CN213812636U - 一种用于开关柜的温度采集发送端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于开关柜的温度采集发送端，通过钢扎带（2）分别固定安装在开关柜内部的梅花触头、母排以及电缆接头处；其主要包括保护外壳（1）、无线MCU、数字温度传感器、无线发射天线、感应取电模块和电流采集模块；所述的数字温度传感器、无线发射天线、感应取电模块和电流采集模块分别与无线MCU相连接；所述的无线MCU、数字温度传感器、无线发射天线和电流采集模块均分别固定安装在保护外壳内部。本实用新型结构简单、体积小、抗干扰能力强，实现了对温度和电流的实时采集与监测。
Description
技术领域
本实用新型属于电力设备技术领域，尤其涉及了一种用于开关柜的温度采集发送端。
背景技术
开关柜是一种成套开关设备，内部结构包括断路器、操作机构、传感器等各种保护装置，开关柜主要作用是在电力***稳定运行时进行开合、控制保护用电设备。由于开关柜内部高压电器会产生电阻损耗、磁滞涡流损耗以及介质损耗且开合结构出现氧化磨损，断路器触头老化和母线接头松动等都会使得开关柜内部温度升高，开关柜密闭性强且通风性差若热量不能及时排出，过高的温升会使触头和电缆压接点过热烧毁，甚至导致开关柜起火停电***等严重事故，开关柜内部电力设备运行异常或故障通常表现为温度的升高，因此开关柜的温度在线检测以及预警是对电力设备监控最直接有效的手段对电力***的可靠性以及安全性具有重要意义。
目前有多种测温技术主要包括接触式测温以及非接触式测温，比较传统的方法--示温蜡片法简单直观但测温精度不高且需要值班人员定期查看，光纤测温法难以适应开关柜内部密闭窄小环境存在布线复杂的问题，若长期工作光纤表面存在污秽会导致爬电故障，红外测温法易受物体遮挡存在安装问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供了一种用于开关柜的温度采集发送端。本实用新型可以实时采集开关柜内部电力设备的状态和数据并传输给后台进行可靠预警以及未来温升趋势预测判断未来故障且能够在开关柜内部高电磁场、大电流的环境下稳定长久运行。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种用于开关柜的温度采集发送端，通过钢扎带分别固定安装在开关柜内部的梅花触头、母排以及电缆接头处；包括保护外壳、无线MCU、数字温度传感器、无线发射天线、感应取电模块和电流采集模块；所述的数字温度传感器、无线发射天线、感应取电模块和电流采集模块分别与无线MCU相连接；所述的无线MCU、数字温度传感器、无线发射天线和电流采集模块均分别固定安装在保护外壳内部。
本实用新型的温度采集发送端安装在开关柜的多个测温点处，并且设置不同ID以区分不同位置，便于后续的数据处理与分析。
进一步说明，所述的感应取电模块包括感应线圈、整流滤波电路、过压保护电路和DC/DC模块电路；所述的感应线圈应为4000扎且缠绕在所述钢扎带上；所述的整流滤波电路、过压保护电路和DC/DC模块电路设置在保护外壳内部。所述的感应取电模块独立于电流采集模块采用感应线圈取电，直接感应电磁能量获取电能，经过整流、滤波、稳压电路对无线MCU进行供电。
进一步说明，所述的保护外壳的测温接触面设有凹槽；凹槽内设有氮化硼导热块；所述的数字温度传感器紧贴着氮化硼导热块。
进一步说明，所述的数字温度传感器采用DS18B20贴片。所述的电流采集模块采用罗氏线圈采样，无铁芯磁饱和。所述的无线MCU为超低功耗单片机。所述的无线发射天线为PCB天线，并采用覆铜接地处理增强抗干扰能力。
进一步说明，所述的保护外壳上还设有用于钢扎带穿插的通孔。
进一步说明，所述的保护外壳采用环氧树脂材料制成，可以有效绝缘耐高温保护内部零件及电路。所述的钢扎带为导磁材料，感应线圈通过感应电磁能量转化为电能，通过电路中电容进行储能供电。
本实用新型的工作原理：
