一種基于Zigbee的太陽能板導(dǎo)線接頭溫度觀測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于ZigBee的太陽能板導(dǎo)線接頭溫度觀測系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)運行中的數(shù)據(jù)監(jiān)測采集設(shè)備，可以實現(xiàn)導(dǎo)線及其接頭溫度的多點采集和數(shù)據(jù)整合傳輸。該觀測系統(tǒng)包括太陽能電池組件、溫度數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控主站。本實用新型利用太陽能技術(shù)，在保證電源供給的同時大大減少使用高壓感應(yīng)取電裝置帶來的成本費用，ZigBee技術(shù)則實現(xiàn)了零通信費用的工業(yè)級高效率、低功耗的無線數(shù)據(jù)傳輸。
【專利說明】—種基于Zigbee的太陽能板導(dǎo)線接頭溫度觀測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種溫度觀測系統(tǒng)，具體地說，涉及一種用太陽能供電的基于ZigBee技術(shù)的針對導(dǎo)線接頭溫度的觀測系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)運行中的數(shù)據(jù)監(jiān)測采集設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路跳線接頭，特別是用并溝線夾連接的接頭，或者變電站引下線處使用螺栓線夾的接頭，經(jīng)過一段時間運行后，個別線夾由于螺栓松動、鋁表面氧化等多種原因，接觸電阻增大。當(dāng)通過比較大的負(fù)荷電流時，線夾接觸面局部區(qū)域發(fā)紅，以致燒熔成洞或者表面燒成凹凸不平，從而又進(jìn)一步增大了接觸電阻，嚴(yán)重者燒斷跳線(或引下線)從而造成事故。這類事故在全國各地屢見不鮮。易出現(xiàn)故障的跳線接頭處需設(shè)置導(dǎo)線接頭溫度觀測系統(tǒng)預(yù)防事故的發(fā)生。
[0003]目前常用的監(jiān)測技術(shù)是智能輸電導(dǎo)線自測溫技術(shù)，該技術(shù)將通信光纖并入傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線導(dǎo)線，進(jìn)行動態(tài)溫度測量，可精確掌握導(dǎo)線溫度變化曲線，且其供電系統(tǒng)采用從高壓線路上感應(yīng)取電和鋰電池來共同給系統(tǒng)供電，整個系統(tǒng)功耗很大，實施費用較高，不利于推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述缺陷，本實用新型提供了一種利用太陽能供電的、能夠利用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行傳輸導(dǎo)線接頭溫度數(shù)據(jù)的觀測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)導(dǎo)線及其接頭溫度的多點采集和數(shù)據(jù)整合傳輸。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種基于ZigBee的太陽能板導(dǎo)線接頭溫度觀測系統(tǒng)包括太陽能電池組件、若干溫度數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控主站，其中所述溫度數(shù)據(jù)采集裝置包含協(xié)調(diào)器和若干子節(jié)點；所述太陽能電池組件給溫度數(shù)據(jù)采集裝置中的協(xié)調(diào)器和各子節(jié)點供電；所述子節(jié)點安裝在輸電線路跳線接頭上，采集導(dǎo)線溫度、接頭溫度以及導(dǎo)線電流，然后將采集到的數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)路傳輸給協(xié)調(diào)器；協(xié)調(diào)器通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將其接收到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控主站。
[0006]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)為GSM或GPRS網(wǎng)絡(luò)。
[0007]具體地，所述太陽能電池組件包括蓄電池、太陽能充電板和與太陽能充電板連接的太陽能充電控制器，太陽能充電控制器對太陽能充電板的輸出進(jìn)行控制。太陽能充電控制器將太陽能充電板的輸出的能量存儲于蓄電池中。
[0008]更具體地，所述監(jiān)控主站包括監(jiān)控主機、人機接口模塊、無線通訊接口模塊及若干外部設(shè)備，所述監(jiān)控主機與人機接口模塊連接，人機接口模塊與各外部設(shè)備連接，各外部設(shè)備與無線通訊接口模塊連接通信。
[0009]本實用新型的有益效果在于:本實用新型采用太陽能電池組進(jìn)行供電，使用充電控制器有效獲取清潔的太陽能，大大減少使用高壓感應(yīng)取電裝置帶來的成本費用。基于ZigBee的無線技術(shù)，簡化了數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備，不需要額外的供電線路和數(shù)據(jù)傳輸線路，具有高效、低耗、靈活、成本低的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0011]圖中:1-太陽能電池組件、2-若干溫度數(shù)據(jù)采集裝置、3-監(jiān)控主站、1.1-蓄電池、
1.2-太陽能充電控制器、1.3-太陽能電池板、2.1-協(xié)調(diào)器、2.2-若干子節(jié)點、3.1-無線通訊接口模塊、3.2-外部設(shè)備、3.3-人機接口模塊、3.4-監(jiān)控主機。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本實用新型包括太陽能電池組件1、若干溫度數(shù)據(jù)采集裝置2、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控主站3，其中所述溫度數(shù)據(jù)采集裝置2包含多個測量集群，每個集群由I個協(xié)調(diào)器2.1和若干子節(jié)點2.2構(gòu)成；所述太陽能電池組件I給溫度數(shù)據(jù)采集裝置2中的協(xié)調(diào)器2.1和各子節(jié)點2.2供電；所述子節(jié)點2.2安裝在輸電線路跳線接頭上，采集導(dǎo)線溫度、接頭溫度以及導(dǎo)線電流，然后將采集到的數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)路傳輸給協(xié)調(diào)器2.1 ;協(xié)調(diào)器
2.1通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將其接收到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控主站3。
[0013]所述太陽能電池組件包括蓄電池1.1，太陽能充電控制器1.2和太陽能電池板
1.3，且所述的太陽能電池板1.3通過太陽能充電控制器1.2實現(xiàn)對其最大輸出功率跟蹤控制，并將輸出能量存儲在蓄電池1.1中，同時為數(shù)據(jù)采集裝置供電。
