专利名称：输电线路t接点自动测温及报警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于输变电设备监测技术领域，尤其是一种输电线路T接点自动测温及报警系统。
背景技术：
输电线是输电系统的主要组成部分，承担着电力的传输功能。由于输电线路跨度大、覆盖范围广，且长期在复 杂多变的条件下运行，因此及早发现事故隐患并及时予以排除，使其处于良好的状态下运行就显得十分重要。在电流输送中经常会发生由于输电线的线路接点温度过高而引起的断线事故，严重影响了电力输送的可靠性。为了保障电力输送安全进行，需要实时监测输电线接头温度，保障其在允许的范围之内，并且当温度超过限定值时报警，供电部门迅速采取措施进行维护，避免停电事故的发生，减少经济损失。输电线接点温度的检测非常困难，主要有以下因素高压输电线一般采用架空线，接点远离地面；输电线路在野外，蔓延几公里甚至几十公里的线路，接点分布不集中；接点处于高压、强磁场环境中。传统的温度检测方法主要采用贴色片测温和红外测温等非接触式测温方法，但是，上述非接触测温方法不能满足对所需测量数据精度的要求，而且需要人工现场勘察测量，这不仅成本高、效率低并且对事故的预防性差。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测量准确、成本低、效率高且具有预防功能的输电线路T接点自动测温及报警系统。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种输电线路T接点自动测温及报警系统，包括温度采集单元和监控中心，温度采集单元安装在传输线杆塔上对输电线路T接点的温度进行采集并通过无线传输方式与监控中心相连接进行数据通讯。而且，所述的温度采集单元包括电源模块、测温模块、微控制器模块和通讯控制模块，电源模块分别连接到测温模块、微控制器模块和通讯控制模块为各个模块供电，微控制器模块与测温模块相连接用于采集输电线路T接点的温度，微控制器模块与通讯控制模块相连，将定时采集的输电线路T接点的温度通过通讯模块发送给监控中心，或者接收监控中心的命令并将实时采集输电线路T接点的温度发送给监控中心。而且，所述的微控制器模块由单片机及其时钟芯片、时钟复位电路和看门狗电路连接构成。而且，所述的测温模块采用数字集成温度传感器。而且，所述的通讯控制模块采用GPRS无线传输模块。而且，所述的电源模块包括锂离子电池、太阳能板、充放电保护电路和两个降压稳压器，锂离子电池由太阳能板供电并设有充放电保护电路，锂离子电池分别与两个降压稳压器相连并输出3. 3V和4. 2V的稳定直流电压，该3. 3V的稳定直流电压为微控制器和测温模块供电，4. 2V的稳定直流电压为通讯控制模块供电。而且，所述的温度采集单元采用双层屏蔽线引入采集到的信号和屏蔽盒内层隔离的方式与输电线路T接点接触式安装在一起。而且，所述的监控中心包括计算机、报警装置和温度显示装置，计算机通过无线通讯方式接收温度采集单元的数据并通过温度显示装置进行实时显示，当温度值超过设定值时通过报警装置进行报警。本实用新型的优点和积极效果是I、本实用新型通过温度采集单元定时采集输电线路T接点的温度，由于输电线接点温度是缓慢上升的过程，间隔一定时间对数据采集一次，采集完数据，温度采集单元发送采集数据，然后进入休眠状态，休眠状态不仅可以降低功耗，而且可以大大提高设备的抗干扰能力。2、本实用新型能够根据监控中心的命令，唤醒休眠状态下的温度采集单元以实现随机采集输电线路T接点的温度功能，使得监控中心能够及时了解输电线接点温度状况。3、本实用新型具有报警功能当温度超过预设值时，温度采集单元通过设置外部时钟芯片值以缩短下一次唤醒的时间，并将将数据传输至监控中心，引起监控中心报警装
置报警。4、本实用新型的电源模块直接采用锂离子电池供电，可以避免电网不稳定对装置稳定性的影响；同时免除了整流滤波部分的电路使装置结构更加简单，锂离子电池的充电由太阳能板完成更有效的利用了自然能源。5、本实用新型采用接触式的温度传感器对高压输电线T接点温度进行检测并提供超温报警功能，为电力部门及时准确地提供输电线运行状况，为电网调度提供了依据，保证了电力安全输送，减少了事故发生，具有测量精准、实时性强、结构简单、安装方便、性能稳定等特点。
