專利名稱：基于電子鼻技術(shù)的中高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于電子鼻技術(shù)的中高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型是一種用于電力系統(tǒng)的中高壓開關(guān)柜過溫狀態(tài)檢測(cè)和預(yù)警的監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)，以避免開關(guān)柜出現(xiàn)因過溫造成的燒毀事故。
背景技術(shù)：
[0002]目前在開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的主要問題是監(jiān)測(cè)傳感器的安裝。其安裝方式 主要有接觸式和非接觸式兩種。接觸式安裝方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以大面積推廣應(yīng)用。同 時(shí)，越來越多的開關(guān)柜朝著結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)安全的方向發(fā)展。這種系統(tǒng)既增加了安裝工 程的工作量，還在開關(guān)柜中引入了新的故障點(diǎn)。非接觸式系統(tǒng)存在的主要問題是傳感器 與監(jiān)測(cè)點(diǎn)間的相對(duì)位置需要精確固定，且兩者之間不能有阻礙，這在開關(guān)柜中是很難做 到的。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服接觸式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不便于安裝的缺點(diǎn)，同 時(shí)避免非接觸式系統(tǒng)無法準(zhǔn)確定位的弊端，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠的非接觸式中 高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案[0005]本實(shí)用新型在中高壓開關(guān)柜內(nèi)的易過溫點(diǎn)設(shè)置氣體存儲(chǔ)及釋放裝置，在中高壓 開關(guān)柜的底部設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端，所述的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端通過無線局域網(wǎng)與后臺(tái)服務(wù)器相 連接。[0006]所述的易過溫點(diǎn)包括開關(guān)動(dòng)觸頭和開關(guān)靜觸頭。[0007]所述的氣體存儲(chǔ)及釋放裝置包括氣體存儲(chǔ)單元，氣體存儲(chǔ)單元內(nèi)充有C02氣 體，所述的氣體存儲(chǔ)單元通過氣體釋放裝置與溫度監(jiān)測(cè)裝置相連接。[0008]所述的溫度監(jiān)測(cè)裝置由雙金屬片構(gòu)成；氣體釋放裝置為刺針。[0009]所述的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端由依次相連接的氣體檢測(cè)單元、現(xiàn)場(chǎng)控制終端、無線通信 單元構(gòu)成。[0010]所述的氣體檢測(cè)單元包括C02氣體傳感器以及與其相連接的控制電路，控制電 路外接存儲(chǔ)電路。[0011]所述的現(xiàn)場(chǎng)控制終端包括采集氣體檢測(cè)單元傳送的電壓信號(hào)的采樣保持單元， 采樣保持單元的輸出端連接至主控制電路，主控制電路的輸出端連接無線通信單元。[0012]所述主控制電路的輸出端還與告警驅(qū)動(dòng)單元相連接，告警驅(qū)動(dòng)單元連接聲光聯(lián) 合告警單元。[0013]所述的無線局域網(wǎng)中增設(shè)無線中繼器。[0014]采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，僅需在開關(guān)柜內(nèi)易過溫點(diǎn)安裝氣體存儲(chǔ)與釋 放裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝；過溫信號(hào)通過CO2氣體進(jìn)行傳輸，判斷準(zhǔn)確迅速，不會(huì) 給開關(guān)柜帶來新的故障點(diǎn)。此系統(tǒng)能夠克服接觸式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不便于安裝的缺點(diǎn)，同時(shí)解決了非接觸式系統(tǒng)無法準(zhǔn)確定位的問題。能夠準(zhǔn)確迅速地實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜觸頭過 溫狀態(tài)的檢測(cè)和預(yù)警，價(jià)格低廉，可以有效地避免開關(guān)柜的燒毀事故。
