高压开关柜触摸屏式小型无线温度监测装置及监测方法与流程

本公开涉及高压电接点测温领域，具体涉及一种基于wince系统的可查询温度记录、曲线的高压开关柜触摸屏式小型无线温度监测装置及监测方法。

背景技术：

高压开关柜为电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。随着电网的发展和设备技术的提高，10kv，35kv系统开关柜在电网中已大量使用。而开关柜的内部过热现象已成为开关柜使用中的常见问题，由于开关柜体的密闭性，在一些负荷较重的地区，存在开关柜的温升超标问题。开关柜的温升超标，直接影响设备的安全稳定运行，而且，过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。目前，对电力系统内部使用的开关柜，严格遵守设备采购程序及技术政策，确保入网的开关柜都通过型式试验，尤其对温升的要求比较严格。运行中，负荷通常都不会达到开关柜的设计满容量，开关柜的温升问题应该不会很突出，但是实际情况并不尽然。开关柜内部实际温升情况，尤其是母排连接等部位，通常总是比型式试验测出的数据高。

电力系统高压设备在长期运行过程中常出现表面氧化腐蚀、紧固螺栓松动,触点和母线排连接处老化等问题，造成设备过热甚至出现严重事故。而开关柜内有裸露高压，空间封闭狭小，无法进行人工巡查测温，传统的测温方式都无法有效地解决这个问题。

现有的高压开关柜测温方式有：(1)普通测温：常规的热电偶、热电阻、半导体温度传感器等测温方式，需要金属导线传输信号，绝缘性能不能保证；(2)红外测温：红外成像仪无法透过柜门测量内部设备，开关柜运行时必须关闭柜门，导致红外方式无法测量；(3)光纤测温：光纤式温度测温仪采用光纤传递信号，其温度传感器安装在带电物体的表面，测温仪与温度传感器间用光纤连接。光纤具有易折，易断、不耐高温，积累灰尘后易使绝缘性降低，且在柜内布线难度较大，造价高。

综上所述，目前对于如何准确测量高压触点的运行温度，在封闭的柜体内直接测量设备温度后数据传出，易断，不绝缘，不耐高温的问题，尚缺乏有效的技术方案。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种基于wince系统的可查询温度记录、曲线的高压开关柜触摸屏式小型无线温度监测装置及监测方法，实现对高压开关柜内高压触点的温度的准确测量。

本公开所采用的技术方案是：

一种高压开关柜触摸屏式小型无线温度监测装置，该装置包括若干个温度信号采集终端和智能温度监测仪；

所述温度信号采集终端，用于采集高压开关柜内高压触点的温度数据，并记录其编号信息，将采集的温度数据和其编号信息通过无线网络传输到智能温度监测仪；

所述智能温度监测仪，用于汇集温度信号采集终端传输的温度数据和编号信息，按照温度信号采集终端的编号信息显示被测高压开关柜的温度数据，当温度高于设定的报警阈值时进行报警提示，还通过rs485总线将数据上传至监测主机。

通过上述技术方案，采用温度信号采集终端对高压开关柜内高压触点的温度数据进行实时监测，采集智能温度监测仪集中采集各个温度信号采集终端采集到的温度数据，可将采集到的温度数据按所属高压开关柜进行分别显示，方便工作人员对每一级的情况进行掌控，若采集到的温度数据高于此报警阀值，控制报警指示灯亮，并控制报警输出模块进行报警指示，提示工作人员采取必要措施。

进一步的，所述温度信号采集终端包括主控制器、温度传感器、开关控制模块、无线收发模块和供电模块；

所述供电模块通过开关控制模块与无线收发模块连接，所述开关控制模块还与主控制器连接，通过主控制器控制开关控制模块的开关，通过开关控制模块控制无线收发模块的电源接通和断开；

所述温度传感器与主控制器连接，用于采集高压电接点的温度数据，并传输给主控制器；

所述主控制器获取高压电接点的温度数据，并记录温度信号采集终端的编号信息；所述无线收发模块与主控制器连接，用于将主控制器获取的温度数据和编号信息传输到无线温度集中监测装置。

上述的主控制器采用pic16f648a型单片机；所述温度传感器采用ds18b20型测温探头；所述无线收发模块采用uz2400型无线模块；所述开关控制模块为tps1100型moset开关芯片。

