电缆头在线测温装置的制作方法

本发明涉及电力领域，尤其涉及电力参数监测装置。

背景技术：

电厂、变电站的开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要的设备。在长期运行过程中,开关的触点和母线连接等部位因老化导致接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度很难监测，由此最终导致事故发生。近年来，在电厂和变电站已发生多起开关过热事故，造成火灾和大面积的停电事故，解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键， 实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》，国家电网生技[2005]400号文件中明确指出：预防开关设备载流回路过热 定期用测温设备检查开关设备的接头部、隔离开关的导电部分（重点部位：触头、出线座等），特别是在重负荷或高温期间，加强对运行设备温升的监视，发现问题应及时采取措施。无线传输式开关柜温度在线监测系统能够实现开关柜触头、母线、电缆温度实时在线监测，避免上述问题的发生。

在已有的测温技术中，有线测温方式装置安装不方便，对主控制器和测温点之间的距离有要求，对于电缆沟槽、架空线，测温模块则无法安装，只能针对某一开关柜内的电缆头，不利于集中控制。而对于红外测温装置，可以解决一部分有线测温装置不好安装的问题，但如果主控制器和测温点不在一个有效的空间内就无法测量了，且红外装置时间长了以后会有灰尘覆盖，影响测温精度，同时安装也不方便，同样不利于集中控制。本装置实现无线测温装置，安装方便，结构简单，可以将测温模块放置在任何需要测温的地方。电池使用寿命在3年以上，方便用户集中控制。

技术实现要素：

本发明适用于户内各类高压开关设备的接头处、触头以及母排的在线温度测量。在线测温装置二次部分与一次部分无任何电连接，传感器与主机信息交换是通过无线信息传送，不会影响系统的绝缘性能，使用更安全。本发明主要解决上述传统测温装置的问题，包括表带、测温模块、主控制器、上位机系统组成。是利用现代传感器技术、数据传输技术、计算机技术实现的高效率的在线测温系统。

本发明测温模块提出表带式安装结构，测温模块采用表带式安装，对于现有的安装方式及外形结构参见图1。

所述壳体采用防水、阻燃材料制作塑料胶表带。

所述壳体有一个大小相当于温度传感器的孔，方便温度传感器与测温点紧密接触，好处在于，能够更精确的测到测温点的温度。

所述壳体内有锂电池安装位置，方便模块再温度耗尽时更换电池。

所述模块安装时只需将模块紧贴在被测物体上，然后将表带的一端穿过另一端慢慢拉紧，直到表带紧紧地绑在被测物体上，注意拉力不要过大，以刚刚拉紧为宜。表带固定后，可将多余的延长部分表带扎起或剪掉，安装方式极为简便。

测温模块的取电问题一直是无线测温技术的重点，本发明提出采用电池供电方式，一是电池供电相比TV取电更加安全经济，但如何延长电池寿命，保证无线测温实时性的同时兼顾到电池寿命。并且能够对电池电量进行预警，保证设备有效、持续的运行，则需要设计人员在模块硬件和软件方面加以更多的优化。

硬件方面，采用低功耗芯片，降低工作状态下和待机状态下电流开销。

软件方面精简代码，尽量缩短程序的处理时间，并在数据传输完成后立即进入休眠状态，并且采用分档周期发送数据，高温下发送周期短，低温下发送周期长，正常温度发送周期正常，这样既可减少功耗，也能保证温度的实时传输。

所述模块能够进行电池电量预警，我们需要知道电池的电量多少，以便我们能够提前安排，在工厂检修的时候或停产的时候更换电池。

所述模块采用NRF905无线传输模块，工作于433MHZ频道，由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成。不需外加声表滤波器，自动处理头和CRC（循环冗余码校验），使用SPI接口与单片机进行通讯。工作电流很低，有利于节能。

本发明提到的主控制器，安装在开关柜柜体的面板上，同测温模块不超过100m的距离，无线接收器的天线安装在柜顶上。

所述主控制器具有数据接收功能，接收来自各个测温模块的温度信息，并储存在缓冲区域里。数据接收模块也是通过NRF905无线收发模块来完成的，只是在测温模块上设置为数据发送功能，在主控制器上设置为输入接收功能。

