CN108151897A - 母线测温***及测温方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种母线测温***及测温方法，母线测温***包括：温度监测模块，用于测量母线接头处的温度并生成第一数字信号，对第一数字信号进行调制得到调制信号，将调制信号耦合到母线上输出；信号发送接收模块，与温度监测模块通信连接，用于接收调制信号，对调制信号解调得到包含温度值的第二数字信号并传输至监控端；监控端，与信号发送接收模块通信连接，用于比较温度值与第一警戒值的大小，当温度值超出第一警戒值时，输出第一报警信号。母线测温方法与该***相对应。本发明采用电力线载波的形式，将温度监测模块测得的温度通过母线传输给监控端，通讯线路和电力线路为一体，无需重新架设网络，运行费用低。

Description

母线测温***及测温方法

技术领域

本公开一般涉及电力监测领域，特别涉及一种母线测温***及测温方法。

背景技术

随着高层建筑和大型工厂的出现，各行业用电量迅猛增长，而传统电缆在大电流的传输中已不能满足要求。插接式母线槽作为一种新型配电导电应运而生，与传统的电缆相比，在大电流输送中能充分体现出它的优越性。但母线槽长期处在大电流、高电压的工作环境中，母线接触点及每段连接处由于老化、氧化、松动等原因会使接触电阻增大，从而导致母线升温，引发漏电、熔断等安全事故，甚至引发火灾，因此对母线槽的温度监测尤为重要。

目前对母线槽的温度监测主要有以下几种方案：

(1)红外测温技术：测量范围大、准确度高，但是以电缆通信，需要敷设电缆，并需要测温空间，无法实现母线设备和温度在线检测的一体化集成，如果线路出现故障会造成大面积线路上的测温失效。

(2)光纤光栅测温技术：一般采用光纤传到信号，易受到周边环境和电磁干扰，需要敷设较多光纤，光纤布线难度大，且光纤具有易折，易断、不耐高温的特点，如果线路出现故障会造成大面积线路上的测温失效。

(3)无线测温技术：采用无线通信技术进行信号传输，因距离限制，需要在一定的距离处设置转接节点(中继器)对信号进行放大；无线信号受障碍物影响较大，信号较容易衰减；无线测温时大多要考虑供电电池的使用寿命，采取时基电路(即间隔一段时间给***供电)，此方式虽然延长了电池的使用寿命，但是不能实现实时采集数据的功能，存在安全隐患。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明提供了一种母线测温***及测温方法。

一方面，本发明提供了一种母线测温***，包括：

温度监测模块，用于测量母线接头处的温度并生成第一数字信号，对所述第一数字信号进行调制得到调制信号，将所述调制信号耦合到母线上输出；

信号发送接收模块，与所述温度监测模块通信连接，用于接收所述调制信号，对所述调制信号解调得到包含温度值的第二数字信号并传输至监控端；

所述监控端，与所述信号发送接收模块通信连接，用于比较所述温度值与第一警戒值的大小，当所述温度值超出所述第一警戒值时，输出第一报警信号。

另一方面，本发明提供了一种母线测温方法，包括：

步骤一：温度监测模块测得其所在的母线接头处各测温点的温度，生成第一数字信号，对所述第一数字信号进行调制得到调制信号，将所述调制信号耦合到母线上输出；

步骤二：信号发送接收模块接收所述调制信号，对所述调制信号解调得到包含温度值的第二数字信号并传输给监控端；

步骤三：监控端比较所述温度值与第一警戒值的大小，当所述温度值超出所述第一警戒值时，输出第一报警信号。

根据本发明的技术方案，本发明采用电力线载波通信的方式，将温度监测模块测得的温度通过母线传输给监控端，通讯线路和电力线路为一体，无需重新架设网络，通讯准确率大大提高，运行费用低。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的母线测温***的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的母线测温***中母线监测模块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的母线测温***中监控端的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的母线测温方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明提供的母线测温***，主要用于监控母线槽处的母线温度，母线槽内设有一对母线接头，母线接头包括三块火线导电排和一块零线导电排，优选母线接头处的测温点为温度传感器接触各导电排的接触点。

