CN209027683U - 一种高压开关柜内设备温度监控装置、设备及其*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高压开关柜内部温度监控技术领域，具体涉及一种高压开关柜内设备温度监控装置、设备及其***，该装置通过无源无线温度传感器与无线接收模块耦合，获取待测设备表面的温度电压信号，并将其发给无线接收器；无线接收器与电压比较单元耦合，电压比较单元将第一、第二电压比较单元的反相输入端分别与第一、第二阈值基准电压耦合，正相输入端与无线接收器的输出端耦合，MOS管的基极与电压比较单元耦合，集电极通过开关模块与电源耦合，发射极接地，在输入的电压信号为高电平时，导通MOS管，触发报警器报警或者断电保护，解决了由于高压开关柜为封闭结构导致的难以测量设备表面温度的技术问题，能够及时准确的定位到故障位置。

Description

一种高压开关柜内设备温度监控装置、设备及其***

技术领域

本实用新型涉及高压开关柜内部温度监控技术领域，具体涉及一种高压开关柜内设备温度监控装置、设备及其***。

背景技术

高压开关柜在输配电设备中主要是用于电力***的控制和保护，保证电网能够无故障的正常运行，是非常重要的设备。高压开柜多数为封闭结构，因而散热性能较差，而且长时间工作，其内部温度容易升高。高压开关柜的温度过高可能会引起大范围的停电，严重的甚至会引起火灾。

专利公开号为CN108398617A的专利公开了一种超高压带电体故障的检测与传输装置，其中，电源模块利用太阳能分别给主控模块、检测模块和无线通讯模块供电；检测模块用于检测超高压带电体温度参数，将测得的温度参数发送至主控模块，主控模块根据温度参数结合导线温度变化率来判断超高压带电体的故障类型和故障位置，主控模块将检测的结果通过无线通讯模块传送到计算机终端进行报警并断开超高压带电体；电源模块包括光伏组件、防止过充电路、防止反向充电路、稳压电路，光伏组件将光能转化成电能后依次通过防止过充电路、防止反向充电路和稳压电路后输出。

实用新型人在实践中发现上述专利存在以下缺陷：

由于高压开关柜大多数为封闭的结构，在其内部是无法接收到太阳光的，也就无法通过光伏组件为电源模块供电，因此上述专利所提供的检测与传输装置并不适合于高压开关柜，并且装置将所采集的温度信号直接传输给计算机，在开关柜的现场并不存在任何的报警和保护的措施，这会导致检修人员无法准确及时的定位到故障部位，也无法及时保护相应的设备防止安全事故的发生。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供了一种高压开关柜内设备温度监控装置，所采用的技术方案如下：

一种高压开关柜内设备温度监控装置，该装置包括：

无源无线温度传感器，与无线接收器耦合，用于通过感应取电的方式获取待测设备表面的温度电压信号，并将该温度电压信号通过无线发送给无线接收器；

无线接收器，其输出端与电压比较单元的输入端耦合，用于将所述温度电压信号发送给电压比较单元；

电压比较单元，包括第一电压比较单元和第二电压比较单元；所述第一电压比较单元的反相输入端与第一阈值基准电压耦合，正相输入端与所述无线接收器的输出端耦合；所述第二电压比较单元的反相输入端与第二阈值基准电压耦合，正相输入端与所述无线接收器的输出端耦合，用于将输入的所述温度电压信号与相应的阈值基准电压进行比较；

MOS开关单元，包括MOS管和开关模块，所述MOS管的基极与所述电压比较单元的输出端耦合，集电极通过开关模块与电源耦合，发射极接地，用于在所述电压比较单元输出高电平信号时，导通所述MOS管和开关模块；

