一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及開關(guān)柜的溫度監(jiān)測，特別涉及一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛增長，各行業(yè)的用電需求也與日劇增。電力配網(wǎng)送電的穩(wěn)定 和安全，直接影響到各用電客戶的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
[0003] 現(xiàn)階段，對電網(wǎng)設(shè)備表面和觸點(diǎn)溫度的監(jiān)測，大部分還停留在人工巡查階段，也有 通過無線測溫等方式進(jìn)行的，但都存在著各自的不足。電力職工通過紅外測溫儀等專用儀 器，人工對開關(guān)柜觸點(diǎn)溫度進(jìn)行測量。但由于開關(guān)柜數(shù)量眾多，進(jìn)行人工巡查效率低下。電 網(wǎng)設(shè)備內(nèi)高壓部分大都是封閉的結(jié)構(gòu)，由于安全的原因，人工監(jiān)測不徹底，漏檢漏報(bào)現(xiàn)象嚴(yán) 重，且對隱患的發(fā)展判斷往往局限于監(jiān)測人員的專業(yè)水平，隨意性較大，難以為設(shè)備的狀態(tài) 檢修提供可靠的判據(jù)。所以人工巡查方式的非實(shí)時監(jiān)測顯然不符合配網(wǎng)自動化的要求。而 目前比較流行的無線測溫方法，由于高壓開關(guān)觸頭和母線排連接處處于高電壓、高溫度、高 磁場以及極強(qiáng)的電磁干擾環(huán)境中，目前常用的熱電阻、熱電偶溫度傳感器都是金屬材料，且 需要金屬導(dǎo)線傳輸信號，只能用無線通信方式進(jìn)行高低壓隔離；電子的傳感器需要電池或 者小電流互感器取能給測溫芯片供電，再將測溫芯片得到的信號通過無線芯片無線傳輸給 接收器，這種方案雖然實(shí)現(xiàn)了溫度信號的無線傳輸，但是由于電池供電需要定時更換電池， 而且電池在抗高溫能力差，給電力部門的運(yùn)營帶來影響；而采用電流互感器取能，傳感頭體 積較大，而且布放的位置對取電是否方便影響很大，缺乏普遍適應(yīng)性。即使利用紅外測溫進(jìn) 行在線監(jiān)測，但只能測量設(shè)備的表面溫度，且測溫面積大，測量結(jié)構(gòu)不能體現(xiàn)觸頭、導(dǎo)線接 頭等測溫點(diǎn)的實(shí)際溫度，易受環(huán)境溫度及周圍磁場的干擾，而且紅外測溫探頭需要與被測 物體保持一定的安全距離，并需要正對被測物體的表面，在空間狹小的開關(guān)柜內(nèi)，實(shí)際上無 法安裝紅外測溫探頭以獲得正確的溫度的。
[0004] 針對上述問題，提供一種新型的在線監(jiān)控裝置，穩(wěn)定可靠的對開關(guān)柜內(nèi)的溫度進(jìn) 行實(shí)時監(jiān)控是現(xiàn)有技術(shù)需要解決的問題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置，以達(dá)到 穩(wěn)定可靠的對開關(guān)柜內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控的目的。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置，其特 征在于：所述的監(jiān)測裝置為光纖溫度傳感器的傳感器探頭通過光纖接入裝置主控制器，光 纖溫度傳感器安裝在開關(guān)柜內(nèi)的開關(guān)觸頭、母線和電纜接頭位置，從而實(shí)現(xiàn)對開關(guān)柜的內(nèi) 部溫度進(jìn)行在線監(jiān)測。
[0007] 所述的裝置主控制器內(nèi)設(shè)有光電轉(zhuǎn)換模塊連接到光纖。
[0008] 所述的裝置主控制器內(nèi)設(shè)有數(shù)字量輸入模塊、報(bào)警模塊。
[0009] 所述的裝置主控制器通過人機(jī)接口分別與顯示模塊、輸入模塊、通信模塊進(jìn)行實(shí) 時通訊。
[0010] 所述的通信模塊設(shè)有RS485串口、現(xiàn)場總線、短距離無線單元、GPRS模塊。
[0011] 所述的裝置主控制器產(chǎn)生觸發(fā)信號給驅(qū)動電源為熒光激勵光源進(jìn)行供電；光源通 過分光片、耦合電路給光纖溫度傳感器的探頭，并將反饋的信號通過濾光電路、耦合電路接 入光電轉(zhuǎn)換模塊。
[0012] 所述的光電轉(zhuǎn)換模塊將反饋信號通過放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路給裝置主控制器。
[0013]-種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置，由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型對電力系統(tǒng)開 關(guān)設(shè)備各電氣連接點(diǎn)的溫度進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)電體異常溫升進(jìn)行提前發(fā)現(xiàn)和預(yù) 警，改變了以往人工巡查或者事故發(fā)生后才發(fā)現(xiàn)和處理故障點(diǎn)位的做法，真正實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān) 測和狀態(tài)檢修，確保國家智能電網(wǎng)的建設(shè)和安全運(yùn)行。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；
