一种用于检测高压输配线线夹的无线测温系统的制作方法

本发明涉及电力测温设备技术领域，尤其涉及一种用于检测高压输配线线夹的无线测温系统。

背景技术：

各种电力设备的安全可靠性是超大规模输配电和电网安全保障的重要环节，在经济快速增长时期，各地区电网的电力供电负荷日益增加，在持续扩大供电的同时给电网电气设备带来了一系列安全问题。电力工业是国民经济的基础，是促进经济发展、推进科技进步、提高人民物质文化生活水平的物质技术保障和国家现代化建设的重要标志。由于电力系统机构庞大，发电、输电、变电、配电、用电五个环节节节相扣、紧密关联，其技术密集，设备贵重，内在联系紧密，高温管道、传输电缆密布于各个角落。而安全生产是电力生产稳定、经济、高效运行的关键指标，为尽可能地避免各类电力事故，电力设备安全运行实时监控的任务迫在眉睫。

我国的高压输配电线缆具有特高压或超高压、大电流的特点，在用户t接处、柱上开关高压桩头与线缆的搭接处、变压器高压桩头与线缆的搭接处等位置处一般采用高压线夹实现连接。高压线夹在使用一段时间后会因金属疲劳、变形等问题而发热导致烧毁的情况，从而引发电力故障。因此，电力部门需要实时掌握各高压输配电线缆上高压线夹的温度情况，避免高压线夹发热而引发电力故障的情况，保证供电的正常进行。

目前用于测量高压线夹温度的无线测温装置大部分采用电池进行供电，存在使用寿命短、耐高温性能差、维护成本高等缺点，不能很好的满足无线测温装置的使用要求。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种取电方便的用于检测高压输配线线夹的无线测温系统。

为了实现上述技术目的，本发明提供的用于检测高压输配线线夹的无线测温系统，包括设于高压输配线上线夹处的检测装置和设于终端的接收装置，检测装置包括检测控制器、检测取电模块、检测模块和第一无线收发模块，检测取电模块向检测控制器供电，检测模块和第一无线收发模块均电连接于检测控制器，接收装置包括接收控制器、市电取电模块、第二无线收发模块和显示器，市电取电模块向接收控制器供电，第二无线收发模块和显示器均电连接于接收控制器，所述检测取电模块包括电磁感应发电单元、整流单元和升压单元，电磁感应发电单元通过整流单元和升压单元电连接于检测控制器。

优选的，所述检测取电模块还包括继流电容，继流电容的正极电连接于升压单元的正极，继流电容的负极电连接于升压单元的负极。

优选的，所述升压单元包括自举升压电路、充电泵、超级电容和稳压保护电路，自举升压电路的输入端电连接于继流电容的正极，自举升压电路的输出端电连接于超级电容的正极，充电泵的输入端电连接于自举升压电路的控制端，充电泵的输出端电连接于超级电容的负极，稳压保护电路的正极电连接于超级电容的正极，稳压保护电路的负极电连接于超级电容的负极。

优选的，所述检测取电模块还包括电源阀电路，电源阀电路包括第一nmos管和电压检测芯片，第一nmos管的漏极电连接于超级电容的正极，第一nmos管的源极电连接于检测控制器，第一nmos管的栅极电连接于电源检测芯片，电源检测芯片的一个检测端电连接于超级电容的正极、另一个检测端电连接于超级电容的负极。

优选的，所述检测取电模块还包括过压保护电路，过压保护电路包括两个负极电连接在一起的稳压二极管，过压保护电路设于电磁感应发电单元和整流单元之间。

优选的，所述检测控制器与第一无线收发模块之间设有第二nmos管。

优选的，所述检测装置还包括电连接于检测控制器的蓄电池；和/或，所述检测装置还包括电连接于检测控制器的太阳能供电模块，太阳能供电模块包括依次电连接在一起的太阳能电板、控制单元、蓄电单元和逆变单元。