报警器，与所述MOS开关单元耦合，用于在开关模块导通时，控制报警器报警；

断电继电器，所述断电继电器的常闭开关串联入带待设备的供电电路，所述断电继电器的线圈与所述第二电压比较单元的输出端耦合。

进一步，所述第一电压比较单元的输出端通过第一双向稳压管接地。

进一步，所述第二电压比较单元输出端的通过第二双向稳压管接地。

进一步，所述开关模块是开关继电器，所述开关继电器的线圈跨接在所述MOS管的集电极和电源之间，所述开关继电器的常开触点与所述报警器串联。

进一步，所述开关模块是光电耦合器，所述光电耦合器的发射端跨接在所述MOS管的集电极和电源之间，所述光电耦合器的接收端与报警器串联。

本实用新型的另一个目的在于提供了一种高压开关柜内设备温度监控设备，所采用的技术方案如下：

一种高压开关柜内设备温度监控设备，其特征在于，该设备包括上述任意一种高压开关柜内设备温度监控装置。

本实用新型的另一个目的在于提供了一种高压开关柜内设备温度监控***，所采用的技术方案如下：

一种高压开关柜内设备温度监控***，该***包括控制器，通过无线接收模块与所述控制器相连的上述高压开关柜内部温度监控装置，通过所述无线接收模块与所述控制器相连的无线温度传感器、和分别与所述控制器相连的环境温度报警器和设备温度报警器。

进一步，所述控制器包括环境温度比较模块，所述环境温度比较模块与所述环境温度报警器耦合。

进一步，所述控制器包括设备温度比较模块，所述设备温度比较模块与所述设备温度报警器耦合。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型实施例通过无源无线温度传感器与无线接收模块耦合，通过感应取电的方式获取待测设备表面的温度电压信号，并将该温度电压信号通过无线发送给无线接收器；无线接收器的输入端与电压比较单元的输入端耦合，用于将所述温度电压信号发送给电压比较单元；电压比较单元通过将第一电压比较单元和第二电压比较单元的反相输入端分别与第一阈值基准电压和第二阈值基准电压耦合，正相输入端与所述无线接收器的输出端耦合的方式，将输入的温度电压信号与相应的阈值电压进行比较，并将输出的电压信号发送给MOS开关单元，MOS管的基极与所述电压比较单元的输出端耦合，集电极通过开关模块与电源耦合，发射极接地，用于在输入的电压信号为高电平时，导通MOS管；在MOS管导通的情况下，触发与所述MOS开关单元耦合的开关模块导通进行报警或者断电保护，由于测量设备表面温度的传感器采用的是无源无线温度传感器，因此解决了由于高压开关柜为封闭结构导致的难以测量设备表面温度的技术问题，在高压开关柜的内部设有报警和断电保护开关，因此能够方便检修人员及时准确的定位到故障位置，在温度达到预先设定的最高阈值时，能够及时断电保护设备，防止安全事故的发生。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种高压开关柜内设备温度监控装置的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种高压开关柜内设备温度监控装置的电路原理图；

图3位本实用新型实施例提供的一种高压开关柜内设备温度监控***的结构框图。

图中：100-无源无线温度传感器、200-无线接收器、300-电压比较单元、400-MOS开关单元、500-报警器、600-断电继电器、30-第一电压比较器、31-第二电压比较器、32-第一阈值基准电压、33-第二阈值基准电压、301-第一电阻、302-第二电阻、303-第三电阻、304-第四电阻、305-第五电阻、306-第六电阻、307-断电继电器的线圈、310-第一双向稳压器、320-第二双向稳压器、40-MOS管、401-第一基极电阻、402-第二基极电阻、410-二极管、41-开关继电器的线圈、501-开关继电器的常开触点、502-保护电阻、50-报警器、1000-控制器、2000-高压开关柜内部温度监控装置、3000-无线温度传感器、4000-设备温度报警器、5000-环境温度报警器、6000-无线接收模块、1001-设备温度比较模块、1002-环境温度比较模块。

具体实施方式

下面通过具体实施例结合附图来详细说明本实用新型，需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本实用新型的保护范围并不限于此。

应当说明的是，本实用新型实施例中所涉及到的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，其示出了本实用新型实施例提供的一种高压开关柜内设备温度监控装置的结构框图，该装置包括无源无线温度传感器100、无线接收器200、电压比较单元300、MOS开关单元400、报警器500和断电继电器600。

