專利名稱：高壓斷路器溫度檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高壓斷路器溫度檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種高壓斷路器，尤其是涉及一種高壓斷路器溫度檢測裝置。
背景技術(shù)：
[0002]目前，高壓開關(guān)設(shè)備中所用的測溫方法有紅外線測溫、熱電阻熱電偶測溫和光纖測溫。紅外線測溫即是由人工拿著紅外線槍對準物體表面直接測量，它只能測到物體的表面溫度，還易受環(huán)境溫度的影響，其最大的缺點是必須由人工操作，不能實現(xiàn)在線監(jiān)測。而熱電阻、熱電偶都需要金屬導線傳輸信號，不能解決絕緣問題，因此不能在高壓開關(guān)設(shè)備中應用。另外，光纖測溫通過的光纖隔離高壓也存在著沿面放電問題，需要有較長的沿面爬電距離。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有測溫方法中存在的不足，提供工作穩(wěn)定、測量精度高、耐高壓、抗干擾能力強、實用性好的一種高壓斷路器溫度檢測裝置。[0004]本實用新型設(shè)有至少2路互相獨立的測溫模組和紅外數(shù)據(jù)傳遞通道，每一路測溫模組設(shè)有互感器電源、溫度檢測電路、紅外載波調(diào)制電路、紅外發(fā)射管、紅外接收管和紅外載波解調(diào)電路，所述紅外數(shù)據(jù)傳遞通道設(shè)有數(shù)據(jù)處理單元和顯示電路；[0005]所述互感器電源輸出端接溫度檢測電路輸入端，溫度檢測電路所采集到的數(shù)據(jù)幀輸出端接紅外載波調(diào)制電路的與非門的輸入端，紅外載波調(diào)制電路的數(shù)據(jù)幀輸出端接紅外發(fā)射管，紅外發(fā)射管發(fā)射載波信號；對應的紅外接收管接收相應通道的載波信號，紅外接收管的輸出端接紅外載波解調(diào)電路輸入端，紅外載波解調(diào)電路的解調(diào)后的數(shù)據(jù)幀信號輸出端接數(shù)據(jù)處理單元輸入端，數(shù)據(jù)處理單元輸出端接顯示電路。[0006]本實用新型利用無線通信技術(shù)來實現(xiàn)高低壓間測試信號的有效傳遞就可以解決監(jiān)測對象與測量設(shè)備間的電壓隔離問題。將檢測的結(jié)果經(jīng)單片機處理后再進行顯示、報警、保護控制并可與計算機通信，構(gòu)成完整可靠的監(jiān)控系統(tǒng)。[0007]本實用新型的克服了電力運行環(huán)境下高電壓、大電流、強電磁干擾、測溫元件安裝困難的技術(shù)難題，同時避免了線路(包括光纖)連接傳感器會改變電氣爬電距離的缺點，因此系統(tǒng)具有抗干擾、耐高壓、工作穩(wěn)定、容易擴展功能等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。


[0008]圖1為本實用新型實施例的電路組成框圖。[0009]圖2為本實用新型實施例的互感器電源的電路組成圖。[0010]圖3為磁芯磁化特性曲線。在圖3中，橫坐標為磁感應強度，縱坐標為磁通密度。[0011]圖4為本實用新型實施例的溫度檢測電路組成框圖。[0012]圖5為本實用新型實施例的紅外載波調(diào)制電路原理圖。[0013]圖6為本實用新 型實施例的紅外載波解調(diào)電路原理圖。
具體實施方式
[0014]
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。[0015]參見圖1，本實用新型實施例設(shè)有6路互相獨立的測溫模組和紅外數(shù)據(jù)傳遞通道，每一路測溫模組設(shè)有互感器電源1、溫度檢測電路2、紅外載波調(diào)制電路3、紅外發(fā)射管4、紅外接收管5和紅外載波解調(diào)電路6，所述紅外數(shù)據(jù)傳遞通道設(shè)有數(shù)據(jù)處理單元7和顯示電路8。[0016]所述互感器電源I輸出端接溫度檢測電路2輸入端，溫度檢測電路2所采集到的數(shù)據(jù)幀輸出端接紅外載波調(diào)制電路3的與非門的輸入端，紅外載波調(diào)制電路3的數(shù)據(jù)幀輸出端接紅外發(fā)射管4，紅外發(fā)射管4發(fā)射載波信號；對應的紅外接收管5接收相應通道的載波信號，紅外接收管5的輸出端接紅外載波解調(diào)電路6輸入端，紅外載波解調(diào)電路6的解調(diào)后的數(shù)據(jù)幀信號輸出端接數(shù)據(jù)處理單元7輸入端，數(shù)據(jù)處理單元7輸出端接顯示電路8。