断路器用在线温度监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种断路器用在线温度监测装置，包括断路器，其特点是，还包括在断路器上设置发射器和接收器，所述发射器包括在断路器的三相触壁上设置的温度传感器与发送MCU模块连接，发送MCU模块与无线发送模块连接；所述的接收器包括无线接收模块与接收MCU模块连接，接收MCU模块与LCD显示模块和串口通信模块连接。其结构简单、操作维护方便，造价低，运行可靠，能够对断路器与高压设备连接处的运行温度实时在线监测控制。
【专利说明】断路器用在线温度监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及断路器，特别是涉及一种断路器用在线温度监测装置。
【背景技术】
[0002]近几年随着国家对智能电网建设的全面推进，电网对电力系统中开关设备的操作智能化程度要求也越来越高。断路器在运行中由于连接处温度参数变化能够引起各种故障的发生，一旦断路器发生故障给供电系统造成停电和因停电所造成重大生产和设备事故，而现有的断路器不具有在线温度监测功能。
[0003]
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种断路器用温度监测装置，其结构简单、操作维护方便，造价低，运行可靠，能够对断路器与高压设备连接处的运行温度实时在线监测控制。
[0005]解决其技术问题所采用的技术方案是:一种断路器用在线温度监测装置，它包括断路器，其特征是，还包括在断路器上设置发射器和接收器，所述发射器包括在断路器的三相触壁上设置的温度传感器与发送MCU模块连接，发送MCU模块与无线发送模块连接；所述的接收器包括无线接收模块与接收MCU模块连接，接收MCU模块与IXD显示模块和串口通信模块连接。
[0006]所述的温度传感器的型号为DS18B20。
[0007]所述的无线发送模块的型号为nRF24L01。
[0008]所述的接收MCU模块的型号为STC89C52。
[0009]所述的无线接收模块的型号为nRF24L01。
[0010]所述的串口通信模块的型号为MAX3232。
[0011]所述的IXD显示模块的型号为IXD12864。
[0012]本实用新型的断路器用在线温度监测装置，既能够避免因断路器在运行中与高压设备连接处温度参数变化所引起的各种故障发生，又能够避免因断路器故障给供电系统造成停电和因停电所造成重大生产和设备事故，具有智能化程度高，结构简单、操作维护方便，造价低，运行可靠等优点，广泛适用于发电、变电、和用电企业的3-35kV系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为断路器用在线温度监测装置主视示意图；
[0014]图2为图1的右视示意图；
[0015]图3为断路器用在线温度监测装置电路框图；
[0016]图4为在线温度监测装置的发送MCU模块2及温度传感器I连接示意图；
[0017]图5为在线温度监测装置的无线发送模块3示意图；
[0018]图6为在线温度监测装置的电源模块4示意图；
[0019]图7为在线温度监测装置的接收MCU模块5示意图；
[0020]图8为无线式在线温度监测装置的无线接收模块6示意图；
[0021]图9为在线温度监测装置的接收串行通讯模块7示意图；
[0022]图10为在线温度监测装置的IXD显示模块8示意图。
[0023]图中:I温度传感器，2发送MCU模块，3无线发送模块，4电源模块，5接收MCU模块，6无线接收模块，7串口通信模块，8 IXD显示模块，9断路器，10发射器，11接收器，12三相触臂。
【具体实施方式】
[0024]参照图1-图3，本实用新型的断路器用在线温度监测装置是在不改变现有断路器结构的基础上，在断路器上设置发射器10和接收器11。所述发射器10包括在断路器9的三相触壁12上设置的温度传感器I与发送MCU模块2连接，发送MCU模块2与无线发送模块3连接；所述的接收器11包括无线接收模块6与接收MCU模块5连接，接收MCU模块5与IXD显示模块8和串口通信模块7连接。
[0025]所述的温度传感器I的型号为DS18B20。
[0026]所述的无线发送模块3的型号为nRF24L01。
[0027]所述的接收MCU模块5的型号为STC89C52。
[0028]所述的无线接收模块6的型号为nRF24L01。
[0029]所述的串口通信模块7的型号为MAX3232。
[0030]所述的IXD显示模块8的型号为IXD12864。
[0031]参照图4，断路器用在线温度监测装置的发送MCU模块2采用STC89C52:它是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压，高性能的微处理器。温度传感器I为DS18B20。传统的温度检测元件通常采用热敏电阻，但热敏电阻可靠性差、测量温度准确率低，且必须经过专门的接口电路转换为数字信号后才能由微处理器进行处理。而DS18B20具有12位分辨率，精度为±0.5°C，测温范围为-55°C?+125°C。它是最新型的数字化温度传感器，是单总线1-Wire器件家族中的一员。它使用一种片内专有的温度测量技术测温。利用高低温度系数振荡器记录由当时环境温度所确定的计数值，以此确定即时温度。DS18B20的诸多优点使得系统设计更灵活、方便。它只有3个引脚，分别接电源和地，还有一个引脚就是用来实现通信的。其单总线的数字方式传输，可大大提高系统的抗干扰能力。
[0032]参照图5，断路器用在线温度监测装置的无线发送模块3采用nRF24L01是一款工作在2.4?2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括:频率发生器、增强型SchockBurstTM模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器。输出功率、频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。极低的电流消耗:当工作在发射模式下发射功率为_6dBm时电流消耗为9mA，接收模式时为12.3mA。掉电模式和待机模式下电流消耗为900nA。