无源无线温度传感器100设置于待测设备的表面，本实施例选用型号为XY-CGQ-A的无源无线温度传感器，该传感器与无线接收器耦合，通过感应取电的方式获取待测设备表面的温度电压信号，并将该温度电压信号通过无线发送给无线接收器。该无源无线温度传感器的内部设有电压电流转换电路、过压保护电路、稳压电路、温度采样电路和无线射频模块，能够将感应到的电流信号转换为电压信号，并经过相应的处理后，通过无线射频模块发射出去。该无源无线温度传感器可快捷方便地安装在高压带电体被测节点处，准确地跟踪发热接点的温度变化。该无源无线温度传感器100采用的是感应取电的方式采集温度信号，因此即使其设置于高压开关柜的内部，也能够很好的避免由于电源发热产生的热量的信号干扰。在其他实施例中还可以选用型号为XY-CGQ-B、LHGCW-02B、LHGCW-02B的无源无线温度传感器，或者使用硬件电路实现的该无源无线温度传感器功能的传感器模块。

无线接收器200，设置于高压开关柜的内部，该无线接收器200的输出端与电压比较单元300的输入端耦合，接收无源无线温度传感器100发送的温度电压信号，并将该温度电压信号发送给电压比较单元。所述无线接收器采用与所述无源无线温度传感器配合的无线信号接收模块，可以选用型号为FD20-R的无线模块。

电压比较单元300包括第一电压比较单元和第二电压比较单元。第一电压比较单元和第二电压比较单元的反相输入端分别与第一阈值基准电压和第二阈值基准电压耦合，第一电压比较单元和第二电压比较单元的正相输入端与无线接收器200的输出端耦合，用于将输入的温度电压信号分别与第一阈值基准电压和第二阈值基准电压进行比较，并将比较的结果发射出去。

MOS开关单元400包括MOS管和开关模块，该MOS管的基极与电压比较单元300的输出端耦合，集电极通过开关模块与电源耦合，发射极接地，用于在所述电压比较单元输出高电平信号时，导通MOS管。在第一电压比较单元输出高电平时，MOS管导通；在第二电压比较单元输出高电平时，MOS管导通。

报警器500与MOS开关单元400中的开关模块耦合，用于在MOS管导通，进而触发开关模块导通时，控制报警器报警。

断电继电器600用于在第二电压比较单元输出高电平时，断开待测设备的供电电路，保护供电设备，避免发生安全事故。该断电继电器600的常闭开关串联入待测设备的供电电路，所述断电继电器600的线圈与第二电压比较单元的输出端耦合。

在本实施例中的第二阈值基准电压大于第一阈值基准电压，在无源无线温度传感器500所采集到的温度电压信号小于第一阈值基准电压时，则第一电压比较单元和第二电压比较单元均输出低电平信号，MOS开关单元中的MOS管不导通，此时设备表面的温度处于正常的温度范围。在无源无线温度传感器500所采集到的温度电压信号大于第一阈值基准电压，但小于第二阈值基准电压时，第一电压比较单元输出高电平信号，MOS开关单元中的MOS管导通，在开关模块的作用下，报警器导通进行报警，此时设备表面的温度高于预设的第一阈值范围。在无源无线温度传感器500所采集到的温度电压信号大于第二阈值基准电压时，第一电压比较单元和第二电压比较单元均输出高电平信号，连接在所述第二电压比较单元输出端的断电继电器的线圈导通，串联入待测设备的供电电路的断电继电器的常闭开关断开；同时MOS开关单元中的MOS管导通，报警支路进行报警，此时设备表面的温度高于预设的第二阈值范围，说明待测设备的表面温度过高，处于非常危险的状态，需要断开工作电源。

请参阅图2，其示出了本发明实施例提供的一种高压开关柜内设备温度监控装置的电路原理图，该监控装置包括无源无线温度传感器100、无线接收器200、电压比较单元300、MOS开关单元400、报警器500和断电继电器。

