一种基于红外测温和GSM消息的输电线路连接点温度检测报警装置的制作方法

本实用新型属于输电线路运行监控领域，具体涉及一种基于红外测温和GSM消息的输电线路连接点温度检测报警装置。

背景技术：

输电线路是电力系统的重要组成部分，其运行状态直接决定电力系统的安全和效益。电网运行过程中，电气设备本身的温度会随着运行情况而发生变化，而这些变化情况又往往反映了设备的运行情况，电气设备温度的高低关系到电网的稳定和可靠，特别是输电线路连接点处运行温度过高，会造成系统短路、段路，从而引发严重的电网运行事故。

架空线路由导线、架空地线、绝缘子串、杆塔、接地装置等部分组成。导线承担传导电流的功能，必须具有足够的截面以保持合理的通流密度。在正常的实验条件下，高压输电线路接点温度均低于导线温度；但是，由于实际中出现的诸如电气设备接头或线夹制作质量不良、压接头不紧、长期运行绝缘老化等问题，并且输电线路运行于野外，饱受大气环境的影响，输电线路中的接金具如联板、耐张线等机械连接部分的性能会受到影响；所以，这些部分通常由于氧化腐蚀、接头松动或是安装质量差等原因存在热缺陷，在通电运行时会引起温度升高，从而老化加剧、接触电阻增大，致使接点温度远远高于导线温度。由金属材质机械强度和温度的关系可知，温度越高机械强度越低，接点过热将影响到设备的运行安全及使用寿命，带来很大的安全隐患。实践证明，电力设备长时间运行于超出设备安全温度范围状态下容易引发电网故障。因此，对接头等处进行温度监测时实时监测输电线路接点老化、预防和减少温度过高引发灾害的有效措施。

目前，应用于输电线路连接点处测温的装置，如：利用铁氧体材料的温感特性和温度变化改变磁场力大小的原理，设计的温度指示装置，保证在温度达到设定值时，具有明显颜色标识的报警指示套部分跳起，便于巡视人员及时发现，掌握输电线路接点的温度变化，避免事故的发生。该装置不能精确的测量线路接点触头的真实温度，受环境因素影响较大，需要巡线人员不停的巡视查看，人力成本较高。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，一种基于红外测温和GSM消息的输电线路连接点温度检测报警装置，该装置通过红外测温原理，可实时在线监测多个线路连接点的温度状况，以GSM消息的方式将连接点的异常信息发送到运行维护人员的手机等移动设备中，方便及时的到现场进行维护检修。

本实用新型具体采用如下技术方案：

一种基于红外测温和GSM消息的输电线路连接点温度检测报警装置，包括微控制器，微控制器连接有电源供电单元、晶振复位单元、红外温度测量单元和GSM无线发送单元。

优选地，所述微控制器，其选择STM32F103C8T6芯片作为主控MCU，采用JTAG模式下载调试程序。

优选地，所述电源电路单元，采用太阳能—锂电池供电方式，选用输出功率15W开路电压5V的多晶硅太阳能光伏发电板，通过AX3082太阳能充电管理芯片为锂电池进行充电；选用输出为3.7V容量为6000MAH的聚合物锂电池，通过SX1308DC—DC升压芯片将3.7V直流电压升压至5V直流电压，为GSM无线发送单元进行供电；同时将5V电压通过低压差电压调节器LM1117转化成3.3 V的直流电压，为主控制器供电和红外温度测量单元供电。

优选地，所述晶振与复位单元，使用CAT811芯片对主控芯片进行复位，使用8MHz无源晶体振荡器作为其主控芯片的晶振。

优选地，所述红外温度测量单元，选用Melexis公司生产的高精度的测温芯片MLX90615红外测温模块，实现输电线路连接点的温度测量功能，模块通过SMBus协议方式与微处理器进行数据传输。

优选地，所述GSM无线模块单元，选用SIM800L短信模块，实现输电线路连接点温度状态信息的无线通讯报警功能。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型采用红外测温的方式，实现对输电线路连接点的在线温度测量，测量精度较高。

