一种高压开关柜监控系统及监控网络技术方案

本发明专利技术公开了一种高压开关柜监控系统及监控网络，单个高压开关柜内设有单个中继端和多个温度检测终端，单个高压开关柜内的所有温度检测终端和中继端间基于无线网络进行信号连接并实现信号传输，中继端基于CAN总线将数据上报远程监控设备；采用中继端结合总线传输的方式对高压开关柜内触点温度进行实时检测上报，可及时发现系统故障并确保高压开关柜稳定运行。

A Monitoring System and Network for High Voltage Switchgear

The invention discloses a high-voltage switchgear monitoring system and monitoring network. A single high-voltage switchgear is equipped with a single relay terminal and a plurality of temperature detection terminals. All temperature detection terminals and relay terminals in a single high-voltage switchgear are connected and transmitted based on wireless network. The relay terminal reports data to a remote monitoring device based on CAN bus. The mode of bus transmission can detect and report the contact temperature in high voltage switchgear in real time, which can discover system faults in time and ensure the stable operation of high voltage switchgear.

【技术实现步骤摘要】
一种高压开关柜监控系统及监控网络
本专利技术涉及高压开关柜监控设备，尤其涉及一种高压开关柜监控系统及监控网络。
技术介绍
高压开关柜作为变电站系统的重要控制和关键设备，对电力系统的安全和可靠运行起着举足轻重的作用。当大电流流过开关柜时，很容易产生过热现象，导致电气设备出现放电现象，严重时可能发生熔焊甚至引发火灾等事故。另一方面，高压开关柜的使用对环境有较高的要求，周围环境温度过高会致使导电金属电阻增加并加剧表面氧化作用，过高的环境温度还可能会导致高压绝缘器件绝缘强度下降及使用寿命的缩短。为保证高压开关柜的正常运行，提高电力系统的可靠性，需要随时了解开关柜内部器件状态和温度变化情况，对开关柜进行温度在线监测具有十分重要的工程意义。高压开关柜一旦投入运行，除非必要一般是处于长时间连续工作状态，有的甚至若干年连续运行，因此用于高压开关柜的测温设备必须能够保证长期可靠工作，并在测温系统发生故障后，可在最短时间内发现故障，通过维护使设备尽快重新投入运行。同时，高压开关柜内部存在高压强磁场等，测温环境较为恶劣，这就要求测温系统具有较好的抗干扰性能，满足对高压绝缘标准的要求。目前常用的测温方法有：示温蜡片测温法，示温蜡片测温法是基于示温蜡片接触到不同温度会显示不同颜色的原理而得到的测温方法。往往把示温蜡片粘贴于高压开关柜触头上，通过观察示温蜡片的颜色来确定温度的变化。这种方法简单、稳定，但需要巡检人员定期查看，人工成本高且测温实时性差。另外，当温度超过示温蜡片的熔化范围时，示温蜡片会自动脱落，无法保证长期使用。红外手持设备测温法，一切高于绝对零度的物体都在向外界散发着红外辐射能量，这些红外辐射能量与其表面温度相关，通过被测物体散发的红外辐射能量即可确定物体表面温度，手持式红外测温仪就是基于这种原理。这种测温方法是非接触式测温，测温精度高，但巡检间隔时间长，不利于及时发现触点温度变化情况。高压开关柜内部结构复杂，元器件众多，使用红外测温仪测温时，元器件对关键测温点的遮挡也会对测量结果有所影响。光纤测温法，光纤测温是基于拉曼散射原理，利用光在光纤中的拉曼散射改变光波波长的特性，拉曼散射信号的强弱与温度有关。当宽带光进入光纤，经过光栅返回一定波长的光，该波长与被测温度有一定变换关系，经测量反射光波长可确定被测物体温度。光纤测温大多采用光纤光栅温度传感器，光纤测温法有一定的客户需求，其具有抗干扰能力好的优势，但测温系统成本较高，维护困难，不利于大范围推广应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种实时性好且传输稳定的高压开关柜监控系统及监控网络，且该系统及网络的故障容易被发现，有利于系统及网络的维护。为解决上述技术问题，本专利技术的技术解决方案是：一种高压开关柜监控系统，其包括多个温度检测终端、多个中继端和远端监控设备，单个高压开关柜内设有单个所述中继端和多个所述温度检测终端，单个高压开关柜内的所有所述温度检测终端和同一高压开关柜内所述中继端间基于无线网络进行信号连接并实现信号传输，所述中继端和所述远程监控设备间基于CAN总线进行信号连接，采用CAN总线结合无线网络的连接方式可提高系统数据传输的稳定性，且基于网络上报可及时发现系统故障，保证系统故障及时被发现处理。较佳的，同一高压开关柜内所述温度检测终端与所述中继端间采用星型网络拓扑结构，星型网络相较其他网络拓扑实现容易，成本较低，管理简单。