一种高压配电装置隔离触头温度在线监测装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高压配电装置隔离触头温度在线监测装置，包括处于高电位的高压端模块和处于低电位的低压端模块，高压端模块包括温度传感器、温度数据采集单元、高压端微处理器、电源模块和无线电数据传输单元，高压端微处理器的输入端连接有多个温度传感器，各个温度传感器通过温度数据采集单元连接至高压端微处理器，高压端微处理器的输出端连接无线电数据传输单元，电源模块设置在高压端微处理器上；低压端模块包括低压端微处理器、无线收发模块、数据存储单元、键盘单元、显示单元、声光报警单元和通信单元。本发明结构简单、生产成本低，测量数据稳定准确，同时增加了历史数据存储功能、声光报警功能和数据上传功能。
【专利说明】-种高压配电装置隔离触头温度在线监测装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及矿用高压配电装置【技术领域】，尤其涉及一种高压配电装置隔离触头温 度在线监测装置。
【背景技术】
[0002] 煤矿高压配电装置是影响煤矿安全生产的关键设备之一，担负着向井下工作面馈 电和故障保护的双重任务。随着煤矿井下电网电压等级的不断提高，用电设备对供电系统 及配电装置的可靠性要求也越来越高。高压配电装置由于隔离触头接触不良引发温度过高 而导致的事故时有发生，因此隔离触头温度在线监测对于确保高压配电装置安全可靠地运 行具有十分重要的现实意义。目前国内对高压配电装置隔离触头温度的在线监测大多采用 红外探头、光纤等监测手段，存在造价高、安装不便、测试不准确等问题。
[0003] 高压配电装置隔离触头温升原因如下：电力设备导电回路长时间通过工作电流 时，由于其存在电阻，就会产生一定热量，使电力设备温度升高。正常情况下，温升不会超出 规定范围，但导电回路衔接处一旦发生接触不良，就可能造成该处温度超出正常范围，进而 引发故障。在电网运行过程中，机械振动、触头烧蚀等原因都可能使接触条件恶化，接触电 阻增加，引起接触点温度升高，加剧接触表面氧化，导致局部熔焊或接触松动处产生电弧放 电，最终造成电气设备损坏甚至停电或引发火灾等重大事故。这类触头过热故障一方面来 自高压隔离开关本身的质量问题，更重要的原因在于目前缺乏针对隔离触头温升的有效监 测手段。目前普遍使用的手车式高压配电装置内断路器与配电装置之间采用插头联结，当 存在插头制造质量差、运输不当、断路器开合闸时振动及安装不良等情况时，都可能引起触 头接触不良，接触电阻增大，进而导致触头温升超限。
【发明内容】
[0004] 为了解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出了一种高压配电装置隔离触头 温度在线监测装置，结构简单，生产成本低，测量数据稳定准确。
[0005] 本发明提出的一种高压配电装置隔离触头温度在线监测装置，包括处于高电位的 高压端模块和处于低电位的低压端模块，高压端模块包括温度传感器、温度数据采集单元、 高压端微处理器、无线电数据传输单元和电源模块，高压端微处理器的输入端连接有多个 温度传感器，温度传感器与隔离触头对应设置，各个温度传感器通过温度数据采集单元连 接至高压端微处理器，高压端微处理器的输出端连接无线电数据传输单元，电源模块设置 在高压端微处理器上，电源模块上连接CT线圈；低压端模块包括低压端微处理器、无线收 发模块、数据存储单元、键盘单元、显示单元、声光报警单元和通信单元，低压端微处理器连 接无线收发模块、I/O接口模块、据存储单元和通信单元，无线收发模块与无线电数据传输 单元连接，I/O接口模块的输入端连接键盘单元，I/O接口模块的输出端连接显示单元，低 压端微处理器输出端连接声光报警单元；温度传感器获取高压配电装置隔离触头的温度 值，由温度数据采集单元传输高压端微处理器，经高压端微处理器处理后，通过无线电数据 传输单元、无线收发模块传输至低压端微处理器，由数据存储单元进行存储、显示单元进行 显示、声光报警单元进行报警、通信单元进行数据上传。
