基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括一電纜、一采集端和一監(jiān)控端，所述采集端與所述監(jiān)控端通過所述電纜的屏蔽層進(jìn)行通訊；其中，所述采集端包括一下位機(jī)，所述下位機(jī)連接一溫度傳感器、一顯示模塊和一載波模塊A，所述載波模塊A通過一高頻電纜A連接一電感耦合器A，所述電感耦合器A連接所述電纜的屏蔽層；所述監(jiān)控端包括一上位機(jī)，所述上位機(jī)通過一串口模塊連接一載波模塊B，所述載波模塊B通過一高頻電纜B連接一電感耦合器B，所述電感耦合器B連接所述電纜的屏蔽層。本實(shí)用新型的監(jiān)測系統(tǒng)能夠節(jié)約通信線路建設(shè)成本，克服復(fù)雜環(huán)境下不便傳輸信號和建立監(jiān)測系統(tǒng)的困難。
【專利說明】基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，地下敷設(shè)的XLPE電力電纜在城市輸配電網(wǎng)絡(luò)中占有重要比例。在XLPE電力電纜使用過程中，終端頭是其安全運(yùn)行的薄弱環(huán)節(jié)。由于設(shè)計(jì)、制作工藝的不足和現(xiàn)場復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境的影響，經(jīng)過長時間運(yùn)行后，在接頭處將由于過熱、氧化、腐蝕等原因?qū)⒅饾u使接頭絕緣層老化損壞，從而導(dǎo)致接頭故障。此外，電纜本體在長時間重負(fù)荷電流工作條件下，也將因電纜絕緣層逐漸老化而使絕緣下降，最終導(dǎo)致電纜本體故障。
[0003]通過對電纜溫度進(jìn)行在線監(jiān)測，能夠預(yù)防事故、降低損失。目前有利用GSM (全球移動通信系統(tǒng))短消息方式傳輸數(shù)據(jù)的城區(qū)電力電纜接頭溫度在線監(jiān)測與分析系統(tǒng)，并將GIS (地理信息系統(tǒng))電子地圖應(yīng)用于監(jiān)測分析軟件。還有基于磁場感應(yīng)和無線通信的溫度在線監(jiān)測方案，開發(fā)了一種能夠持續(xù)監(jiān)測電纜附件溫度變化的嵌入式電子測溫裝置，該裝置能夠根據(jù)專門設(shè)計(jì)的通信協(xié)議通過無線通信器件進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。第三種在線監(jiān)測電纜溫度的分布式光纖光柵測溫技術(shù)，該技術(shù)響應(yīng)時間短、測溫誤差小、運(yùn)行可靠且能實(shí)現(xiàn)長距離測量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括一電纜、一采集端和一監(jiān)控端，所述采集端與所述監(jiān)控端通過所述電纜的屏蔽層進(jìn)行通訊；其中，
[0006]所述采集端包括一下位機(jī)，所述下位機(jī)連接一溫度傳感器、一顯示模塊和一載波模塊A，所述載波模塊A通過一高頻電纜A連接一電感耦合器A，所述電感耦合器A連接所述電纜的屏蔽層，其中，所述溫度傳感器設(shè)置于電纜終端頭上以采集電纜溫度；
[0007]所述監(jiān)控端包括一上位機(jī)，所述上位機(jī)通過一串口模塊連接一載波模塊B，所述載波模塊B通過一高頻電纜B連接一電感耦合器B，所述電感耦合器B連接所述電纜的屏蔽層。
[0008]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述溫度傳感器型號為DS18B20。
[0009]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述下位機(jī)為單片機(jī)PIC16F877A。
[0010]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述顯示模塊為1602液晶顯示屏。
[0011]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述載波模塊A和載波模塊B為BWP09電力載波模塊。
[0012]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述電感耦合器A和電感耦合器B為SL-Y2型注入式電感稱合器。
[0013]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述串口模塊還包括采用MAX232CPE芯片制作一電平轉(zhuǎn)換電路。
[0014]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述監(jiān)控端還包括一存儲模塊連接所述上位機(jī)。
[0015]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述上位機(jī)是一 PC機(jī)。
[0016]本實(shí)用新型利用XLPE電力電纜金屬屏蔽層作為載波通信信道，具有多種優(yōu)勢，避免了電力線信道的高電壓和大電流的影響，噪聲干擾水平低，耦合設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝維護(hù)，載波信號輻射對無線電廣播和通信影響低，具有廣闊的應(yīng)用空間，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)方案可靠、有效，具有應(yīng)用推廣價(jià)值，并且能夠節(jié)約通信線路建設(shè)成本，克服復(fù)雜環(huán)境下不便傳輸信號和建立監(jiān)測系統(tǒng)的困難；本系統(tǒng)還可以擴(kuò)展為對多根電纜、多個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行在線監(jiān)測，在下位機(jī)側(cè)將多個溫度信號匯總后，再通過屏蔽層載波通信將信號傳送至遠(yuǎn)方監(jiān)測中心，在上位機(jī)側(cè)還可增加數(shù)據(jù)庫存儲模塊，以便對電纜溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