所述温度发送端的保护外壳为环氧树脂材料，通过钢扎带穿插保护外壳上的绑带通孔分别固定于梅花触头、母排以及电缆接头处进行温度和电流采样并根据测温不同位置设置ID，数字温度传感器采用DS18B20贴片，通过直接接触保护外壳凹槽内的导热块实现接触式测温，只需单根总线即可进行温度数据的传输，电流采集模块采用罗氏线圈进行电流采样，无磁饱和，感应取电模块的感应线圈独立于罗氏线圈利用电磁感应原理获取电能，并经过整流、滤波以及稳压进行稳定的直流供电，感应线圈获取的电能通过电容进行储能，当储能电压超过3.8V时，无线MCU即开始进行电流信号采样，感应取电模块停止对无线MCU进行供电，此时电流和温度采样同步进行，保证数据同步性以保证后续温升预警预测时的准确性，当电压检测电路检测到电压下降到无线MCU工作最低电压2.8V左右时，感应取电模块的感应线圈继续对无线MCU进行储能供电到3.8V，采样数据经过无线MCU的AD转换电路将模拟信号转换为单片机能识别的数字信号，并通过无线发射天线进行无线射频发送至管理后台，进行后续的数据处理与预警。
管理后台根据接收到的电流以及温度数据进行温升预警判别，经过单点告警法和多点差动法算法处理，避免因设置单一温度阈值而引起的误差，通过报警器作出不同缺陷等级告警，并在显示屏上将告警位置ID以及温度电流数据显示出来，最后通过将所测电流和温度数据得到的温升预测模型进行温升趋势预测，进行未来故障发生可能性的判断，进一步提高保护能力，同时数据库储存的温度电流数据信息以及预警预测信息将通过GPRS模块发送到显示终端，便于工作人员进行实时监测，及时发现排除故障。
本实用新型的优点：
1.本实用新型在进行温度和电流采样时为同步采样，即在同一时刻对测量点进行温度和电流的采集，减少因数据不同步带来的误差而影响温升预测算法模型的准确性。
2.感应取电模块的感应线圈和电流采集模块的罗氏线圈完全独立，可以避免干扰，保证采样精度，且使得产品多样化，对于不同产品进行电流采样时可以随时更换罗氏线圈，不受感应线圈限制，电流采样使用罗氏线圈无铁芯，精度高且无磁饱和。
3.数字温度传感器和测温点之间的导热块采用氮化硼材料，导热性能好且绝缘，满足温度传感器接触式测温的要求。
4.数字温度传感器采用DS18B20数字温度传感器贴片，单根总线即可进行数据传输，能够直接输出数字量供单片机进行直接读取，大大减小了测量模块的体积降低功耗，同时增强了抗干扰能力。
5.无线发射天线采用PCB天线，减小了硬件体积和开发成本，使用起来更加便捷，无线附近尽量少放置器件，空白处采用覆铜接地，增强抗干扰能力，并通过由电容和电感组成的巴伦电路对无线性能进行优化，使得射频通信精度高且具有出色的灵敏度。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
图2为本实用新型一实施例的结构剖视图。
图3为本实用新型一实施例安装在开关柜的梅花触头上的安装示意图。
附图标记：1-保护外壳，2-钢扎带，3-凹槽。
具体实施方式
为了使本实用新型专利所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型专利，并不用于限定本实用新型专利。
实施例：
参见图1至图3，一种用于开关柜的温度采集发送端，通过钢扎带2分别固定安装在开关柜内部的梅花触头、母排以及电缆接头处。其主要包括保护外壳1、无线MCU、数字温度传感器、无线发射天线、感应取电模块和电流采集模块；所述的数字温度传感器、无线发射天线、感应取电模块和电流采集模块分别与无线MCU相连接；所述的无线MCU、数字温度传感器、无线发射天线和电流采集模块均分别固定安装在保护外壳内部。
所述的感应取电模块包括感应线圈、整流滤波电路、过压保护电路和DC/DC模块电路；所述的感应线圈应为4000扎且缠绕在所述钢扎带2上；所述的整流滤波电路、过压保护电路和DC/DC模块电路设置在保护外壳1内部。
所述的保护外壳1的测温接触面设有凹槽3；凹槽3内设有氮化硼导热块；所述的数字温度传感器紧贴着氮化硼导热块。所述的保护外壳1上还设有用于钢扎带2穿插的通孔。
所述的数字温度传感器采用DS18B20贴片。所述的电流采集模块采用罗氏线圈采样，无铁芯磁饱和。所述的无线MCU为超低功耗单片机。所述的无线发射天线为PCB天线，并采用覆铜接地处理增强抗干扰能力。
显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本实用新型所作的举例，而并非对本实用新型实施的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种用于开关柜的温度采集发送端，通过钢扎带（2）分别固定安装在开关柜内部的梅花触头、母排以及电缆接头处；其特征在于：包括保护外壳（1）、无线MCU、数字温度传感器、无线发射天线、感应取电模块和电流采集模块；所述的数字温度传感器、无线发射天线、感应取电模块和电流采集模块分别与无线MCU相连接；所述的无线MCU、数字温度传感器、无线发射天线和电流采集模块均分别固定安装在保护外壳内部。
