專利名稱：電力高壓無線測溫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用于電力高壓環(huán)境的無線測溫系統(tǒng)，用以解決電力系統(tǒng)設(shè) 備的溫度數(shù)據(jù)實時采集問題。尤其應(yīng)用于高壓開關(guān)、氣體絕緣變電站、載流母線等電力設(shè) 備。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，高壓開關(guān)、GIS(氣體絕緣變電站)等高壓電器和載流母線等電力 設(shè)備在負(fù)載電流過大時會出現(xiàn)溫升過高，最后能使相鄰的帶電部件性能劣化，甚至擊穿，根 據(jù)電力安全監(jiān)督部門提供數(shù)據(jù)分析，全國電力單位每年因為高壓開關(guān)、母線溫度過高引發(fā) 的重大事故上千起，給生產(chǎn)和經(jīng)營造成巨大經(jīng)濟損失。通過監(jiān)測母線接點、高壓電纜接頭、 高壓開關(guān)觸點溫度的運行情況，可有效防止高壓輸、變電故障的發(fā)生，為實現(xiàn)安全生產(chǎn)提供 有效保障。因此采取有效措施監(jiān)測高壓母線及高壓開關(guān)接觸溫度是電力系統(tǒng)急需解決的重 大課題。許多母線以及開關(guān)處于高電位，目前國內(nèi)常用于高壓母線、高壓開關(guān)的溫度監(jiān)測 的方法，一種是在高壓電接觸表面涂一層顏色隨溫度變化的發(fā)光材料，通過觀察其顏色變 化來大致確定溫度范圍，這種方法準(zhǔn)確度低、可靠性差，不能進行定量測量；另外一種方法 是利用輻射特性的紅外熱像儀，準(zhǔn)確度較高，但由于需要光學(xué)器件，在高壓開關(guān)柜等特定場 合使用不太方便，而且價格較高，推廣應(yīng)用有一定困難。更重要的是以上兩種方式都需要人 工進行巡查，不能實時得到溫度數(shù)據(jù)，所得到的數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)是滯后的，起不到溫度實時報警功 能。而有線通訊方式的電子儀表不符合電力高壓環(huán)境測量儀表規(guī)范。目前，有部分無線測溫系統(tǒng)在投入使用，但這類產(chǎn)品大多采用一個或少量幾個測 溫終端就需配有一個匯聚終端的解決方案，此方案在匯聚終端和上位機端的布線繁瑣，尤 其是在測溫終端數(shù)量較大時，上位機與匯聚終端的通信和連接存在很多麻煩，沒有完全發(fā) 揮無線傳輸?shù)膬?yōu)勢。且測溫終端的溫度傳感器置于終端內(nèi)部，在安裝使用時為了減小測溫 誤差，需將測溫終端貼近高溫測溫點。這樣的缺點是測溫點的高溫對測溫終端內(nèi)部電子元 器件的穩(wěn)定性和使用壽命均有影響，同時，溫度傳感器與測溫點存在距離，溫度測量存在誤 差。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型旨在改進以上方法缺點，提供一種對電力設(shè)備溫度進行測量、匯聚、分 析及報警的成套完整系統(tǒng)。一種高壓電力無線測溫系統(tǒng)，包括溫度傳感器、無線測溫終端、無線中繼器和無線 匯聚終端等，其特征在于溫度傳感器通過導(dǎo)線，焊接到無線測溫終端的電路板上，高壓電 力器具的溫度通過溫度傳感器檢測得到，隨后傳送到測溫終端中存儲，測溫終端存儲的溫 度數(shù)據(jù)再通過無線中繼站傳送到無線匯聚終端。所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是一個無線匯聚終端可接收多個無線測溫終端數(shù)據(jù)，測溫終端可任意添加或刪除。所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是所述的無線匯聚終端采用網(wǎng)口或者 RS-232接口或者RS-485接口與上位機通信，采用直流線性電源供電。所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是所述的無線匯聚終端采用GPRS/CDMA 模塊對數(shù)據(jù)進行無線遠(yuǎn)程輸送。所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是所述的無線匯聚終端采用外置可更換 天線。所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是所述的無線中繼器使用直流線性電源
