一种开关柜温度在线监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及开关柜的温度监测，特别涉及一种开关柜温度在线监测装置。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济的迅猛增长，各行业的用电需求也与日剧增。电力配网送电的稳定 和安全，直接影响到各用电客户的经济发展。
[0003] 现阶段，对电网设备表面和触点温度的监测，大部分还停留在人工巡查阶段，也有 通过无线测温等方式进行的，但都存在着各自的不足。电力职工通过红外测温仪等专用仪 器，人工对开关柜触点温度进行测量。但由于开关柜数量众多，进行人工巡查效率低下。电 网设备内高压部分大都是封闭的结构，由于安全的原因，人工监测不彻底，漏检漏报现象严 重，且对隐患的发展判断往往局限于监测人员的专业水平，随意性较大，难以为设备的状态 检修提供可靠的判据。所以人工巡查方式的非实时监测显然不符合配网自动化的要求。而 目前比较流行的无线测温方法，由于高压开关触头和母线排连接处处于高电压、高温度、高 磁场以及极强的电磁干扰环境中，目前常用的热电阻、热电偶温度传感器都是金属材料，且 需要金属导线传输信号，只能用无线通信方式进行高低压隔离；电子的传感器需要电池或 者小电流互感器取能给测温芯片供电，再将测温芯片得到的信号通过无线芯片无线传输给 接收器，这种方案虽然实现了温度信号的无线传输，但是由于电池供电需要定时更换电池， 而且电池在抗高温能力差，给电力部门的运营带来影响；而采用电流互感器取能，传感头体 积较大，而且布放的位置对取电是否方便影响很大，缺乏普遍适应性。即使利用红外测温进 行在线监测，但只能测量设备的表面温度，且测温面积大，测量结构不能体现触头、导线接 头等测温点的实际温度，易受环境温度及周围磁场的干扰，而且红外测温探头需要与被测 物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面，在空间狭小的开关柜内，实际上无 法安装红外测温探头以获得正确的温度的。
[0004] 针对上述问题，提供一种新型的在线监控装置，稳定可靠的对开关柜内的温度进 行实时监控是现有技术需要解决的问题。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种开关柜温度在线监测装置，以达到 稳定可靠的对开关柜内的温度进行实时监控的目的。
[0006] 为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，一种开关柜温度在线监测装置，其特 征在于：所述的监测装置为光纤温度传感器的传感器探头通过光纤接入装置主控制器，光 纤温度传感器安装在开关柜内的开关触头、母线和电缆接头位置，从而实现对开关柜的内 部温度进行在线监测。
[0007] 所述的装置主控制器内设有光电转换模块连接到光纤。
[0008] 所述的装置主控制器内设有数字量输入模块、报警模块。
[0009] 所述的装置主控制器通过人机接口分别与显示模块、输入模块、通信模块进行实 时通讯。
[0010] 所述的通信模块设有RS485串口、现场总线、短距离无线单元、GPRS模块。
[0011] 所述的装置主控制器产生触发信号给驱动电源为荧光激励光源进行供电；光源通 过分光片、耦合电路给光纤温度传感器的探头，并将反馈的信号通过滤光电路、耦合电路接 入光电转换模块。
[0012] 所述的光电转换模块将反馈信号通过放大电路、A/D转换电路给装置主控制器。
[0013]-种开关柜温度在线监测装置，由于采用上述的结构，本实用新型对电力系统开 关设备各电气连接点的温度进行实时在线监测，实现对导电体异常温升进行提前发现和预 警，改变了以往人工巡查或者事故发生后才发现和处理故障点位的做法，真正实现状态监 测和状态检修，确保国家智能电网的建设和安全运行。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明；
[0015] 图1为本实用新型一种开关柜温度在线监测装置结构框图；
[0016] 图2为本实用新型一种开关柜温度在线监测装置的测温原理图；
[0017] 在图1中，1、装置主控制器；2、光纤温度传感器；3、光电转换模块；4、数字量输入 模块；5、报警模块；6、人机接口； 7、显不模块；8、输入模块；9、通信模块。
【具体实施方式】
[0018]本实用新型由光纤温度传感器2、光电转换模块3、装置主控制器1、数字量输入模 块4、通信模块9、显示模块7、报警模块5、输入模块8组成。
[0019]本实用新型利用荧光物质的发光机理是根据分子原理，稀土掺杂的氧化物中的高 价化合价的正离子，在激光、紫外光等高能射线照射下，离子受激发，从基态跃迀到激发态， 然后再从激发态返回到能量较低的能态时，放出辐射能而发光，这种光即为荧光。根据激励 方式的不同，可以得到三种不同的发光方式，分别为：光致发光、阴极发光、场致发光等。荧 光测温的工作原理是建立在光致发光这一基本物理现象上的。所谓光致发光，就是当某些 材料受到紫外、可见或红外区等形式的电磁辐射的激发后，产生了超辐射以外的发光现象。 所有荧光材料的荧光寿命和荧光强度，在某一温度范围内表现出一定温度相关性。这种温 度相关性就是荧光测温法之工作原理所在。本项目传感器基于荧光寿命测温方法。荧光余 辉的强度与时间的函数为：
[0021] 式中，A为常数；
[0022]t为余辉衰减时间；
