一种管型母线接点温度监控系统的制作方法

本发明涉及温度测量领域，特别是涉及一种利用测量声学效应的对管型母线接点温度的监控系统。

背景技术：

现有管型母线运行在高电压(35kV及以下)高电流(1600A-6300A)状态下，在运行中，因发热会对系统运行有影响。

如图6所示，管型母线从内层至外层依次设有金属管层61、内屏蔽层62、绝缘层63、外屏蔽层64、金属屏蔽层65、外护层66。

为了监控管型母线的温度，目前采用的是红外线在线监控仪，这种仪器的问题是只能随机监视，且监视对象是管型母线外表，不能对管型母线的运行导体进行实时监控。因此供电系统迫切需要一种可以在高温、高电场、大电流状态下能够实时监控管型母线运行温度的监控系统，可以随时监控管型母线运行温度，并自动预警，避免事故扩大，影响管型母线系统运行。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种管型母线接点温度监控系统，能够实时监控，不需要独立电源，无线发射并可以广泛应用在输配电工程领域的35kV及以下电压等级上的管型母线的温度监控。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明公开一种管型母线接点温度监控系统，其包括：声表面波测温芯片、无线接收装置、无线发射装置、信息处理中心，其中声表面波测温芯片嵌入硅橡胶套内，硅橡胶套套设在管型母线的金属管层上；无线接收装置设有接收板、射频信号数据采集处理器、固定板，接收板、射频信号数据采集处理器固设在固定板上，接收板向声表面波测温芯片发送射频信号并接收声表面波测温芯片发射的射频信号，接收板与射频信号数据采集处理器电性连接；无线发射装置设有射频信号处理器、无线射频模块、天线，射频信号处理器与无线射频模块连接，天线的一端与无线射频模块连接，天线的另一端发射信号；无线接收装置与无线发射装置通过RS485串行接口连接；无线发射装置与信息处理中心无线或有线连接。

本发明解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

上述的管型母线接点温度监控系统，所述声表面波测温芯片位于管型母线中间接头或终端接头部分。

上述的管型母线接点温度监控系统，所述硅橡胶套为中空柱型结构，所述声表面波测温芯片紧贴所述硅橡胶套的内侧面。

上述的管型母线接点温度监控系统，其特征在于，所述接收板为弧形。

上述的管型母线接点温度监控系统，其特征在于，所述射频信号数据采集处理器包括射频信号发射器、射频信号接收器、中心处理单元、RS485串行接口，其中射频信号发射器、射频信号接收器、中心处理单元集成于一电路板中，RS485串行接口、射频信号发射器、射频信号接收器分别与中心处理单元连接。

上述的管型母线接点温度监控系统，其特征在于，所述电路板采用防水、防潮的浸硅树脂或聚酰亚胺树脂工艺处理。

上述的管型母线接点温度监控系统，其特征在于，在管型母线附近的立柱上加装温度显示模块，该温度显示模块与声表面波测温芯片无线连接。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种管型母线接点温度监控系统至少具有下列优点及有益效果：

1、声表面波测温芯片嵌入硅橡胶套装中具有耐高温(120℃长期使用，250℃最高使用5秒)、耐高压(35kV及以下)的特性，不需要独立电源。通过硅橡胶套套设于管型母线中间及终端接头部位。

2、声表面波测温芯片发射温度射频信号到无线接收装置，在无线接收装置内将温度射频信号转化为数字信号输送给无线发射装置，并经无线发射装置发射到信息处理中心如计算机或手机。

3、信息处理中心如计算机或手机，内置温度监控预警软件，可以实现远程监控管型母线运行过程中接点的温度变化。

本发明的一种管型母线接点温度监控系统，可应泛应用在变电站、电缆沟管道、无人值守户外管型母线上使用，尤其可广泛应用于输配电工程领域的无人值守配电站上。使用现有无线网络和软件技术，无线监控管型母线系统运行，使电力系统的运行更有保障。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明系统结构示意图。

图2是本发明声表面波测温芯片嵌入硅橡胶套结构示意图。

图3是本发明无线接收装置结构示意图。

图4是本发明射频信号数据采集处理器的框图。

图5是本发明无线发射装置结构示意图。

图6是现有技术中管型母线截面示意图。

【主要元件符号说明】

1：声表面波测温芯片 2：无线接收装置

3：无线发射装置 4：信息处理中心

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出一种管型母线接点温度监控系统的其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明提供一种管型母线接点温度监控系统，能够广泛应用在输配电工程领域的35kV及以下电压等级上的管型母线上。

请参阅图1，本发明包括声表面波测温芯片1、无线接收装置2、无线发射装置3、信息处理中心4。声表面波测温芯片1位于管型母线13的接头12位置，该接头12是中间接头或终端接头部分。有利于直接测量此处的温度。

