CN104112349A - 一种高压电缆接头无线测温装置 - Google Patents

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张津铭
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范洪刚
杨磊
关微
朱丹
陈明非
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郭洪月
吕海燕
郭春祥
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Abstract

本发明涉及一种高压电缆接头无线测温装置，包括测温装置、接收装置和监控电脑终端，其特征在于，所述测温装置由与数据处理部分通过接口连接的电源管理部分、温度采集部分、和射频发射部分组成；接收装置由与数据处理部分通过接口连接的电源管理部分、射频接收部分和数据通信部分组成；监控电脑终端由相连的数据通信部分和监控电脑组成；所述测温装置与接收装置通过射频发射和接收数据，接收装置与监控电脑终端之间采用以太网通讯、RS485通信及GPRS通信多种方式传递数据。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)功能强大、操作简便、安全可靠；2)自取能，免维护；3)测量准确，无绝缘问题；4)采用多种通信方式，易于***扩展；5)应用广泛。

Description

一种高压电缆接头无线测温装置
技术领域
本发明涉及自动化监测控制技术领域，尤其涉及一种高压电缆接头无线测温装置。
背景技术
电缆是重要的输电载体，随着电网的高速发展和电力设备、技术的不断提高，对电缆运行的可靠性有了更高的要求。在一次设备的监测数据中，温度是衡量一次设备运行情况的一个重要参数，而高压开关柜内部电缆接头、电缆沟内的电缆接头等因产品质量欠佳、压接不紧、长期运行造成材质老化、接触电阻增大，在负荷增加时出现接头过热、甚至烧穿。而接头质量的好坏，只能在运行中发现，而且运行时间越长越容易发生过热烧穿事故。由于发热点在密封柜内或者电缆沟内，运行中禁止打开，值班人员无法通过正常的监视手段发现发热问题。
电缆接头温度超标，直接影响设备的安全稳定运行，而且，过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响，造成设备损坏甚至威胁人身安全，因此必须对电缆接头处进行实时跟踪监测。
发明内容
本发明提供了一种高压电缆接头无线测温装置，其从电缆上取能，并实时采集现场各电缆接头的温度信号，以无线射频方式将数据上传，数据经过单片机处理后转换成以太网通讯方式、RS485通信方式或者GPRS通信方式与监控室后台通信。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种高压电缆接头无线测温装置，包括测温装置、接收装置和监控电脑终端，所述测温装置由与数据处理部分通过接口连接的电源管理部分、温度采集部分、和射频发射部分组成；接收装置由与数据处理部分通过接口连接的电源管理部分、射频接收部分和数据通信部分组成；监控电脑终端由相连的数据通信部分和监控电脑组成；所述测温装置与接收装置通过射频发射和接收数据，接收装置与监控电脑终端之间采用以太网通讯、RS485通信及GPRS通信多种方式传递数据。
所述测温装置的温度采集部分采用数字式温度传感器，数据处理部分采用MSP430单片机，射频发射部分采用Silicon Labs公司的SI4432。
所述接收装置的数据处理部分采用STM32F407ZGT6单片机，射频发射部分采用Silicon Labs公司的SI4432。
所述测温装置采用分散式就地与被测物体相连接，由磁环取能经电源管理电路给测温装置供电。
所述RS485通信采用MAX485，GPRS采用SIM900四频模块，以太网PHY采用DP83620。
所述数字温度传感器与MSP430单片机的P1.2、P1.3采用I2C接口相连接，MSP430单片机P1.0、P1.1、P2.3、P2.4、P2.5与射频发射部分采用串行接口连接。
所述STM32F407ZGT6单片机的PE2、PE3、PE4、PE5、PE6与射频接收部分采用串行接口相连接
所述STM32F407ZGT6单片机的PB10、PB11与RS485芯片MAX485相连接、GPRS模块和单片机的PC6、PC7串行接口连接，以太网PHY芯片和单片机采用RMII接口连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)具有多功能化、智能化、网络化、微型化、无线化的特点，结合先进的计算机技术、通讯技术和微电子技术，以嵌入式***为核心，使用高精度的数字温度传感器，通过可靠的射频通讯手段，实现的功能强大、操作简便、安全可靠、高性价比的实时监测、报警***。
2)磁环取能处理后给负载供电，多余电能给锂电充电，达到免维护。解决发热点在密封柜内或者电缆沟内维护不方便。
3)测温装置与被测物体直接相接触，测量的温度更加准确可靠；等电位设计解决与被测物体的绝缘问题；全金属屏蔽设计提高抗干扰能力。测温装置和接收装置无直接联系，无绝缘问题。
4)采用无线、RS485总线、GPRS无线分组、以太网等多种通讯方式相结合，易于***的扩展。同时无线设备的应用使安装十分方便，而且***更改也十分便利。
5)本发明可广泛应用于电力、冶金、石化等国家大中型企业中，对这些企业的高压电缆接头和高压开关柜内接头进行实时监控、智能分析并在事故隐患产生时提前预警，有效避免事故的发生，以保证生产运行的安全。
附图说明
图1是本发明测温装置连接关系示意图。
图2是本发明接收装置连接关系示意图。
图3是MSP430单片机的引脚图。
图4是STM32F407ZGT6单片机的引脚图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
本发明一种高压电缆接头无线测温装置，包括测温装置、接收装置和监控电脑终端，所述测温装置由与数据处理部分通过接口连接的电源管理部分、温度采集部分、和射频发射部分组成；接收装置由与数据处理部分通过接口连接的电源管理部分、射频接收部分和数据通信部分组成；监控电脑终端由相连的数据通信部分和监控电脑组成；所述测温装置与接收装置通过射频发射和接收数据，接收装置与监控电脑终端之间采用以太网通讯、RS485通信及GPRS通信多种方式传递数据。
见图1，是本发明一种高压电缆接头无线测温装置中的测温装置的连接关系示意图。所述测温装置的温度采集部分采用高精度数字式温度传感器，数据处理部分采用低功耗MSP430单片机，射频发射部分采用Silicon Labs公司的SI4432。
见图3，是MSP430单片机的引脚图。所述高精度数字式温度传感器与低功耗MSP430单片机的P1.2、P1.3采用I2C接口相连接，低功耗MSP430单片机P1.0、P1.1、P2.3、P2.4、P2.5与射频发射部分采用串行接口连接。
见图2，是本发明一种高压电缆接头无线测温装置中的接收装置连接关系示意图。所述接收装置的数据处理部分采用STM32F407ZGT6单片机，射频发射部分采用Silicon Labs公司的SI4432。
见图4，是STM32F407ZGT6单片机的引脚图。所述STM32F407ZGT6单片机的PE2、PE3、PE4、PE5、PE6与射频接收部分采用串行接口相连接所述STM32F407ZGT6单片机的PB10、PB11与RS485芯片MAX485相连接、GPRS模块和单片机的PC6、PC7串行接口连接，以太网PHY芯片和单片机采用RMII接口连接。
所述测温装置采用分散式就地与被测物体相连接，由磁环取能经电源管理电路给测温装置供电。
所述接收装置与监控电脑终端数据通信采用以太网通讯、RS485通信及GPRS通信多种方式。所述RS485通信采用MAX485，GPRS采用SIM900四频模块，以太网PHY采用DP83620。
所述测温装置设有LED状态指示灯。
所述接收装置设有输入键盘及液晶显示屏。
本发明的工作原理是：测温装置将采集来的温度数据处理后经射频发射部分发射出去，接收装置的射频接收部分接收到温度数据经数据处理部分送到数据通信部分，监控电脑终端的数据通信部分收到数据后在监控电脑上实现实时数据分析、显示和存储。