[0006] 优选地，高压端微处理器、低压端微处理器均采用型号为AT89C52的单片机。
[0007] 优选地，无线电数据传输单元采用收发一体的nRF905芯片。
[0008] 优选地，温度传感器采用型号为PtlOO温度测量传感器。
[0009] 优选地，电源模块上连接电容储能模块，保证了高压配电装置在断电的情况下， 仍能向监测装置提供5s左右的可靠供电。
[0010] 本发明中，高压端微处理器与温度传感器处于等电位，避免了由于高压端处理器 与温度传感器不同电位而造成的测量误差；高压端微处理器和各个温度传感器所需电源采 用感应供电。高压开关电流变化非常大，造成感应供电不稳定，本发明利用线圈饱和原 理，当小电流时线圈正常励磁，大电流时线圈饱和，从而提供了变化幅度较小的电源，再 通过电源稳压模块，从而向监测装置提供稳定可靠的电源。
[0011] 本发明采用无线收发模块完成高压端模块到低压端模块的数据传输，很好地解 决了高压隔离问题。本发明结构简单、生产成本低，测量数据稳定准确，同时增加了历史数 据存储功能、声光报警功能和数据上传功能；不仅适用于结构紧凑的高压电配装置，也可 应用于其它电力设备的高压测温，具有较广泛的应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本发明提出的一种高压配电装置隔离触头温度在线监测装置的结构示意 图。
[0013] 图2为本发明提出的一种高压配电装置隔离触头温度在线监测装置中温度数据 采集单元的A/D转化电路图。
[0014] 图3为本发明提出的一种高压配电装置隔离触头温度在线监测装置中声光报警 单元的声光报警电路示意图。
【具体实施方式】
[0015] 如图1?3所示，图1为本发明提出的一种高压配电装置隔离触头温度在线监测 装置的结构示意图；图2为本发明提出的一种高压配电装置隔离触头温度在线监测装置中 温度数据采集单元的A/D转化电路图；图3为本发明提出的一种高压配电装置隔离触头温 度在线监测装置中声光报警单元的声光报警电路示意图。
[0016] 参照图1，本发明提出的一种高压配电装置隔离触头温度在线监测装置，包括处于 高电位的高压端模块1和处于低电位的低压端模块2,高压端模块1包括温度传感器11、温 度数据采集单元12、高压端微处理器13、无线电数据传输单元14和电源模块15,高压端微 处理器13的输入端连接有多个温度传感器11，温度传感器11与隔离触头对应设置，各个温 度传感器11通过温度数据采集单元12连接至高压端微处理器13,高压端微处理器13的输 出端连接无线电数据传输单元14,电源模块15设置在高压端微处理器13上，电源模块15 上连接CT线圈16 ;低压端模块2包括低压端微处理器21、无线收发模块22、数据存储单元 23、I/O接口模块24、键盘单元25、显示单元26、声光报警单元27和通信单元28,低压端微 处理器21连接无线收发模块22、I/O接口模块24、据存储单元23和通信单元28,无线收发 模块22与无线电数据传输单元14连接，I/O接口模块24的输入端连接键盘单元25, I/O 接口模块24的输出端连接显示单元26,低压端微处理器21输出端连接声光报警单元27 ; 温度传感器11获取高压配电装置隔离触头的温度值，由温度数据采集单元12传输高压端 微处理器13,经高压端微处理器13处理后，通过无线电数据传输单元14、无线收发模块22 传输至低压端微处理器21，由数据存储单元23进行存储、显示单元26进行显示、声光报警 单元27进行报警、通信单元28进行数据上传。
[0017] 在具体实施例中，高压端微处理器13、低压端微处理器21均采用型号为AT89C52 的单片机；无线电数据传输单元14采用收发一体的nRF905芯片；温度传感器11采用型号 为PtlOO温度测量传感器。