图I是本实用新型的系统连接示意图；图2是本实用新型的温度采集单元的电路框图；图3是本实用新型的电源模块电路框图；图4是本实用新型的主控程序流程图；图5是本实用新型的休眠与唤醒控制流程图；图6是本实用新型的测温及报警控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详述。—种输电线路T接点自动测温及报警系统，如图I所示，包括温度采集单元和监控中心，温度采集单元和监控中心通过GPRS无线传输方式与监控中心相连接。温度采集单元安装在传输线杆塔上对输电线路T接点的温度进行采集，该温度采集单元包括电源模块、测温模块、微控制器模块和通讯控制模块，电源模块分别连接到测温模块、微控制器模块和通讯控制模块为各个模块供电，微控制器模块作为控制核心分别与测温模块和通讯控制模块相连，微控制器模块通过测温模块检测输电线路T接点的温度；微控制器模块通过通讯控制模块采用GPRS方式与监控中心相连接进行通讯，不仅能够将定时采集输电线路T接点的温度发送给监控中心，而且能够接收监控中心的命令并将实时采集输电线路T接点的温度发送给监控中心。监控中心包括计算机、报警装置和温度显示装置，计算机通过GPRS无线方式接收温度采集单元的数据并通过温度显示装置进行实时显示，当温度值超过设定值时立即报警(设定值可由用 户自行调整，初步设定为70°C，温度上限为125°C)。如图2所示，微控制器模块采用具有超低功耗特点的16位单片机MSP430F149及其时钟芯片、时钟复位电路和看门狗电路，单片机可以方便地在各种工作模式之间切换，在增加睡眠低功耗模式的同时，工作时的耗电量也降到最低。时钟芯片作为外部时钟源，为系统提供一个时间基准，间隔一定时间后唤醒微控制器，其时钟输出引脚连接到MSP430F149的22号引脚即TAINCLK引脚上。由于温度采集单元安装在高压线附近，电磁环境恶劣，当有强电磁干扰使程序发生死锁时，或强电磁干扰使振荡器停振时，内部看门狗会失去作用，不会复位控制器，所以要保证在强磁环境下的可靠性，因此，微处理器模块连接一个外部看门狗芯片。温度传感器采用数字集成温度传感器DS18B20，其可以方便地实现与微控制器模块的连接，体积小，价格低廉，安装使用方便。DS18B20采用单总线技术，将地址、数据线和控制线合为一根双向串行传输的信号线，它的VDD接外部电源，GND接地，DQ接一个4. 7K的上拉电阻与微控制器MSP430F149的I/O接口相连。DS18B20探头通过数据线引出直接与测温点接触，外漏信号线缆均采用双层屏蔽线，其中外层屏蔽在靠近铁塔绝缘子的铁头接地，而内层屏蔽在测温系统位置接地。温度传感器将测得温度数据传入微控制器，存入微控制器的数据存储器。为缩短测量时间，DS18B20采用外部供电方式。通讯控制模块采用无线传输模块MC55，MC55通信模式选用TCP/UDP模式与网络相连即连接到监控中心的计算机上，并在出现温度越限时通过SMS短消息发送到主管手机一份信息。每套温度采集单元可以实时对传输线的一个连接点的温度进行接触测量，如果三相线路每相设一个测温点，则在三个测温点均需设置一套温度采集单元。系统工作环境除了有强电场干扰外，还存在强磁场干扰，因此，温度采集单元采用双层屏蔽线引入采集到的信号和屏蔽盒内层隔离的方法，防止特高压强磁场干扰。如图3所示，电源模块包括锂离子电池、太阳能板、充放电保护电路和两个降压稳压器，电源模块的能源来自于锂离子电池，其中锂离子电池由太阳能板供电并设有充放电保护电路，锂离子电池提供的12V直流电分别与LM2596和LM22676两个降压稳压器相连，两个降压稳压器分别输出3. 3V和4. 2V的稳定直流电压，其中，3. 3V的稳定直流电压为微控制器MSP430F149和温度传感器DS18B20供电，4. 2V的稳定直流电压为通讯控制模块MC55供电，上述两个稳压器外围电路简单，工作稳定，可直接从引脚引出所需直流电压。锂离子电池加入充放电保护电路可以当电池电压超过某个值时停止对电池的充电而当电压低于某个值时进行充电，从而保证锂离子电池的正常工作。本实用新型与现有检测系统相比较，本系统的温度测试数据可定时发送，温度超过设定值时立即报警，同时也可以通过监控中心发送命令查询当前某一输电线接点温度值。供电电源采用由太阳能板充电的锂离子电池，既充分利用了太阳能又能够避免电网不稳定对装置稳定性的影响，同时免除了整流滤波部分的电路可以使整个装置结构更加简单。控制芯片采用MSP430F 149，在增加睡眠低功耗模式的同时，工作时的耗电量也降到最低。采用通用分组无线服务技术(GPRS)通信方式，温度测量数据可通过无线网络发送到监控中心，同时以短信形式发送至指定的手机用户，及时提醒工作人员，提高报警的可靠度。本装置结构简单、安装方便、性能稳定。在温度采集单元的微控制器模块中安装有温度采集及报警程序。如图4所示，温度采集及报警程序主要包括启动、休眠、唤醒微控制器、系统初始化、T接点温度采集、分析温度数据和报警等步骤，其运行过程如下(I)电流温度测量终端开启后，系统处于休眠状态，等待外部时钟芯片延时时间到达，唤醒微控制器；(2)微控制器被唤醒以后，首先对微控制器系统进行初始化，然后采集T接点温度； (3)对采集到的T接点温度进行判断，看其值是否超过设定值70°C，如果没有超过设定值，系统再次进入休眠状态，等待下一次的唤醒。如果T接点温度超过70°C，就发出报
