一种高压母线连接点无源非接触式测温装置的制作方法

本发明涉及电子测量技术领域，尤其涉及一种高压母线连接点无源非接触式测温装置。

背景技术：

随着智能电网技术的不断发展，越来越多的高压开关站需要全方位的监测和控制。其中高压母线连接点及高压断路器的活动触点接触是否良好对电力系统运行非常关键。由于接触电阻的变化将会导致触点温度的变化，因此，工程上经常通过测量高压母线连接点及高压断路器的活动触点的温度来判断接触是否良好。由于连接点和触点处于高电压侧，取电困难，其温度的测量，目前公知的测量方法是通过红外非接触测量和测温端带电池的测量方法。最新技术还有用声表面波测温。由于开关柜内环境复杂，红外测温易受到环境温度的干扰使得测温不准。测温端带电池的测温方法能够准确的测量温度，但由于需要及时更换电池，为系统长期监测及维护带来困难。声表面波测温技术是一种非接触式测温方式，但由于技术尚未成熟，其可靠性问题未根本解决。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种高压母线连接点无源非接触式测温装置。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种高压母线连接点无源非接触式测温装置，包含无源部件和有源部件；

所述无源部件包括电能接收线圈、第一整流稳压模块、温度传感器、第一微处理器和数据无线发送模块；

所述电能接收线圈用于接收有源部件传递的电能并将其输出至所述第一整流稳压模块；

所述第一整流稳压模块用于对接收到的电能进行整流稳压后分别供电给温度传感器、第一微处理器、数据无线发送模块；

所述温度传感器用于感应其所在处的温度，并将其传递给所述第一微处理器；

所述第一微处理器用于控制所述数据无线发送模块将接收到的温度以及预先设定的id信息传递给所述有源部件；

所述有源部件包含降压模块、第二整流稳压模块、第二微处理器、通讯模块、数据无线接收模块、整流模块、高频逆变模块和电能发送线圈；

所述降压模块用于将市电降压后分别输出至第二整流稳压模块、整流模块；

所述第二整流稳压模块用于对降压后的市电进行整流稳压后分别供电给第二微处理器、通讯模块、数据无线接收模块；

所述整流模块用于对降压后的市电进行整流后传递给所述高频逆变模块；

所述数据无线接收模块用于接收所述无源部件传递的温度和id信息，并将其传递给所述第二微处理器；

所述第二微处理器用于控制所述高频逆变模块将整流模块整流后的电流调制成高频交流电输入至电能发送线圈，并控制通讯模块输出接受到的温度和id信息；

所述电能发送线圈用于发送电能给所述电能接收线圈。

作为本发明一种高压母线连接点无源非接触式测温装置进一步的优化方案，所述第一微处理器、第二微处理器均采用msp430单片机。

作为本发明一种高压母线连接点无源非接触式测温装置进一步的优化方案，所示数据无线发送模块、数据无线接收模块均采用nrf905无线通讯模块。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.实现了无源测温部件的非接触供电及数据无线发送，有源部件与无源部件结构上分离，从而既可以解决高压侧测温时电源的获取问题，又可以隔离高压；

2.测温端不带电池，直接通过感应电势工作，提高了系统的稳定性和实用性，适合于高压母线连接点温度的测量及断路器触点温度的测量。

附图说明

图1是本发明的原理示意图；

图2是本发明中无源部件的工作流程示意图；

图3是本发明中有源部件的工作流程示意图；

图4是本发明中高频逆变模块的电路原理示意图；

图5是本发明中第一整流稳压模块的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

如图1所示，本发明公开了一种高压母线连接点无源非接触式测温装置，包含无源部件和有源部件；

所述无源部件包括电能接收线圈、第一整流稳压模块、温度传感器、第一微处理器和数据无线发送模块；

所述电能接收线圈用于接收有源部件传递的电能并将其输出至所述第一整流稳压模块；

所述第一整流稳压模块用于对接收到的电能进行整流稳压后分别供电给温度传感器、第一微处理器、数据无线发送模块；

所述温度传感器用于感应其所在处的温度，并将其传递给所述第一微处理器；

所述第一微处理器用于控制所述数据无线发送模块将接收到的温度以及预先设定的id信息传递给所述有源部件；

所述有源部件包含降压模块、第二整流稳压模块、第二微处理器、通讯模块、数据无线接收模块、整流模块、高频逆变模块和电能发送线圈；

所述降压模块用于将市电降压后分别输出至第二整流稳压模块、整流模块；

所述第二整流稳压模块用于对降压后的市电进行整流稳压后分别供电给第二微处理器、通讯模块、数据无线接收模块；

所述整流模块用于对降压后的市电进行整流后传递给所述高频逆变模块；

所述数据无线接收模块用于接收所述无源部件传递的温度和id信息，并将其传递给所述第二微处理器；

所述第二微处理器用于控制所述高频逆变模块将整流模块整流后的电流调制成高频交流电输入至电能发送线圈，并控制通讯模块输出接受到的温度和id信息；

所述电能发送线圈用于发送电能给所述电能接收线圈。

市电先经过降压模块降压成24v交流电，24v交流电源一路经整流模块将交流电变换成直流电，再经过高频逆变模块，将直流电变换成125khz或者250khz的高频交流电送入电能发送线圈，其频率由第二微处理器控制。24v交流电另一路经第二整流稳压模块给第二微处理器、通讯模块、数据无线接收模块供电。数据无线接收模块接收到无源部件传递的温度和id信息，送入第二微处理器进行处理并缓冲，并通过通讯模块输出测量的温度和id信息。

电能接受线圈感应到电能发射线圈发射的磁场变化，在电能接受线圈中感应到电动势，经整流单元整流，电荷泵升压、变换形成稳定电压，为温度传感器、第一微处理器及数据无线发送模块供电。

本发明实施例中，所述第一微处理器、第二微处理器均采用msp430单片机，数据无线发送模块、数据无线接收模块均采用nrf905无线通讯模块。

在图2中，先设定第二微处理器msp430时钟为辅助时钟，通过msp430单片机对i/o端口、定时中断、nrf905进行初始化，接着设置msp430为低功耗模式，等定时中断到，响应中断程序，开启a/d转换，通过温度传感器测量母线连接点的温度，并将测试结果、预先设定的id信息和crc数据校验位再进行tea加密，最后通过天线发送到信号接收单元，发送完成后，nrf905进入待机模式，等待定时中断。

在图3中，首先依次对第一微处理器msp430单片机i/o端口，对高频逆变模块控制spwm信号输出，对与上位机的通信设置以及nrf905进行初始化，接着等待温度数据接收，数据接收到后先进行tea解密并进行crc数据校验，校验无误后将数据通过总线送至上位机。

在图4中，高频逆变模块为由4个mosfet（q1，q2，q3，q4）组成的全桥逆变电路，4个mosfet由两片ir2110驱动，微处理器mcu1产生两路spwm波，分别送给两片ir2110，从而控制4个mosfet的通断，产生125khz或者250khz高频交流电，通过隔离变压器t1送入l1线圈发送。

在图5中，电能接收线圈l2线圈获得电能后，由d7,d8,d99,d10二极管组成的全桥整流电路转为直流电，电容c8滤波后升压泵xc9801将电压稳定为3.3v的标准输出vcc1为耗能单元提供电能。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。