[0015]圖1為本實(shí)用新型的氣體存儲(chǔ)及釋放裝置結(jié)構(gòu)示意圖。[0016]圖2為本實(shí)用新型的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端結(jié)構(gòu)示意圖。[0017]圖3為本實(shí)用新型的單個(gè)開關(guān)柜安裝示意圖。[0018]圖4為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0019]本實(shí)用新型在中高壓開關(guān)柜51內(nèi)的易過溫點(diǎn)設(shè)置氣體存儲(chǔ)及釋放裝置11，在中 高壓開關(guān)柜51的底部設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端30，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端30通過無線局域網(wǎng)68與后臺(tái) 服務(wù)器69相連接。以下具體說明[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型包括C02氣體存儲(chǔ)及釋放裝置11，安裝于開關(guān)柜內(nèi)易 過溫點(diǎn)。該C02氣體存儲(chǔ)及釋放裝置11主要包括氣體存儲(chǔ)單元13，氣體存儲(chǔ)單元13通 過氣體釋放裝置15與溫度監(jiān)測(cè)裝置14相連接。其中氣體存儲(chǔ)單元13是由橡膠材料構(gòu) 成的密閉容器，內(nèi)部充有常壓C02氣體12，C02氣體具有絕緣性高、不導(dǎo)電、無毒、無 腐蝕性、無爆燃性且空氣中的正常含量低的特點(diǎn)，同時(shí)價(jià)格便宜、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、購(gòu)買方 便。溫度監(jiān)測(cè)裝置14采用雙金屬片構(gòu)成，雙金屬片是由二種或多種具有合適性能的金屬 或其它材料所組成的一種復(fù)合材料，在一定設(shè)定溫度時(shí)，不同材料發(fā)生的形變不同，進(jìn) 而發(fā)生整體形變，發(fā)生形變時(shí)的溫度可設(shè)定，且該雙金屬片購(gòu)買方便，價(jià)格低廉。利用 溫度監(jiān)測(cè)裝置的形變觸發(fā)氣體釋放裝置15，氣體釋放裝置通常為針刺狀，可在觸發(fā)時(shí)刺 破氣體存儲(chǔ)裝置，不可逆地釋放出C02氣體。[0021]如圖2所示，本實(shí)用新型包括現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端30，安裝于開關(guān)柜的底部。它由依 次相連接的氣體檢測(cè)單元31、現(xiàn)場(chǎng)控制終端32、無線通信單元33構(gòu)成。其中，[0022]氣體檢測(cè)單元31，該單元包含有C02氣體傳感器34，C02氣體傳感器34能將 C02氣體濃度轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)送至現(xiàn)場(chǎng)控制單元32。該氣體傳感器可方便地在市場(chǎng) 上購(gòu)買。氣體檢測(cè)單元31中還包含有控制電路35，它由通用80C51單片機(jī)構(gòu)成，用于 控制氣體傳感器的啟動(dòng)和復(fù)位；還包含存儲(chǔ)電路36，由32K存儲(chǔ)芯片62256構(gòu)成，用于 存儲(chǔ)電壓數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)控制單元命令。[0023]現(xiàn)場(chǎng)控制終端32，該單元包含有主控制電路38，由TI公司生產(chǎn)的MSP430F147 構(gòu)成，通過采樣保持單元37接收并采樣氣體檢測(cè)單元傳送的電壓信號(hào)，與設(shè)定閥值進(jìn)行 比較，當(dāng)超出閥值時(shí)，發(fā)出告警命令并送至無線通信單元33，同時(shí)發(fā)送告警信號(hào)至現(xiàn)場(chǎng) 告警驅(qū)動(dòng)單元39，該單元驅(qū)動(dòng)聲光聯(lián)合告警單元42，在出現(xiàn)氣體濃度超閥值時(shí)聲光聯(lián)合 告警單元發(fā)出告警音，并閃爍紅色告警燈。[0024]無線通信單元33，該單元包含有信號(hào)轉(zhuǎn)換電路40，將現(xiàn)場(chǎng)控制單元的并行信號(hào) 轉(zhuǎn)換為無線通信芯片組41需要的信號(hào)，無線通信芯片組由AMD公司生產(chǎn)的無線局域網(wǎng) 通信芯片組Aml772構(gòu)成，使得現(xiàn)場(chǎng)控制單元32能夠通過無線局域網(wǎng)43進(jìn)行通信。[0025]如圖3所示，本實(shí)用新型在中高壓開關(guān)柜51內(nèi)的易過溫點(diǎn)，通常為動(dòng)觸頭討和靜觸頭53的連接處安裝有氣體存儲(chǔ)和釋放裝置11，在開關(guān)柜的底部安裝有至少一個(gè)現(xiàn)場(chǎng) 檢測(cè)終端30。在易過溫點(diǎn)溫度超出閥值時(shí)，氣體存儲(chǔ)和釋放裝置釋放出C02氣體12， 使得柜內(nèi)C02氣體濃度遠(yuǎn)超出正?？諝庵械暮俊，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端檢測(cè)到超標(biāo)的C02氣體 濃度，即發(fā)出告警信號(hào)。[0026]如圖4所示，本實(shí)用新型可對(duì)場(chǎng)所內(nèi)多個(gè)開關(guān)柜的過溫狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)告警。