优选的，所述检测模块包括温度传感器和应变传感器。

优选的，所述检测装置还包括外壳，外壳上设有固定带，检测控制器、检测取电模块和检测模块设于外壳内，第一无线收发模块设于外壳上。

优选的，所述无线测温系统还包括设于检测装置和接收装置之间的中继装置，中继装置包括中继控制器、中继取电模块和第三无线收发模块，中继取电模块向中继控制器供电，第三无线收发模块电连接于中继控制器，中继取电模块的结构与检测取电模块的结构相同。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1、本发明提供的用于检测高压输配线线夹的无线测温系统，对检测装置中的供电结构进行了改进，由于高压输配线在通电时周围会产生变化的电磁场，电磁感应发电单元在变化的电磁场作用下能产生感应电流，通过整流单元和升压单元的调节作用后能向检测控制器提供稳定的供电电流，以便满足检测装置中各用电元器件的用电要求。进一步的，电磁感应发电单元中，采用薄膜合金取代现有绕线线圈中的铁芯，其特有的磁特性使其应用于超强交变磁场的场合下也不会产生振动、噪音和发热现象，从而解决了现有ct取电模式中ct断路后会过热导致发生电力故障的危险情况，提高检测取电模块的使用安全性，从而提高检测装置整体的使用安全性，避免取电引发的电力故障。

2、继流电容可以用于收集电能，以供充电泵使用。通过自举升压电路、充电泵、超级电容和稳压保护电路的结合，能使检测取电模块向检测控制器提供稳定且符合使用要求的供电电流，满足供电要求。

3、电源阀电路能在电量未满时切断检测取电模块的供电，从而使检测取电模块能处于高效的集能状态。

4、通过两个负极电连接在一起的稳压二极管实现检测取电模块的过压保护目的，提高检测取电模块的安全性，避免电压过大导致检测装置的用电元器件损毁的情况。

5、检测控制器通过第二nmos管实现控制是否向第一无线收发模块供电的目的，检测控制器可以在不发送检测数据的时间内使第二nmos管断开，有利于节约电能。

6、检测装置还设有蓄电池和/或太阳能供电模块，蓄电池和/或太阳能供电模块能作为备用电源在检测取电模块出现故障的情况下进行供电，保证检测装置的正常工作。

7、在检测装置和接收装置之间加设了用于转发检测数据的中继装置，能有效扩大无线测温系统的数据传送距离，更好的满足电力系统对检测数据的远距离传送要求。

附图说明

图1为本发明实施例一无线测温系统的整体示意图；

图2为本发明实施例一无线测温系统中检测装置的检测取电模块的示意图；

图3为本发明实施例一无线测温系统中检测装置的示意图；

图4为图3的爆炸视图。

图中，100-检测装置，110-检测控制器，120-检测取电模块，121-电磁感应发电单元，122-自举升压电路，123-稳压保护电路，124-电压检测芯片，125-过压保护电路，130-检测模块，131-温度传感器，132-应变传感器，140-第一无线收发模块，150-外壳，160-固定带，170-蓄电池，180-太阳能供电模块，181-太阳能电板，182-控制单元，183-蓄电单元，184-逆变单元，200-接收装置，210-接收控制器，220-市电取电模块，230-第二无线收发模块，240-显示器，250-储存模块，260-警示模块，300-中继装置，310-中继控制器，320-中继取电模块，330-第三无线收发模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1、图2所示，本发明实施例一提供的一种用于检测高压输配线线夹的无线测温系统，包括设于高压输配线上线夹处的检测装置100和设于终端的接收装置200。检测装置100包括检测控制器110、检测取电模块120、检测模块130和第一无线收发模块140，检测取电模块120向检测控制器110供电，检测模块130和第一无线收发模块140均电连接于检测控制器110。接收装置200包括接收控制器210、市电取电模块220、第二无线收发模块230和显示器240，市电取电模块220向接收控制器210供电，第二无线收发模块230和显示器240均电连接于接收控制器210。检测取电模块120包括电磁感应发电单元121、整流单元和升压单元，电磁感应发电单元121通过整流单元和升压单元电连接于检测控制器110。