上述的供电模块为锂电池或自感应取电电源。

通过上述技术方案，该温度信号采集终端具有优异的绝缘性能，能够隔离高压开关柜的高压，能够直接安装到开关柜内的高压触点上，准确测量高压触点的运行温度；将温度信号采集终端直接安装到高压开关柜内带电物体的表面，可在封闭的柜体内直接测量设备温度后，能够以无线方式实时传出数据；并且温度信号采集终端是集成设置的，没有复杂的引线，绝缘性高，造价低廉。

进一步的，所述智能温度监测仪包括壳体、设置在壳体内的驱动板和无线数据接收板，所述无线数据接收板位于驱动板的下方，通过rs232串口与驱动板连接，所述驱动板与设置在壳体前侧的触摸显示屏连接。

上述的无线数据接收板包括单片机、无线接收模块、报警输出模块和rs485接口模块；

所述无线接收模块与单片机连接，用于接收温度信号采集终端发送的数据，并传输给单片机；

所述报警输出模块与单片机的输出端连接，用于接收单片机发送的报警信号，进行声光报警；

所述单片机通过rs485接口模块与外部设备进行通信连接。

上述的报警输出模块包括光电耦合器、三极管和继电器，所述光电耦合器的一端与单片机的输出端连接，另一端通过电阻与三极管的基极连接，所述三极管的集电极与继电器的线圈连接，所述继电器的常开触点连接声光报警器。

上述的无线数据接收板还包括电源模块，所述电源模块分别与单片机和驱动板连接，用于给单片机提供5v直流电源，给驱动板提供12v直流电流源。

上述的驱动板包括s3c2440型处理器、与处理器连接的sd卡、液晶驱动模块、rs232串口、usb接口和存储器。

通过上述技术方案，采用智能温度监测仪集中采集各个高压开关柜的温度数据，可可将采集到的温度数据按所属高压开关柜进行分别显示，并绘制曲线，以图形化的方式反映状态量的变化情况，方便工作人员对每一级的情况进行掌控；采用过智能温度监测仪设置温度报警阈值，若采集到的温度数据高于此报警阀值，控制报警指示灯亮，并控制报警输出模块进行报警指示，提示工作人员采取必要措施。

一种高压开关柜触摸屏式小型无线温度监测方法，该方法基于如上所述的高压开关柜触摸屏式小型无线温度监测装置实现的，该方法包括以下步骤：

主控制器通过温度传感器采集高压开关柜内高温触点的温度数据，同时控制开关控制模块打开，给无线收发模块供电；

主控制器将获取的高压开关柜内高温触点的温度数据以及编号信息发送给无线收发模块，无线收发模块将接收到的高压电接点的温度数据和编号信息发送给智能温度监测仪；

无线数据接收板的无线接收模块接收每个温度信号采集终端发送的温度数据和编号信息，并传给单片机；

单片机通过rs232串口将接收到的温度数据传输给驱动板的处理器；

处理器根据接收到的温度数据和编号信息，绘制每个被监测高压开关柜的温度趋势曲线；

当高压电接点的温度超过设定的报警阈值时，处理器控制报警指示灯亮，同时处理器给单片机发送报警信号；

单片机接收到控制报警信号后，控制报警输出模块进行声光报警。

通过上述技术方案，本公开的有益效果是：

(1)本公开通过温度信号采集终端对高压开关柜内高压触点的温度数据进行实时监测，该温度信号采集终端具有优异的绝缘性能，能够隔离高压开关柜的高压，能够直接安装到开关柜内的高压触点上，准确测量高压触点的运行温度；

(2)本公开将温度信号采集终端直接安装到高压开关柜内带电物体的表面，可在封闭的柜体内直接测量设备温度后，能够以无线方式实时传出数据；并且温度信号采集终端是集成设置的，没有复杂的引线，绝缘性高，造价低廉；

(3)本公开通过智能温度监测仪集中采集各个高压开关柜的温度数据，可可将采集到的温度数据按所属高压开关柜进行分别显示，并绘制曲线，以图形化的方式反映状态量的变化情况，方便工作人员对每一级的情况进行掌控；