[0018] 参照图2,高精度的PtlOO温度测量传感器直接安装在6个隔离触头上，采集到的 温度信号通过变送器与温度数据采集单元相连，温度数据采集单元12通过数据总线和地 址总线与高压端微处理器13相连。温度数据采集单元12的A/D转换器采用ADC0809,它的 转换速度和精度满足触头温度测量要求。A/D转换器分6路顺序采集A、B、C三相6个隔离 触头的温度数据。
[0019] A/D转换器的典型时钟频率为640kHz，由于其自身没有时钟电路，需由外部电路 提供，采用2片D触发器将低压端微处理器的ALE信号由2MHz分频至500kHz提供。高压 端微处理器13通过P2. 7和读、写控制线来控制A/D转换器模拟输入通道的地址锁存、启动 和输出允许。
[0020] 参照图3,利用低压端微处理器21的PL 1给声光报警单元27提供一个低电平可 使声光报警单元27发出声光报警。声光报警单元27设置在下述两种情况下发出声光报 警：一是触头温度超过预设温度时进行报警，二是触头温升在一定时间内超过一定温度时 进行报警。
[0021] 为了实现各检测单元的数据共享和集中处理，本发明采用通讯接口电路实现低 压端模块和工控机之间进行数据通信。本发明运行在高电压、大电流环境下，高压配电装 置合分闸瞬间还出现强烈的电磁暂态过程，这些都会产生强电场、磁场及强电磁干扰，这 对于微电子系统及微弱信号处理非常不利。为了消除这些干扰、增强系统抗干扰能力，在 硬件方面采用了金属屏蔽、加强各级滤波从而消除高频干扰等措施。另外，为实现该监测 装置的工业实用性，选用通用、标准、可靠的元器件，在设计上力求小巧，与高压配电装置 配套使用时，原装置结构无需变动，只需在安装处打安装孔即可，不影响原装置性能，特 别是绝缘性能不会受影响。
[0022] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种高压配电装置隔离触头温度在线监测装置，其特征在于，包括处于高电位的高 压端模块（1)和处于低电位的低压端模块（2)，高压端模块（1)包括温度传感器（11)、温度 数据采集单元（12)、高压端微处理器（13)、无线电数据传输单元（14)和电源模块（15)，高 压端微处理器（13)的输入端连接有多个温度传感器（11)，温度传感器（11)与隔离触头对 应设置，各个温度传感器（11)通过温度数据采集单元（12)连接至高压端微处理器（13)， 高压端微处理器（13)的输出端连接无线电数据传输单元（14)，电源模块（15)设置在高压 端微处理器（13)上，电源模块（15)上连接CT线圈（16);低压端模块（2)包括低压端微处 理器（21)、无线收发模块（22)、数据存储单元（23)、I/O接口模块（24)、键盘单元（25)、显 示单元（26)、声光报警单元（27)和通信单元（28)，低压端微处理器（21)连接无线收发模 块（22)、据存储单元（23)、1/0接口模块（24)和通信单元（28)，无线收发模块（22)与无线 电数据传输单元（14)连接，I/O接口模块（24)的输入端连接键盘单元（25)，I/O接口模块 (24)的输出端连接显示单元（26)，低压端微处理器（21)输出端连接声光报警单元（27)。
2. 根据权利要求1所述的高压配电装置隔离触头温度在线监测装置，其特征在于，高 压端微处理器（13)、低压端微处理器（21)均采用型号为AT89C52的单片机。
3. 根据权利要求1所述的高压配电装置隔离触头温度在线监测装置，其特征在于，无 线电数据传输单元（14)采用收发一体的nRF905芯片。
4. 根据权利要求1所述的高压配电装置隔离触头温度在线监测装置，其特征在于，温 度传感器（11)采用型号为PtlOO温度测量传感器。
5. 根据权利要求1所述的高压配电装置隔离触头温度在线监测装置，其特征在于，电 源模块（15)上连接电容储能模块。
【文档编号】G01K7/18GK104122004SQ201410363214
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】李乐群 申请人:安徽鑫辰电气设备有限公司