在 單個(gè)開關(guān)柜60和61內(nèi)的多個(gè)過溫點(diǎn)可分別安裝氣體存儲(chǔ)和釋放裝置11，在單個(gè)開關(guān)柜 的底部可安裝多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端30，各開關(guān)柜告警信號(hào)通過無線局域網(wǎng)68與后臺(tái)服務(wù)器 69進(jìn)行通信。無線局域網(wǎng)采用當(dāng)前廣泛使用的IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)，無需重新敷設(shè)通信線 路，施工方便。在開關(guān)柜和后臺(tái)服務(wù)器距離較遠(yuǎn)時(shí)，可加設(shè)無線中繼器66和67。后臺(tái) 服務(wù)器包括無線通信模塊70，其構(gòu)成與上述無線通信單元33相同。后臺(tái)服務(wù)器69還包 括監(jiān)控軟件71，該軟件能實(shí)時(shí)顯示各開關(guān)柜的溫度狀態(tài)，在出現(xiàn)過溫時(shí)告警，指明發(fā)生 過溫的開關(guān)柜，提示工作人員進(jìn)行相應(yīng)操作。同時(shí)能夠向各現(xiàn)場(chǎng)控制終端發(fā)出參數(shù)設(shè)置 命令，查詢當(dāng)前控制終端工作狀態(tài)等。[0027]本實(shí)用新型的工作原理是[0028]圖3中在開關(guān)柜51工作時(shí)，開關(guān)動(dòng)觸頭M和開關(guān)靜觸頭53相連流過大電流， 因此動(dòng)觸頭和靜觸頭在長(zhǎng)時(shí)間的工作下均會(huì)產(chǎn)生很高的溫度。將氣體存儲(chǔ)及釋放裝置11 安裝于開關(guān)動(dòng)觸頭M上且接觸良好。[0029]在正常情況下，開關(guān)動(dòng)觸頭M正常工作的溫度范圍為20°C -75此時(shí)圖1中 氣體釋放動(dòng)作機(jī)構(gòu)15不動(dòng)作，開關(guān)柜51內(nèi)保持正常的空氣狀態(tài)。正?？諝庵蠧O2的濃 度為440PPM，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)為0.44V?，F(xiàn)場(chǎng)控制終端30通過對(duì)采樣的模擬電壓信號(hào) 進(jìn)行分析，當(dāng)幅值在0.44V左右時(shí)，說明開關(guān)觸頭運(yùn)行在正常溫度情況。[0030]當(dāng)開關(guān)動(dòng)觸頭M長(zhǎng)時(shí)間工作發(fā)熱而出現(xiàn)過溫時(shí)，將引起圖1中溫度檢測(cè)裝置14 動(dòng)作，觸發(fā)氣體釋放動(dòng)作機(jī)構(gòu)15，不可逆地釋放CO2氣體。當(dāng)CO2釋放后，開關(guān)柜內(nèi) 匚02濃度急速增加，圖2中氣體檢測(cè)單元31輸出的電壓將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常情況下的0.44V。 此時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)控制終端32檢測(cè)發(fā)現(xiàn)輸出電壓幅值遠(yuǎn)大于0.44V時(shí)，說明開關(guān)觸頭已過溫。 將發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)聲光告警信號(hào)，同時(shí)通過無線通訊單元33，通過無線局域網(wǎng)向后臺(tái)服務(wù)器發(fā) 送告警信號(hào)。[0031]圖4中后臺(tái)服務(wù)器接收到該告警信號(hào)，指明發(fā)生過溫的開關(guān)柜，提示現(xiàn)場(chǎng)工作 人員進(jìn)行相應(yīng)操作處理，并記錄發(fā)生過溫的時(shí)間、電壓幅值等信息，以便日后分析使用。[0032]綜上可知，本實(shí)用新型利用了 CO2氣體作為過溫信號(hào)傳遞的載體，在開關(guān)柜內(nèi) 只需安裝氣體存儲(chǔ)及釋放裝置，無需外加電源，無需任何引出線路，因而不會(huì)引入新的 故障點(diǎn)。利用氣體檢測(cè)的方法，無需將傳感器對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)非接觸式過溫監(jiān) 測(cè)方法需要將傳感器精確對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)點(diǎn)的困難，能夠適用于任何復(fù)雜結(jié)構(gòu)的開關(guān)柜。整個(gè) 系統(tǒng)采用的各種材料和元器件價(jià)格低廉、購(gòu)買方便，具有很高的性價(jià)比，具有良好的市 場(chǎng)推廣前景。