无源无线温度传感器100与无线接收器200通过无线的方式进行信号的交互，将采集到的温度电压信号通过无线发送给无线接收器200。

电压比较单元300与无线接收器200的输出端耦合，接收无线接收器200发送的温度电压信号，并将该温度电压信号与预设的基准电压进行比较。该电压比较单元300包括第一电压比较单元和第二电压比较单元。

第一电压比较单元包括第一电压比较器30，第一电压比较器30的反相输入端通过第一电阻301与第一阈值基准电压32相连，正相输入端通过第二电阻302与无线接收器200耦合，输出端通过第三电阻303输出相应的电压信号，该电压信号经过第一双向稳压器310接地，稳压后的电压信号作为第一电压比较器30输出的电压信号。

第二电压比较单元包括第二电压比较器31，第二电压比较器31的反相输入端通过第四电阻304与第二阈值基准电压33相连，正相输入端通过第五电阻305与无线接收器200耦合，输出端通过第六电阻306输出相应的电压信号，该电压信号经过第二双向稳压器320接地，稳压后的电压信号作为第二电压比较器31输出的电压信号。

优选的，所述第二电压比较器31的输出端还连接有断电继电器的线圈307，该断电继电器的常闭触点（图中未示出）串接入待测设备的供电线路中，在第二电压比较器31输出高电平时，此时确认待测设备的温度过高，因此断电继电器在第一时间触发该断电继电器的常闭触点断开，保护待测设备，防止安全事故的发生。

MOS开关单元400接收电压比较单元300输出的电压信号，在电压比较单元300输出的信号为高电平时，导通该MOS开关单元400。该MOS开关单元400包括MOS管40和开关模块。

MOS管40的基极通过第一基极电阻401与第一电压比较器30的第一双向稳压器310相连，该基极通过第二基极电阻402与第二电压比较器31的第二双向稳压器320相连。该MOS管40的发射极接地，集电极通过开关继电器的线圈41与电源相连，所述开关继电器的线圈41与反向导通的二极管410进行并联。在MOS管得到启动电压时，MOS管导通，开关继电器的线圈得电导通，触发开关继电器的常开触点闭合。该开关继电器的线圈41、反向导通的二极管410和开关继电器的常开触点组成开关模块，该开关模块还可以是光电耦合器，所述光电耦合器的发射端跨接在所述MOS管的集电极和电源之间。

报警器500与开关继电器的常开触点501串联，在所述报警器500与开关继电器的常开触点501之间跨接保护电阻502。在所述常开触点闭合时，报警器报警。该报警器可以是声音报警器，也可以是指示灯报警器，还可以是声音和指示灯集成的报警器。

本实用新型还提供了一种高压开关柜内设备温度监控设备，该设备采用上述高压开关柜内部温度监控装置。

请参阅图3，其示出了本实用新型提供的一种高压开关柜内设备温度监控***的结构框图，该***包括控制器1000，与所述控制器1000通过无线接收模块6000相连的上述高压开关柜内部温度监控装置2000，与所述控制器1000通过无线接收模块6000相连的无线温度传感器3000、和与所述控制器1000相连的环境温度报警器5000和设备温度报警器4000。所述无线温度传感器3000用于检测高压开关柜内部的环境温度。该无线温度传感器可以采用与上述无线无源温度传感器相同的型号，在其他实施例中还可以采用其他型号的无线测温传感器，也可以是使用硬件电路实现的能够用于无线传输的温度传感器模块。所述控制器1000可以采用单片机作为控制器，例如80C51系列的单片机，或者是AVR系列的单片机等。所述环境温度报警器5000和设备温度报警器4000可以采用常用的报警器进行报警。控制器1000通过接收无线温度传感器3000和高压开关柜内部温度监控装置2000发送的环境温度信号和设备温度信号，在环境温度信号或者设备温度信号高于相应的阈值时，控制相应的环境温度报警器5000或者设备温度报警器4000进行报警。所述无线接收模块6000可以选用型号为FD20-R的无线模块。

