一種高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置，包括處于高電位的高壓端模塊和處于低電位的低壓端模塊，高壓端模塊包括溫度傳感器、溫度數據采集單元、高壓端微處理器、電源模塊和無線電數據傳輸單元，高壓端微處理器的輸入端連接有多個溫度傳感器，各個溫度傳感器通過溫度數據采集單元連接至高壓端微處理器，高壓端微處理器的輸出端連接無線電數據傳輸單元，電源模塊設置在高壓端微處理器上；低壓端模塊包括低壓端微處理器、無線收發模塊、數據存儲單元、鍵盤單元、顯示單元、聲光報警單元和通信單元。本發明結構簡單、生產成本低，測量數據穩定準確，同時增加了歷史數據存儲功能、聲光報警功能和數據上傳功能。
【專利說明】-種高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置

【技術領域】
[0001] 本發明涉及礦用高壓配電裝置【技術領域】，尤其涉及一種高壓配電裝置隔離觸頭溫 度在線監測裝置。

【背景技術】
[0002] 煤礦高壓配電裝置是影響煤礦安全生產的關鍵設備之一，擔負著向井下工作面饋 電和故障保護的雙重任務。隨著煤礦井下電網電壓等級的不斷提高，用電設備對供電系統 及配電裝置的可靠性要求也越來越高。高壓配電裝置由于隔離觸頭接觸不良引發溫度過高 而導致的事故時有發生，因此隔離觸頭溫度在線監測對于確保高壓配電裝置安全可靠地運 行具有十分重要的現實意義。目前國內對高壓配電裝置隔離觸頭溫度的在線監測大多采用 紅外探頭、光纖等監測手段，存在造價高、安裝不便、測試不準確等問題。
[0003] 高壓配電裝置隔離觸頭溫升原因如下：電力設備導電回路長時間通過工作電流 時，由于其存在電阻，就會產生一定熱量，使電力設備溫度升高。正常情況下，溫升不會超出 規定范圍，但導電回路銜接處一旦發生接觸不良，就可能造成該處溫度超出正常范圍，進而 引發故障。在電網運行過程中，機械振動、觸頭燒蝕等原因都可能使接觸條件惡化，接觸電 阻增加，引起接觸點溫度升高，加劇接觸表面氧化，導致局部熔焊或接觸松動處產生電弧放 電，最終造成電氣設備損壞甚至停電或引發火災等重大事故。這類觸頭過熱故障一方面來 自高壓隔離開關本身的質量問題，更重要的原因在于目前缺乏針對隔離觸頭溫升的有效監 測手段。目前普遍使用的手車式高壓配電裝置內斷路器與配電裝置之間采用插頭聯結，當 存在插頭制造質量差、運輸不當、斷路器開合閘時振動及安裝不良等情況時，都可能引起觸 頭接觸不良，接觸電阻增大，進而導致觸頭溫升超限。