[0033]以上實(shí)施例僅供說明本實(shí)用新型之用，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變 型，因此所有等同的技術(shù)方案，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種基于電子鼻技術(shù)的中高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于在中高壓開關(guān) 柜(51)內(nèi)的易過溫點(diǎn)設(shè)置氣體存儲(chǔ)及釋放裝置(11)，在中高壓開關(guān)柜(51)的底部 設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端(30)，所述的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端(30)通過無線局域網(wǎng)(68)與后臺(tái)服 務(wù)器(69)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子鼻技術(shù)的中高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述的易過溫點(diǎn)包括開關(guān)動(dòng)觸頭(54)和開關(guān)靜觸頭(53)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子鼻技術(shù)的中高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述的氣體存儲(chǔ)及釋放裝置(11)包括氣體存儲(chǔ)單元(13)，氣體存儲(chǔ)單元(13) 內(nèi)充有C02氣體(12)，所述的氣體存儲(chǔ)單元(13)通過氣體釋放裝置(15)與溫度監(jiān) 測(cè)裝置(14)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于電子鼻技術(shù)的中高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述的溫度監(jiān)測(cè)裝置(14)由雙金屬片構(gòu)成；所述的氣體釋放裝置(15)為刺針。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子鼻技術(shù)的中高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端(30)由依次相連接的氣體檢測(cè)單元(31)、現(xiàn)場(chǎng)控制終端(32)、無線通信單元(33)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于電子鼻技術(shù)的中高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述的氣體檢測(cè)單元(31)包括C02氣體傳感器(34)以及與其相連接的控制電路(35)，控制電路(35)外接存儲(chǔ)電路(36)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于電子鼻技術(shù)的中高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述的現(xiàn)場(chǎng)控制終端(32)包括采集氣體檢測(cè)單元傳送的電壓信號(hào)的采樣保持單元(37)，采樣保持單元(37)的輸出端連接至主控制電路(38)，主控制電路(38)的 輸出端連接無線通信單元(33)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于電子鼻技術(shù)的中高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述主控制電路(38)的輸出端還與告警驅(qū)動(dòng)單元(39)相連接，告警驅(qū)動(dòng)單元(39)連接聲光聯(lián)合告警單元(42)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子鼻技術(shù)的中高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述的無線局域網(wǎng)(68)中增設(shè)無線中繼器(66，67)。
專利摘要一種基于電子鼻技術(shù)的中高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在中高壓開關(guān)柜內(nèi)的易過溫點(diǎn)設(shè)置氣體存儲(chǔ)及釋放裝置，在中高壓開關(guān)柜的底部設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端，所述的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)終端通過無線局域網(wǎng)與后臺(tái)服務(wù)器相連接。本實(shí)用新型僅需在開關(guān)柜內(nèi)易過溫點(diǎn)安裝氣體存儲(chǔ)與釋放裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝；過溫信號(hào)通過CO2氣體進(jìn)行傳輸，判斷準(zhǔn)確迅速，不會(huì)給開關(guān)柜帶來新的故障點(diǎn)。此系統(tǒng)解決了非接觸式系統(tǒng)無法準(zhǔn)確定位的問題。能夠準(zhǔn)確迅速地實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜觸頭過溫狀態(tài)的檢測(cè)和預(yù)警，價(jià)格低廉，可以有效地避免開關(guān)柜的燒毀事故。
文檔編號(hào)H02B1/00GK201813067SQ20102052827
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者樂健, 王春生 申請(qǐng)人:河南省電力公司焦作供電公司