在圖1中，標記9為遠傳協(xié)議。[0017]所述互感器電源，在高壓端工作時，將工頻電流產(chǎn)生的磁場能量轉(zhuǎn)換成電源功率，為溫度檢測模組和紅外載波調(diào)制模組提供電源。[0018]所述溫度檢測電路將溫度傳感器檢測到的溫度信號進行調(diào)理、數(shù)字化后，組裝成數(shù)據(jù)幀。[0019]所述紅外載波調(diào)制電路將組裝好的數(shù)據(jù)幀調(diào)制到相應的紅外載波頻率后通過紅外發(fā)射管發(fā)送出去。為了防止通道間發(fā)生信號干涉，每個載波通道采用不同的的載波頻率進行通訊。[0020]所述紅外載波解調(diào)電路，在低壓端工作時，每一個載波通道的紅外接收管將相應通道的載波信號接收下來(不同通道的載波由于頻率不同不會產(chǎn)生干涉)，經(jīng)過解調(diào)，得到攜帶高壓端觸頭溫度信息的數(shù)據(jù)幀。[0021]所述數(shù)據(jù)處理單元將經(jīng)過解調(diào)得到的攜帶高壓端觸頭溫度信息的各通道的數(shù)據(jù)幀信號，進行處理，分包解幀，得到各個觸頭的溫度數(shù)據(jù)。[0022]所述顯示電路可將溫度數(shù)據(jù)通過液晶顯示，亦可送遠傳協(xié)議模塊轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)上傳或經(jīng)由GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)上傳。[0023]本實用新型采用互感器高壓端取電技術(shù)解決測量電路供電問題，采用紅外數(shù)傳通訊解決了測量數(shù)據(jù)下傳到低壓端的問題?？紤]到高壓斷路器有6個梅花觸頭，系統(tǒng)提供了6路相互獨立的測溫模組以及相應的紅外數(shù)據(jù)傳遞通道。[0024]參見圖2和3，互感器電源的能量來自于高壓側(cè)母線電流，由于母線電流情況復雜，電流在幾十安至幾千安之間波動，互感器電源設(shè)計的主要任務在于如何將一個變化幅度大的電流能源轉(zhuǎn)換成一個輸出恒定的電壓源，下面通過圖2和3進行分析。如圖2所示，互感器電源結(jié)構(gòu)并不復雜，互感器后是一個普通的整流電源拓撲，設(shè)計難點在于互感器的設(shè)計?；ジ衅饔梢淮尉€圈、二次線圈及鐵芯構(gòu)成，一次線圈流過的母線電流I1產(chǎn)生的磁通經(jīng)鐵芯耦合到次級產(chǎn)生電壓U00圖3表明磁芯磁化特性曲線，當一次線圈電流產(chǎn)生的磁場強度小于H。時，磁通密度線性增加，表現(xiàn)為U0隨I1線性增加。當I1產(chǎn)生的磁場強度大于Hc以后，磁通密度不在隨I1的增加而增加，表現(xiàn)為U0保持恒定，不隨磁場的增加而增加，這就是磁飽和。利用磁飽和特性可解決在電流大幅度變化的情況下，保持輸出電壓恒定的問題。因此，互感器電源鐵芯應選擇高磁導率、飽和磁感應強度低的鐵磁性材料以保證小電流下能順利啟動、大電流下限制功率輸出的要求。根據(jù)以上原則，可優(yōu)選磁導率高、飽和磁感應強度低的坡莫合金1J85作為鐵芯。在圖2中，標記21為整流電路，22為穩(wěn)壓電路。[0025]參見圖4，溫度檢測電路的溫度傳感器采用K型熱電偶P，配套集成電路ICl (采用AD595芯片)，AD595是AD公司生產(chǎn)的一款熱電偶放大器，具備冷端補償，IOmV/°C電壓輸出、單端+5V電壓供電。圖中只畫出一路測溫電路，實際電路中有兩路并行的AD595測溫電路。微處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器將檢測到的溫度信號按測溫通道次序經(jīng)放大器M和單片機CPU后打包成數(shù)據(jù)幀輸出(標記為OUT)。[0026]參見圖5，R1, R2, R3> C、與非門A、與非門B共同組成載波波振蕩器，待調(diào)制的數(shù)據(jù)中貞通過與非門A的一個輸入端輸入。R3、R4、紅外發(fā)光管D、晶體管T共同組成紅外發(fā)射器。載波振蕩器振蕩頻率f=l/2.2R2C，不同的數(shù)據(jù)信道可選擇不同的載波頻率。