本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于高壓線路的溫度傳感器。

背景技術(shù)：

在環(huán)網(wǎng)配電系統(tǒng)中，特別是在大量使用環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)的系統(tǒng)中，如果下一級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中發(fā)生了線路短路故障或接地故障時(shí)，上一級(jí)的供電系統(tǒng)必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行分?jǐn)?，以防止發(fā)生重大事故。在出現(xiàn)故障前，往往高壓線路中的線路會(huì)發(fā)生短時(shí)間內(nèi)溫度過高的現(xiàn)象，因此，通過檢測(cè)溫度的變化，從而及時(shí)提醒線路的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說具有重要的研究意義。

而現(xiàn)有技術(shù)中，雖然溫度傳感器比較成熟，但是多數(shù)不適于在高壓線路中使用，并且采集到的溫度信號(hào)無(wú)法及時(shí)傳遞，導(dǎo)致應(yīng)用受限。

由此可見，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓線路的溫度監(jiān)測(cè)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于高壓線路的溫度傳感器，能夠?qū)﹄娎|的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控與記錄。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于高壓線路的溫度傳感器，包括用于感知溫度信號(hào)，并將所述溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的測(cè)溫模塊、與所述測(cè)溫模塊連接，用于根據(jù)所述電信號(hào)控制發(fā)光器件發(fā)光的單片機(jī)、設(shè)置于所述發(fā)光器件處的光纖，用于接收所述發(fā)光器件的光信號(hào)；

其中，所述光纖與主機(jī)的光纖端口連接以將所述光信號(hào)傳輸至所述主機(jī)。

優(yōu)選地，所述測(cè)溫模塊為3個(gè)。

優(yōu)選地，3個(gè)所述測(cè)溫模塊和所述高壓線路中的電纜的3個(gè)相線一一對(duì)應(yīng)連接。

優(yōu)選地，還包括與所述單片機(jī)連接的復(fù)位電路。

優(yōu)選地，還包括與所述單片機(jī)連接的工作使能電路。

優(yōu)選地，還包括與所述單片機(jī)連接的工作電壓檢測(cè)電路。

優(yōu)選地，所述測(cè)溫模塊具體為mcp9700芯片。

優(yōu)選地，所述發(fā)光器件具體為發(fā)光二極管。

本發(fā)明所提供的用于高壓線路的溫度傳感器，通過測(cè)溫模塊對(duì)電纜的溫度信號(hào)進(jìn)行采集，并通過光纖傳輸至主機(jī)進(jìn)行信號(hào)分析從而得到電纜的實(shí)際溫度值。由于采用光纖傳輸，不僅實(shí)現(xiàn)了光電隔離，有效地解決了絕緣問題，而且使得信號(hào)在傳輸過程中能量損耗小，不易受外界干擾、適于遠(yuǎn)距離傳輸，可以應(yīng)用在高壓線路中。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖做簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于高壓線路的溫度傳感器的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測(cè)溫模塊的電路圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種與測(cè)溫模塊連接的單片機(jī)及其外圍電路的電路圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種與單片機(jī)連接的第一發(fā)光二極管的電路圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種與單片機(jī)連接的復(fù)位電路圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種與單片機(jī)連接的工作使能電路圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種與單片機(jī)連接的工作電壓檢測(cè)電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下，所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。

本發(fā)明的核心是提供一種用于高壓線路的溫度傳感器，能夠?qū)﹄娎|的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控與記錄。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于高壓線路的溫度傳感器的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，該溫度傳感器包括用于感知溫度信號(hào)，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的測(cè)溫模塊10、與測(cè)溫模塊10連接，用于根據(jù)電信號(hào)控制發(fā)光器件12發(fā)光的單片機(jī)11、設(shè)置于發(fā)光器件12處的光纖13，用于接收發(fā)光器件12的光信號(hào)；其中，光纖13與主機(jī)的光纖端口連接以將光信號(hào)傳輸至主機(jī)。

在具體實(shí)施中，測(cè)溫模塊10時(shí)刻感知電纜表面溫度值，并通過光纖13將溫度信號(hào)傳遞給主機(jī)。那么當(dāng)溫度出現(xiàn)異常時(shí)，主機(jī)通過相關(guān)的本地告警器進(jìn)行故障報(bào)警。

本實(shí)施例中，溫度傳感器中采用光纖13通訊，光纖通訊具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)電氣性能、機(jī)械強(qiáng)度高，密封性、耐腐蝕性能好，在惡劣的環(huán)境下確保光纖的指標(biāo)不下降，使用壽命長(zhǎng)；

2)光纖抗電磁干擾性能優(yōu)。光纖是絕緣體材料，所以不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽(yáng)黑子活動(dòng)的干擾，也不受電氣化鐵路饋電線和高壓設(shè)備等工業(yè)電器的干擾；

