本發(fā)明涉及隔離開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于隔離開關(guān)觸頭溫度的監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高壓隔離開關(guān)是電網(wǎng)運(yùn)行中使用最廣泛、使用量最大的高壓開關(guān)設(shè)備，它的存在為檢修人員的人身安全帶來了保障，它是在高電壓、大電流的環(huán)境下運(yùn)行的，其觸頭的溫升大小直接影響供電的可靠性。但在電網(wǎng)的運(yùn)行過程中，由于電氣設(shè)備接觸面不潔凈、觸頭燒蝕、機(jī)械變形松動(dòng)等因素，都可能導(dǎo)致接觸條件惡化，使接觸電阻增加造成接觸點(diǎn)的溫度變高，加快接觸面的氧化，進(jìn)而使局部熔焊或接觸變形松動(dòng)處產(chǎn)生電弧，最終導(dǎo)致電氣設(shè)備的損毀甚至停電等重大的電氣事故。因此，在變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行中，對觸頭溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測具有重大的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于隔離開關(guān)觸頭溫度的監(jiān)測系統(tǒng)，為提高變電站自動(dòng)化運(yùn)行水平和設(shè)備運(yùn)行的安全可靠提供了一種新的解決方案。

本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于隔離開關(guān)觸頭溫度的監(jiān)測系統(tǒng)，包括安裝在隔離開關(guān)觸頭點(diǎn)的ZigBee紅外監(jiān)測裝置，所述ZigBee紅外監(jiān)測裝置通過RS485總線連接RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，所述RS232/RS485轉(zhuǎn)換器通過RS232總線與監(jiān)測PC連接，其中，所述ZigBee紅外監(jiān)測裝置包括主控芯片、紅外溫度傳感器、3.3V電源模塊、報(bào)警模塊、復(fù)位模塊和射頻模塊，所述主控芯片分別與所述紅外溫度傳感器、3.3V電源模塊、報(bào)警模塊、復(fù)位模塊和射頻模塊連接。

作為優(yōu)選，所述主控芯片選用CC2530芯片，所述CC2530芯片外接電容C261、C252和電感L252、L261，形成巴倫優(yōu)化所述射頻模塊的不平衡天線。

作為優(yōu)選，所述RS232/RS485轉(zhuǎn)換器選用MAX232芯片，所述MAX232芯片的11腳輸入端與所述CC2530芯片的4腳相連接，所述MAX232芯片的12腳輸入端與所述CC2530芯片的3腳相連接。

作為優(yōu)選，還包括5V電源模塊，為所述主控芯片及所述RS232/RS485轉(zhuǎn)換器供電。

作為優(yōu)選，所述5V電源模塊由降壓變壓器、橋式整流電路、濾波電容及穩(wěn)壓芯片依次連接組成。

作為優(yōu)選，所述穩(wěn)壓芯片為LM7805芯片。

作為優(yōu)選，所述射頻模塊采用CC2591芯片，所述CC2591芯片的HGM、EN、PA_EN管腳分別與所述CC2530的I/O端口中的P1_1、P1_4、P0_7管腳相連接。

作為優(yōu)選，所述紅外溫度傳感器選用MLX90614芯片集成的紅外溫度傳感器。

本發(fā)明提供的一種用于隔離開關(guān)觸頭溫度的監(jiān)測系統(tǒng)，其有益效果在于：基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和紅外傳感技術(shù)相結(jié)合的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，解決了變電站現(xiàn)場布線困難且成本高的問題，又可最大限度的發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)和紅外測溫技術(shù)準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)變電站電氣設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，既提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，又節(jié)省了人力，為保障電氣設(shè)備的健康運(yùn)行狀態(tài)提供了一種新的方案。

附圖說明

圖1是本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖；

圖2是ZigBee紅外監(jiān)測裝置的原理框圖；

圖3是CC2530芯片的外接電路原理圖；

圖4是電平轉(zhuǎn)換芯片與主控芯片的電路連接圖；

圖5是5V電源模塊的電路圖；

圖6是射頻芯片與主控芯片的電路連接圖；

圖7是3.3V電源模塊的電路圖；

圖8是報(bào)警模塊的電路圖；

圖9是復(fù)位模塊的電路圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步說明各實(shí)施例，本發(fā)明提供有附圖。這些附圖為本發(fā)明揭露內(nèi)容的一部分，其主要用以說明實(shí)施例，并可配合說明書的相關(guān)描述來解釋實(shí)施例的運(yùn)作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能理解其他可能的實(shí)施方式以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號通常用來表示類似的組件。

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

本實(shí)施例提供一種用于隔離開關(guān)觸頭溫度的監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示，其中每一組隔離開關(guān)設(shè)有三組ZigBee紅外監(jiān)測裝置，對應(yīng)的分別是A，B，C三相的隔離開關(guān)觸頭點(diǎn)上，通過ZigBee組成樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將采集的數(shù)據(jù)通過通過RS485接口與RS232/RS485轉(zhuǎn)換器相連，最后由RS232總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶冸娬镜谋O(jiān)測PC上。

如圖2所示，ZigBee紅外監(jiān)測裝置包括主控芯片、紅外溫度傳感器、3.3V電源模塊、報(bào)警模塊、復(fù)位模塊和射頻模塊，主控芯片分別與所述紅外溫度傳感器、3.3V電源模塊、報(bào)警模塊、復(fù)位模塊和射頻模塊連接。