[0014]所述溫度數(shù)據(jù)采集裝置2，負(fù)責(zé)監(jiān)測一架桿塔上所有接頭數(shù)據(jù)，采集導(dǎo)線溫度、接頭溫度及導(dǎo)線電流，并按一定時間間隔通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)上傳給協(xié)調(diào)器。
[0015]所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)指全球移動通信系統(tǒng)(GSM)的短消息服務(wù)(SMS)或通用分組無線電業(yè)務(wù)(GPRS)網(wǎng)絡(luò)，主要實現(xiàn)協(xié)調(diào)器和監(jiān)控主站間的數(shù)據(jù)通信。
[0016]所述的監(jiān)控主站3包括監(jiān)控主機3.4、人機接口模塊3.3、無線通訊接口模塊3.1及若干外部設(shè)備3.2 ;所述的監(jiān)控主機3.4實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、分析及對其他模塊的控制；所述的人機接口模塊3.3為用戶提供操作接口 ；所述的無線通訊接口模塊3.1為外部設(shè)備提供與數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)通訊的接口。外部設(shè)備包括用于接收、寄存?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)的外設(shè)寄存器；將數(shù)字信號解碼成模擬的視頻、音頻、告警信號輸出，便于與顯示圖像、發(fā)出聲音、觸發(fā)報警的解碼器；將模擬的視頻、音頻、告警信號編碼成數(shù)字信號，便于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木幋a器，另一方面將音頻及告警的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出；外接音響設(shè)備；視頻顯示設(shè)備等。下面對本實用新型系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]太陽能電池組件I通過太陽能充電控制器1.2操作太陽能充電板1.3進(jìn)行最大功率輸出控制，盡可能獲得充足的太陽能對溫度數(shù)據(jù)采集裝置供電，并將多余的電量存入蓄電池1.1中備用。溫度數(shù)據(jù)采集裝置2中各子節(jié)點2.2的傳感器對導(dǎo)線的溫度、節(jié)點溫度以及導(dǎo)線電流進(jìn)行檢測，并按一定時間間隔通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)上傳給協(xié)調(diào)器2.1，協(xié)調(diào)器2.1接收到數(shù)據(jù)后通過全球移動通信系統(tǒng)(GSM)短消息服務(wù)(SMS)或通用分組無線電業(yè)務(wù)(GPRS)傳送到監(jiān)控主站3，監(jiān)控主站3通過監(jiān)控主站中的系統(tǒng)對接收到的溫度、電流數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，從而判斷出導(dǎo)線接頭當(dāng)前運行狀況并預(yù)測其發(fā)展趨勢。與此同時，主站可通過GSM發(fā)送命令修改測量群的運行參數(shù)，實現(xiàn)對接頭在線監(jiān)測運行方式的控制。
[0018]此處說明描述了本實用新型的某些特征及一種實現(xiàn)方法，但其他基于本實用新型技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)變化、替代和修改也應(yīng)包括在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，具體保護范圍由所附的權(quán)利要求范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ZigBee的太陽能板導(dǎo)線接頭溫度觀測系統(tǒng)，其特征在于:包括太陽能電池組件(I)、若干溫度數(shù)據(jù)采集裝置(2)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控主站(3)，其中所述溫度數(shù)據(jù)采集裝置(2 )包含協(xié)調(diào)器(2.1)和若干子節(jié)點(2.2);所述太陽能電池組件(I)給溫度數(shù)據(jù)采集裝置(2 )中的協(xié)調(diào)器(2.1)和各子節(jié)點(2.2 )供電；所述子節(jié)點(2.2)安裝在輸電線路跳線接頭上，采集導(dǎo)線溫度、接頭溫度以及導(dǎo)線電流，然后將采集到的數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)路傳輸給協(xié)調(diào)器(2.1);協(xié)調(diào)器(2.1)通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將其接收到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控主站(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于ZigBee的太陽能板導(dǎo)線接頭溫度觀測系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽能電池組件(I)包括太陽能充電板(1.3)和與太陽能充電板(1.3)連接的太陽能充電控制器(1.2)，太陽能充電控制器(1.2)對太陽能充電板(1.3)的輸出進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種基于ZigBee的太陽能板導(dǎo)線接頭溫度觀測系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽能電池組件(I)還包括蓄電池(1.1 )，所述太陽能充電控制器(1.2)將太陽能充電板(1.3)的輸出的能量存儲于蓄電池(1.1)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種基于ZigBee的太陽能板導(dǎo)線接頭溫度觀測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)為GSM或GPRS網(wǎng)絡(luò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于ZigBee的太陽能板導(dǎo)線接頭溫度觀測系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控主站(3)包括監(jiān)控主機(3.4)、人機接口模塊(3.3)、無線通訊接口模塊(3.1)及若干外部設(shè)備(3.2)，所述監(jiān)控主機(3.4)與人機接口模塊(3.3)連接，人機接口模塊(3.3)與各外部設(shè)備(3.2)連接，各外部設(shè)備(3.2)與無線通訊接口模塊(3.1)連接通信。
【文檔編號】G01K13/00GK203811699SQ201320802966
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】劉和志, 劉釗, 王治玲, 徐嘉, 倪颋, 劉 東, 夏勇, 馬世龍, 趙闊 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)重慶市電力公司江津供電分公司