向和縱向歷史數(shù)據(jù)比較，從而全面掌握電纜絕緣狀態(tài)，為預(yù)防電纜事故提供預(yù)警數(shù)據(jù)；本系統(tǒng)雖然僅針對電纜溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與顯示，但可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展，僅需在下位機(jī)側(cè)對不同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，再通過串行通信發(fā)送給電力載波模塊，便可實(shí)現(xiàn)多種信號傳輸與監(jiān)測，從而建立基于屏蔽層載波通信的電力電纜狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)。
[0017]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下將通過具體實(shí)施例和相關(guān)附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括一電纜、一采集端和一監(jiān)控端，所述采集端與所述監(jiān)控端通過所述電纜的(電纜)屏蔽層進(jìn)行通訊；其中，
[0020]所述采集端包括一下位機(jī)，所述下位機(jī)連接一溫度傳感器、一顯示模塊和一載波模塊A，所述載波模塊A通過一高頻電纜A連接一電感耦合器A，所述電感耦合器A連接所述電纜的屏蔽層，其中，所述溫度傳感器設(shè)置于電纜終端頭上以采集電纜溫度；
[0021]所述監(jiān)控端包括一上位機(jī)，所述上位機(jī)通過一串口模塊連接一載波模塊B，所述載波模塊B通過一高頻電纜B連接一電感耦合器B，所述電感耦合器B連接所述電纜的屏蔽層。所述監(jiān)控端設(shè)置于監(jiān)控室內(nèi)，所述采集端和監(jiān)控端設(shè)置于電纜的兩側(cè)，通過電纜屏蔽層進(jìn)行通訊，既實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測，又節(jié)約了成本。
[0022]優(yōu)選的，所述溫度傳感器型號可以是DS18B20 ;所述下位機(jī)可以是單片機(jī)PIC16F877A ;所述顯示模塊可以是1602液晶顯示屏；所述載波模塊A和載波模塊B可以是BWP09電力載波模塊，該模塊成本低廉、性能穩(wěn)定，載波頻率為60kHz (可定制)，載波速度為300bps，串口速率為9600bps (可定制)，接口方式為TTL電平串行接口，調(diào)制方式為FSK和DSSS ;所述電感耦合器A和電感耦合器B可以是SL-Y2型注入式電感耦合器；所述串口模塊還包括采用MAX232CPE芯片制作一電平轉(zhuǎn)換電路；所述監(jiān)控端還包括一存儲模塊連接所述上位機(jī)，以便對電纜溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向和縱向歷史數(shù)據(jù)比較，從而全面掌握電纜絕緣狀態(tài)，為預(yù)防電纜事故提供預(yù)警數(shù)據(jù)；所述上位機(jī)是一 PC機(jī)，對于沒有串口而配備USB接口的上位機(jī)，可利用串口轉(zhuǎn)USB數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。另外，高頻電纜分為平衡電纜和不平衡電纜，其阻抗一般為150Ω (平衡)和75Ω (不平衡)。對高頻電纜的要求是:一方面，對于傳輸信號的衰減和損耗應(yīng)盡可能小，另一方面，應(yīng)使其輸入阻抗與其兩端的負(fù)載阻抗盡可能匹配。
[0023]上列較佳實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括一電纜、一采集端和一監(jiān)控端，所述采集端與所述監(jiān)控端通過所述電纜的屏蔽層進(jìn)行通訊；其中， 所述米集端包括一下位機(jī)，所述下位機(jī)連接一溫度傳感器、一顯不模塊和一載波模塊A，所述載波模塊A通過一高頻電纜A連接一電感耦合器A，所述電感耦合器A連接所述電纜的屏蔽層，其中，所述溫度傳感器設(shè)置于電纜終端頭上以采集電纜溫度； 所述監(jiān)控端包括一上位機(jī)，所述上位機(jī)通過一串口模塊連接一載波模塊B，所述載波模塊B通過一高頻電纜B連接一電感耦合器B，所述電感耦合器B連接所述電纜的屏蔽層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度傳感器型號為DS18B20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述下位機(jī)為單片機(jī)PIC16F877A。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述顯示模塊為1602液晶顯示屏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述載波模塊A和載波模塊B為BWP09電力載波模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電感耦合器A和電感耦合器B為SL-Y2型注入式電感耦合器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述串口模塊還包括采用MAX232CPE芯片制作一電平轉(zhuǎn)換電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控端還包括一存儲模塊連接所述上位機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述上位機(jī)是一 PC機(jī)。
【文檔編號】G01K7/00GK203443687SQ201320530592
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】章婧, 李文泉, 蘭生 申請人:福州大學(xué)