[發明專利]一種大規模母線槽溫度監測裝置及方法

在審

• 申請號: 201310572472.X
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN104655297A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 高峻;劉俊杰;劉閔華
• 申請（專利權）人: 武漢華和機電技術有限公司
• 主分類號: G01K7/00
• 分類號: G01K7/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種溫度監測裝置及方法，更具體涉及一種用于監測大規模母線槽溫度的裝置系統及相應方法，屬于電力設備檢測監測技術領域。

背景技術

母線槽是高層建筑和大型廠房中常用的配電輸電裝置，通常由導電銅排、絕緣材料、金屬板保護外殼等組成，代替了傳統輸電電纜，具有傳輸電流大、安全性能好、結構緊湊、安裝靈活等優點。母線槽的連接處易出現局部溫升過高的現象，這是由于連接處的材料含銅量低、接觸面積壓力大、安裝散熱性差、灰塵等原因導致其接觸電阻增大造成的。母線槽連接處溫升過高將會使得母線槽壽命減短、電能損耗提高、電壓下降，同時也影響周圍環境溫度，加速外層絕緣材料的老化，甚至擊穿、引發火災等供電系統事故。國際電工標準IEC60439.2—2000與國家標準GB7251.2—2006規定了各種耐熱等級的絕緣材料制作的母線槽的允許溫升。如絕緣材料為F級的母線槽耐熱≥155℃，最高環境溫度40℃，則其允許溫升值是115K（155℃-40℃）。據此國家強制性3C認證的試驗標準規定母線槽的極限溫升≤70K。一個供電系統的母線槽連接點往往有數百甚至上千個，一處發生故障或事故則整個系統都要受影響。因此，為預防安全事故、保證可靠運行，對母線槽各連接處的溫度進行實時監控非常必要。

最初對母線槽進行溫度監測是通過手工進行的，如在電接觸表面涂一層隨溫度變化顏色的發光材料，通過觀察其顏色變化來大致確定溫度范圍，或者采用更準確的紅外測溫儀。手工監測一方面效率太低，另一方面在高壓配電房中操作者也存在危險。后來隨著傳感器及電子技術的發展，出現了在線數字母線槽溫度監測裝置，如發明專利申請201210314052.7公開的一種母線槽的監測裝置及實用新型專利201220152200.5公開的一種母線槽接頭溫度在線監控系統。

發明專利申請201210314052.7公開了一種母線槽的監測裝置，其溫度信號采集模塊安裝在相應母線槽的本體連接處，可準確測量到導電排的溫度，屬于單點監測裝置，已無法滿足復雜大型的母線供電系統。采用有線方式將多個此類母線槽的監測裝置連接組成的母線槽溫度監控系統，雖然傳輸穩定，但在連接安裝方式、系統擴展規模、維護成本方面都有很大局限性。實用新型專利201220152200.5公開了一種母線槽接頭溫度在線監控系統，采用zigbee無線網絡，對n個母線槽接頭監測點進行溫度監測并對m個配電房繼電器進行控制，這種方式突破了單點監測的限制，使大型母線槽溫度監控網絡成為可能，但存在信號不穩定、線路干擾、數據易丟失遺漏等問題，同時其高成本、大功耗也限制其在節點數較多的母線槽供電系統中的應用。

發明內容

因此，為了解決現有的適用于大規模母線槽的溫度監測裝置要么安裝繁瑣、擴展受限、維護不便，要么信號不穩、數據遺漏、功耗過高的問題，本發明提供了一種測量準確、信號穩定、安裝靈活、使用安全的大規模母線槽溫度監測裝置及方法，用于實時遠程監測多個節點的大規模母線槽連接處的溫度，穩定傳輸各節點的監測數據，以便監控人員針對溫升過高的節點及時采取措施，消除隱患。

本發明的裝置所采用的技術方案是由一個數據監控中心（DMC）和若干數據中繼控制模塊（DRC）組成監測系統，其中數據監控中心由數據處理單元、節點監控單元、數據查詢單元、系統管理單元、報警單元、通信協議單元、及數據庫組成，作為上位機、主機發送數據和命令；數據中繼控制模塊由MCU控制單元、數據采集單元、通信單元、CPLD鏈路選擇單元及電源管理模塊組成，作為下位機、從機執行相關命令操作，并回送數據。數據監控中心與數據中繼控制模塊之間通過RS-485總線相連，基于Modbus通信協議進行通信，采用數據中繼傳輸模式傳輸。

本發明的方法所采用的技術方案是：首先初始化。再接收鏈路信息并據此進行通信鏈路切換。當接收到下行鏈路消息時，進行消息解析。若解析的消息若需要本地處理時，進行消息處理并通過下行鏈路回應消息。若解析的消息為中繼消息不需要本地處理時，通過上行鏈路中繼消息。當接收到上行鏈路信息時，通過下行鏈路中繼消息。

本發明的有益效果是，能夠準確、可靠、安全、穩定地對大規模多節點母線槽的溫度進行遠程實時監測，同時保證了系統能夠擴展方便、安裝靈活。根據串行通信總線RS-485通信協議，單總線最多支持32個節點，其擴展性、規模性、穩定性受到一定限制。而本發明的大規模母線槽溫度監測裝置采用背靠背的中繼連接和控制方式將一個數據監控中心1和若干數據中繼控制模塊2組成分布式網絡，可進行任意節點規模擴展，大大提高了系統的穩定性，且突破傳統RS-485通信協議的節點限制。