如图1所示，本发明提供的母线测温***包括多个温度监测模块1、信号发送接收模块2和监控端3。

温度监测模块1设置在母线槽处，用于测量母线接头处的温度并生成第一数字信号，对第一数字信号进行调制得到调制信号，将调制信号耦合到母线上输出；

信号发送接收模块2，与温度监测模块1通信连接，用于接收调制信号，对调制信号解调得到包含温度值的第二数字信号并传输给监控端3；

监控端3，与信号发送接收模块2通信连接，用于比较温度值与第一警戒值的大小，当温度值超出第一警戒值时，输出第一报警信号。

设置在母线槽处的温度监测模块，测得母线接头处各测温点的温度，优选采用DBPSK数字调制解调方式传输，将调制信号通过电力线载波传输方式直接加载到母线上，相较无线通信，无需重新布设通讯线路，具有灵敏度高，通讯可靠，抗干扰能力强，通讯距离远等特点。

作为一种实施方式，如图2所示，温度监测模块1包括：

温度采集模块11，温度采集模块包括至少两个温度传感器，用于测量母线接头处的各测温点的温度；

处理模块12，用于定期从温度采集模块11获取温度，生成第一数字信号并输出；

电力线载波通信模块13，与处理模块12通信连接，用于接收第一数字信号，对第一数字信号进行调制得到调制信号，将调制信号耦合到母线上进行传输，优选采用DBPSK调制方式；以及，

电源模块14，与温度采集模块11、处理模块12以及电力线载波通信模块13相连，用于给温度监测模块11、所处理模块12以及电力线载波通信模块13供电。

进一步地，处理模块12包括单片机，例如STM8单片机、51单片机等。处理模块包括单片机，单片机上设置有A/D转换电路；或者，处理模块包括单片机以及设置在单片机***的A/D转换电路。

其中，电力线载波通信模块包括ES1642-NC载波模块以及外置耦合电路，ES1642-NC载波模块包括载波通信芯片、接收滤波电路、发送放大电路、限流电路；载波通信芯片优选为SSC1642芯片，其接收处理模块传送的第一数字信号，将第一数字信号调制为调制信号；经发送放大滤波电路将调制信号进行驱动放大以及滤波处理；通过外置耦合电路将放大及滤波后的调制信号耦合到电力母线上。其中，还可以通过限流电路对发送放大滤波电路的最大电流进行消耗限制。另外，ES1642-NC载波模块中的接收滤波电路用来对从母线上引入的信号进行滤波处理。

该申请中，各测温点为温度传感器与母线接头的各导电排相接触的接触点。温度监测模块设置在母线槽处，相应实体结构为设置在母线槽处的测温装置，包括外壳和设置在外壳内的测温电路板以及与测温电路板相连的多个温度传感器；测温电路板还连接有柱体，包括与一块火线导电排相接触的可导电的第一柱体和与一块零线导电排相接触的可导电的第二柱体。例如，第一柱体和第二柱体从母线上获得220V交流电，电源模块包括交流转直流降压转换电路，将220V交流电转换为12V直流电；与交流转直流降压转换电路相连的第一降压电路，将12V直流电转换为5V直流电；以及与第一降压电路相连的第二降压电路，将5V直流电转换为3.3V直流电。优选通过第一降压电路给电力线载波通信模块供电，通过第二降压电路给单片机、温度传感器供电。

作为一种可选的实施方式，测温电路板连接有多个柱体，柱体为一端开口的中空柱体；多个柱体与多个温度传感器一一对应，温度传感器固设在柱体内。

优选设置有8个温度传感器，第一柱体和第二柱体进行取电且这两个柱体内的温度传感器对相应的导电排进行测温，其余的六个柱体内固设的温度传感器对相应的导电排进行测温。

温度传感器进行接触式测量，每个温度传感器有相应的IP编号，每个单片机具有相应的地址编码，则每个温度传感器测得的温度具有相应的地址码，其中，第一数字信号包括测温点的温度以及该温度对应的地址码，该地址码包括单片机的地址编码以及温度传感器的IP编号；对应的，解调后的第二数字信号包含测温点的地址码以及在该测温点处测得的温度值。处理模块定期从温度采集模块获取温度值，生成第一数字信号并输出，监控端定期接收到第二数字信号，对同一测温点处的温度值定期更新。

