一种环网柜温度及电流无线采集装置及其采集方法与流程

本发明涉及一种采集装置，尤其涉及一种环网柜温度及电流无线采集装置及其采集方法。

背景技术：

目前环网柜温度、电流采集通常采用有线的方法，无法有效地实现高低压隔离；红外方法采集温度比较方便，但采集电流就必须考虑供电问题和精准的光通信问题，结果复杂，安装维护不便；部分无线采集方法使用电池供电，电池更换频繁，还有高温电池爆炸的危险；部分无线采集方法使用闭合式线圈取电，安装维护困难。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构紧凑，可开合式环状铁心外绕漆包线结构，无需拆装一次回路，即可安装，安装方便，线圈工作于未过饱和状态，既用于给线路板提供电源，又用于测量线路工作电流的一种环网柜温度及电流无线采集装置及其采集方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种环网柜温度及电流无线采集装置，包括电缆头，所述的电缆头中设有电缆，还包括与电缆相套接的采集定位组件，所述的采集定位组件的外壁设有控制组件，所述的电缆头与控制组件间设有传感组件；

所述的采集定位组件包括左半线圈壳和右半线圈壳，所述的左半线圈壳与右半线圈壳呈活动式配接，所述的左半线圈壳和右半线圈壳中分别设有线圈，二个线圈通过两孔插接件相连通，所述的左半线圈壳与右半线圈壳的中间位设有电缆夹，所述的电缆通过电缆夹进行定位；

所述的控制组件包括控制箱，所述的控制箱中设有控制线路板，所述的两孔插接件与控制线路板相连接；

所述的传感组件包括与控制线路板相插接的三孔插接件，所述的三孔插接件通过导线与温度传感器相连接，所述的温度传感器设在电缆头中。

作为优选，所述的左半线圈壳包括左半线圈底壳，所述的左半线圈底壳的上部设有与左半线圈底壳相配接的左半线圈盖板，所述的线圈设在左半线圈底壳中；所述的右半线圈壳包括右半线圈底壳，所述的右半线圈底壳的上部设有与右半线圈底壳相配接的右半线圈盖板，所述的线圈设在右半线圈底壳中；所述的左半线圈底壳与右半线圈底壳通过铜轴套相活动定位；所述的控制箱设在右半线圈底壳的外端。

作为优选，所述的控制箱包括控制箱底壳，所述的控制线路板设在控制箱底壳中，所述的控制箱底壳的外端设有控制箱顶盖，所述的控制箱顶盖中设有与控制线路板相连接的控制按钮。

作为优选，所述的控制线路板包括微处理器、稳压电路、电流采集电路、温度采集电路、无线通讯模块、过压过流保护电路、开合式线圈、热敏电阻和高精密电流互感器，所述的稳压电路、电流采集电路、温度采集电路分别与微处理器呈单向连接，所述的无线通讯模块与微处理器呈双向连接；所述的过压过流保护电路与稳压电路呈单向连接，所述的高精密电流互感器与电流采集电路呈单向连接；所述的热敏电阻与温度采集电路呈单向连接；所述的开合式线圈分别与过压过流保护电路、高精密电流互感器呈单向连接。

一种环网柜温度及电流无线采集装置的采集方法，按以下步骤进行：

（1）、装配：

将采集定位组件、控制组件和传感组件进行组装，确保安装无误，并能正常使用；

线圈制作：将漆包铜线均匀缠绕在半圆形铁心上，需紧密均匀，并且左右半线圈均流出一定长度的铜线接头；

线圈固定：首先将左半线圈漆包铜线一个接头传入左边线圈底壳导线连接孔，然后穿过铜轴套；然后将将左半线圈漆包铜线另一个接头连接1.5mm²的铁氟龙高温导线后再与两孔接插件连接；再后，将左半线圈至于左边线圈底壳内，调整位置，确保铁心开口和底壳开口处齐平；最后，将线圈用环氧树脂浇注固定，注意均匀浇注，不要产生气泡。24小时后环氧树脂完全凝固，将左半线圈盖板扣在底壳上，注意对准插脚，完全卡紧；右半线圈与左半线圈装配固定过程相同；

线圈总装：将左半线圈带底壳置于平台上，将铜轴套插入左半线圈底壳的拼接孔中，然后将右半线圈底壳拼接孔对准铜轴套后套入铜轴套，接着电缆夹置于线圈底壳内侧，注意开口方向与铜轴套所在方向相反，最后将两颗固M4*16定螺丝分别穿入左右底壳两端开口固定孔并拧紧；