请参阅图2、图6，声表面波测温芯片1嵌入硅橡胶套11内。硅橡胶套11为中空柱型结构。声表面波测温芯片1紧贴硅橡胶套11的内侧面。使声表面波测温芯片1能够更好的体现管型母线的表面温度。硅橡胶套11套设在管型母线的金属管层61上。因金属屏蔽层65对声波吸收小，因此声表面波射频信号不被屏蔽。

声表面波测温芯片1包括叉指换能器和压电介质，叉指换能器与压电介质的上表面连接。

请参阅图3，无线接收装置2设有接收板21、射频信号数据采集处理器22、固定板23。接收板21、射频信号数据采集处理器22固设在固定板23上。接收板21与射频信号数据采集处理器22电性连接。射频信号数据采集处理器22与电源线25连接。

无线接收装置2与声表面波测温芯片1的间距为2米以内。

请参阅图4，射频信号数据采集处理器22包括射频信号发射器221、射频信号接收器222、中心处理单元223、RS485串行接口224。射频信号发射器221、射频信号接收器222、中心处理单元223集成于一电路板中。RS485串行接口224、射频信号发射器221、射频信号接收器222分别与中心处理单元223连接。接收板21分别与射频信号发射器221、射频信号接收器222电性连接。

射频信号发射器221用于产生与声表面波测温芯片1预设频率相同的射频信号，该射频信号通过接线板21发送。射频信号接收器222通过接线板21接收声表面波测温芯片1发射的温度射频信号输送给中心处理单元223，该温度射频信号体现管型母线在声表面波测温芯片1所在接点位置的温度信息。中心处理单元223将该温度射频信号转换为温度数字信号通过串口RS484接口输送给无线发射装置。

接收板21为弧形。无线接收装置2通过接收板21向声表面波测温芯片1发送与声表面波测温芯片1预设频率相同的射频信号。该射频信号被压电介质接收后，通过叉指换能器在压电介质表面激活频率随声表面波测温芯片1自身温度的变化而变化的表面波。叉指换能器再将该表面波的频率震荡转化为射频信号，通过压电介质将转化的射频信号反射给无线接收装置2的接收板21。

电路板采用防水、防潮的浸硅树脂或聚酰亚胺树脂工艺处理。射频信号数据采集处理器22还设有外壳，该外壳采用耐侯PC(聚碳酸脂)材料。使无线接收装置应用在户外。

请参阅图5，无线发射装置3设有射频信号处理器31、无线射频模块32、天线33。射频信号处理器31与无线射频模块32连接。天线33的一端与无线射频模块32连接，天线33的另一端用来发射信号。

无线发射装置3还设有RS485串行接口34与无线接收装置2的RS485串行接口224连接，保证信号传输的稳定和可靠。无线发射装置3固定在固定板35上。无线发射装置3与电源线36连接。

射频信号处理器31的作用是接收无线接收装置2通过RS485串行接口34传导过来的射频信号，并经处理后反馈到无线射频模块32。

无线射频模块32的作用是接收射频信号处理器31的信号，经处理后由天线33发射。

天线33的作用是发射无线射频模块32发出的无线线号。

无线发射装置3与信息处理中心4无线或有线连接。无线发射装置3可连接无线internet网络，温度数字信号通过无线发射装置发射到无线网络。

无线发射装置3的数据程序通过Modbus协议编写、传输及发送。无线发射装置3可以是无线路由器，与多个信息处理中心4如计算机或可移动终端无线或有线连接。

无线发射装置3内置电路板采用防水、防潮的浸硅树脂或聚酰亚胺树脂工艺处理。射频信号数据采集处理器22还设有外壳，该外壳采用耐侯PC(聚碳酸脂)材料。使无线接收装置应用在户外。

本发明信息处理中心4为可直接支持RS485串行接口通信的工业计算机。信息处理中心4也可以是可移动终端包括但不限于如手机、PAD。信息处理中4采用SCADA系统支持的内部运行程序即温度监控预警软件。SCADA系统是以计算机为基础的DCS(中文全称)与电力自动化监控系统。度监控预警软件可以对户外的装置如无线接收装置、无线发射装置进行监视和控制。以实现建立和存储温度数据库、监测画面、设置预警温度并实时监测温度及达到预警温度以声音、指示灯、短信等报警方式给予报警。

信息处理中心4的数据程序通过Modbus协议编写、传输及发送。

考虑到工程量及简化应用，直接在管型母线附近的立柱上加装温度显示模块，该温度显示模块与声表面波测温芯片1无线连接，直接显示管型母线接点处的温度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。