的結(jié)構(gòu)具體可以根據(jù)需要來設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型的圖示給出殼體5的結(jié)構(gòu)，該殼體5由一矩形封閉箱體以及與該封閉箱體相對(duì)配合的緊固件組成。
[0024]在殼體5內(nèi)(具體是在弧形封閉箱體內(nèi))設(shè)置有鋼制探頭帽1、測(cè)溫元件2、特質(zhì)軟線管3、連接器插座4、充電線圈6、集成電路板7、電池8、天線9。
[0025]各部件之間的連接關(guān)系為:集成電路板7分別與電池8、充電線圈6和鋼制探頭帽
1、測(cè)溫元件2連接，另外天線9還與RF通訊模塊連接。測(cè)溫元件2在殼體5上的安裝方式為:在殼體5的上端設(shè)有一特質(zhì)軟線管3，測(cè)溫元件2設(shè)于特質(zhì)軟線管3的上端部，測(cè)溫元件2通過設(shè)于特質(zhì)軟線管3內(nèi)的導(dǎo)線與集成電路板7連接。
[0026]以下結(jié)合圖2具體描述本實(shí)用新型的電路原理:
[0027]MCU主控模塊主要功能是完成溫度、電壓、電流數(shù)據(jù)的采集及CPU模塊Ul和射頻模塊U2通信的功能。
[0028]其主要管腳功能如下:管腳1、管腳2、管腳4、管腳31是Ul的接地端。管腳3、管腳5、管腳32是Ul的供電端。Rl和R2所組成的電阻網(wǎng)絡(luò)為Ul的26管腳采集電流提供取樣信號(hào)，R3和R4所組成的電阻網(wǎng)絡(luò)為Ul的25管腳采集電池的電壓信號(hào)提供取樣信號(hào)。
[0029]Ul的管腳27接溫度傳感器的數(shù)據(jù)端口，獲取溫度信息。
[0030]Ul的管腳22接射頻模塊U2的管腳4，為通信提供時(shí)鐘信號(hào)。[0031 ] Ul的管腳21接射頻模塊U2的管腳5，是數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0032]Ul的管腳20接射頻模塊U2的管腳6，是片選信號(hào)。
[0033]Ul的管腳19接射頻模塊U2的管腳7，是功率輸出的片選信號(hào)。
[0034]Ul的管腳29接射頻模塊U2的管腳8，是中斷請(qǐng)求信號(hào)。射頻模塊U2的管腳I是接地信號(hào)，射頻模塊U2的管腳10是電源信號(hào)。
[0035]參照?qǐng)D3，Jl是連接器插座，將外部信號(hào)接入集成電路板，Jl的管腳1、4、6是接地信號(hào)，Jl的管腳2電流信號(hào)，Jl的管腳3是溫度數(shù)據(jù)信號(hào)，Jl的管腳7是電池電源輸入。
[0036]參照?qǐng)D4，U3、U4、U5三個(gè)器件組成電池充能電路。U3是電池智能充電模塊，U4是橋式整流模塊，U5是充電線圈。
[0037]其工作原理是U5充電線圈把電力線上交變的電磁場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電壓經(jīng)過U4橋式整流模塊轉(zhuǎn)變成直流信號(hào)。
[0038]U3電池智能充電模塊再將直流電能對(duì)鋰電池組進(jìn)行恒壓智能充電。C5是對(duì)U4橋式整流模塊輸出的脈動(dòng)直流進(jìn)行濾波，平滑成紋波較小的直流信號(hào)。Dl是穩(wěn)壓器，對(duì)C5濾波后的直流進(jìn)行穩(wěn)壓，以免電壓過高，損壞U3電池智能充電模塊。R7是限流電阻。U3的管腳I是電池溫度檢測(cè)端口，該信號(hào)接地是屏蔽此項(xiàng)功能。U3的管腳2是充電電流可編程端口，通過調(diào)整電阻R8的大小來控制充電電流。U3的管腳3是接地端口。U3的管腳4是電源端口。U3的管腳5是電池充電端口。電容C5、電容C6是濾波電容。U3的管腳6是充電完成指示端口。U3的管腳7是充電狀態(tài)指示端口。發(fā)光二極管D3、發(fā)光二極管D2是充電完成指示、充電狀態(tài)指示功能的顯示器件。電阻R5、電阻R6是發(fā)光二極管D3、發(fā)光二極管D2的限流電阻。U3的管腳8是使能端口，接高電平表示芯片處于工作狀態(tài)。