控制线路板装配：首先，将控制线路板置于控制板底壳内，注意对准接插件开孔；然后用四颗M3*6螺丝将控制线路板固定在控制板底壳内；再后，将控制线路板引线连接的3颗发光二极管插入控制板顶盖的指示灯孔中，注意高度适中并一致，使用玻璃胶固定发光二极管；最后，将控制板顶盖扣在控制板底壳上，用2颗M4*25螺丝穿入控制板顶盖底端2孔固定在控制板底壳上；

总装：用2颗M4*65螺丝贯穿控制板顶盖上端2孔，再穿过控制板底壳、以及左半线圈底座上的固定孔，使用垫片、螺母将螺丝固定；

（2）、采集装置的安装：

将半线圈壳和右半线圈壳两端M4*16螺丝拧出，使左半线圈壳和右半线圈壳处于分开状态，将电缆夹处于分开状态，电缆卡入至电缆夹中，适当的转动电缆夹，使电缆与电缆夹完全贴合，电缆夹置于左半线圈壳和右半线圈壳中，再将左半线圈壳和右半线圈壳通过M4*16螺丝固定；温度传感器固定在电缆头上；

（3）、数据采集：

当一次导线的电流值大于10A时，安装在一次导线上的开合式的高精密电流互感器感应出电流，经过过压过流保护电路进行保护，再通过稳压电路稳压成Vcc=3.3V给电路板上所有芯片供电；开合式电流互感器感应出的电流回路须穿过小电流互感器，小电流互感器感应出一个高精度的电流信号经过电流采样电路处理成0～3.3V电压信号，电压信号送到微处理器的ADC管脚上进行采样，得出电流值，电流测量范围是10～2000A，测量精度为±1%；

温度传感器采用PT100热敏电阻，通过温度采样电路出来后送给微处理器进行ADC采样，计算得出温度值，温度测量范围为-30℃～220℃，温度测量精度为±1℃；

微处理器计算出环网柜工作电流值和电缆头的温度值，并判断是否有短路或超温固定，如果有故障进行就地显示故障信息，对应的发光二极管点亮；

同时，微处理器还将采集到的电流值和温度值以及故障信息通过无线通讯模块以无线的方式发送到低压侧的监测主机，实现了高低压侧的电气有效隔离。本采集装置最大无线发射功率可达0dBm，工作电流不超过20mA，空旷区域无线通讯距离可达50米，穿过1层金属屏保后通讯距离仍能超过10米。

温度探头外套金属套，固定在电缆头上，通过高温金属导线连接到控制线路板。

外壳采用聚碳酸酯材料制作，具有坚固，耐高温、绝缘的特点。

内部环氧树脂浇注，全绝缘、密封结构，防尘防水。

开合式安装方式无需拆装一次电缆安装简单；电缆夹使用橡胶材料制成，伸缩性好、摩擦系数高，增加固定可靠性、不同直径的电缆适用性，还能有效地缓冲环网柜分合闸时产生的振动。

因此，本发明一种环网柜温度及电流无线采集装置及其采集方法，结构紧凑，拆装方便，采集数据。

附图说明

图1是本发明的爆炸结构示意图；

图2是本发明的装配结构示意图；

图3是本发明中采集定位组件的结构示意图；

图4是本发明中电缆夹的结构示意图；

图5是本发明中控制线路板的控制框图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种环网柜温度及电流无线采集装置，包括电缆头1，所述的电缆头1中设有电缆2，还包括与电缆2相套接的采集定位组件，所述的采集定位组件的外壁设有控制组件，所述的电缆头1与控制组件间设有传感组件；

所述的采集定位组件包括左半线圈壳和右半线圈壳，所述的左半线圈壳与右半线圈壳呈活动式配接，所述的左半线圈壳和右半线圈壳中分别设有线圈3，二个线圈3通过两孔插接件4相连通，所述的左半线圈壳与右半线圈壳的中间位设有电缆夹5，所述的电缆2通过电缆夹5进行定位；

所述的控制组件包括控制箱，所述的控制箱中设有控制线路板6，所述的两孔插接件4与控制线路板6相连接；

所述的传感组件包括与控制线路板6相插接的三孔插接件7，所述的三孔插接件7通过导线与温度传感器8相连接，所述的温度传感器8设在电缆头5中。

所述的左半线圈壳包括左半线圈底壳9，所述的左半线圈底壳9的上部设有与左半线圈底壳9相配接的左半线圈盖板10，所述的线圈3设在左半线圈底壳9中；所述的右半线圈壳包括右半线圈底壳11，所述的右半线圈底壳11的上部设有与右半线圈底壳11相配接的右半线圈盖板12，所述的线圈3设在右半线圈底壳11中；所述的左半线圈底壳9与右半线圈底壳11通过铜轴套13相活动定位；所述的控制箱设在右半线圈底壳11的外端。