ZigBee紅外監(jiān)測裝置的主控芯片在本實(shí)施例中選用CC2530芯片，具有電池監(jiān)測和溫度感測的功能，雖然功能十分強(qiáng)大，但硬件設(shè)計(jì)并不復(fù)雜，而且體積小、功耗低、使用簡單。CC2530芯片的外接電路中需用一個(gè)巴倫來優(yōu)化射頻模塊的不平衡天線，使用的巴倫是通過低成本的電容和電感實(shí)現(xiàn)的，如圖3中的C261、C252、L252和L261，并且射頻方面滿足輸入輸出匹配電阻(50歐姆)的要求。電路中，使用了兩個(gè)負(fù)載電容C221和C231，以及32MHz的振蕩器(XTAL1)構(gòu)成的32MHz的晶振。而32.768KHz的晶振電路通過C321，C331及32.768KHz的振蕩器(XTAL2)實(shí)現(xiàn)，32.768KHz的晶振是可選的。片上1.8V穩(wěn)壓器的穩(wěn)定運(yùn)行通過去耦電容C401來實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)施例中選用的CC2530的串口是TTL電平，而監(jiān)控PC機(jī)的串口是RS232電平，這就使得CC2530和上位機(jī)間的串口通信需通過一個(gè)RS232/RS485轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)。如圖4所示，本實(shí)施例選用MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片，MAX232芯片的11腳輸入端與CC2530芯片的4腳相連接，MAX232芯片的12腳輸入端與CC2530芯片的3腳相連接。

CC2530芯片和MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片均需要5V的直流電，本實(shí)施例的5V電源模塊具體電路如圖5所示，220V的高壓交流電經(jīng)過一個(gè)降壓變壓器之后變成了12V的低壓交流電，然后通過一個(gè)橋式整流電路經(jīng)由濾波電容C19和C20處，在三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器LM7805的輸入和接地端形成了一個(gè)直流電壓。最后通過濾波電容C20，就會得到穩(wěn)定的5V直流電壓。

CC2530芯片的發(fā)射功率和接收靈敏度都很一般，這就必然會影響無線通信的數(shù)據(jù)傳輸。為了解決這一問題，本實(shí)施例在使用CC2530的同時(shí)，為它配置射頻模塊，射頻模塊選用射頻芯片CC2591。CC2530與CC2591連接的射頻擴(kuò)展電路如圖6所示，CC2591芯片的HGM、EN、PA_EN管腳分別與所述CC2530的I/O端口中的P1_1、P 1_4、P0_7管腳相連接。當(dāng)HGM為高電平時(shí)，表示CC2591是接收數(shù)據(jù)模式，LNA是高增益模式。相反，當(dāng)HGM為低電平，表示CC2591接收數(shù)據(jù)時(shí)，LNA低增益模式。當(dāng)CC2591正常工作時(shí)，管腳EN和PA_EN將被置為高電平。當(dāng)其處于低功耗模式時(shí)，管腳EN和PA_EN將被置為低電平。

而CC2530芯片和CC2591芯片均需要3.3V直流供電，將5V直流電轉(zhuǎn)變成3.3V并穩(wěn)定輸出即可，在圖5所示的電路基礎(chǔ)上加一個(gè)X1117H芯片，可以將輸入的5V電壓轉(zhuǎn)變成3.3V并穩(wěn)定輸出，如圖7所示。

CC2530芯片連接的報(bào)警模塊電路如圖8所示，當(dāng)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)異常時(shí)，CC2530芯片P1.0引腳會觸發(fā)一個(gè)高電平，此時(shí)三極管的基極飽和導(dǎo)通，報(bào)警電路的蜂鳴器就會發(fā)出聲音。正常情況下，三極管的基極為低電平，處于關(guān)斷狀態(tài)，蜂鳴器不工作。蜂鳴器兩端的工作電壓為+5V的直流電，其內(nèi)部主要為電感線圈，所以流經(jīng)它的電流不會發(fā)生突變，其中，1N4148是一種主要負(fù)責(zé)提供續(xù)流，防止蜂鳴器兩端產(chǎn)生很高的尖峰電壓致使三極管損壞小型高速開關(guān)二極管。C1為0.luF的濾波電容，其作用是改善電源的交流電阻并濾除蜂鳴器電流所產(chǎn)生的影響。

CC2530芯片還設(shè)置了復(fù)位電路，如圖9所示，主要包括上電復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位，用于在程序跑飛或報(bào)警等情況發(fā)生時(shí)進(jìn)行復(fù)位。RESET_N復(fù)位引腳為低電平復(fù)位。當(dāng)復(fù)位電路加+3.3V電源時(shí)，由于電容C1處于低電平，因此其兩端的電壓不能突變，這時(shí)CC2530芯片就處在復(fù)位狀態(tài)。經(jīng)過短暫的時(shí)間后，電容兩端的電壓升高，即RESET_N引腳上的電壓升高，當(dāng)高至閾值電壓時(shí)，復(fù)位完成，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。如果將手動(dòng)按鈕J1A按下，電容C1相當(dāng)于短路，這時(shí)電容向電阻R2放電，RESET_N上的電壓又處在低電平，超過規(guī)定的復(fù)位時(shí)間后，CC2530芯片便進(jìn)行復(fù)位，系統(tǒng)開始正常工作。

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。