进一步地，信号发送接收模块包括：载波机，用于接收耦合在母线上输出的调制信号并对调制信号进行解调，得到第二数字信号并传输给监控端。

作为一种实施方式，如图3所示，监控端3包括：

接收模块31，用于接收第二数字信号；

数据库32，用于存储第二数字信号以及预设的第一警戒值；

显示模块33，用于显示第二数字信号所包含的温度值；

控制模块34，用于比较温度值与第一警戒值的大小，当温度值超过第一警戒值时，输出第一报警信号。

作为一种实施方式，数据库还用于存储预设的第一预警值，第一预警值小于第一警戒值；

控制模块还用于比较温度值与第一预警值、第一警戒值的大小，当温度值超过第一预警值且该温度值小于第一警戒值时，输出第一预警信号。

例如，在监测母线槽的温度时，将从温度监测模块处获得的温度值与第一预警值和第一警戒值比较。当温度值高于第一警戒值时，控制模块将产生第一报警信号，提示工作人员需要到现场检查该测温点所在母线槽的温度状态；当温度值介于第一预警值和第一警戒值之间时，控制模块将产生第一预警信号，提示工作人员在监控端留意该测温点的温度状态。

为了更高效智能的监控温度，本申请还对各测温点处温度的增幅进行监控。

作为一种实施方式，监控端3还包括：中央处理模块35，用于当接收模块获取到某个测温点处的温度值时，计算该测温点处当前温度值与该测温点处上一次的温度值之间的温度差值；

数据库还用于存储预设的第二警戒值；

控制模块还用于比较温度差值与第二警戒值的大小，当温度差值超过第二警戒值时，输出第二报警信号。

作为一种实施方式，数据库还用于存储预设的第二预警值，第二预警值小于第二警戒值；

控制模块还用于比较温度差值与第二预警值、第二警戒值的大小，当温度差值超过第二预警值时且该温度差值小于第二警戒值时，输出第二预警信号。

例如，本发明提供的测温方法中定期从母线槽的各测温点处获取温度值，计算在一个测温点处前后两次测得的温度之间的温度差值，以表示该测温点处温度的变化趋势或增幅，当温度差值大于第二警戒值时，控制模块将产生第二报警信号，提示工作人员需要到现场检查该测温点所在母线槽的温度状态；当温度差值介于第二预警值和第二警戒值之间时，提示工作人员在监控端留意该测温点的温度状态。

作为一种实施方式，第一报警信号、第一预警信号、第二报警信号和第二预警信号可以采用任何用户可获知的形式。

进一步地，显示模块包括显示屏；

控制模块将第一报警信号或第一预警信号传输至显示模块，显示屏显示与第一报警信号或第一预警信号对应的报警信息；

和/或，控制模块将第二报警信号或第二预警信号传输至显示模块，显示屏显示与第二报警信号或第二预警信号对应的报警信息。例如，第一报警信号对应的报警信息优选为第一图片，第一预警信号对应的报警信息优选为第二图片，第二报警信号对应的报警信息优选为第三图片，第二预警信号对应的报警信息优选为第四图片。

例如，以监控某个测温点的温度值为例，当显示屏上不显示/轮播任何图片时，该测温点处的温度值在正常范围内；当该测温点处发出第一报警信号时，在显示屏上显示/轮播第一图片；当该测温点处发生第一预警信号时，在显示屏上显示/轮播第二图片；当该测温点处发生第二报警信号时，在显示屏上显示/轮播第三图片；当该测温点处发生第二预警信号时，在显示屏上显示/轮播第四图片。