3)光纖損耗低，傳輸距離遠(yuǎn)。光纖損耗可低于0.2db/km,這比目前任何傳輸媒質(zhì)的損耗都低，在無(wú)中繼傳輸距離可達(dá)幾十、甚至上百公里；

4)信號(hào)串?dāng)_小、保密性能好，尺寸小、重量輕，便于敷設(shè)；

5)材料來(lái)源豐富，環(huán)境保護(hù)好，有利于節(jié)約有色金屬銅；

6)無(wú)輻射，難于竊聽，因?yàn)楣饫w傳輸?shù)墓獠ú荒芘艹龉饫w以外。

本實(shí)施例提供的用于高壓線路的溫度傳感器，通過測(cè)溫模塊對(duì)電纜的溫度信號(hào)進(jìn)行采集，并通過光纖傳輸至主機(jī)進(jìn)行信號(hào)分析。由此可見，本溫度傳感器能夠及時(shí)確定出電纜是否出現(xiàn)故障，工作人員可借助本地報(bào)警器狀況，迅速確定線路故障區(qū)段，并找出故障點(diǎn)。另外，通過光纖實(shí)現(xiàn)采集信號(hào)的傳輸，不僅實(shí)現(xiàn)了光電隔離，有效地解決了絕緣問題，而且使得信號(hào)在傳輸過程中能量損耗小，不易受外界干擾。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，作為優(yōu)選地實(shí)施方式，測(cè)溫模塊10為3個(gè)?？梢岳斫獾氖牵瑴y(cè)溫模塊10的數(shù)量的增多可以降低由于故障而無(wú)法采集溫度信號(hào)的問題，即提供了冗余度。但是，并不是測(cè)溫模塊10的數(shù)量越多越好，數(shù)量的增多會(huì)導(dǎo)致后續(xù)數(shù)據(jù)處理較為復(fù)雜。

本實(shí)施例中，將溫度傳感器中的測(cè)溫模塊設(shè)置為3個(gè)可以防止其中一個(gè)測(cè)溫模塊故障，而導(dǎo)致誤報(bào)的現(xiàn)象。

優(yōu)選地，3個(gè)測(cè)溫模塊和高壓線路中的電纜的3個(gè)相線一一對(duì)應(yīng)連接。

測(cè)溫模塊為3個(gè)，分別是a相測(cè)溫模塊，用于測(cè)量電纜中的a相線路的溫度信號(hào)、b相測(cè)溫模塊，用于測(cè)量電纜中的b相線路的溫度信號(hào)、c相測(cè)溫模塊，用于測(cè)量電纜中的c相線路的溫度信號(hào)。測(cè)溫傳感器在安裝時(shí)，將測(cè)溫模塊緊貼在電纜連接開關(guān)的連接器上，防止測(cè)溫受環(huán)境溫度、濕度以及灰塵污染導(dǎo)致不能反應(yīng)真實(shí)溫度問題。

溫度傳感器內(nèi)部測(cè)量異常的自動(dòng)判別與處理具體為：

單片機(jī)可以從三個(gè)測(cè)溫模塊中分別得到三個(gè)溫度信號(hào)，并將三個(gè)溫度信號(hào)發(fā)到主機(jī)。主機(jī)接收到三個(gè)溫度信號(hào)后，對(duì)三個(gè)溫度信號(hào)的一致性進(jìn)行判別：

1)三個(gè)溫度信號(hào)在合理的誤差范圍內(nèi)，將三個(gè)溫度信號(hào)取平均值后保存；

2)如果三個(gè)溫度信號(hào)中，有一個(gè)溫度信號(hào)出現(xiàn)超出允許誤差范圍，主機(jī)將超差的溫度信號(hào)剔除，只將其中二個(gè)溫度信號(hào)平均后發(fā)送給監(jiān)控服務(wù)器；在連續(xù)三次以上出現(xiàn)這個(gè)情況后，主機(jī)上報(bào)溫度傳感器異常信息給監(jiān)控服務(wù)器。同時(shí)接通相應(yīng)的指示燈，提示相關(guān)人員應(yīng)及時(shí)處理；

3)如果三個(gè)溫度信號(hào)相互誤差均超出允許誤差范圍(此類情況比較少見)，主機(jī)不保存此次測(cè)得的溫度信號(hào)(溫度信號(hào)作為異常處理)；在連續(xù)三次以上出現(xiàn)這個(gè)情況后，主機(jī)上報(bào)溫度傳感器異常信息給監(jiān)控服務(wù)器，同時(shí)接通相應(yīng)的指示燈，提示相關(guān)人員應(yīng)及時(shí)處理；

以上采用三個(gè)測(cè)溫模塊進(jìn)行測(cè)溫處理，能判別由于測(cè)溫模塊自身原因出現(xiàn)的測(cè)溫異?，F(xiàn)象，有效防止了測(cè)溫異常的誤報(bào)。