[0033]参照图6，断路器用在线温度监测装置的接收电源模块4的节点采用DC220V供电，并经过的电源模块4提供系统所需要的5V和3.3V隔离电源电压，使电路更加安全可靠。
[0034]参照图7，断路器用在线温度监测装置的接收MCU模块5采用STC89C52:它是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能的微处理器。采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O 口，分别位PO、Pl、P2、P3 口，每个口有8根引脚，共32根。同时抗干扰性较强。
[0035]参照图8，断路器用在线温度监测装置的无线接收模块6同无线发射模块3型号相同，为nRF24L01是一款工作在2.4?2.5GHz，通用ISM频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括:频率发生器、增强型SchockBurstTM模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器。输出功率、频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。极低的电流消耗:当工作在发射模式下发射功率为_6dBm时电流消耗为9mA，接收模式时为12.3mA。掉电模式和待机模式下电流消耗为900nA。
[0036]参照图9，断路器用在线温度监测装置的串口通信模块7的型号为MAX3232，在温度采集过程中，由于系统随时需要将采集到的温度数值通过PC机上的Labview界面进行显示，因此需要在PC机和单片机之间进行相互通信。由于单片机的TTL逻辑电平和MAX3232的电气特性兼容，因此可以完美实现单片机与PC机之间的串行通信。
[0037]参照图10，断路器用在线温度监测装置的IXD显示模块8采用IXD12864液晶显示模块，其是工业字符型液晶，LCD12864液晶为图形型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号、图形等的点旌型液晶模块。它由若干个8*16和16*16等点旌字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。完全满足系统设计要求。
[0038]本实用新型的断路器用在线温度监测装置的工作过程为:无线式在线温度监测装置的发送MCU模块2及温度传感器I采用锂离子电池供电，温度传感器1，即U2型号为DS18B20，其通信引脚与发送MCU模块2，即Ul的PlO引脚相连，测得温度参数经PlO引脚传送给发送MCU模块U1，由发送MCU模块Ul内部进行识别与运算，运算结束后通过P22-P27引脚传送给无线发送模块3，即U3，并由U3的13引脚经天线将数据以无线传输方式发送给无线接收模块6。断路器用在线温度监测装置的无线接收部分，外部DC220V电源接口 J3输入到电源模块U4，通过U4得到5V和3.3V隔离供电电源，并启动发送MCU模块Ul，发送MCU通过P22-P27引脚发出命令启动无线接收模块U3，实时检测无线信号的产生，一旦检测有无线信号，随即接收无线传输数据，同时通过P22-P27弓丨脚传送给MCU，MCU在内部对信号进行处理和运算，并将处理后的数据通过P12-P14、P30-37引脚传送给IXD显示模块U4，从而使监测人员直观的观察到断路器的实时温度变化。一旦测得的温度超过系统预设的温度，MCU会通过P12-P14、P30-37引脚传送给IXD显示模块U4输出一组数据，并通过IXD闪烁报警。从而实现监控的目的。同时，如接收到PC机的口令，则启动串行通讯模块U6通过J2完成同PC机的实时通讯和监控。
[0039]本实用新型断路器用在线温度监测装置的发射器10和接收器11配套使用，发射器10的传感器I发出信号，通过信号传递，并发至总监测系统，总监测系统可根据自定义判断发出跳闸信号，从而达到断路器在运行过程中自动保护和自行诊断作用。
[0040]本实用新型断路器用在线温度监测装置具有快速性和可靠性，使断路器与母线连接处温度实时得到监测状态，可以直观的通过LCD通知操作人员，从而避免了只有在断路器发生故障之后，再进行维修或更换，大大延长了断路器的使用寿命，杜绝了因断路器与母线连接处温度变化造成的故障损失。
【权利要求】
1.一种断路器用在线温度监测装置，它包括断路器，其特征是，还包括在断路器上设置发射器和接收器，所述发射器包括在断路器的三相触壁上设置的温度传感器与发送MCU模块连接，发送MCU模块与无线发送模块连接；所述的接收器包括无线接收模块与接收MCU模块连接，接收MCU模块与IXD显示模块和串口通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的断路器用在线温度监测装置，其特征是，所述的温度传感器的型号为DS18B20。
3.根据权利要求1所述的断路器用在线温度监测装置，其特征是，所述的无线发送模块的型号为nRF24L01。
4.根据权利要求1所述的断路器用在线温度监测装置，其特征是，所述的接收MCU模块的型号为STC89C52。
5.根据权利要求1所述的断路器用在线温度监测装置，其特征是，所述的无线接收模块的型号为nRF24L01。
6.根据权利要求1所述的断路器用在线温度监测装置，其特征是，所述的串口通信模块的型号为MAX3232。
7.根据权利要求1所述的断路器用在线温度监测装置，其特征是，所述的LCD显示模块的型号为LCD12864。
【文档编号】G01K7/00GK203858041SQ201420283012
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】王恩昌, 刘岩, 赵志强, 仪登富, 李勐, 谷波, 范平 申请人:吉林瀚丰电气有限公司