[0023]Ip (T)__停止激励时荧光峰值强度，它是温度T的函数；
[0024] T(T)-荧光余辉衰变时间常数，即荧光余辉寿命，也是温度T的函数。通常温度 越高，时间常数越小，只要测得时间常数的值，就可以求出温度。
[0025]利用荧光寿命测温的最大优点就是温度转换关系单值决定于荧光寿命，不受其它 外部条件（例如激励光源强度的变化、光纤传输效率、耦合程度的变化等）影响，因此它比 以光强作为温度传感信号的测温法（利用荧光峰值强度或强度比测温的方法），在测温原 理上有明显优势。
[0026] 具体的如图1-2所示，本实用新型为光纤温度传感器2的传感器探头通过光纤接 入装置主控制器1，光纤温度传感器2安装在开关柜内的开关触头、母线和电缆接头位置， 从而实现对开关柜的内部温度进行在线监测。
[0027] 装置主控制器1内设有光电转换模块3连接到光纤。装置主控制器1内设有数字 量输入模块4、报警模块5。装置主控制器1通过人机接口 6分别与显示模块7、输入模块8、 通信模块9进行实时通讯。通信模块9设有RS485串口、现场总线、短距离无线单元、GPRS 丰旲块。
[0028] 装置主控制器1产生触发信号给驱动电源为荧光激励光源进行供电；光源通过分 光片、耦合电路给光纤温度传感器2的探头，并将反馈的信号通过滤光电路、耦合电路接入 光电转换模块3。光电转换模块3将反馈信号通过放大电路、A/D转换电路给装置主控制器 1〇
[0029] 光纤温度传感器3可以通过光纤或者485线等多种接口和装置主控制器1相连， 根据运行经验和历史数据的积累，对于一些部位事故潜伏期设备的温度异常升高进行预 警，同时可以显示在液晶屏上，也可以通过后台软件把告警信息弹出在后台界面上。
[0030] 由于配网柜内设备复杂，空间狭小，所以装置主控制器1要便于安装，其大小和形 状都要进行合理的设计，采用全封闭的金属壳，起到很好的抗强干扰的屏蔽作用。
[0031] 本实用新型的后台软件具有实时数据采集、越限自动报警、历史数据分析和智能 预警的功能，可以把监测装置发送过来数据整理成曲线图，并且写入数据库，通过模拟实验 和对现场电网设施故障隐患潜伏期和临界点的大量调研和实时跟踪记录，通过对历史数据 的分析，精确地设置相对应的温度突变报警门限值，并通过多种方式显示预警信息。
[0032] 本实用新型通过采用先进的光传感技术，可以对电力系统开关设备各电气连接点 的温度进行实时在线监测，实现对导电体异常温升进行提前发现和预警，改变了以往人工 巡查或者事故发生后才发现和处理故障点位的做法，从而将电力自动化的发展进程从消极 被动的事后排障提升到了积极主动的事前预知的新的阶段，真正实现状态监测和状态检 修，对于国家智能电网的建设和安全运行，具有重要的推动作用。
[0033] 上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受 上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用 于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种开关柜温度在线监测装置，其特征在于：所述的监测装置为为光纤温度传感器 (2)的传感器探头通过光纤接入装置主控制器（1)，光纤温度传感器（2)安装在开关柜内的 开关触头、母线和电缆接头位置。2. 根据权利要求1所述的一种开关柜温度在线监测装置，其特征在于：所述的装置主 控制器（1)内设有光电转换模块（3)连接到光纤。3. 根据权利要求1所述的一种开关柜温度在线监测装置，其特征在于：所述的装置主 控制器（1)内设有数字量输入模块（4)、报警模块（5)。4. 根据权利要求1所述的一种开关柜温度在线监测装置，其特征在于：所述的装置主 控制器（1)通过人机接口（6)分别与显示模块（7)、输入模块（8)、通信模块（9)进行实时 通讯。5. 根据权利要求4所述的一种开关柜温度在线监测装置，其特征在于：所述的通信模 块（9)设有RS485串口、现场总线、短距离无线单元、GPRS模块。6. 根据权利要求1所述的一种开关柜温度在线监测装置，其特征在于：所述的装置主 控制器（1)产生触发信号给驱动电源为荧光激励光源进行供电；光源通过分光片、耦合电 路给光纤温度传感器（2)的探头，并将反馈的信号通过滤光电路、耦合电路接入光电转换 丰旲块（3)。7. 根据权利要求6所述的一种开关柜温度在线监测装置，其特征在于：所述的光电转 换模块（3)将反馈信号通过放大电路、A/D转换电路给装置主控制器（1)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种开关柜温度在线监测装置，其特征在于：所述的监测装置为光纤温度传感器的传感器探头通过光纤接入装置主控制器，光纤温度传感器安装在开关柜内的开关触头、母线和电缆接头位置，从而实现对开关柜的内部温度进行在线监测。由于采用上述的结构，本实用新型对电力系统开关设备各电气连接点的温度进行实时在线监测，实现对导电体异常温升进行提前发现和预警，改变了以往人工巡查或者事故发生后才发现和处理故障点位的做法，真正实现状态监测和状态检修，确保国家智能电网的建设和安全运行。
【IPC分类】G01K11/32
【公开号】CN204788718
【申请号】CN201520388725
【发明人】黄云闻, 余利生, 易咏波, 梁文轩
【申请人】安徽罗伯特科技股份有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年6月5日