【發明內容】

[0004] 為了解決【背景技術】中存在的技術問題，本發明提出了一種高壓配電裝置隔離觸頭 溫度在線監測裝置，結構簡單，生產成本低，測量數據穩定準確。
[0005] 本發明提出的一種高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置，包括處于高電位的 高壓端模塊和處于低電位的低壓端模塊，高壓端模塊包括溫度傳感器、溫度數據采集單元、 高壓端微處理器、無線電數據傳輸單元和電源模塊，高壓端微處理器的輸入端連接有多個 溫度傳感器，溫度傳感器與隔離觸頭對應設置，各個溫度傳感器通過溫度數據采集單元連 接至高壓端微處理器，高壓端微處理器的輸出端連接無線電數據傳輸單元，電源模塊設置 在高壓端微處理器上，電源模塊上連接CT線圈；低壓端模塊包括低壓端微處理器、無線收 發模塊、數據存儲單元、鍵盤單元、顯示單元、聲光報警單元和通信單元，低壓端微處理器連 接無線收發模塊、I/O接口模塊、據存儲單元和通信單元，無線收發模塊與無線電數據傳輸 單元連接，I/O接口模塊的輸入端連接鍵盤單元，I/O接口模塊的輸出端連接顯示單元，低 壓端微處理器輸出端連接聲光報警單元；溫度傳感器獲取高壓配電裝置隔離觸頭的溫度 值，由溫度數據采集單元傳輸高壓端微處理器，經高壓端微處理器處理后，通過無線電數據 傳輸單元、無線收發模塊傳輸至低壓端微處理器，由數據存儲單元進行存儲、顯示單元進行 顯示、聲光報警單元進行報警、通信單元進行數據上傳。
[0006] 優選地，高壓端微處理器、低壓端微處理器均采用型號為AT89C52的單片機。
[0007] 優選地，無線電數據傳輸單元采用收發一體的nRF905芯片。
[0008] 優選地，溫度傳感器采用型號為PtlOO溫度測量傳感器。
[0009] 優選地，電源模塊上連接電容儲能模塊，保證了高壓配電裝置在斷電的情況下， 仍能向監測裝置提供5s左右的可靠供電。
[0010] 本發明中，高壓端微處理器與溫度傳感器處于等電位，避免了由于高壓端處理器 與溫度傳感器不同電位而造成的測量誤差；高壓端微處理器和各個溫度傳感器所需電源采 用感應供電。高壓開關電流變化非常大，造成感應供電不穩定，本發明利用線圈飽和原 理，當小電流時線圈正常勵磁，大電流時線圈飽和，從而提供了變化幅度較小的電源，再 通過電源穩壓模塊，從而向監測裝置提供穩定可靠的電源。
[0011] 本發明采用無線收發模塊完成高壓端模塊到低壓端模塊的數據傳輸，很好地解 決了高壓隔離問題。本發明結構簡單、生產成本低，測量數據穩定準確，同時增加了歷史數 據存儲功能、聲光報警功能和數據上傳功能；不僅適用于結構緊湊的高壓電配裝置，也可 應用于其它電力設備的高壓測溫，具有較廣泛的應用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本發明提出的一種高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置的結構示意 圖。
[0013] 圖2為本發明提出的一種高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置中溫度數據 采集單元的A/D轉化電路圖。
[0014] 圖3為本發明提出的一種高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置中聲光報警 單元的聲光報警電路示意圖。