所述的控制箱包括控制箱底壳14，所述的控制线路板6设在控制箱底壳14中，所述的控制箱底壳14的外端设有控制箱顶盖15，所述的控制箱顶盖15中设有与控制线路板6相连接的控制按钮16。

所述的控制线路板6包括微处理器17、稳压电路18、电流采集电路19、温度采集电路20、无线通讯模块21、过压过流保护电路22、开合式线圈23、热敏电阻24和高精密电流互感器25，所述的稳压电路18、电流采集电路19、温度采集电路20分别与微处理器17呈单向连接，所述的无线通讯模块21与微处理器17呈双向连接；所述的过压过流保护电路22与稳压电路18呈单向连接，所述的高精密电流互感器25与电流采集电路19呈单向连接；所述的热敏电阻24与温度采集电路20呈单向连接；所述的开合式线圈23分别与过压过流保护电路22、高精密电流互感器25呈单向连接。

一种环网柜温度及电流无线采集装置的采集方法，按以下步骤进行：

（1）、装配：

将采集定位组件、控制组件和传感组件进行组装，确保安装无误，并能正常使用；

线圈制作：将漆包铜线均匀缠绕在半圆形铁心上，需紧密均匀，并且左右半线圈均流出一定长度的铜线接头；

线圈固定：首先将左半线圈漆包铜线一个接头传入左边线圈底壳导线连接孔，然后穿过铜轴套；然后将将左半线圈漆包铜线另一个接头连接1.5mm²的铁氟龙高温导线后再与两孔接插件连接；再后，将左半线圈至于左边线圈底壳内，调整位置，确保铁心开口和底壳开口处齐平；最后，将线圈用环氧树脂浇注固定，注意均匀浇注，不要产生气泡。24小时后环氧树脂完全凝固，将左半线圈盖板扣在底壳上，注意对准插脚，完全卡紧；右半线圈与左半线圈装配固定过程相同；

线圈总装：将左半线圈带底壳置于平台上，将铜轴套插入左半线圈底壳的拼接孔中，然后将右半线圈底壳拼接孔对准铜轴套后套入铜轴套，接着电缆夹置于线圈底壳内侧，注意开口方向与铜轴套所在方向相反，最后将两颗固M4*16定螺丝分别穿入左右底壳两端开口固定孔并拧紧；

控制线路板装配：首先，将控制线路板置于控制板底壳内，注意对准接插件开孔；然后用四颗M3*6螺丝将控制线路板固定在控制板底壳内；再后，将控制线路板引线连接的3颗发光二极管插入控制板顶盖的指示灯孔中，注意高度适中并一致，使用玻璃胶固定发光二极管；最后，将控制板顶盖扣在控制板底壳上，用2颗M4*25螺丝穿入控制板顶盖底端2孔固定在控制板底壳上；

总装：用2颗M4*65螺丝贯穿控制板顶盖上端2孔，再穿过控制板底壳、以及左半线圈底座上的固定孔，使用垫片、螺母将螺丝固定；

（4）、采集装置的安装：

将半线圈壳和右半线圈壳两端M4*16螺丝拧出，使左半线圈壳和右半线圈壳处于分开状态，将电缆夹处于分开状态，电缆卡入至电缆夹中，适当的转动电缆夹，使电缆与电缆夹完全贴合，电缆夹置于左半线圈壳和右半线圈壳中，再将左半线圈壳和右半线圈壳通过M4*16螺丝固定；温度传感器固定在电缆头上；

（5）、数据采集：

当一次导线的电流值大于10A时，安装在一次导线上的开合式的高精密电流互感器感应出电流，经过过压过流保护电路进行保护，再通过稳压电路稳压成Vcc=3.3V给电路板上所有芯片供电；开合式电流互感器感应出的电流回路须穿过小电流互感器，小电流互感器感应出一个高精度的电流信号经过电流采样电路处理成0～3.3V电压信号，电压信号送到微处理器的ADC管脚上进行采样，得出电流值，电流测量范围是10～2000A，测量精度为±1%；

温度传感器采用PT100热敏电阻，通过温度采样电路出来后送给微处理器进行ADC采样，计算得出温度值，温度测量范围为-30℃～220℃，温度测量精度为±1℃；

微处理器计算出环网柜工作电流值和电缆头的温度值，并判断是否有短路或超温固定，如果有故障进行就地显示故障信息，对应的发光二极管点亮；

同时，微处理器还将采集到的电流值和温度值以及故障信息通过无线通讯模块以无线的方式发送到低压侧的监测主机，实现了高低压侧的电气有效隔离。本采集装置最大无线发射功率可达0dBm，工作电流不超过20mA，空旷区域无线通讯距离可达50米，穿过1层金属屏保后通讯距离仍能超过10米。