当产生第一报警信号和/或第二报警信号时，则提示工作人员到现场环境中检查该测温点处所在的母线槽的温度状态。

进一步地，监控端还用于将第一报警信号和/或第二报警信号输送给信号发送接收模块，经电力母线传输至所述温度监测模块；

第一报警信号和/或第二报警信号在温度监测模块处分别为可触发两种频率不同的蜂鸣声和/或可触发两种颜色的闪烁或长亮的指示灯信号。

在控制模块发出第一报警信号或第二报警信号时，则提示工作人员到现场检查发出报警信号的母线槽的温度状态。例如，第一报警信号和第二报警信号可以是可触发频率不同且工作人员易于区分的两种蜂鸣声的信号，或者是可触发在温度监测模块相对应的测温装置的壳体外表面上闪烁或长亮的两种颜色的指示灯，例如黄灯和红灯的信号，或者是可同时触发蜂鸣声和指示灯的信号。

作为一种可选的实施方式，监控端还包括：

GIS管理模块，其与数据库和显示模块，用于运用在线地图技术展示各测温点之间供电线路的地理位置信息以及各测温点在地址位置信息上的分布关系，并供查看各测温点的温度值；

权限管控模块，用于接收用户访问监控端的用户名和密码，并在用户名和密码正确时查看各测温点的温度值。

可选的，基于GIS管理模块和显示模块，第一报警信号、第一预警信号、第二报警信号和第二预警信号不局限于上述显示/轮播的图片，还可以以其他形式呈现。例如，显示屏上温度值均呈黑色字体时，温度值均正常；当某测温点处发出第一报警信号时，该处的温度值以红色字体显示；当该测温点处发生第一预警信号时，该处的温度值以橘黄色字体显示；当该测温点处发生第二报警信号时，该处的温度值高频闪烁；当该测温点处发生第二预警信号时，该处的温度值低频闪烁。

参照图4所示，本发明实施例提供的母线测温方法的流程图，母线测温方法包括：

步骤S1：温度监测模块测得母线接头处各测温点的温度，生成第一数字信号，对第一数字信号进行调制得到调制信号，将调制信号耦合到母线上输出，优选采用DBPSK数字调制解调方式传输；

