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一种基于无线传感技术的高压输电线缆接头温度在线监测系统技术方案

技术编号:14297339 阅读:100 留言:0更新日期:2016-12-26 03:02
一种基于无线传感技术的高压输电线缆接头温度在线监测系统,包括太阳能供电模块、温度检测模块、电流检测模块、处理器模块,所述温度检测模块、电流检测模块分别连接处理器模块,所述处理器模块通过无线通讯模块与上位机连接。所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池,太阳能控制器分别连接太阳能电池板、蓄电池。所述温度检测模块、电流检测模块均安装在一个封闭的、防静电的绝缘箱内,所述绝缘箱为悬挂式安装在线缆接头周边的杆塔上。本实用新型专利技术系统供电方案简单,整体结构易于安装,通用性好,不仅解决了需要工作人员现场巡检的弊端,带来了方便,而且对高压输电线路的正常运行能够及时掌握,具有极大的推广价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高压输电线在线监测领域,具体是一种基于无线传感技术的高压输电线缆接头温度在线监测系统
技术介绍
在高压架空输电线路中,电塔附近的导线接头是输电线路中较为薄弱的环节,其运行温度是反映供电系统运行状态的重要参数。但接头的安装、质量存在问题、设备老化变形、负荷突变等因素都会导致接头温度升高,当温度超过了导线接头所能承受的临界温度时,接头就会严重发热,导致导线损害,电能传输出现故障,从而造成不必要的人身伤害以及供电系统的大范围停电事故。然而接头从过热到导致事故发生是一个缓慢的过程,不容易察觉。因此,有效地对高压输电线缆接头的温度变化进行实时监测判断对供电系统的安全运行有着积极和深远的影响。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足,本技术提供一种基于无线传感技术的高压输电线缆接头温度在线监测系统,供电方案简单、整体结构易于安装、通用性好;不仅解决了需要工作人员现场巡检的弊端,而且对高压输电线路的正常运行能够及时掌握,具有极大的推广价值。本技术所采用的技术方案是:一种基于无线传感技术的高压输电线缆接头温度在线监测系统,包括太阳能供电模块、温度检测模块、电流检测模块、处理器模块,所述温度检测模块、电流检测模块分别连接处理器模块,所述处理器模块通过无线通讯模块与上位机连接;所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池,太阳能控制器分别连接太阳能电池板、蓄电池;所述温度检测模块、电流检测模块均安装在一个封闭的、防静电的绝缘箱内,所述绝缘箱为悬挂式安装在线缆接头周边的杆塔上。所述处理器模块连接稳压输出电路,稳压输出电路连接太阳能供电模块。所述处理器模块分别连接时钟电路、晶振电路、编程与调试接口。所述处理器模块连接电源监控与复位电路。所述处理器模块采用MSP430F1222单片机。所述无线通讯模块采用NRF2401无线通信模块,所述上位机为PC机。所述温度检测模块包括DS18B20的数字温度传感器;所述电流检测模块包括ACS712霍尔传感器。本技术一种基于无线传感技术的高压输电线缆接头温度在线监测系统,通过太阳能供电模块给系统测温监测终端提供电能,温度检测模块以及电流检测模块实时采集接头温度和接头接地电流信号,经过稳压输出电路,通过信号放大电路对采集到的信号进行放大,将放大的信号经过A/D转换模块转换成数字信号后,经过滤波电路进行滤波传输给处理器模块进行数据初步判断。同时处理器模块将采集的信息、监测数据以及预分析结果数据通过无线通讯模块上传给上位机的远程监测系统进行详细的记录分析和故障预测。监控终端的工作人员根据液晶显示屏采集信息的反馈,从而采取下一步措施对接线头进行保护控制。本技术系统供电方案简单,整体结构易于安装,通用性好,不仅解决了需要工作人员现场巡检的弊端,带来了方便,而且对高压输电线路的正常运行能够及时掌握,具有极大的推广价值。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明:图1为本技术的系统框图;图2为本技术的MSP430F1222引脚电路图;图3为本技术的DS18B20与MSP430接口电路图;图4为本技术的电流测量电路图;图5为本技术的NRF2401A外围电路与MSP430接口电路图;图6为本技术的3.3V稳压输出电路图;图7为本技术的DS2417外围电路与MSP430的接口电路图;图8为处理器模块电源监控电路图;图9为本技术的A/D转换电路图;图10为本技术的信号放大电路图;图11为本技术的滤波电路图。具体实施方式如图1所示,一种基于无线传感技术的高压输电线缆接头温度在线监测系统,包括太阳能供电模块、温度检测模块、电流检测模块、处理器模块、无线通讯模块,所述太阳能供电模块给处理器模块供电,所述温度检测模块以及电流检测模块和处理器模块的输入端连接,所述处理器模块通过无线通讯模块和上位机连接;所述温度检测模块采用温度传感器进行检测;所述电流检测模块采用电流传感器进行检测。