{共 O所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是所述的無線中繼器采用外置可更換天 線。所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是溫度傳感器與測溫終端外殼分離，兩者 之間用數(shù)據(jù)線連接。所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是所述的無線測溫終端采用單節(jié)鋰電池 供電，可更換，其內(nèi)置電池電量監(jiān)測電路，可向上位機發(fā)送電池電量數(shù)據(jù)。所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是無線測溫終端中有無線發(fā)射芯片，該無 線發(fā)射芯片工作在433MHZ頻段，具有間歇式發(fā)送功能，且功率可調(diào)。所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是無線測溫終端的外殼上半部分為半球 狀，下半部分為柱狀，測溫終端的固定安裝孔位位于測溫終端的底部。本系統(tǒng)由無線測溫終端，無線中繼器和無線匯聚終端組成。無線測溫終端采集的 溫度信號通過無線中繼器或者直接傳送到無線匯聚終端，無線匯聚終端解析溫度信號，并 與上位機進行通信，配合上位機軟件達到溫度實時監(jiān)測，報警，數(shù)據(jù)查詢等功能。同時，如有 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程通訊需求，可在無線匯聚終端選配GPRS或CDMA模塊，將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控 中心進行處理，監(jiān)測。本系統(tǒng)的無線測溫終端將溫度傳感器與測溫終端外殼分離安置，兩者間通過數(shù)據(jù) 線連接，兩者均采用耐腐蝕，抗高、低溫材料制成，可適應(yīng)不同環(huán)境的需求。測溫時，溫度傳 感器采集到的溫度模擬信號傳送到終端內(nèi)，經(jīng)由A/D (數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換芯片將數(shù)字信號送 入單片機進行處理，將數(shù)據(jù)存儲在EEPROM中，并通過無線發(fā)射芯片進行發(fā)送，無線發(fā)射芯 片工作在433MHZ頻段。測溫終端采用間歇式發(fā)送，發(fā)送間隔可設(shè)定，在保證測量溫度準(zhǔn)確 同時延長了使用壽命。本系統(tǒng)的無線中繼器適用于當(dāng)測溫終端與匯聚終端距離超出有效傳輸距離，或由 于現(xiàn)場電磁等干擾造成的傳輸距離縮減的情況。其采用外置電源供電，內(nèi)部設(shè)有整流，濾 波電路，保證了信號傳輸?shù)目煽啃?，真實性。同時，外置的4dB天線可保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定 性。本系統(tǒng)的無線匯聚終端可采用以太網(wǎng)口或RS-232接口或RS-485接口等多種方式 與上位機進行通信，一個匯聚終端可以接收來自幾十甚至幾百個測溫終端傳送的數(shù)據(jù)。外 置天線保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。本實用新型的特點①溫度傳感器采用易導(dǎo)熱，耐腐蝕材料制成，對溫度變化敏感，測溫準(zhǔn)確，且符合CN 201867270 U
說明書
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現(xiàn)場環(huán)境要求。溫度傳感器與測溫終端分離，可使溫度傳感器更貼近測溫點，溫度測量更加 精確，同時使溫度傳感器和測溫終端的安裝更加靈活。②測溫終端外殼采用耐腐蝕材料制成，可使用不同條件的使用環(huán)境，同時可以達 到IP68防水等級。外殼上半部分為半球體，下半部分為圓柱。③測溫終端電路板部分采用高精度，低功耗元件，18位A/D芯片，AVR低功耗高速 單片機，低功耗，高靈敏度，可調(diào)功率無線發(fā)送芯片，高容量可更換鋰電池，保證數(shù)據(jù)的高可 靠性，精確性同時降低了整體功耗，延長使用時間，且電池內(nèi)置有電池電量監(jiān)測電路，可向 上位機發(fā)送電池電量數(shù)據(jù)。④無線中繼器其采用外置電源供電，內(nèi)部設(shè)有整流，濾波電路，保證了信號傳輸?shù)?可靠性。其對應(yīng)的無線測溫終端可根據(jù)需求自行設(shè)定，添加。當(dāng)無線測溫終端與無線匯聚 終端處于有效傳輸距離內(nèi)時，無需使用無線中繼器。⑤無線匯聚終端只采用一根數(shù)據(jù)線或網(wǎng)線便可與上位機進行通信，降低了布線的 成本和難度，提高了可靠性。匯聚終端對應(yīng)的測溫終端數(shù)量可自行設(shè)定，在通信范圍內(nèi)，可 隨意添加，刪除無線測溫終端，提高了靈活性。

圖1是電力高壓無線測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是電力高壓無線測溫系統(tǒng)的遠(yuǎn)程傳輸示意圖。圖3是電力高壓無線測溫系統(tǒng)的無線測溫終端的側(cè)剖面示意圖。圖中1-溫度傳感器連接孔徑；2-天線；3-主板固定螺釘；4-電路板；5-電池正 極觸點；6-電池負(fù)極觸點
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明本實用新型具體實施方式
