高压开关柜无线温湿度监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种高压开关柜无线温湿度监测装置，其特征在于：它包括复数个监测终端、复数个监测主站和一个后台上位机；每台开关柜配备一台监测主站和复数个监测终端，监测主站与监测终端之间采用433M、2.4G两个频段的射频通信模块进行数据传输；监测主站与上位机之间采用RS-485通信。本实用新型专利技术设计更为合理，使用方便安全，可实现开关柜电气设备触点温度及环境温湿度的实时在线监测。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电工
，特别是一种高压开关柜无线温湿度监测装置。
技术介绍
变电站中，由于器件老化或接触电阻过大，高压开关柜内的电缆接头、断路器触头等重要设备触点在长期运行过程中可能出现异常温升现象。尤其当电网发生三相电流不平衡或短路等事故时，温升尤为严重。变电站多数高压电气设备采用封闭式结构，散热效果差，若不对相应触点温度进行及时有效的监测措施，设备便会由于过高温升导致火灾事故， 从而引发大面积停电，造成巨大经济损失。此外，开关柜内的环境温湿度会影响电气设备的可靠性和寿命，应保证温湿度长期维持在设备正常工作允许范围内。高压开关柜无线温湿度监测系统，可实时监测设备触点温度及环境温湿度数据，并在各监测数据超标时发出报警信息，提醒操作人员采取安全措施，提高开关柜运行的安全性和设备使用寿命。相比光纤温湿度监测系统和红外温湿度监测系统，无线监测系统具有无需布线、安装灵活的优点，几乎适合任何规格的开关柜产品监测。专利号为“20092001(^69. 2”，名为“一种电气设备过热无线温度监测系统装置”和专利号为“200920183106. 4”，名为“基于ZigBee无线网络的开关柜温度在线监测系统”的中国技术专利均研发了锂电池供电、单通信频段的无线监测系统。但上述监测系统存在两点不足，其一是锂电池受容量限制，需要更换，同时也存在易燃易爆、电解液泄漏等安全隐患。其二是单通信频段的无线系统易受变电站其他电力或通信设备产生的电磁场干扰，造成数据丢包，通信可靠性下降。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新的设计更为合理、使用方便安全的高压开关柜无线温湿度监测装置，实现开关柜电气设备触点温度及环境温湿度的实时在线监测。本实用型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本技术是一种高压开关柜无线温湿度监测装置，其特点是它包括复数个监测终端、复数个监测主站和一个后台上位机；每台开关柜配备一台监测主站和复数个监测终端，监测主站与监测终端之间采用433M、2. 4G两个频段的射频通信模块进行数据传输；监测主站与上位机之间采用 RS-485 通信；所述的监测终端由微控制器，热敏电阻、精度微调电位器、分压电阻、功能选择编码开关、电流互感器取电模块、433M中频无线射频模块、2. 4G高频无线射频模块组成；所述热敏电阻通过高温导线从监测终端引出，黏贴在待测部件表面；所述精度微调电位器、分压电阻、功能选择编码开关与微控制器的GPIO管脚相连；分压电阻输出信号与微控制器的AD 采样管脚直接连接；433M中频无线射频模块、2. 4G高频无线射频模块均与微控制器的SPI 通信管脚相连；电流互感器取电模块与微控制器的电源端直接连接；所述监测主站由微控制器，数字温湿度传感器、液晶屏、存储器、RS-485通信模块、 轻触点按键、报警继电器、排风继电器、加热继电器、AC/DC开关电源模块、433M中频无线射频模块、2. 4G高频无线射频模块组成；数字温湿度传感器与微控制器通过GPIO管脚进行三线制通信；液晶屏、轻触点按键、报警继电器、排风继电器、加热继电器的控制端与微控制器的GPIO管脚直接连接；存储器与微控制器的1 管脚连接；RS-485通信模块与微控制器的 UART管脚连接；433M中频无线射频模块、2. 