[0039]針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型將測(cè)量到的溫度、電壓、電流信號(hào)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)用2.4G的微波傳輸至500米范圍內(nèi)的接收機(jī)上，而后把接收到的具體參數(shù)值顯示在計(jì)算機(jī)上，便于工作人員及時(shí)掌握變電站的工作狀態(tài)。
[0040]監(jiān)測(cè)儀的溫度測(cè)量精度是±0.1°C，電壓和電流測(cè)量范圍分別是0-500KV和1-SOOAo系統(tǒng)是電池供電，考慮到在高壓設(shè)備上不能頻繁更換電池，該裝置采用了微抽能電池充電技術(shù)。全部裝置是直接安裝在高壓通電體上與該高壓是等電位，所以裝置不存在絕緣等級(jí)的問題。該裝置是在線，連續(xù)，適時(shí)，直接測(cè)量設(shè)備的溫度。無需調(diào)整和維護(hù)。
[0041]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.無線高壓設(shè)備電力參數(shù)在線監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，包括: 一殼體，所述殼體內(nèi)封裝有MCU主控模塊、RF通訊模塊和測(cè)溫元件；所述MCU主控模塊分別與RF通訊模塊和測(cè)溫元件連接；所述RF通訊模塊還與天線連接， 所述殼體的上端設(shè)有一線管，測(cè)溫元件設(shè)于線管的上端部，測(cè)溫元件還通過設(shè)于線管內(nèi)的導(dǎo)線與集成電路板連接， 一為整個(gè)裝置的正常工作提供持續(xù)的電能的鋰電池和電池充能電路，所述電池充能電路通過從電力線纜以電磁感應(yīng)方式獲得微功率電源，為鋰電池進(jìn)行充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線高壓設(shè)備電力參數(shù)在線監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述測(cè)溫元件上套設(shè)有鋼制探頭帽，所述鋼制探頭帽對(duì)測(cè)溫元件起保護(hù)和傳導(dǎo)作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線高壓設(shè)備電力參數(shù)在線監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述殼體由一矩形封閉箱體以及與該封閉箱體相對(duì)配合的緊固件組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線高壓設(shè)備電力參數(shù)在線監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述MCU主控模塊包括CPU和射頻模塊，其用于CPU和射頻模塊之間的通信以及用于對(duì)溫度、電壓、電流數(shù)據(jù)的采集。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了無線高壓設(shè)備電力參數(shù)在線監(jiān)測(cè)儀，包括：一殼體，所述殼體內(nèi)封裝有MCU主控模塊、RF通訊模塊和測(cè)溫元件；所述MCU主控模塊分別與RF通訊模塊和測(cè)溫元件連接；所述RF通訊模塊還與天線連接，所述殼體的上端設(shè)有一線管，測(cè)溫元件設(shè)于線管的上端部，測(cè)溫元件還通過設(shè)于線管內(nèi)的導(dǎo)線與集成電路板連接，一為整個(gè)裝置的正常工作提供持續(xù)的電能的鋰電池和電池充能電路，所述電池充能電路通過從電力線纜以電磁感應(yīng)方式獲得微功率電源，為鋰電池進(jìn)行充電。本實(shí)用新型可以隨時(shí)隨地對(duì)運(yùn)行中的一切高壓設(shè)備進(jìn)行非人工干預(yù)的溫度、電壓、電流的測(cè)量和數(shù)據(jù)傳輸，保證了工作人員在危險(xiǎn)領(lǐng)域的安全。
【IPC分類】G01D21-02
【公開號(hào)】CN204313880
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420831626
【發(fā)明人】袁蘇安
【申請(qǐng)人】陜西天佑欣業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日