。如圖1所示，無線測溫終端采集的溫度信號通過無線中繼器或者直接傳送到無線 匯聚終端，無線匯聚終端解析溫度信號，并與溫度實時監(jiān)控中心的上位機進行通信，配合上 位機軟件達到溫度實時監(jiān)測，報警，數(shù)據(jù)查詢等功能。如圖2所示，當(dāng)有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸需求時，上傳到無線匯聚終端的數(shù)據(jù)可通過GPRS/ CDMA模塊，發(fā)送到遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)監(jiān)控。如圖3所示，溫度傳感器通過導(dǎo)線，穿過測溫終端外殼上的孔徑，焊接到無線測溫 終端的電路板上。電路板正面正中央焊接有測溫終端的無線發(fā)射天線，為螺旋式銅制天線。 電路板背面焊有電池的正負(fù)極觸點。電路板通過固定螺釘與測溫終端的下半部分外殼相固 定。終端使用18505型鋰電池供電，使用時需將電池外表皮由負(fù)極向前剝除約25mm，以使電 池可與電路板上的正負(fù)極觸點牢固接觸。使用中，將電池按照正極向內(nèi)的方向推入電池倉，在上位機端完成對測溫終端發(fā) 送間隔，發(fā)送通道的設(shè)置，再用螺釘把電池倉蓋固定。測溫終端即可自動完成采集溫度數(shù) 據(jù)，轉(zhuǎn)換，存儲并發(fā)送的過程。
權(quán)利要求1.一種高壓電力無線測溫系統(tǒng)，包括溫度傳感器、無線測溫終端、無線中繼器和無線匯 聚終端等，其特征在于溫度傳感器通過導(dǎo)線，焊接到無線測溫終端的電路板上，高壓電力 器具的溫度通過溫度傳感器檢測得到，隨后傳送到測溫終端中存儲，測溫終端存儲的溫度 數(shù)據(jù)再通過無線中繼站傳送到無線匯聚終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是一個無線匯聚終端可 接收多個無線測溫終端數(shù)據(jù)，測溫終端可任意添加或刪除。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是所述的無線匯聚終端 采用網(wǎng)口或者RS-232接口或者RS-485接口與上位機通信，采用直流線性電源供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是所述的無線匯聚終端 采用GPRS/CDMA模塊對數(shù)據(jù)進行無線遠(yuǎn)程輸送。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4中所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是所述的無線匯聚 終端采用外置可更換天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是所述的無線中繼器使 用直流線性電源供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6中所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是所述的無線中繼 器采用外置可更換天線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是溫度傳感器與測溫終 端外殼分離，兩者之間用數(shù)據(jù)線連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是所述的無線測溫終端 采用單節(jié)鋰電池供電，可更換，其內(nèi)置電池電量監(jiān)測電路，可向上位機發(fā)送電池電量數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是無線測溫終端中有無 線發(fā)射芯片，該無線發(fā)射芯片工作在433MHZ頻段，具有間歇式發(fā)送功能，且功率可調(diào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高壓電力無線測溫系統(tǒng)，其特征是無線測溫終端的外殼 上半部分為半球狀，下半部分為柱狀，測溫終端的固定安裝孔位位于測溫終端的底部。
專利摘要本實用新型是一種應(yīng)用于電力高壓環(huán)境的無線測溫系統(tǒng)，用以解決電力系統(tǒng)設(shè)備的溫度數(shù)據(jù)實時采集問題。由無線測溫終端，無線中繼器和無線匯聚終端組成。系統(tǒng)由無線測溫終端實時采集現(xiàn)場的溫度數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換并發(fā)送到無線匯聚終端，無線匯聚終端解析溫度數(shù)據(jù)，在上位機軟件上顯示，配合軟件實現(xiàn)實時監(jiān)測，報警提示，數(shù)據(jù)查詢等功能。系統(tǒng)抗干擾能力強，數(shù)據(jù)實時性，可靠性高，整套系統(tǒng)安裝靈活。
文檔編號G08C17/02GK201867270SQ20102052202
公開日2011年6月15日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者李湃, 楊毅 申請人:李湃, 楊毅