警信号。如图5所示，温度采集及报警程序中的休眠与唤醒子程序主要包括启动微控制器休眠模式、启动外部时钟芯片、延时等待、判断延时时间是否到达、唤醒微控制器模块等步骤。其运行过程如下(I)微控制器进入休眠模式，同时启动外部时钟芯片进行延时等待；(2)时钟尚未到达，继续延时等待；延时时间到达以后，唤醒微控制器模块。如图6所示，温度采集及报警程序中的测温及报警子程序主要包括系统初始化、查看看门狗信号、读取温度数据、分析温度数据、启动无线模块、数据发送、检测返回信号和报警等步骤。在系统初始化后，该程序运行过程如下(I)查看看门狗信号，若无信号则读取温度传感器数据，若有信号则回到上一步等待;(2)对读取到的温度数据进行分析，判断是否超过设定的报警上限70°C，如果超过上限温度，则需启动无线传输模块，若无，启动休眠与唤醒控制子程序，进入休眠状态；(3)启动无线模块后将温度数据经GPRS网络发送到监控中心；(4)查看是否有返回信号判断数据是否发送成功；(5)监控中心接收到信号后启动报警系统。需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种输电线路T接点自动测温及报警系统，其特征在于包括温度采集单元和监控中心，温度采集单元安装在传输线杆塔上对输电线路T接点的温度进行采集并通过无线传输方式与监控中心相连接进行数据通讯。
2.根据权利要求I所述的输电线路T接点自动测温及报警系统，其特征在于所述的温度采集单元包括电源模块、测温模块、微控制器模块和通讯控制模块，电源模块分别连接到测温模块、微控制器模块和通讯控制模块为各个模块供电，微控制器模块与测温模块相连接用于采集输电线路T接点的温度，微控制器模块与通讯控制模块相连，将定时采集的输电线路T接点的温度通过通讯模块发送给监控中心，或者接收监控中心的命令并将实时采集输电线路T接点的温度发送给监控中心。
3.根据权利要求2所述的输电线路T接点自动测温及报警系统，其特征在于所述的微控制器模块由单片机及其时钟芯片、时钟复位电路和看门狗电路连接构成。
4.根据权利要求2所述的输电线路T接点自动测温及报警系统，其特征在于所述的测温模块采用数字集成温度传感器。
5.根据权利要求2所述的输电线路T接点自动测温及报警系统，其特征在于所述的通讯控制模块采用GPRS无线传输模块。
6.根据权利要求2至5任一项所述的输电线路T接点自动测温及报警系统，其特征在于所述的电源模块包括锂离子电池、太阳能板、充放电保护电路和两个降压稳压器，锂离子电池由太阳能板供电并设有充放电保护电路，锂离子电池分别与两个降压稳压器相连并输出3. 3V和4. 2V的稳定直流电压，该3. 3V的稳定直流电压为微控制器和测温模块供电，4.2V的稳定直流电压为通讯控制模块供电。
7.根据权利要求I所述的输电线路T接点自动测温及报警系统，其特征在于所述的温度采集单元采用双层屏蔽线引入采集到的信号和屏蔽盒内层隔离的方式与输电线路T接点接触式安装在一起。
8.根据权利要求I所述的输电线路T接点自动测温及报警系统，其特征在于所述的监控中心包括计算机、报警装置和温度显示装置，计算机通过无线通讯方式接收温度采集单元的数据并通过温度显示装置进行实时显示，当温度值超过设定值时通过报警装置进行报警。
专利摘要本实用新型涉及一种输电线路T接点自动测温及报警系统，其主要技术特点是包括温度采集单元和监控中心，温度采集单元安装在传输线杆塔上对输电线路T接点的温度进行采集并通过无线传输方式与监控中心相连接进行数据通讯。本实用新型采用接触式的温度传感器对高压输电线T接点温度进行检测并提供超温报警功能，为电力部门及时准确地提供输电线运行状况，为电网调度提供了依据，保证了电力安全输送，减少了事故发生，具有测量精准、实时性强、结构简单、安装方便、性能稳定等特点。
文档编号G01K1/02GK202770538SQ201220459538
公开日2013年3月6日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者张渭澎, 段超颖, 金熙, 张士暖, 张云龙, 鲁修学, 李玲玲 申请人:天津市电力公司, 国家电网公司