一種用于輸電線路在線監(jiān)測的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于輸電線路在線監(jiān)測的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，包括安裝有蓄電池的箱體，所述箱體外側(cè)設(shè)有隔熱層，所述箱體內(nèi)敷設(shè)有蛇形注水銅管，所述箱體設(shè)有通風(fēng)口。微處理器模塊固定安裝在箱體前側(cè)內(nèi)壁，所述箱體設(shè)有風(fēng)扇，風(fēng)扇連接微處理器模塊，所述微處理器模塊連接溫度采集模塊。本實(shí)用新型一種用于輸電線路在線監(jiān)測的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，改善蓄電池箱體中的溫度條件，使其維持在一個(gè)合理范圍內(nèi)，提高蓄電池工作效率，延長其使用壽命。
【專利說明】一種用于輸電線路在線監(jiān)測的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型一種用于輸電線路在線監(jiān)測的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，涉及輸電線路在線監(jiān)測領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修工作的開展和智能電網(wǎng)的建設(shè)，在線遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)得到迅速發(fā)展，相關(guān)監(jiān)測設(shè)備也得到了一定的運(yùn)用，發(fā)揮著重要作用。高壓輸電線路監(jiān)測設(shè)備多采用太陽能電池板和蓄電池組成供電電源，蓄電池放置箱體中，再安裝固定于輸電桿塔橫擔(dān)位置，距離地面的平均高度在10米以上。為了保證桿塔和設(shè)備的安全，防止蓄電池在野外負(fù)責(zé)環(huán)境下發(fā)生爆炸等事故，蓄電池多采用鉛酸式，箱體大多數(shù)采用金屬結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱性強(qiáng)；為了防止飛蟲等小動(dòng)物進(jìn)入，箱體多采用完全密閉設(shè)計(jì)。夏季高溫天氣，我國很多地區(qū)的桿塔上部溫度極高，蓄電池箱體經(jīng)太陽光的直射和與桿塔間熱傳遞后溫度可以達(dá)到60-80°C ；冬季低溫天氣，設(shè)備在降雪或覆冰情況下溫度可以低至_20°C。鉛酸蓄電池長時(shí)間處于這些不利環(huán)境下，充放電能力會(huì)相應(yīng)降低，衰減速度加快，大大降低了監(jiān)測設(shè)備的可靠性，增加了運(yùn)行成本。
[0003]鉛酸蓄電池工作環(huán)境溫度對其壽命有著重要影響，當(dāng)周圍溫度在0_40°C時(shí)，性能將完全發(fā)揮，效率最高。因此，在惡劣的野外環(huán)境中，工作環(huán)境的溫度制約蓄電池效率和壽命問題是國內(nèi)外遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測系統(tǒng)的短板，始終沒有得到很好地解決。故解決蓄電池工作環(huán)境溫度恒定的問題，對提高輸電線路監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行效率和可靠性，降低成本有著重要的意義。
[0004]現(xiàn)有的輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)中蓄電池箱體大多數(shù)采用金屬結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱性強(qiáng)。隨著外界溫度的變化，箱體內(nèi)部蓄電池的工作環(huán)境溫度在夏天可高至80°C，冬天低至-20°C，很不利于鉛酸蓄電池的穩(wěn)定高效工作，降低了監(jiān)測設(shè)備的可靠性，且嚴(yán)重減少其壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于輸電線路在線監(jiān)測的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，改善蓄電池箱體中的溫度條件，使其維持在一個(gè)合理范圍內(nèi)，提高蓄電池工作效率，延長其使用壽命。
[0006]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:一種用于輸電線路在線監(jiān)測的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，