【具體實施方式】
[0015] 如圖1?3所示，圖1為本發明提出的一種高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測 裝置的結構示意圖；圖2為本發明提出的一種高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置中 溫度數據采集單元的A/D轉化電路圖；圖3為本發明提出的一種高壓配電裝置隔離觸頭溫 度在線監測裝置中聲光報警單元的聲光報警電路示意圖。
[0016] 參照圖1，本發明提出的一種高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置，包括處于 高電位的高壓端模塊1和處于低電位的低壓端模塊2,高壓端模塊1包括溫度傳感器11、溫 度數據采集單元12、高壓端微處理器13、無線電數據傳輸單元14和電源模塊15,高壓端微 處理器13的輸入端連接有多個溫度傳感器11，溫度傳感器11與隔離觸頭對應設置，各個溫 度傳感器11通過溫度數據采集單元12連接至高壓端微處理器13,高壓端微處理器13的輸 出端連接無線電數據傳輸單元14,電源模塊15設置在高壓端微處理器13上，電源模塊15 上連接CT線圈16 ;低壓端模塊2包括低壓端微處理器21、無線收發模塊22、數據存儲單元 23、I/O接口模塊24、鍵盤單元25、顯示單元26、聲光報警單元27和通信單元28,低壓端微 處理器21連接無線收發模塊22、I/O接口模塊24、據存儲單元23和通信單元28,無線收發 模塊22與無線電數據傳輸單元14連接，I/O接口模塊24的輸入端連接鍵盤單元25, I/O 接口模塊24的輸出端連接顯示單元26,低壓端微處理器21輸出端連接聲光報警單元27 ; 溫度傳感器11獲取高壓配電裝置隔離觸頭的溫度值，由溫度數據采集單元12傳輸高壓端 微處理器13,經高壓端微處理器13處理后，通過無線電數據傳輸單元14、無線收發模塊22 傳輸至低壓端微處理器21，由數據存儲單元23進行存儲、顯示單元26進行顯示、聲光報警 單元27進行報警、通信單元28進行數據上傳。
[0017] 在具體實施例中，高壓端微處理器13、低壓端微處理器21均采用型號為AT89C52 的單片機；無線電數據傳輸單元14采用收發一體的nRF905芯片；溫度傳感器11采用型號 為PtlOO溫度測量傳感器。
[0018] 參照圖2,高精度的PtlOO溫度測量傳感器直接安裝在6個隔離觸頭上，采集到的 溫度信號通過變送器與溫度數據采集單元相連，溫度數據采集單元12通過數據總線和地 址總線與高壓端微處理器13相連。溫度數據采集單元12的A/D轉換器采用ADC0809,它的 轉換速度和精度滿足觸頭溫度測量要求。A/D轉換器分6路順序采集A、B、C三相6個隔離 觸頭的溫度數據。
[0019] A/D轉換器的典型時鐘頻率為640kHz，由于其自身沒有時鐘電路，需由外部電路 提供，采用2片D觸發器將低壓端微處理器的ALE信號由2MHz分頻至500kHz提供。高壓 端微處理器13通過P2. 7和讀、寫控制線來控制A/D轉換器模擬輸入通道的地址鎖存、啟動 和輸出允許。
[0020] 參照圖3,利用低壓端微處理器21的PL 1給聲光報警單元27提供一個低電平可 使聲光報警單元27發出聲光報警。聲光報警單元27設置在下述兩種情況下發出聲光報 警：一是觸頭溫度超過預設溫度時進行報警，二是觸頭溫升在一定時間內超過一定溫度時 進行報警。
[0021] 為了實現各檢測單元的數據共享和集中處理，本發明采用通訊接口電路實現低 壓端模塊和工控機之間進行數據通信。本發明運行在高電壓、大電流環境下，高壓配電裝 置合分閘瞬間還出現強烈的電磁暫態過程，這些都會產生強電場、磁場及強電磁干擾，這 對于微電子系統及微弱信號處理非常不利。為了消除這些干擾、增強系統抗干擾能力，在 硬件方面采用了金屬屏蔽、加強各級濾波從而消除高頻干擾等措施。另外，為實現該監測 裝置的工業實用性，選用通用、標準、可靠的元器件，在設計上力求小巧，與高壓配電裝置 配套使用時，原裝置結構無需變動，只需在安裝處打安裝孔即可，不影響原裝置性能，特 別是絕緣性能不會受影響。
[0022] 以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其 發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置，其特征在于，包括處于高電位的高 壓端模塊（1)和處于低電位的低壓端模塊（2)，高壓端模塊（1)包括溫度傳感器（11)、溫度 數據采集單元（12)、高壓端微處理器（13)、無線電數據傳輸單元（14)和電源模塊（15)，高 壓端微處理器（13)的輸入端連接有多個溫度傳感器（11)，溫度傳感器（11)與隔離觸頭對 應設置，各個溫度傳感器（11)通過溫度數據采集單元（12)連接至高壓端微處理器（13)， 高壓端微處理器（13)的輸出端連接無線電數據傳輸單元（14)，電源模塊（15)設置在高壓 端微處理器（13)上，電源模塊（15)上連接CT線圈（16);低壓端模塊（2)包括低壓端微處 理器（21)、無線收發模塊（22)、數據存儲單元（23)、I/O接口模塊（24)、鍵盤單元（25)、顯 示單元（26)、聲光報警單元（27)和通信單元（28)，低壓端微處理器（21)連接無線收發模 塊（22)、據存儲單元（23)、1/0接口模塊（24)和通信單元（28)，無線收發模塊（22)與無線 電數據傳輸單元（14)連接，I/O接口模塊（24)的輸入端連接鍵盤單元（25)，I/O接口模塊 (24)的輸出端連接顯示單元（26)，低壓端微處理器（21)輸出端連接聲光報警單元（27)。
2. 根據權利要求1所述的高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置，其特征在于，高 壓端微處理器（13)、低壓端微處理器（21)均采用型號為AT89C52的單片機。
3. 根據權利要求1所述的高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置，其特征在于，無 線電數據傳輸單元（14)采用收發一體的nRF905芯片。
4. 根據權利要求1所述的高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置，其特征在于，溫 度傳感器（11)采用型號為PtlOO溫度測量傳感器。
5. 根據權利要求1所述的高壓配電裝置隔離觸頭溫度在線監測裝置，其特征在于，電 源模塊（15)上連接電容儲能模塊。
【文檔編號】G01K7/18GK104122004SQ201410363214
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】李樂群 申請人:安徽鑫辰電氣設備有限公司