较佳的，所述中继端安装在高压开关柜外壳上，所述中继端由中继无线收发模块、中继微处理器、LED液晶屏、蜂鸣器和CAN控制器组成，所述中继无线收发模块安装在高压开关柜柜门内侧，保证中继端与温度检测终端间稳定的信号连接，所述LED液晶屏安装在柜门外侧，便于查看高压开关柜中各触点温度状态。较佳的，所述中继端通过AC220V转DC5V电源适配器外接电源供电，可保证中继端持续工作，随时完成数据的双向传输和命令的上传下达，所述中继端利用LM1117-3.3实现DC5V到DC3.3V的转换，满足中继端多个外围器件用电需求。较佳的，所述温度检测终端安装在断路器触点或靠近动静触头的母排上，所述温度检测终端包括数字温度传感器、检测终端微处理器和无线收发模块。较佳的，所述CAN总线包括CAN_H线和CAN_L线，所述CAN_H线和CAN_L线之间设有120Ω的电阻，主要用于阻抗匹配和增强电磁兼容性能。较佳的，所述无线网络为ZigBee网络，ZigBee网络具有低功耗、近距离、短延时等优势。一种高压开关柜监控网络，其包括多个温度检测节点、多个中继监控节点和上位机监控，单个高压开关柜内设有单个中继监控节点和多个温度检测节点，单个高压开关柜内的所有所述温度检测节点和同一高压开关柜内所述中继监控节点间基于无线网络进行信号连接，所述中继监控节点和所述上位机监控间采用CAN总线进行信号连接。较佳的，所述上位机监控采用广播方式向所述中继监控节点发送报文，实现对所述中继监控节点的配置、管理和网络测试，所述中继监控节点基于温度检测节点上报温度事件的触发，以报文形式向所述上位机监控发送温度数据。较佳的，所述中继监控节点对所述温度检测节点上报的数据进行缓存，所述温度检测节点不对检测的温度数据进行存储。采用上述方案后，本专利技术具备以下优势：1.采用中继端结合总线传输的方式对高压开关柜内触点温度进行实时检测上报，可及时发现系统故障并确保高压开关柜稳定运行；2.高压开关柜内部采用ZigBee网络无线连接且温度检测终端不对数据进行存储，可降低温度检测终端能耗，延长温度检测终端运行时间。附图说明图1是本专利技术监控系统整体结构示意图；图2是本专利技术温度检测终端结构示意图；图3是本专利技术中继端结构示意图；图4是本专利技术监控网络结构示意图；图5是本专利技术中继端供电机构的电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详述。本专利技术所揭示的是一种高压开关柜监控系统，如图1-5所示，为本专利技术的较佳实施例，如图1所示，该系统包括多个温度检测终端1、多个中继端2和远端监控设备3，单个高压开关柜内设有单个中继端2和多个温度检测终端1，单个高压开关柜内的所有温度检测终端1和同一高压开关柜内的中继端2间基于无线网络5进行信号连接，中继端2和远程监控设备3间采用CAN总线4进行信号连接。其中，如图1和图2所示，温度检测终端1负责定时采集高压开关柜内待监测触点的温度，并将采集到的数据发送给中继端2，温度检测终端1一般安装在断路器触点或靠近动静触头的母排上，温度检测终端1包括温度传感器11、检测终端微处理器12和无线收发模块13。温度传感器11可以采用性价较高且技术成熟的TMP102温度传感器，检测终端微处理器12采用CC2530芯片作为MCU结构，其向温度传感器11发送检测温度的命令并接受温度传感器11发来的检测结果。CC2530芯片采用3V高效锂电池进行供电，由于高压开关柜正常运行期间电源更换较难开展，需要尽可能降低温度检测终端1的功耗，因此CC2530芯片仅仅负责温度数据的采集与发送，尽可能保证温度检测终端1长期稳定运行。另外，温度检测终端1除了定时采集数据外，其他时间均工作在睡眠模式，从而降低节点功耗。CC2530芯片设有JTAC调试接口和UART接口，JTAC调试接口用于CC2530芯片调试，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压开关柜监控系统，其特征在于：包括多个温度检测终端、多个中继端和远端监控设备，单个高压开关柜内设有单个所述中继端和多个所述温度检测终端，单个高压开关柜内的所有所述温度检测终端和同一高压开关柜内所述中继端间基于无线网络进行信号连接并实现信号传输，所述中继端和所述远程监控设备间采用CAN总线进行信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种高压开关柜监控系统，其特征在于：包括多个温度检测终端、多个中继端和远端监控设备，单个高压开关柜内设有单个所述中继端和多个所述温度检测终端，单个高压开关柜内的所有所述温度检测终端和同一高压开关柜内所述中继端间基于无线网络进行信号连接并实现信号传输，所述中继端和所述远程监控设备间采用CAN总线进行信号连接。2.根据权利要求1所述的一种高压开关柜监控系统，其特征在于：同一高压开关柜内所述温度检测终端与所述中继端间采用星型网络拓扑结构。3.根据权利要求1所述的一种高压开关柜监控系统，其特征在于：所述中继端安装在高压开关柜外壳上，所述中继端由中继无线收发模块、中继微处理器、LED液晶屏、蜂鸣器和CAN控制器组成，所述中继无线收发模块安装在高压开关柜柜门内侧，所述LED液晶屏安装在柜门外侧。4.根据权利要求1所述的一种高压开关柜监控系统，其特征在于：所述中继端通过AC220V转DC5V电源适配器外接电源供电，所述中继端利用LM1117-3.3实现DC5V到DC3.3V的转换。5.根据权利要求1所述的一种高压开关柜监控系统，其特征在于：所述温度检测终端安装在断路器触点或靠近动静触头的母排上，所述温度检测终端包括数字温度传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘美俊，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建,35