[0007]包括安裝有蓄電池的箱體，所述箱體外側(cè)設(shè)有隔熱層，所述箱體內(nèi)敷設(shè)有蛇形注水銅管，所述箱體設(shè)有通風(fēng)口。微處理器模塊固定安裝在箱體前側(cè)內(nèi)壁，所述箱體設(shè)有風(fēng)扇，風(fēng)扇連接微處理器模塊，所述微處理器模塊連接溫度采集模塊。
[0008]所述箱體包括頂門、前門，頂門通過連接件與箱體連接，箱體設(shè)有頂門開關(guān)，用于控制頂門的展開與關(guān)閉；所述箱體設(shè)有前門開關(guān)，用于控制前門展開與關(guān)閉。
[0009]所述箱體內(nèi)的底部放置有樹脂板。
[0010]所述隔熱層為ZS-211反射隔熱保溫涂料均勻涂抹在箱體2外側(cè)構(gòu)成。
[0011]所述通風(fēng)口處設(shè)有鐵絲網(wǎng)。
[0012]所述微處理器模塊構(gòu)成的平面與蓄電池的側(cè)面平行。
[0013]所述風(fēng)扇底部固定有磁鐵，風(fēng)扇通過磁鐵吸附在箱體頂層內(nèi)壁。
[0014]所述微處理器模塊包括ATMEGA8單片機(jī)。
[0015]所述溫度采集模塊為DS18B20溫度傳感器。
[0016]所述風(fēng)扇至少為一個(gè)。
[0017]本實(shí)用新型一種用于輸電線路在線監(jiān)測的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，技術(shù)效果如下:
[0018]I)、可實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測系統(tǒng)中蓄電池工作環(huán)境箱體內(nèi)溫度的有效控制，使溫度一直維持在利用蓄電池工作的范圍內(nèi)，且控制效果良好，功耗低，很大程度上提高了蓄電池的使用壽命，提高了監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行可靠性，降低了監(jiān)測系統(tǒng)的成本。
[0019]2)、對現(xiàn)有的輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)中蓄電池箱體進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改造，防止金屬材質(zhì)箱體的腐蝕，方便蓄電池的放置和內(nèi)部電路的維護(hù)，節(jié)約操作時(shí)間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型安裝有蓄電池的箱體俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型安裝有蓄電池的箱體主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型安裝有蓄電池的箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)硬件模塊連接圖；
[0024]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中控制模塊電路圖；
[0025]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中繼電器控制電路圖。
[0026]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例中電源變換電路。

【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖f圖4所示，一種用于輸電線路在線監(jiān)測的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，包括安裝有蓄電池6的箱體2，箱體2為密封式的金屬箱體。所述箱體2外側(cè)設(shè)有隔熱層1，所述箱體2內(nèi)敷設(shè)有蛇形注水銅管3，蛇形注水銅管3設(shè)有注水口 4，通過注水口 4為銅管注水。
[0028]所述箱體2設(shè)有通風(fēng)口 5，通風(fēng)口 5用于外部太陽能板與傳感器的線路進(jìn)出；以及用于內(nèi)部空氣循環(huán)散熱。微處理器模塊7固定安裝在箱體2前側(cè)內(nèi)壁，所述箱體2設(shè)有風(fēng)扇8，風(fēng)扇8連接微處理器模塊7，所述微處理器模塊7連接溫度采集模塊。所述箱體2包括頂門、前門，頂門通過連接件10與箱體2連接，連接件10采用合頁。箱體2設(shè)有頂門開關(guān)9，用于控制頂門的展開與關(guān)閉；所述箱體2設(shè)有前門開關(guān)11，用于控制前門展開與關(guān)閉。
[0029]在所述箱體2外側(cè)均勻涂抹隔熱保溫材料，構(gòu)成隔熱層I。本實(shí)用新型采用的是ZS-211反射隔熱保溫涂料，為單組分骨白色漿體，耐溫幅度-30?120°C，具有高效、薄層、隔熱保溫、防水、防火、防腐、絕緣于一體的新型太空節(jié)能反射隔熱保溫涂料。涂料能在物體表面由封閉微珠將其連接在一起，構(gòu)成三維網(wǎng)絡(luò)陶瓷纖維狀結(jié)構(gòu)。涂料的絕熱等級達(dá)到R-30.1，熱反射率為90%，導(dǎo)熱系數(shù)為0.04ff/m.K，能有效抑制太陽和紅外線的輻射熱和傳導(dǎo)熱，隔熱抑制效率可達(dá)90%左右，能保持70%物體空間里的熱量不流失。使蓄電池箱體即能夠在夏季高溫時(shí)隔絕大部分外界熱量，又能夠在冬季低溫時(shí)減少箱體內(nèi)熱量的散失；同時(shí),避免了金屬材質(zhì)的箱體2直接暴露于空氣中，也起到了防止箱體腐蝕的功能。