Claims (8)

1.一种高压电缆接头无线测温装置，包括测温装置、接收装置和监控电脑终端，其特征在于，所述测温装置由与数据处理部分通过接口连接的电源管理部分、温度采集部分、和射频发射部分组成；接收装置由与数据处理部分通过接口连接的电源管理部分、射频接收部分和数据通信部分组成；监控电脑终端由相连的数据通信部分和监控电脑组成；所述测温装置与接收装置通过射频发射和接收数据，接收装置与监控电脑终端之间采用以太网通讯、RS485通信及GPRS通信多种方式传递数据。
2.根据权利要求1所述的一种高压电缆接头无线测温装置，其特征在于，所述测温装置的温度采集部分采用数字式温度传感器，数据处理部分采用MSP430单片机，射频发射部分采用Silicon Labs公司的SI4432。
3.根据权利要求1所述的一种高压电缆接头无线测温装置，其特征在于，所述接收装置的数据处理部分采用STM32F407ZGT6单片机，射频发射部分采用Silicon Labs公司的SI4432。
4.根据权利要求1所述的一种高压电缆接头无线测温装置，其特征在于，所述测温装置采用分散式就地与被测物体相连接，由磁环取能经电源管理电路给测温装置供电。
5.根据权利要求1所述的一种高压电缆接头无线测温装置，其特征在于，所述RS485通信采用MAX485，GPRS采用SIM900四频模块，以太网PHY采用DP83620。
6.根据权利要求2所述的一种高压电缆接头无线测温装置，其特征在于，所述数字式温度传感器与MSP430单片机的P1.2、P1.3采用I2C接口相连接，MSP430单片机P1.0、P1.1、P2.3、P2.4、P2.5与射频发射部分采用串行接口连接。
7.根据权利要求3所述的一种高压电缆接头无线测温装置，其特征在于，所述STM32F407ZGT6单片机的PE2、PE3、PE4、PE5、PE6与射频接收部分采用串行接口相连接
8.根据权利要求5所述的一种高压电缆接头无线测温装置，其特征在于，所述STM32F407ZGT6单片机的PB10、PB11与RS485芯片MAX485相连接、GPRS模块和单片机的PC6、PC7串行接口连接，以太网PHY芯片和单片机采用RMII接口连接。
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