(4)本公开通过智能温度监测仪设置温度报警阈值，若采集到的温度数据高于此报警阀值，控制报警指示灯亮，并控制报警输出模块进行报警指示，提示工作人员采取必要措施。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本公开的不当限定。

图1是根据一种或多种实施方式的温度信号采集终端结构图；

图2是根据一种或多种实施方式的智能温度监测仪结构图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

一种或多种实施例提供一种高压开关柜触摸屏式小型无线温度监测装置，该监测装置包括若干个温度信号采集终端1、智能温度监测仪2和监测主机3；其中：

所述温度信号采集终端1，安装在高压开关柜内高压触点的表面，采集高压开关柜内高压触点的温度数据，并通过2.4g无线网络发送到智能温度监测仪。

所述智能温度监测仪2，用于汇集温度信号采集终端传输的温度数据，并显示被测点的温度，并对温度异常情况进行报警。

所述监测主机3通过rs485工业总线与智能温度监测仪连接，通过rs485总线将数据上传至监测主机。

图1示出了温度信号采集终端的结构图。如图1所示，所述温度信号采集终端1包括主控制器11、温度传感器12、开关控制模块13、无线收发模块14和供电模块15；所述供电模块15与主控制器11连接，用于给主控制器11供电，所述供电模块15通过开关控制模块13与无线收发模块14连接，所述开关控制模块13还与主控制器11连接，用于对无线收发模块14的电源进行控制，在短暂的发射数据时才控制打开无线收发模块的电源；所述温度传感器12与主控制器11连接，用于采集高压电接点的温度数据，并传输给主控制器，所述主控制器获取高压电接点的温度数据，并记录温度信号采集终端的id信息，包括被测设备信息和安装位置信息，产生相应的id对应表；所述无线收发模块14与主控制器11连接，用于将主控制器获取的温度数据和温度信号采集终端的id信息传输到无线温度集中监测装置。

本实施例提出的温度信息采集终端的工作原理为：

主控制器通过温度传感器采集高压电接点的温度数据，控制开关控制模块打开，供电模块给对无线收发模块供电；主控制器通过无线收发模块将温度数据和传感器编号发送至无线温度集中监测装置。

在本实施例中，所述主控制器11采用pic16f648a型单片机；所述温度传感器12采用ds18b20型测温探头；所述无线收发模块14采用uz2400型无线模块；所述开关控制模块13为tps1100型moset开关芯片。

在本实施例中，所述供电模块15可为高温锂电池；或者所述供电模块可为自感应取电电源，所述自感应取电电源采用现有的技术结构，在本申请中不再赘述。

图2示出了智能温度监测仪的结构图。如图2所示，该智能温度监测仪2包括壳体、上下平行设置在壳体内的驱动板21和无线数据接收板22，以及设置在壳体前侧的触摸显示屏23，所述无线数据接收板22位于驱动板21的下方，所述无线数据接收板22和触摸显示屏23分别与驱动板21连接。

具体地，所述无线数据接收板22包括atmegta128型单片机221、无线接收模块222、报警输出模块223、电源模块224和rs485接口模块225。

所述无线接收模块222与atmegta128型单片机221连接，用于将接收到的数据传输给单片机，所述单片机221通过rs2323串口与驱动板21连接，用于将数据上传至驱动板21；所述atmegta128型单片机221与报警输出模块连接，当高压电接点的温度高于设定阈值时，单片机221通过报警输出模块进行声光报警；所述接收线路板rs485接口模块225与外部设备进行通信连接。

本实施提出的接收线路板22的工作原理为：

无线接收模块222将接收的温度数据传输给单片机221处理；单片机221通过rs232接口将温度数据传输给驱动板21；当高压电接点的温度高于设定阈值时，单片机221通过报警输出模块进行声光报警。

在本实施例中，所述无线接收模块222采用2.4ghz无线收发模块。

在本实施例中，所述报警输出模块223包括光电耦合器、三极管和继电器，所述光电耦合器的一端与单片机的输出端连接，另一端通过电阻与三极管的基极连接，所述三极管的集电极与继电器的线圈一端连接，所述继电器的常开触点连接声光报警器；当高压电接点的温度高于设定阈值时，单片机输出信号经光电耦合器和三极管传输至继电器，继电器的线圈通电，继电器的常开触点闭合，控制声光报警器报警。