[0030]箱體2內(nèi)的底部放置有樹脂板，避免蓄電池直接與金屬箱體接觸，潛在危險(xiǎn)。然后在蓄電池箱體內(nèi)，敷設(shè)直徑1mm的蛇形銅管。再在該蛇形銅管中注入占銅管容積80%的純凈水，作為設(shè)備內(nèi)部冷卻劑和保溫劑。因?yàn)樗谋葻崛葑畲?，相同質(zhì)量的水溫度升高1°C吸收的熱量要比其他物質(zhì)多得多，所以內(nèi)部溫度不會(huì)變化得很快，起到了很好的保溫作用。蛇形敷設(shè)可增大表面積，增加效果。
[0031]在箱體2前、后側(cè)角落處放置兩處直徑為Icm的通風(fēng)口 5，以形成空氣對流加強(qiáng)箱內(nèi)散熱，通風(fēng)口 5處用交織極密的鐵絲網(wǎng)封口，避免昆蟲等異物進(jìn)入。整個(gè)裝置除這兩處通風(fēng)口外，均為封閉環(huán)境。
[0032]為了方便安裝與維護(hù)，本實(shí)用新型采用開箱式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即箱體前側(cè)和頂側(cè)與主體間設(shè)置連接件10，可以靈活開閉。據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，微處理器模塊7往往橫向朝上放置于箱體2內(nèi)，這樣既不便于整體安裝與塔上維護(hù)，運(yùn)行久后其表面還會(huì)覆蓋大量灰塵，影響設(shè)備正常運(yùn)行。本實(shí)用新型中將微處理器模塊7豎直固定于前門內(nèi)壁側(cè)，使其與蓄電池6側(cè)面處于平行架構(gòu)。一是豎直結(jié)構(gòu)能大大降低板面落灰程度，平行結(jié)構(gòu)配合位于同一直線上的對側(cè)通風(fēng)口能在箱內(nèi)創(chuàng)造良好的空氣循環(huán)通道。二是能夠在打開前門后放便對設(shè)備進(jìn)行安裝與維護(hù)。同時(shí)，箱體2頂側(cè)面靈活開關(guān)設(shè)計(jì)，解決了蓄電池6重量大體積大導(dǎo)致入箱困難的問題，與前門結(jié)合使用，還能夠方便檢查箱內(nèi)運(yùn)行情況以及除灰操作，適應(yīng)了塔上作業(yè)環(huán)境要求，減少了傳統(tǒng)箱內(nèi)操作的復(fù)雜性，節(jié)約了操作時(shí)間。
[0033]溫度控制單元:
[0034]溫度控制單元由溫度采集模塊、微處理器模塊7和空氣循環(huán)模塊組成。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。
[0035]空氣循環(huán)模塊:
[0036]該模塊由4個(gè)微型電動(dòng)機(jī)(馬達(dá))和扇葉制作而成的風(fēng)扇8，分別安置在箱體2頂層，加強(qiáng)空氣流通，以達(dá)到降溫目的。這樣做主要是考慮到降溫效果和能耗影響，可在不同溫度范圍內(nèi)，有順序的開啟風(fēng)扇8。風(fēng)扇8底部固定有磁鐵，能使風(fēng)扇8吸附在箱體2頂層內(nèi)壁，不僅拆裝方便，還能根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)位置，具有一定靈活性。每個(gè)微型電動(dòng)機(jī)的供電電壓為5V，額定功率僅有0.2W，額定電流為0.04A。耗能少，符合該設(shè)計(jì)的要求，且外形尺寸較小，適合在箱體2內(nèi)安裝。
[0037]溫度采集模塊:該模塊采用DS18B20傳感器采集溫度，該傳感器具有體積小、精度高、測量范圍廣、適用電壓更寬、采用一線總線，通信方式簡單等優(yōu)點(diǎn)。DS18B20傳感器采用外部電源供電方式，是一種最佳的方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓VCC降到3V時(shí)，依然能夠保證溫度測量精度。DS18B20工作電源由VDD引腳接入，I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題。此時(shí)，DS18B20的GND引腳不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85°C。
[0038]微處理器模塊:微處理器主要功能是通過單片機(jī)的引腳讀取溫度采集模塊的數(shù)據(jù)，判斷溫度值決定是否開啟空氣循環(huán)模塊中的風(fēng)扇8。單片機(jī)選用英特梅爾公司生產(chǎn)的ATMEGA8，是一款采用低功耗CMOS工藝生產(chǎn)的基于AVR RISC結(jié)構(gòu)的8位微處理器，可以達(dá)到接近lMIPS/MHz的性能，運(yùn)行速度比普通CISC微處理器高出10倍。