步骤S2：信号发送接收模块接收调制信号，对调制信号解调得到包含温度值的第二数字信号并传输给监控端；

步骤S3：监控端比较温度值与第一警戒值的大小，当温度值超出第一警戒值时，输出第一报警信号。

作为一种优选方式，母线测温方法中的步骤S1包括：

步骤S10：温度采集模块测量母线接头处的各测温点的温度，其包括至少两个温度传感器；

步骤S11：处理模块定期从温度采集模块获取温度，生成第一数字信号并输出；

步骤S12：电力线载波通信模块接收第一数字信号，对第一数字信号进行调制得到调制信号，将调制信号耦合到母线上进行传输。

作为一种优选方式，母线测温方法中的步骤S2包括：

载波机接收耦合在母线上输出的调制信号并对调制信号进行解调，得到第二数字信号并传输给监控端。

作为一种优选实施方式，步骤S3包括：

接收模块接收第二数字信号，第二数字信号包括温度值；

控制模块比较温度值与第一警戒值的大小，当温度值超过第一警戒值时，输出第一报警信号。

作为一种优选方案，步骤S3还可以包括：

控制模块比较温度值与第一预警值、第一警戒值的大小，当温度值超过第一预警值且该温度值小于第一警戒值时，输出第一预警信号。

作为一种优选方案，步骤S3还可以包括：

中央处理模块在接收模块获取到某个测温点处的温度值时，计算该测温点处当前温度值和该测温点处上一次的温度值之间的温度差值；

控制模块比较温度差值与第二警戒值的大小，当温度差值超过第二警戒值时，输出第二报警信号。

作为一种优选方案，步骤S3还可以包括：

中央处理模块比较温度差值与第二预警值、第二警戒值的大小，当温度差值超过第二预警值且小于第二警戒值时，输出第二预警信号。

作为一种可选的实施方式，显示模块包括显示屏；

控制模块将第一报警信号或第一预警信号传输至显示模块，显示屏显示与第一报警信号或第一预警信号对应的报警信息；

和/或，控制模块将第二报警信号或第二预警信号传输至显示模块，显示屏显示与第二报警信号或第二预警信号对应的报警信息。

作为一种可选的实施方式，监控端将第一报警信号和/或第二报警信号输送给信号发送接收模块，经电力母线传输至所述温度监测模块；

第一报警信号和/或第二报警信号在温度监测模块处分别为可触发两种频率不同的蜂鸣声和/或可触发两种颜色的闪烁或长亮的指示灯信号。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (19)

1.一种母线测温***，其特征在于，包括：

温度监测模块，用于测量母线接头处的温度并生成第一数字信号，对所述第一数字信号进行调制得到调制信号，将所述调制信号耦合到母线上输出；

信号发送接收模块，与所述温度监测模块通信连接，用于接收所述调制信号，对所述调制信号解调得到包含温度值的第二数字信号并传输至监控端；

所述监控端，与所述信号发送接收模块通信连接，用于比较所述温度值与第一警戒值的大小，当所述温度值超出所述第一警戒值时，输出第一报警信号。

2.根据权利要求1所述的母线测温***，其特征在于，所述温度监测模块包括：

温度采集模块，其包括至少两个温度传感器，用于测量所述母线接头处的各测温点的温度；

处理模块，用于定期从所述温度采集模块获取温度，生成第一数字信号并输出；

电力线载波通信模块，与所述处理模块通信连接，用于接收所述第一数字信号，对所述第一数字信号进行调制得到调制信号，将所述调制信号耦合到母线上进行传输；以及，

电源模块，与所述温度采集模块、所述处理模块以及电力线载波通信模块相连，用于给所述温度监测模块、所处理模块以及所述电力线载波通信模块供电。

3.根据权利要求1所述的母线测温***，其特征在于，所述信号发送接收模块包括：载波机，用于接收耦合在母线上输出的所述调制信号并对所述调制信号进行解调，得到所述第二数字信号并传输给监控端。

4.根据权利要求2所述的母线测温***，其特征在于，所述监控端包括：

接收模块，用于接收所述第二数字信号；

数据库，用于存储所述第二数字信号以及预设的所述第一警戒值；

显示模块，用于显示所述第二数字信号所包含的温度值；

控制模块，用于比较所述温度值与所述第一警戒值的大小，当所述温度值超过所述第一警戒值时，输出第一报警信号。

5.根据权利要求4所述的母线测温***，其特征在于，

所述数据库还用于存储预设的第一预警值，所述第一预警值小于所述第一警戒值；

所述控制模块还用于比较所述温度值与所述第一预警值、所述第一警戒值的大小，当所述温度值超过所述第一预警值且该温度值小于所述第一警戒值时，输出第一预警信号。

6.根据权利要求4所述的母线测温***，其特征在于，所述监控端还包括：中央处理模块，用于当所述接收模块获取到某个测温点处的温度值时，计算该测温点处当前温度值和该测温点处上一次的温度值之间的温度差值；

所述数据库还用于存储预设的第二警戒值；

所述控制模块还用于比较所述温度差值与所述第二警戒值的大小，当所述温度差值超过所述第二警戒值时，输出第二报警信号。

7.根据权利要求6所述的母线测温***，其特征在于，

所述数据库还用于存储预设的第二预警值，所述第二预警值小于所述第二警戒值；

所述控制模块还用于比较所述温度差值与所述第二预警值、所述第二警戒值的大小，当所述温度差值超过所述第二预警值时且该温度差值小于所述第二警戒值时，输出第二预警信号。

8.根据权利要求7所述的母线测温装置，其特征在于，

所述显示模块包括显示屏；

所述第一报警信号包括显示/轮播的第一图片；

所述第一预警信号包括显示/轮播的第二图片；

所述第二报警信号包括显示/轮播的第三图片；

所述第二预警信号包括显示/轮播的第四图片。

9.根据权利要求7所述的母线测温装置，其特征在于，所述监控端还用于将所述第一报警信号和/或所述第二报警信号输送给所述信号发送接收模块，经母线传输至所述温度监测模块；