在本实施例中，所述电源模块用于将220v转成12v直流电源，给驱动板21供电，还将220v转成5v直流电源，给无线数据接收板上各模块供电。所述电源模块可采用逆变开关电源。

所述驱动板21包括s3c2440型处理器211、与处理器连接的sd卡212、液晶驱动模块213、rs232串口214、usb接口215和存储器216；所述处理器211通过液晶驱动模块213与触摸显示屏23连接，用于实时显示高压开关柜的温度数据；所述sd卡212与处理器211连接，用于将每个温度信号采集终端采集的数据以“编号+日期+.day”十六进制的格式保存在sd卡上；所述存储器216与处理器连接，用于连续存储被监测高压开关柜的温度点一年的温度数据及温度变化趋势曲线；所述usb接口215与处理器连接，用于通过usb接口读取数据。

在本实施例中，所述触摸显示屏采用7寸触摸显示屏。

本实施例提出的智能温度监测仪的壳体前侧还设置有电源指示灯、复位指示灯和报警指示灯，壳体的后侧设置有复位开关；所述壳体内还设置有接线排和空气开关，所述电源指示灯、复位指示灯、报警指示灯和复位开关分别与接线排连接，所述接线排与驱动板上的处理器连接。

本实施例提出的高压开关柜触摸屏式小型无线温度监测装置，通过温度信号采集终端对高压开关柜内高压触点的温度数据进行实时监测，通过智能温度监测仪集中采集各个温度信号采集终端采集到的温度数据，可将采集到的温度数据按所属高压开关柜进行分别显示，并绘制曲线，以图形化的方式反映状态量的变化情况，方便工作人员对每一级的情况进行掌控，若采集到的温度数据高于此报警阀值，控制报警指示灯亮，并控制报警输出模块进行报警指示，提示工作人员采取必要措施。

一种或多种实施例提供一种高压电接点无线测温集中监测方法，该方法基于如上所述的高压开关柜触摸屏式小型无线温度监测装置实现的。该方法包括以下步骤：

s101，预先设定休眠时间，到达休眠时间后，温度信号采集终端的主控制器读取温度传感器采集高压电接点的温度数据，同时控制开关控制模块打开，给无线收发模块供电。

s102，主控制器将获取的高压电接点的温度数据和温度信号采集终端的编号数据发送给无线收发模块，无线收发模块将接收到的高压电接点的温度数据和温度信号采集终端的编号数据发送给智能温度监测仪。

s103，智能温度监测仪中无线数据接收板的无线接收模块接收温度信号采集终端发送的数据，并传给单片机处理；单片机通过rs232接口将接收到的温度数据传输给驱动板的处理器。

s104，驱动板的处理器间隔一定时间向接收线路板发送读取命令，从接收线路板中获取所有被监测高压开关柜的温度数据，显示并存储成日线数据，可通过触摸屏随时查询每个温度信号采集装置的数据记录和曲线；当高压开关柜的温度数据超过设定的报警阈值时，控制报警指示灯亮，同时向无线数据接收板的单片机发送报警信号，单片机控制报警输出模块进行报警。

从以上的描述中，可以看出，上述的一种或多种实施例实现了如下技术效果：

(1)本公开通过温度信号采集终端对高压开关柜内高压触点的温度数据进行实时监测，该温度信号采集终端具有优异的绝缘性能，能够隔离高压开关柜的高压，能够直接安装到开关柜内的高压触点上，准确测量高压触点的运行温度；

(2)本公开将温度信号采集终端直接安装到高压开关柜内带电物体的表面，可在封闭的柜体内直接测量设备温度后，能够以无线方式实时传出数据；并且温度信号采集终端是集成设置的，没有复杂的引线，绝缘性高，造价低廉；

(3)本公开通过智能温度监测仪集中采集各个高压开关柜的温度数据，可可将采集到的温度数据按所属高压开关柜进行分别显示，并绘制曲线，以图形化的方式反映状态量的变化情况，方便工作人员对每一级的情况进行掌控；

(4)本公开通过智能温度监测仪设置温度报警阈值，若采集到的温度数据高于此报警阀值，控制报警指示灯亮，并控制报警输出模块进行报警指示，提示工作人员采取必要措施。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。