优选的，控制器1000包括环境温度比较模块1001，所述环境温度比较模块1001与所述环境温度报警器5000耦合。优选的，所述控制器1000包括设备温度比较模块1002，所述设备温度比较模块1002与所述设备温度报警器4000耦合。该环境温度比较模块1001将所述环境温度报警器5000采集到的环境温度信号与预设的温度信号进行比较，在该环境温度信号超出预设阈值时进行报警。同样的，设备温度比较模块1002将高压开关柜内部温度监控装置2000中的无源无线温度传感器采集到的设备温度信号与预设的温度信号进行比较，在该设备温度信号超出预设阈值时进行报警。

综上所述，本实用新型实施例所提供的一种高压开关柜内设备温度监控***，能够通过无线收发的方式接收高压开关柜中的温度信号，并进行远程报警，不仅能够实现远程报警，而且在相应的工作人员在现场进行检修时，由于报警器报警的作用，能够使工作人员迅速定位到故障位置。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种高压开关柜内设备温度监控装置，其特征在于，该装置包括：

无源无线温度传感器，与无线接收器耦合，用于通过感应取电的方式获取待测设备表面的温度电压信号，并将该温度电压信号通过无线发送给无线接收器；

无线接收器，其输出端与电压比较单元的输入端耦合，用于将所述温度电压信号发送给电压比较单元；

电压比较单元，包括第一电压比较单元和第二电压比较单元；所述第一电压比较单元的反相输入端与第一阈值基准电压耦合，正相输入端与所述无线接收器的输出端耦合；所述第二电压比较单元的反相输入端与第二阈值基准电压耦合，正相输入端与所述无线接收器的输出端耦合，用于将输入的所述温度电压信号与相应的阈值基准电压进行比较；

MOS开关单元，包括MOS管和开关模块，所述MOS管的基极与所述电压比较单元的输出端耦合，集电极通过开关模块与电源耦合，发射极接地，用于在所述电压比较单元输出高电平信号时，导通所述MOS管和开关模块；

报警器，与所述MOS开关单元耦合，用于在开关模块导通时，控制报警器报警；

断电继电器，所述断电继电器的常闭开关串联入待测设备的供电电路，所述断电继电器的线圈与所述第二电压比较单元的输出端耦合。

2.根据权利要求1所述的一种高压开关柜内设备温度监控装置，其特征在于，所述第一电压比较单元的输出端通过第一双向稳压管接地。

3.根据权利要求1或2所述的一种高压开关柜内设备温度监控装置，其特征在于，所述第二电压比较单元输出端通过第二双向稳压管接地。

4.根据权利要求1或2所述的一种高压开关柜内设备温度监控装置，其特征在于，所述开关模块是开关继电器，所述开关继电器的线圈跨接在所述MOS管的集电极和电源之间，所述开关继电器的常开触点与所述报警器串联。

5.根据权利要求4所述的一种高压开关柜内设备温度监控装置，其特征在于，所述开关模块是光电耦合器，所述光电耦合器的发射端跨接在所述MOS管的集电极和电源之间，所述光电耦合器的接收端与报警器串联。

6.一种高压开关柜内设备温度监控设备，其特征在于，该设备包括如权利要求1~5任意一项所述的高压开关柜内部温度监控装置。

7.一种高压开关柜内设备温度监控***，其特征在于，该***包括控制器，通过无线接收模块与所述控制器相连的如权利要求1~5任意一项所述的高压开关柜内部温度监控装置，通过所述无线接收模块与所述控制器相连的无线温度传感器、和分别与所述控制器相连的环境温度报警器和设备温度报警器。

8.根据权利要求7所述的一种高压开关柜内设备温度监控***，其特征在于，所述控制器包括环境温度比较模块，所述环境温度比较模块与所述环境温度报警器耦合。

9.根据权利要求7或8所述的一种高压开关柜内设备温度监控***，其特征在于，所述控制器包括设备温度比较模块，所述设备温度比较模块与所述设备温度报警器耦合。