所述第一报警信号和/或所述第二报警信号在所述温度监测模块处分别为可触发两种频率不同的蜂鸣声和/或可触发两种颜色的闪烁或长亮的指示灯信号。

10.根据权利要求4所述的母线测温装置，其特征在于，所述监控端还包括：

GIS管理模块，用于运用在线地图技术展示各测温点之间供电线路的地理位置信息以及各测温点在地址位置信息上的分布关系，并供查看各测温点的温度值；

权限管控模块，用于接收用户访问监控端的用户名和密码，并在用户名和密码正确时查看各测温点的温度值。

11.一种母线测温方法，其特征在于，包括：

步骤一：温度监测模块测得母线接头处各测温点的温度，生成第一数字信号，对所述第一数字信号进行调制得到调制信号，将所述调制信号耦合到母线上输出；

步骤二：信号发送接收模块接收所述调制信号，对所述调制信号解调得到包含温度值的第二数字信号并传输给监控端；

步骤三：监控端比较所述温度值与第一警戒值的大小，当所述温度值超出所述第一警戒值时，输出第一报警信号。

12.根据权利要求11所述的母线测温方法，其特征在于，

所述步骤一包括：

温度采集模块测量所述母线接头处的各测温点的温度，其包括至少两个温度传感器；

处理模块定期从所述温度采集模块获取温度，生成第一数字信号并输出；

电力线载波通信模块接收所述第一数字信号，对所述第一数字信号进行调制得到调制信号，将所述调制信号耦合到母线上进行传输。

13.根据权利要求11所述的母线测温方法，其特征在于，

所述步骤二包括：

载波机接收耦合在母线上输出的所述调制信号并对所述调制信号进行解调，得到第二数字信号并传输给监控端。

14.根据权利要求11所述的母线测温方法，其特征在于，

所述步骤三包括：

接收模块接收所述第二数字信号，所述第二数字信号包括温度值；

控制模块比较所述温度值与所述第一警戒值的大小，当所述温度值超过所述第一警戒值时，输出第一报警信号。

15.根据权利要求14所述的母线测温方法，其特征在于，

所述步骤三还包括：

所述控制模块比较所述温度值与所述第一预警值、所述第一警戒值的大小，当所述温度值超过所述第一预警值且该温度值小于所述第一警戒值时，输出第一预警信号。

16.根据权利要求15所述的母线测温方法，其特征在于，

所述步骤三还包括：

中央处理模块在所述接收模块获取到某个测温点处的温度值时，计算该测温点处当前温度值和该测温点处上一次的温度值之间的温度差值；

所述控制模块比较所述温度差值与所述第二警戒值的大小，当所述温度差值超过所述第二警戒值时，输出第二报警信号。

17.根据权利要求16所述的母线测温***，其特征在于，

所述步骤三还包括：

所述中央处理模块比较所述温度差值与所述第二预警值、所述第二警戒值的大小，当所述温度差值超过所述第二预警值且小于所述第二警戒值时，输出第二预警信号。

18.根据权利要求17所述的母线测温装置，其特征在于，

所述显示模块包括显示屏；

所述控制模块将第一报警信号或第一预警信号传输至显示模块，所述显示屏显示与所述第一报警信号或所述第一预警信号对应的报警信息；

和/或，所述控制模块将第二报警信号或第二预警信号传输至所述显示模块，所述显示屏显示与所述第二报警信号或所述第二预警信号对应的报警信息。

19.根据权利要求17所述的母线测温装置，其特征在于，所述监控端将所述第一报警信号和/或所述第二报警信号输送给所述信号发送接收模块，经母线传输至所述温度监测模块；

所述第一报警信号和/或所述第二报警信号在所述温度监测模块处分别为可触发两种频率不同的蜂鸣声和/或可触发两种颜色的闪烁或长亮的指示灯信号。