所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器以及蓄电池;所述太阳能电池板为2块并联安装;所述太阳能控制器主要是对蓄电池起到过充电保护以及过放电保护的作用;所述蓄电池采用可充电锂离子蓄电池;所述太阳能供电模块具有较高的稳定性及效率,具备过充过放保护措施;所述处理器模块采用型号为MSP430F1222的单片机;所述单片机采用的是一种超低功耗的混合信号控制器,所述单片机本身具有丰富的片内资源,无需配置过多的外围接口芯片即可满足功能要求。所述无线通信模块采用NRF2401无线通信模块,所述上位机为PC机,所述无线通信模块采用的是2.4GHz单片无线收发芯片,所述无线通讯模块具有接收灵敏度高、外围电路少、发射功率低、传输效率高、低功耗等优点。所述温度检测模块以及电流检测模块均安装在一个封闭的防雷电的绝缘箱里面;所述温度检测模块以及电流检测模块的安装箱均具有降温保护装置,降温保护装置包括风扇、散热框。所述安装箱为悬挂式安装在线缆接头周边的杆塔上。所述温度检测模块采用型号为DS18B20的数字温度传感器,所述数字温度传感器环形安装在线缆接头上,所述数字温度传感器具有体积小、抗干扰能力强等优点,能适应线缆接头处的恶劣环境。所述电流检测模块采用传感器型号为ACS712的传感器,所述传感器主要用来检测线缆接头的接地电流。所述处理器模块还与电源监控与复位电路连接,所述复位电路主要对系统进行复位。所述处理器模块还与稳压输出电路连接,所述稳压输出电路主要提供处理器模块稳定电压。如图2所示,为本技术的MSP430F1222引脚电路图,MSP430F1222在2.2V、1MHZ时钟频率下的工作电流仅为220uA,在LPM3模式下的休眠电流约为2.5uA,内嵌10位200kb/s的ADC,自带采样保持,具有3个捕获/比较寄存器的16位定时器和16位看门狗定时器,提供安全熔丝程序代码保护。4KB的FLASH代码存储空间和256B的RAM满足了系统设计的需要。MSP430F1222单片机本身具有非常丰富的片内资源,因此,最小系统无需配置过多的外围接口芯片就可满足本系统要求,从而使设计变得简单。如图3所示,为本技术的DS18B20与MSP430接口电路图,DS18B20具有体积小、抗干扰能力强等优点,能适应线缆接头处的恶劣环境。传感器测量精度高、情况稳定,长期运行无需调校,传感器具有在线自检功能,自动温度校准,自动错误监测,全密封绝缘防水防尘,保证了整个系统的高可靠性。该器件内有控制电路,收/发电路和存储电路等。器件采用CMOS技术,耗电量很小,如果不单独供电,仅在总线空闲时利用信号线充一点电就可以工作了。在不工作时,不会给单总线增加负担。使用处理器模块作为控制机时,可以使用一位I/O端口,就可以驱动传感器芯片,节省了控制器的I/O资源。本系统DS18B20与MSP单片机直接采用外部电源方式连接,在图中,DS18B20的GND引脚接地,VDD引脚接3.3V电源,DQ引脚上拉之后与MSP430的I/O引脚相连,上拉电阻一般选择4.7K,以保证数据采集的正常运行。如图4所示,为本技术电流测量电路图。电流传感器的工作原理:当穿过电流传感器的导线通电时导线周本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线传感技术的高压输电线缆接头温度在线监测系统,包括太阳能供电模块、温度检测模块、电流检测模块、处理器模块,其特征在于:所述温度检测模块、电流检测模块分别连接处理器模块,所述处理器模块通过无线通讯模块与上位机连接;所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池,太阳能控制器分别连接太阳能电池板、蓄电池;所述温度检测模块、电流检测模块均安装在一个封闭的、防静电的绝缘箱内,所述绝缘箱为悬挂式安装在线缆接头周边的杆塔上。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传感技术的高压输电线缆接头温度在线监测系统,包括太阳能供电模块、温度检测模块、电流检测模块、处理器模块,其特征在于:所述温度检测模块、电流检测模块分别连接处理器模块,所述处理器模块通过无线通讯模块与上位机连接;所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池,太阳能控制器分别连接太阳能电池板、蓄电池;所述温度检测模块、电流检测模块均安装在一个封闭的、防静电的绝缘箱内,所述绝缘箱为悬挂式安装在线缆接头周边的杆塔上。2.根据权利要求1所述一种基于无线传感技术的高压输电线缆接头温度在线监测系统,其特征在于:所述处理器模块连接稳压输出电路,稳压输出电路连接太阳能供电模块。3.根据权利要求1所述一种基于无线传感技术的高压输电线缆接头温度在线监测系统,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨雨薇张飞陈黎肖洒
申请(专利权)人:三峡大学
类型:新型
国别省市:湖北;42

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