[0015] 圖1為本實(shí)用新型一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0016] 圖2為本實(shí)用新型一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置的測溫原理圖；
[0017] 在圖1中，1、裝置主控制器；2、光纖溫度傳感器；3、光電轉(zhuǎn)換模塊；4、數(shù)字量輸入 模塊；5、報(bào)警模塊；6、人機(jī)接口； 7、顯不模塊；8、輸入模塊；9、通信模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)用新型由光纖溫度傳感器2、光電轉(zhuǎn)換模塊3、裝置主控制器1、數(shù)字量輸入模 塊4、通信模塊9、顯示模塊7、報(bào)警模塊5、輸入模塊8組成。
[0019]本實(shí)用新型利用熒光物質(zhì)的發(fā)光機(jī)理是根據(jù)分子原理，稀土摻雜的氧化物中的高 價化合價的正離子，在激光、紫外光等高能射線照射下，離子受激發(fā)，從基態(tài)躍迀到激發(fā)態(tài)， 然后再從激發(fā)態(tài)返回到能量較低的能態(tài)時，放出輻射能而發(fā)光，這種光即為熒光。根據(jù)激勵 方式的不同，可以得到三種不同的發(fā)光方式，分別為：光致發(fā)光、陰極發(fā)光、場致發(fā)光等。熒 光測溫的工作原理是建立在光致發(fā)光這一基本物理現(xiàn)象上的。所謂光致發(fā)光，就是當(dāng)某些 材料受到紫外、可見或紅外區(qū)等形式的電磁輻射的激發(fā)后，產(chǎn)生了超輻射以外的發(fā)光現(xiàn)象。 所有熒光材料的熒光壽命和熒光強(qiáng)度，在某一溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出一定溫度相關(guān)性。這種溫 度相關(guān)性就是熒光測溫法之工作原理所在。本項(xiàng)目傳感器基于熒光壽命測溫方法。熒光余 輝的強(qiáng)度與時間的函數(shù)為：
[0021] 式中，A為常數(shù)；
[0022]t為余輝衰減時間；
[0023]Ip (T)__停止激勵時熒光峰值強(qiáng)度，它是溫度T的函數(shù)；
[0024] T(T)-熒光余輝衰變時間常數(shù)，即熒光余輝壽命，也是溫度T的函數(shù)。通常溫度 越高，時間常數(shù)越小，只要測得時間常數(shù)的值，就可以求出溫度。
[0025]利用熒光壽命測溫的最大優(yōu)點(diǎn)就是溫度轉(zhuǎn)換關(guān)系單值決定于熒光壽命，不受其它 外部條件（例如激勵光源強(qiáng)度的變化、光纖傳輸效率、耦合程度的變化等）影響，因此它比 以光強(qiáng)作為溫度傳感信號的測溫法（利用熒光峰值強(qiáng)度或強(qiáng)度比測溫的方法），在測溫原 理上有明顯優(yōu)勢。
[0026] 具體的如圖1-2所示，本實(shí)用新型為光纖溫度傳感器2的傳感器探頭通過光纖接 入裝置主控制器1，光纖溫度傳感器2安裝在開關(guān)柜內(nèi)的開關(guān)觸頭、母線和電纜接頭位置， 從而實(shí)現(xiàn)對開關(guān)柜的內(nèi)部溫度進(jìn)行在線監(jiān)測。
[0027] 裝置主控制器1內(nèi)設(shè)有光電轉(zhuǎn)換模塊3連接到光纖。裝置主控制器1內(nèi)設(shè)有數(shù)字 量輸入模塊4、報(bào)警模塊5。裝置主控制器1通過人機(jī)接口 6分別與顯示模塊7、輸入模塊8、 通信模塊9進(jìn)行實(shí)時通訊。通信模塊9設(shè)有RS485串口、現(xiàn)場總線、短距離無線單元、GPRS 豐旲塊。
[0028] 裝置主控制器1產(chǎn)生觸發(fā)信號給驅(qū)動電源為熒光激勵光源進(jìn)行供電；光源通過分 光片、耦合電路給光纖溫度傳感器2的探頭，并將反饋的信號通過濾光電路、耦合電路接入 光電轉(zhuǎn)換模塊3。光電轉(zhuǎn)換模塊3將反饋信號通過放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路給裝置主控制器 1〇
[0029] 光纖溫度傳感器3可以通過光纖或者485線等多種接口和裝置主控制器1相連， 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)的積累，對于一些部位事故潛伏期設(shè)備的溫度異常升高進(jìn)行預(yù) 警，同時可以顯示在液晶屏上，也可以通過后臺軟件把告警信息彈出在后臺界面上。
[0030] 由于配網(wǎng)柜內(nèi)設(shè)備復(fù)雜，空間狹小，所以裝置主控制器1要便于安裝，其大小和形 狀都要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，采用全封閉的金屬殼，起到很好的抗強(qiáng)干擾的屏蔽作用。
