[發明專利]一種用于開關柜的溫度在線監測與預警預測系統

在審

• 申請號: 202011307308.2
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112629684A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 吳能成;朱浩琳;龍鑫宇;陳宇;林四敏;屈前;陳僑棠;林芳旭;黃冬梅;全葉盛;范耀波;吳良美
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司防城港供電局
• 主分類號: G01K1/024
• 分類號: G01K1/024
• 代理公司: 南寧深之意專利代理事務所(特殊普通合伙) 45123
• 代理人: 徐國華

本發明公開了一種用于開關柜的溫度在線監測與預警預測系統，包括溫度發送端、采集器和顯示終端；所述的溫度發送端安裝在開關柜內部，主要由無線MCU、以及分別與無線MCU相連接的數字溫度傳感器、無線發射天線、感應取電模塊和電流采集模塊組成；所述的溫度發送端通過無線發射天線與采集器進行無線數據傳輸；所述的采集器與顯示終端通過GPRS通信網絡進行數據傳輸。本發明結構簡單、體積小、抗干擾能力強，實現了對溫度的實時監測，利用溫升預警綜合判斷算法和溫升預測模型對早發現早處理，并對未來溫升趨勢進行預測判斷未來故障發生可能性，進一步提高保護能力。

技術領域

本發明屬于電力設備技術領域，尤其涉及了一種用于開關柜的溫度在線監測與預警預測系統。

背景技術

開關柜是一種成套開關設備，內部結構包括斷路器、操作機構、傳感器等各種保護裝置，開關柜主要作用是在電力系統穩定運行時進行開合、控制保護用電設備。由于開關柜內部高壓電器會產生電阻損耗、磁滯渦流損耗以及介質損耗且開合結構出現氧化磨損，斷路器觸頭老化和母線接頭松動等都會使得開關柜內部溫度升高，開關柜密閉性強且通風性差若熱量不能及時排出，過高的溫升會使觸頭和電纜壓接點過熱燒毀，甚至導致開關柜起火停電爆炸等嚴重事故，開關柜內部電力設備運行異常或故障通常表現為溫度的升高，因此開關柜的溫度在線檢測以及預警是對電力設備監控最直接有效的手段對電力系統的可靠性以及安全性具有重要意義。

目前有多種測溫技術主要包括接觸式測溫以及非接觸式測溫，比較傳統的方法--示溫蠟片法簡單直觀但測溫精度不高且需要值班人員定期查看，光纖測溫法難以適應開關柜內部密閉窄小環境存在布線復雜的問題，若長期工作光纖表面存在污穢會導致爬電故障，紅外測溫法易受物體遮擋存在安裝問題。當前的預警系統缺乏對測溫數據的進一步分析處理多采用單一溫度閾值設置，容易因誤差的產生而引起誤判，更缺少通過溫升趨勢的預測判斷未來故障發生的可能性的操作。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中存在的不足，提供了一種用于開關柜的溫度在線監測與預警預測系統。本發明可以實時監測開關柜內部電力設備的狀態和數據并可以進行可靠預警以及未來溫升趨勢預測判斷未來故障且能夠在開關柜內部高電磁場、大電流的環境下穩定長久運行。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種用于開關柜的溫度在線監測與預警預測系統，包括溫度發送端、采集器和顯示終端；所述的溫度發送端安裝在開關柜內部，主要由無線MCU、以及分別與無線MCU相連接的數字溫度傳感器、無線發射天線、感應取電模塊和電流采集模塊組成；所述的溫度發送端通過無線發射天線與采集器進行無線數據傳輸；所述的采集器與顯示終端通過GPRS通信網絡進行數據傳輸。

進一步說明，所述采集器包括數據處理單片機、以及分別與數據處理單片機相連接的無線射頻接收模塊、存儲器、報警器、GPRS模塊和顯示屏；所述的數據處理單片機通過無線射頻接收模塊與溫度發送端相連接，接收溫度發送端傳輸過來的溫度和電流數據并進行數據處理；所述的數據處理單片機通過GPRS模塊將實時數據傳輸給顯示終端；所述的存儲器用于儲存基本數據信息，包括實時溫度、歷史溫度、電流采樣數據、基本信息數據；所述的報警器用于進行溫升預警判別不同缺陷告警以及溫升預測未來故障告警；所述的顯示屏用于顯示基本數據信息和告警信息。

進一步說明，所述的顯示終端為Ipad或者手機或者電腦。

進一步說明，所述的數字溫度傳感器采用DS18B20貼片；所述的電流采集模塊采用羅氏線圈采樣，無鐵芯磁飽和；所述的感應取電模塊獨立于電流采集模塊采用感應線圈取電，直接感應電磁能量獲取電能，經過濾波、整流、穩壓電路對無線MCU進行供電；所述的無線MCU為超低功耗單片機；所述的無線發射天線為PCB天線，并采用覆銅接地處理增強抗干擾能力。

進一步說明，所述的溫度發送端還包括保護外殼；所述的無線MCU、數字溫度傳感器、無線發射天線和電流采集模塊均分別固定安裝在保護外殼內部；所述的保護外殼設有用于放置氮化硼導熱塊的凹槽，所述的數字溫度傳感器緊貼著氮化硼導熱塊。