為了讓本領(lǐng)域技術(shù)人員更加清楚本發(fā)明所提供的溫度傳感器的具體實(shí)現(xiàn)方式，下文中將詳細(xì)說明。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測(cè)溫模塊的電路圖。如圖所示，圖中包含了3個(gè)測(cè)溫模塊10，測(cè)溫模塊10選用mcp9700芯片，分別為u10、u11和u12。每個(gè)測(cè)溫模塊10的電壓端vc均與單片機(jī)11的p1.0連接，輸出端分別與單片機(jī)11的p1.1端口、p1.2端口和p1.3端口連接。單片機(jī)11通過p1.1端口、p1.2端口和p1.3端口輸入的溫度信號(hào)判斷是否符合要求，具體邏輯參見上文描述，本處不再贅述。各測(cè)溫模塊11還通過電容c20接地?？梢岳斫獾氖?，測(cè)溫模塊10除了選用mcp9700芯片外，還可以選用其它芯片，本實(shí)施例不再贅述。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種與測(cè)溫模塊連接的單片機(jī)及其外圍電路的電路圖。單片機(jī)11的內(nèi)部處理芯片u8，選用msp430芯片，本身功耗較低，另外，外圍電路中電容c18為貼片電容，c17為貼片鉭電容，容值為10μf，二者均使用低功耗工作方式，有效地降低了功耗。單片機(jī)通過電池bat2直接供電。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，發(fā)光器件具體為發(fā)光二極管。圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種與單片機(jī)連接的第一發(fā)光二極管的電路圖。如圖4所示，發(fā)光二極管led8受控于單片機(jī)11，單片機(jī)11按照編碼規(guī)則和控制策略，控制發(fā)光二極管led8發(fā)光，發(fā)光二極管led8發(fā)出的光信號(hào)通過光纖13傳輸?shù)街鳈C(jī)，實(shí)現(xiàn)通信功能。電阻r37是限流作用。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還包括與單片機(jī)11連接的復(fù)位電路。圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種與單片機(jī)連接的復(fù)位電路圖。復(fù)位電路中，電阻r36和電容c19的公共端作為復(fù)位端與單片機(jī)連接。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還包括與單片機(jī)11連接的工作使能電路。圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種與單片機(jī)連接的工作使能電路圖。工作使能電路中，電阻r38和跳線j1的公共端與單片機(jī)11的p1.5端口連接。當(dāng)跳線j1斷開時(shí)，單片機(jī)11的p1.5端口檢測(cè)到高電平，單片機(jī)11進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)跳線j1閉合時(shí)，單片機(jī)11的p1.5端口檢測(cè)到低電平，單片機(jī)11進(jìn)入工作狀態(tài)。上述工作方式可以使溫度傳感器在倉(cāng)庫(kù)等非工作地點(diǎn)時(shí)不進(jìn)入工作狀態(tài)，從而有效的降低了產(chǎn)品的功耗。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還包括與單片機(jī)11連接的工作電壓檢測(cè)電路。圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種與單片機(jī)連接的工作電壓檢測(cè)電路圖。工作電壓檢測(cè)電路中，電阻r34和電阻r35的公共端與單片機(jī)11的p1.7端口連接，電阻r35的另一端與單片機(jī)11的p1.6端口連接。當(dāng)檢測(cè)工作電壓時(shí)，單片機(jī)11的p1.6端口輸出低電平，p1.7端口檢測(cè)工作電壓值。當(dāng)不檢測(cè)工作電壓時(shí)，單片機(jī)11的p1.6端口輸出高電平，從而有效的降低功耗。

其中，圖2-圖7構(gòu)成完整的溫度傳感器。三個(gè)測(cè)溫模塊10采用間隙工作，測(cè)得的溫度信號(hào)在正常范圍內(nèi)，采用一個(gè)恒定周期的測(cè)溫方式來(lái)監(jiān)視并記錄溫度變化；當(dāng)測(cè)得溫升較大的時(shí)候，單片機(jī)11加快檢測(cè)頻度，保證了系統(tǒng)能精確的觀測(cè)到電纜溫度的變化，同時(shí)有效地降低了產(chǎn)品的功耗。

溫度傳感器將每次測(cè)得的溫度進(jìn)行保存，在一個(gè)溫度上傳點(diǎn)到來(lái)前，將本周期內(nèi)測(cè)得的溫度取平均值，然后通過光纖13通訊，將本次溫度值上傳給主機(jī)，而由于溫度傳感器具有3個(gè)測(cè)溫模塊10，因此，主機(jī)就可以得到3個(gè)測(cè)溫模塊得到的溫度信號(hào)，從而進(jìn)行上述所述的判斷，此處不再贅述。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的用于高壓線路的溫度傳感器進(jìn)行了詳細(xì)介紹。說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

還需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。