[0039]控制模塊電路如圖5所示:微處理器電路功能主要是通過對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，通過控制繼電器的開合來控制空氣循環(huán)模塊中風(fēng)扇的啟停。不同溫度下，開啟風(fēng)扇的數(shù)量不同:當(dāng)箱內(nèi)溫度為25-28°C時(shí)，開啟I個(gè)風(fēng)扇8 ;當(dāng)溫度為29-32°C時(shí)，開啟2個(gè)風(fēng)扇8 ；當(dāng)溫度為33-35°C時(shí)，開啟3個(gè)風(fēng)扇8 ;當(dāng)溫度為36-38°C時(shí)，開啟4個(gè)風(fēng)扇。以此達(dá)到控制溫度效率最高，效果最佳，耗能最小。
[0040]繼電器控制電路如圖6所示:
[0041 ] 溫度控制單元中，溫度傳感器DS18B20、ATMEGA8單片機(jī)、繼電器和風(fēng)扇8供電電源均為5V，輸電線路監(jiān)測系統(tǒng)中的供電電源是由蓄電池提供的12V，因此需要一電源變換電路，將12V降為5V，如圖7所示。12V電源由系統(tǒng)中的蓄電池提供，Dl為方向二極管，防止電池接反燒毀電路。該電路作為獨(dú)立電路，用在采集模塊、控制模塊和空氣循環(huán)模塊中提供電能。該降壓電路包括:穩(wěn)壓芯片7805，電容Cl、C2組成。7805的I號引腳接12V蓄電池，2號引腳接地、3號引腳為5V輸出，電容Cl、C2為輸入輸出的電源濾波。
[0042]監(jiān)測設(shè)備包括箱體2安裝于輸電桿塔上，位置極其有限，設(shè)計(jì)時(shí)的外加結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量小且輕，防止跌落發(fā)生危險(xiǎn)。另外，本實(shí)用新型系統(tǒng)的供電僅靠太陽能電池板，故溫度控制單元應(yīng)盡可能耗能低，不影響主體系統(tǒng)供電。
【權(quán)利要求】
1.一種用于輸電線路在線監(jiān)測的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，包括安裝有蓄電池(6)的箱體(2)，其特征在于，所述箱體(2)外側(cè)設(shè)有隔熱層(1)，所述箱體(2)內(nèi)敷設(shè)有蛇形注水銅管(3)，所述箱體(2)設(shè)有通風(fēng)口(5);微處理器模塊(7)固定安裝在箱體(2)前側(cè)內(nèi)壁，所述箱體(2 )設(shè)有風(fēng)扇(8 )，風(fēng)扇(8 )連接微處理器模塊(7 )，所述微處理器模塊(7 )連接溫度采集模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于，所述箱體(2)包括頂門、前門，頂門通過連接件(10 )與箱體(2 )連接，箱體(2 )設(shè)有頂門開關(guān)(9 )，用于控制頂門的展開與關(guān)閉；所述箱體(2)設(shè)有前門開關(guān)(11)，用于控制前門展開與關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于，所述箱體(2)內(nèi)的底部放置有樹脂板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于，所述隔熱層(I)為ZS-211反射隔熱保溫涂料均勻涂抹在箱體(2)外側(cè)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通風(fēng)口(5)處設(shè)有鐵絲網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器模塊(7)構(gòu)成的平面與蓄電池(6)的側(cè)面平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)扇(8)底部固定有磁鐵，風(fēng)扇(8)通過磁鐵吸附在箱體(2)頂層內(nèi)壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器模塊(7)包括ATMEGA8單片機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度采集模塊為DS18B20溫度傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的蓄電池恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)扇(8)至少為一個(gè)。
【文檔編號】G05D23/20GK204065870SQ201420523750
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】?？? 向管騰, 盧姬, 周子恒, 徐浩 申請人:三峽大學(xué)