4G高频无线射频模块均与微控制器的SPI通信管脚相连；AC/DC开关电源模块与微控制器的电源管脚连接。以上所述的本技术高压开关柜无线温湿度监测装置技术方案中，其优的技术方案是所述监测终端采用带过压保护的电流互感器取电模块供电，电流互感器取电模块由取样电阻R1、整流桥W1、瞬态拟制二极管TVS、稳压管D1、稳压管限流电阻R2、功率管Tl、 泄放保护电阻R4、功率管门极限流电阻R3、前端滤波电容Cl、DC/DC变换器、后端滤波电容 C2组成；取样电阻R1、瞬态拟制二极管TVS与整流桥Wl交流输入端并联；整流桥Wl的直流输出端与前端滤波电容Cl并联；稳压管Dl与稳压管限流电阻R2串联后与所流桥Wl的直流输出并联；功率管Tl的源极和漏极与整流桥Wl的输出并联；泄放保护电阻R4与功率管Tl的源极串联；功率管门极限流电阻R3与功率管Tl门极串联；前端滤波电容Cl正极与 DC/DC变换器输入端连接；DC/DC变换器输入端连接输出端与后端滤波电容C2并联。本技术所述的高压开关柜无线温湿度监测装置中后台上位机带有监控软件，通过RS-485总线与监测主站进行数据传输；监测软件可显示监测数据、报警信息和继电器动作状态；当后台上位机接入的监测主站数超过4台时，监控软件采用轮显方式显示数据；当若干监测主站上传的监测数据同时超标时，监控软件会将首次报警的监测数据置顶显示，并开启高亮报警灯和报警音频；监控软件向监测主站下发各类报警阈值、排风阈值、加热阈值、射频通信功率和频段的修改命令；所有系统操作信息和主站上传数据都将被监控软件存入带有权限管理和智能搜索功能的数据库中，统一管理。所述监测终端用于采集电气设备触点温度数据并将其上传至监测主站；所述监测主站用于实现接收所述监测终端数据、监测柜内温湿度数据、显示监测数据、修改报警阈值、存储历史数据、启动\关闭报警、排风、加热继电器、将监测数据上传所述后台上位机的功能；所述后台上位机带有后台监控软件，用于接收和显示主站上传数据、存储监控数据、 下发阈值修改命令的功能。本技术的优点在于所述监测终端采用带过压保护的电流互感器取电模块供电，无需外接电池，无高温爆炸和电解液泄漏危险，电源安全性高、发热小；所述监测终端与所述监测主站之间采用433M、2. 4G两个频段的射频通信模块进行数据通信，安装不受开关柜布局限制，抗干扰性强，当其中一个射频模块通信信号受到干扰或被屏蔽时，另一个射频模块可进行数据传输；所述监测终端带有功能选择编码开关和测温精度微调电位器，允许使用人员在系统工作前对监测终端号、射频通信频带、射频通信功率和和测温精度进行调节。所述监测主站带有历史报警数据存储能力，当后台上位机故障或通信失败时，现场工作人员可就地查询历史报警记录；当触点温度、柜内环境温湿度监测数据超标时，所述监测主站启动相应报警、排风、加热继电器，通过液晶屏或上位机监控软件显示各类报警信息和继电器动作状态，避免设备触点过热或工作于恶劣温湿度环境中，提高变电站自动化水平。本技术开关柜无线温湿度监测系统，将若干带有热敏电阻的监测终端安装在待测触点附近，触点温度检测精度高。监测终端采用带有过压保护的电流互感器取电模块， 直接从测温触点所在的导线上获取电能，使用方便、安全可靠、无需更换电池。双频段射频通信模块将监测终端所测温度发送至安全距离外的监测主站上，通信干扰小，可靠性高。上述技术保证本技术可及时、准确反映待测触点温度、环境温湿度的变化情况，当监测数据超标时，可通过现场监测主站的显示设备和继电器进行报警、也可通过远方的监控软件报警，避免设备因过热造成的火灾和大面积停电事故，提高了变电站的自动化水平。本专利技术应用前景及经济效益预测应用前景良好，可带来较高的经济效益。附图说明图1为本技术无线温湿度监测系统连接示意框图；图2为本技术无线温湿度监测系统的监测终端结构框图；图3为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：衡思坤，朱立位，应展烽，郭昊坤，陈运运，王万纯，吴军基，
申请(专利权)人：江苏省电力公司连云港供电公司，
类型：实用新型
国别省市：