[0027]參見圖6，乘積型相位鑒頻器IC2 (采用MC1496)是根據(jù)雙差分對模擬相乘器基本原理制成的乘法器芯片，本實用新型用它構(gòu)成紅外載波解調(diào)電路，具有電路簡單，調(diào)試方便的優(yōu)點。其中C1與并聯(lián)諧振回路CL共同組成線性移相網(wǎng)絡(luò)，將調(diào)頻波的瞬時頻率的變化轉(zhuǎn)變成瞬時相位的變化。MC1496的作用是將調(diào)頻波與調(diào)頻調(diào)相波相乘，相乘后得到鑒頻信號，解調(diào)后的信號為雙端信號，經(jīng)差分放大器IC3處理后變成單端輸出，得到解調(diào)后的數(shù)據(jù)幀信號S。改變并聯(lián)諧振回路CL參數(shù)，即可得到不同載波的鑒頻頻率。在圖6中，R5、R6、R7、R8為電阻。[0028]數(shù)據(jù)處理單元由微處理器和邏輯電路模塊構(gòu)成。微處理器為邏輯控制電路輸出相應的6路控制信號，同時邏輯電路模塊接受并處理經(jīng)過解調(diào)得到的攜帶高壓端觸頭溫度信息的6通道數(shù)據(jù)幀信號，進行處理，分包解幀，得到各個觸頭的溫度數(shù)據(jù)。[0029]本實用新型采用互感器高壓側(cè)工作電流取電是可行的，在50 2500A寬范圍能正常工作。同時，本實用新型采用無線通信技術(shù)進行信號傳送，具有工作穩(wěn)定、抗干擾能力強、實用性好等優(yōu)點，適用于各種高壓斷路器上。[0030]本實用新型按信道依次將數(shù)據(jù)接收后解幀，得到各個通道的溫度數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過顯示程序可在本地顯示屏上顯示出各通道的實時數(shù)據(jù)，同時通過調(diào)用遠傳程序?qū)?shù)據(jù)按照遠傳格式再次打包成數(shù)據(jù)幀遠傳。[0031]設(shè)備的接觸點和開斷點處溫升的實時檢測，特別是基于無線傳輸高壓取電測溫的系統(tǒng)，克服了高壓電力 系統(tǒng)中檢測困難，測量精度差等難題，有效解決了高低壓間信號傳輸?shù)碾娢桓綦x問題，實現(xiàn)了對多個溫度信號的高精度監(jiān)測和傳輸。
權(quán)利要求1.高壓斷路器溫度檢測裝置，其特征在于設(shè)有至少2路互相獨立的測溫模組和紅外數(shù)據(jù)傳遞通道，每一路測溫模組設(shè)有互感器電源、溫度檢測電路、紅外載波調(diào)制電路、紅外發(fā)射管、紅外接收管和紅外載波解調(diào)電路，所述紅外數(shù)據(jù)傳遞通道設(shè)有數(shù)據(jù)處理單元和顯示電路； 所述互感器電源輸出端接溫度檢測電路輸入端，溫度檢測電路所采集到的數(shù)據(jù)幀輸出端接紅外載波調(diào)制電路的與非門的輸入端，紅外載波調(diào)制電路的數(shù)據(jù)幀輸出端接紅外發(fā)射管，紅外發(fā)射管發(fā)射載波信號；對應的紅外接收管接收相應通道的載波信號，紅外接收管的輸出端接紅外載 波解調(diào)電路輸入端，紅外載波解調(diào)電路的解調(diào)后的數(shù)據(jù)幀信號輸出端接數(shù)據(jù)處理單元輸入端，數(shù)據(jù)處理單元輸出端接顯示電路。
專利摘要高壓斷路器溫度檢測裝置，涉及一種高壓斷路器。設(shè)有至少2路互相獨立的測溫模組和紅外數(shù)據(jù)傳遞通道，每一路測溫模組設(shè)互感器電源、溫度檢測電路、紅外載波調(diào)制電路、紅外發(fā)射管、紅外接收管和紅外載波解調(diào)電路，紅外數(shù)據(jù)傳遞通道設(shè)數(shù)據(jù)處理單元和顯示電路；互感器電源輸出端接溫度檢測電路輸入端，溫度檢測電路所采集到的數(shù)據(jù)幀輸出端接紅外載波調(diào)制電路的與非門的輸入端，紅外載波調(diào)制電路的數(shù)據(jù)幀輸出端接紅外發(fā)射管，紅外發(fā)射管發(fā)射載波信號；對應的紅外接收管接收相應通道的載波信號，紅外接收管的輸出端接紅外載波解調(diào)電路輸入端，紅外載波解調(diào)電路的解調(diào)后的數(shù)據(jù)幀信號輸出端接數(shù)據(jù)處理單元輸入端，數(shù)據(jù)處理單元輸出端接顯示電路。
文檔編號G01K7/04GK203083734SQ20132010579
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者陳文薌, 侯磊, 洪劍鋒, 吳錦標, 朱維龍 申請人:廈門大學