所述主控制器具有RS485数据传输功能，将缓冲区域里的温度数据转发给上位机。

所述主控制器具有报警功能，能够判断异常数据的位置并产生报警。

本发明提到的上位机管理系统，是面向用户的操作化界面，它能够帮助用户更好的查看每个测温点的设备状态。

所述上位机具有实时显示每个设备的温度信息、可设置温度多级限值、可视化显示设备安全和缺陷评估等级。

所述上位机能够对设备温度历史数据分析，支持显著式差异分析和纵横比分析法，根据长期温度变化趋势分析判断设备运行工况并给出建议。

所述上位机可以进行数据打印、数据共享、数据超限预警功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1：测温传感器的类型及外形尺寸

图2：温度采集模块硬件框图

图3：主控制器硬件框图

图4：从模块软件设计流程图

图5：主控制器软件设计流程图。

具体实施方式

具体实施时，温度采集模块硬件设计如图2，模块通过电池（①）供电，电池使用可充电锂电池。当电池没电后能够充电并循环使用。温度传感器DS18B20（②）采集各节点温度，MCU控制为低功耗芯片（③）。它负责将DS18B20（②）采集到得数据进行转化，并在转化过后的数据通过NRF905（④）无线模块将采集的数据传输出去.每个从模块具有不同的地址，这样主控制器显示的温度时具有不同地址的温度。

具体实施时测温模块软件设计如图4，包含软件的设计思路、流程，上电温度传感器自检，如正常将检测正常温度，如自检不合格则向主控制器发送故障信息，自检完成后主控制器采集温度传感器上的温度数据，然后采集电池的电量信息，MCU处理温度电量信息并判断此温度是设置的长周期发送还是短周期发送，并将数据发送到主控制器，然后单片机进入休眠模式，等待定时时间到唤醒，唤醒后再次采集温度信息和电量信息并发送。如此循环实现实时采集。

具体实施时，传感器安装布点应遵循安全、简便、可靠的原则，根据开关柜的类型、负荷电流、可动连接部位等因素，确定需安装传感器的开关柜。布点原则如下：大电流柜优先，温度的变化与负荷电流值密切相关，变电站内的大电流柜，如主变进线柜、联络柜等，应优先安装无线测温装置；可动连接部位优先，连接部位作为一个接触薄弱点，温度的监控尤其重要，如柜内隔离刀闸接头、移开式断路器的插头等，温度监控点应覆盖到位；适当考虑柜内TA接头部位，柜内的固定TA一般为固体绝缘结构，引线排处一旦接触不良，会导致互感器连接部位温度过高，影响绝缘特性，应适当考虑布点；柜内固定的电缆接头部位原则上不安装，电缆接头故障多因绝缘受损造成，由发热导致的故障较少，且常规开关柜均可利用红外玻璃窗口观察到电缆头及接头部位，因此，对电缆接头的监测应优先采用红外玻璃窗口进行红外监测，并通过紫外成像监控电缆头放电征兆。电缆接头部分原则上不考虑安装温度测点；移开式断路器安装点优选隔离插头动触头侧，考虑到开关柜母线停电困难，移开式开关柜断路器测温点原则上安装于隔离插头动侧触头，且安装时不得变动触臂的结构，如拆卸动侧触指、拆卸动侧触臂绝缘筒、拆卸绝缘筒卡环、破坏绝缘包裹等。

具体实施时的主控制器的硬件设计框图如图3，主控制器软件设计流程图如图5，电源模块（1）对主控器供电，通过NRF905（3）接收来自从模块采集的数据，主控芯片(2)处理采集到得数据,并将数据结果显示在液晶屏上（4），用户可通过按键(5)查询各节点温度,也可对各个节点温度进行设置，当接收到的温度大于设定值的时候发生报警，同时也可对温升大小值的阈值设定，当二次采集的温度变化很大时发生报警（6），同时用户可通过485通讯（7）将温度数据传输到上位机（8）。

具体实施时的上位机主要是基于数据库的管理，利用计算机技术，将各个测温节点的值形象的展现出来，以便及早做出安排，提高生产效率。