由于高压输配线在通电时周围会产生变化的电磁场，电磁感应发电单元在变化的电磁场作用下能产生感应电流，通过整流单元和升压单元的调节作用后能向检测控制器提供稳定的供电电流，以便满足检测装置中各用电元器件的用电要求。

电磁感应发电单元121中，采用薄膜合金取代现有绕线线圈中的铁芯，其特有的磁特性使其应用于超强交变磁场的场合下也不会产生振动、噪音和发热现象，从而解决了现有ct取电模式中ct断路后会过热导致发生电力故障的危险情况，提高检测取电模块的使用安全性，从而提高检测装置整体的使用安全性，避免取电引发的电力故障。

本实施例中，整流单元采用整流二极管d1，电磁感应发电单元121的一端电连接于整流二极管d1的正极，另一端电连接于升压单元的负极输入端，整流二极管d1的负极电连接于升压单元的正极输入端。

为了收集电能，检测取电模块120还包括继流电容c1，继流电容c1的正极电连接于升压单元的正极，继流电容的负极电连接于升压单元的负极。

升压单元包括自举升压电路122、充电泵k、超级电容c2和稳压保护电路123，自举升压电路122为一个自激振荡电路，自举升压电路122的输入端电连接于继流电容c1的正极，自举升压电路122的输出端电连接于超级电容c2的正极，充电泵k的输入端电连接于自举升压电路的控制端，充电泵k的输出端电连接于超级电容c2的负极，超级电容c2的负极同时作为升压单元的负极输入端和升压单元的负极输出端，自举升压电路122的输入端为升压单元的正极输入端。稳压保护电路123的正极电连接于超级电容c2的正极，稳压保护电路的负极电连接于超级电容c2的负极。

检测取电模块120还包括电源阀电路，电源阀电路包括第一nmos管t1和电压检测芯片124，第一nmos管t1的漏极电连接于超级电容c2的正极，第一nmos管t1的源极电连接于检测控制器110，第一nmos管t1的栅极电连接于电源检测芯片124，电源检测芯片124的一个检测端电连接于超级电容c2的正极、另一个检测端电连接于超级电容c2的负极。电源阀电路能在电量未满时切断检测取电模块的供电，从而使检测取电模块能处于高效的集能状态。

为了提高供电的安全性，检测取电模块120还包括过压保护电路125，过压保护电路125包括两个负极电连接在一起的稳压二极管d2、d3，过压保护电路设于电磁感应发电单元121和整流单元之间。本实施例中，稳压二极管d2的正极电连接于电磁感应发电单元121的一个输出端，稳压二极管d3的正极电连接于电磁感应发电单元121的另一个输出端。

本实施例中，检测控制器110与第一无线收发模块140之间设有第二nmos管t2。检测控制器110通过第二nmos管t2实现控制是否向第一无线收发模块140供电的目的，检测控制器可以在不发送检测数据的时间内使第二nmos管t2断开，有利于节约电能。

如图3、图4所示，为了安装检测装置100的各个构件，检测装置100还包括外壳150，外壳上设有固定带160。检测控制器110、检测取电模块120和检测模块130设于外壳内，第一无线收发模块140设于外壳上。本实施例中，固定带160采用软磁合金固定带，通过固定带160将检测装置100整体安装于高压输配线上设有线夹的位置处。

为了更好的采集线夹的应用数据，检测模块130包括温度传感器131和应变传感器132，温度传感器131和应变传感器132均电连接于检测控制器110。

为了使检测装置100在检测取电模块120出现故障的情况下还能正常工作，检测装置100还包括电连接于检测控制器110的蓄电池170和太阳能供电模块180，检测取电模块120、蓄电池170和太阳能供电模块180并联接于检测控制器110。本实施例中，蓄电池170与检测控制器110之间、太阳能供电模块180与检测控制器110之间均设有开关管，蓄电池170与太阳能供电模块180设于外壳150内。太阳能供电模块180包括依次电连接在一起的太阳能电板181、控制单元182、蓄电单元183和逆变单元184，其中，太阳能电板181设于外壳150上且位于外壳的外部。