2、本实用新型采用GSM无线传输方式，可将异常信息直接传递给运行维护人员，避免了运行维护人员不停的巡线工作，节省了大量的人力资源。

3、本实用新型采用太阳能-锂电池供电方式，推广了新能源的开发利用，减小环境污染，改善我们的生活环境。

4、本发明采用的多晶硅太阳能光伏发电板覆盖在装置上方，使该装置避免了日晒雨淋，降低了装置的破坏率，提高了装置的使用寿命。

附图说明：

图1为一种基于红外测温和GSM消息的输电线路连接点温度检测报警装置的结构框图；

图2为一种基于红外测温和GSM消息的输电线路连接点温度检测报警装置的运行结构图；

图3为一种基于红外测温和GSM消息的输电线路连接点温度检测报警装置的太阳能—锂电池供电结构框图；

图中，1、太阳能光伏发电板，2、太阳能充电管理模块，3、聚合物锂电池，4、5、DC—DC升压模块，6、低压差电压调节器7、GSM无线模块单元，8、红外测温模块，9、STM32主控制器。

图4为一种基于红外测温和GSM消息的输电线路连接点温度检测报警装置的安装示意图；

图中，1、输电线路，2、绝缘子，3、温度检测报警装置，4红外测温模块单元，5、电线杆。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步说明：

实施例一：如图1、2所示，一种基于红外测温和GSM消息的输电线路连接点温度检测报警装置，包括微控制器，微控制器连接有电源供电单元、晶振复位单元、红外温度测量单元和GSM无线发送单元。

其中，微控制器选择STM32F103C8T6芯片作为主控MCU，采用JTAG模式下载调试程序。电源电路单元，采用太阳能—锂电池供电方式，选用输出功率15W开路电压5V的多晶硅太阳能光伏发电板，通过AX3082太阳能充电管理芯片为锂电池进行充电；选用输出为3.7V容量为6000MAH的聚合物锂电池，通过SX1308DC—DC升压芯片将3.7V直流电压升压至5V直流电压，为GSM无线发送单元进行供电；同时将5V电压通过低压差电压调节器LM1117转化成3.3 V的直流电压，为主控制器供电和红外温度测量单元供电。晶振与复位单元，使用CAT811芯片对主控芯片进行复位，使用8MHz无源晶体振荡器作为其主控芯片的晶振。红外温度测量单元，选用Melexis公司生产的高精度的测温芯片MLX90615红外测温模块，实现输电线路连接点的温度测量功能，模块通过SMBus协议方式与微处理器进行数据传输。GSM无线模块单元，选用SIM800L短信模块，实现输电线路连接点温度状态信息的无线通讯报警功能。

本实用新型将uCOS II 操作系统移植到STM32当中，系统移植时，选用STM32自带的滴答定时器作为系统的时钟频率，滴答定时器的中断设置为1ms，中断后执行系统的调度任务，运行就绪表中优先级最高的任务，保证系统的实时性。首先完成全局变量、数据结构等系统变量的初始化，接着完成创建任务，进入到多任务管理阶段，查找最高任务优先级，实现任务切换，完成用户任务的调度。整个系统划分为以下几个任务，红外温度测量任务完成对输电线路连接点处的温度数据的实时采集任务；系统供电监测任务完成供电系统状态的监测、判断任务；GSM消息任务完成异常信息的传输任务。

实施例二：如图3所示，由于该装置长期户外运行，且装置内传感器需要5V、3.3V等不同等级的直流电压供电，GSM短信发送模块要求工作时工作电流大于1A。考虑低功耗的同时，要求持续可靠供电，且尽量避免不必要的维护。所以，采用太阳能—锂电池供电方式，选用输出功率15W开路电压5V的多晶硅太阳能光伏发电板，通过AX3082太阳能充电管理芯片为锂电池进行充电；选用输出为3.7V容量为6000MAH的聚合物锂电池，通过SX1308DC—DC升压芯片将3.7V直流电压升压至5V直流电压，为GSM无线发送单元进行供电；同时将5V电压通过低压差电压调节器LM1117转化成3.3 V的直流电压，为主控制器供电和红外温度测量单元供电。

实施例三：如图4所示，装置的安装示意图，除红外测温模块以外，其他模块单元均集成于电线杆顶部位置，使得装置的集中程度大大增加，保证该装置的可靠运行，绝缘子附近的输电线路连接点周围分别放置红外测温模块单元，该测温模块采用红外原理，不需要与被测导线接触即可，大大提高了系统的稳定性。

该方案采用的太阳能-锂电池的供电方式，有助于改善我们的生活环境，节约能源。所选用的太阳能光伏发电板覆盖在装置上方，使该装置避免了日晒雨淋，降低了装置的损坏率，大大提高了装置的使用寿命。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。