2.根据权利要求1所述的用于开关柜的温度采集发送端，其特征在于：所述的感应取电模块包括感应线圈、整流滤波电路、过压保护电路和DC/DC模块电路；所述的感应线圈应为4000扎且缠绕在所述钢扎带（2）上；所述的整流滤波电路、过压保护电路和DC/DC模块电路设置在保护外壳（1）内部。
3.根据权利要求1或2所述的用于开关柜的温度采集发送端，其特征在于：所述的保护外壳（1）的测温接触面设有凹槽（3）；凹槽（3）内设有氮化硼导热块；所述的数字温度传感器紧贴着氮化硼导热块。
4.根据权利要求1所述的用于开关柜的温度采集发送端，其特征在于：所述的数字温度传感器采用DS18B20贴片。
5.根据权利要求1所述的用于开关柜的温度采集发送端，其特征在于：所述的电流采集模块采用罗氏线圈采样，无铁芯磁饱和。
6.根据权利要求1所述的用于开关柜的温度采集发送端，其特征在于：所述的感应取电模块独立于电流采集模块采用感应线圈取电，直接感应电磁能量获取电能，经过整流、滤波、稳压电路对无线MCU进行供电。
7.根据权利要求1所述的用于开关柜的温度采集发送端，其特征在于：所述的无线MCU为超低功耗单片机。
8.根据权利要求1所述的用于开关柜的温度采集发送端，其特征在于：所述的无线发射天线为PCB天线，并采用覆铜接地处理增强抗干扰能力。
9.根据权利要求1所述的用于开关柜的温度采集发送端，其特征在于：所述的保护外壳（1）上还设有用于钢扎带（2）穿插的通孔。
Priority Applications (1)
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| CN202022698829.7U CN213812636U (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种用于开关柜的温度采集发送端 |
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| CN202022698829.7U CN213812636U (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种用于开关柜的温度采集发送端 |
Publications (1)
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| CN (1) | CN213812636U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113847952A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-12-28 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于感应取电的线缆温度、负荷电流测量的无线装置 |
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2020
- 2020-11-20 CN CN202022698829.7U patent/CN213812636U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113847952A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-12-28 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于感应取电的线缆温度、负荷电流测量的无线装置 |
| CN113847952B (zh) * | 2021-09-24 | 2023-12-19 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于感应取电的线缆温度、负荷电流测量的无线装置 |
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