为了提高数据的传送距离，本实施例的无线测温系统还包括设于检测装置100和接收装置200之间的中继装置300，中继装置包括中继控制器310、中继取电模块320和第三无线收发模块330，中继取电模块320向中继控制器310供电，第三无线收发模块330电连接于中继控制器，中继取电模块320的具体结构与上述记载的检测取电模块120的结构相同。同样的，为了使中继装置300能在中继取电模块320出现故障的情况下还能正常工作，中继装置300还包括电连接于中继控制器310的蓄电池和太阳能供电模块。

为了保存检测数据，接收装置200还包括电连接于接收控制器210的储存模块250。为了在检测数据异常时及时提醒，接收装置200还包括电连接于接收控制器210的警示模块260，警示模块可以采用警示灯或警示铃。

检测装置100中，检测取电模块120优先向检测控制器110供电。当检测取电模块120出现故障时，太阳能供电模块180向检测控制器110供电，同时，检测控制器110作出故障信号并通过无线通讯方式发送给接收装置200，以便工作人员了解检测装置的故障情况。当太阳能供电模块180电量耗尽时，蓄电池170再向检测控制器110供电。

中继装置300中，检测取电模块320优先向中继控制器310供电。当中继检测模块320出现故障时，太阳能供电模块向中继控制器310供电，同时，中继控制器310作出故障信号并通过无线通讯方式发送给接收装置200，以便工作人员了解检测装置的故障情况。当太阳能供电模块电量耗尽时，蓄电池再向中继控制器310供电。

本实施例中，检测装置100的工作模式设有以下三种：

(1)、按照设定的时间间隔自动唤醒检测控制器110，检测模块130每隔0.5h对线夹进行检测，并将检测数据通过检测控制器110发送给接收装置200；

(2)、设定数据的上限值，当第(1)种模式下检测的数据高于上限值时，检测装置100开始密集测量模式，时间间隔自动调整为5min；

(3)、由接收装置200设定检测的固定时间节点，在固定的时间节点通过无线通讯方式唤醒检测装置100进行检测。

工作时，检测取电模块120向检测控制器110供电，温度传感器131和应变传感器132分别测量线夹的温度数据和应变数据，温度传感器131和应变传感器132将检测数据发送给检测控制器110，检测控制器110接收数据后发送给第一无线收发模块140利用无线通讯方式向外发送。在中继装置300的中继作用下，接收装置200的第二无线收发模块230接收到检测数据并将检测数据发送给接收控制器210，接收控制器210接收到数据后发送给显示器240显示并发送给储存模块250进行保存，同时，接收控制器210将接收到的检测数据与预设值进行对比，若高于预设值，则命令警示模块260工作提醒工作人员注意。

可以理解的是，电磁感应发电单元121可以采用现有的电磁感应发电结构。

可以理解的是，检测控制器110、接收控制器120和中继控制器310优选采用plc控制器。

可以理解的是，第一无线收发模块140、第二无线收发模块230和第三无线收发模块310可以采用现有的gprs无线通讯模块、zigbee无线通讯模块、cdma无线通讯模块等。

可以理解的是，自举升压电路122可以采用现有的电路结构。

可以理解的是，稳压保护电路123可以采用现有的电路结构。

可以理解的是，电压检测芯片124可以采用现有的电压检测芯片。

可以理解的是，储存模块250可以采用sd卡。

可以理解的是，中继装置300也设有外壳，外壳上设有固定带，中继控制器310和中继取电模块320设于外壳内，第三无线收发模块330设于外壳上。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。