[0031] 本實(shí)用新型的后臺軟件具有實(shí)時數(shù)據(jù)采集、越限自動報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)分析和智能 預(yù)警的功能，可以把監(jiān)測裝置發(fā)送過來數(shù)據(jù)整理成曲線圖，并且寫入數(shù)據(jù)庫，通過模擬實(shí)驗(yàn) 和對現(xiàn)場電網(wǎng)設(shè)施故障隱患潛伏期和臨界點(diǎn)的大量調(diào)研和實(shí)時跟蹤記錄，通過對歷史數(shù)據(jù) 的分析，精確地設(shè)置相對應(yīng)的溫度突變報(bào)警門限值，并通過多種方式顯示預(yù)警信息。
[0032] 本實(shí)用新型通過采用先進(jìn)的光傳感技術(shù)，可以對電力系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備各電氣連接點(diǎn) 的溫度進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)電體異常溫升進(jìn)行提前發(fā)現(xiàn)和預(yù)警，改變了以往人工 巡查或者事故發(fā)生后才發(fā)現(xiàn)和處理故障點(diǎn)位的做法，從而將電力自動化的發(fā)展進(jìn)程從消極 被動的事后排障提升到了積極主動的事前預(yù)知的新的階段，真正實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測和狀態(tài)檢 修，對于國家智能電網(wǎng)的建設(shè)和安全運(yùn)行，具有重要的推動作用。
[0033] 上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受 上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用 于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的監(jiān)測裝置為為光纖溫度傳感器 (2)的傳感器探頭通過光纖接入裝置主控制器（1)，光纖溫度傳感器（2)安裝在開關(guān)柜內(nèi)的 開關(guān)觸頭、母線和電纜接頭位置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的裝置主 控制器（1)內(nèi)設(shè)有光電轉(zhuǎn)換模塊（3)連接到光纖。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的裝置主 控制器（1)內(nèi)設(shè)有數(shù)字量輸入模塊（4)、報(bào)警模塊（5)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的裝置主 控制器（1)通過人機(jī)接口（6)分別與顯示模塊（7)、輸入模塊（8)、通信模塊（9)進(jìn)行實(shí)時 通訊。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的通信模 塊（9)設(shè)有RS485串口、現(xiàn)場總線、短距離無線單元、GPRS模塊。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的裝置主 控制器（1)產(chǎn)生觸發(fā)信號給驅(qū)動電源為熒光激勵光源進(jìn)行供電；光源通過分光片、耦合電 路給光纖溫度傳感器（2)的探頭，并將反饋的信號通過濾光電路、耦合電路接入光電轉(zhuǎn)換 豐旲塊（3)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的光電轉(zhuǎn) 換模塊（3)將反饋信號通過放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路給裝置主控制器（1)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的監(jiān)測裝置為光纖溫度傳感器的傳感器探頭通過光纖接入裝置主控制器，光纖溫度傳感器安裝在開關(guān)柜內(nèi)的開關(guān)觸頭、母線和電纜接頭位置，從而實(shí)現(xiàn)對開關(guān)柜的內(nèi)部溫度進(jìn)行在線監(jiān)測。由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型對電力系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備各電氣連接點(diǎn)的溫度進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)電體異常溫升進(jìn)行提前發(fā)現(xiàn)和預(yù)警，改變了以往人工巡查或者事故發(fā)生后才發(fā)現(xiàn)和處理故障點(diǎn)位的做法，真正實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測和狀態(tài)檢修，確保國家智能電網(wǎng)的建設(shè)和安全運(yùn)行。
【IPC分類】G01K11/32
【公開號】CN204788718
【申請?zhí)枴緾N201520388725
【發(fā)明人】黃云聞, 余利生, 易詠波, 梁文軒
【申請人】安徽羅伯特科技股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年6月5日