1、權利要求書1頁 說明3頁 附圖2頁1發明名稱接點溫度無線檢測儀表的研究2摘要本發明涉及一種無線測溫模塊測量真空斷路器觸頭溫度的裝置，其特征在 于：采用微型無線溫度傳感器采集真空斷路器觸頭接點的溫度數值，并在安全距 離外的無線接收裝置之間無線測溫模塊進行數據傳輸。本發明有效解決了電力高 壓環境測溫，測量點分布不集中、人工無法或不便于接近的環境。并且可以按照 自己的實際情況分布所耍測量的位置，隨意的移動、拆裝、增減測溫點的個數。 避免了接觸式和光學測溫等傳統方法帶來的安全隱患。可對觸頭接點溫度實時監 測，在被測點溫度、溫升超限和設備超溫的情況下結合綜合保護裝置完成斷電。 無線溫度傳感器使用低功耗涉

2、及，并且使用羅氏線圈提供電源，長壽命，不需維 護的情況下可以至少工作io年。1/1頁權利要求書1.接點溫度無線檢測儀表，其特征在于：由無線接收模塊和無線發送模塊以及 avr單片機主板三部分組成，無線數字溫度傳感器發送裝置與無線溫度數據接收 裝置z間采用無線電磁波傳輸數據，采用數字溫度傳感器采集真空斷路器觸頭接 點的溫度數值，并在安全距離外的無線接收模塊之間通過電磁波傳輸模塊進行數 據傳輸。無線溫度接收模塊用于接收無線發送模塊傳輸來的溫度信息，多路無線 發送模塊，其中每路發送模塊由：8位avr單片機ic1、數字溫度傳感器ic2、 羅氏線圈提供電源模塊ic3組成。無線溫度接收模塊，由：avr單片機

3、ic4、無線 射頻發射天線模塊1c5、isp接口模塊組成。avr單片機主板電路，由：avr單片 機ic6、界步串行通訊接口模塊ic7、rs-485總線傳輸模塊ic8、按鍵模塊ic9、 dmt32240t035工業彩色液品屏ic10、超溫報警輸出指示燈led1及蜂鳴器q組成。 2根據權利要求1所述的多路無線數字溫度傳感器模塊，其特征在于：avr單片 機為無線溫度發送模塊核心芯片，分別連接fst型無線發射頭和數字溫度傳感器 以及羅氏線圈裝置。3. 根據權利要求2所述的核心控制器的電源采用羅氏線圈提供，并且核心控制器 可以工作在睡眠模式、喚醒模式、發送模式、接收模式、關機模式。4. 根據權利要求3所

4、述的電源模塊采用柔性羅氏線圈電流互感器。該互感器叮以 套接在真空斷路器觸頭導體上，當觸頭流過較大電流時鐵心將達到磁飽和，飽和 時線圈感應電壓不再隨載流母線電流的增加而線性增加，當母線流過小電流時正 常勵磁，這樣保證在母線載流變化范圍內產生較穩定的感應電壓；再通過后級整 流、穩壓、濾波電路，可得到較穩定的宜流電源，在斷路器工作過程中不間斷 地為該系統無線傳感器模塊提供穩定可靠的供電電源。5根據權利要求1所述的無線溫度的接收裝置，其特征在于：avr單片機ic1為 無線溫度接收模塊主控制芯片，分別連接czs-5型超再生接收頭、電源模塊和串 行通訊接口模塊、工業液晶屏接口模、isp接口模塊、jtag接

5、口模塊、聲光報警 電路模塊。6. 根據權利要求1所述的帔件裝置必須配備相應的軟件才能到達到合理的要求。 根據專利要求1所述的ic1芯片內部程序包括無線發送程序、測溫子程序。7. 根據專利要求1所述的1c1芯片內部程序包括無線接收程序，串口發送程序。 &根據專利要求1所述的ic4片內部程序包扌舌按鍵設置程序，繼電器控制程序、 指示燈報警子程序，串口發送液品顯示子程序、485總線通訊子程序。9.根據權利要求3所述的工作模式之間叮以切換，即睡眠模式叮以轉換成喚醒模 式，喚醒模式可以轉換成發送模式，發送模式可轉換成接收模式。此功能通過軟 件來實現。一種測量真空斷路器觸頭溫度的裝置技術領域：00

6、01本發明涉及智能真空斷路器領域，特別的涉及到無線溫度測量裝置。背景技術：0002在電力系統中，真空斷路器觸頭、高壓開關、變壓器、載流母線等高壓設 備在負載電流過大吋會出現溫升過高，最后使絕緣部件性能劣化，甚至擊穿。根 據電力安全監督部門提供數據分析，全國電力企業每年因為斷路器觸頭、高壓開 關、母線溫度過高引發的重大事故上千起，給生產和經營造成巨大經濟損失。針 對電力系統真空斷路器內部的高電壓、大電流、強電磁干擾、機械結構復雜的特 殊工作環境。通過監測變壓器、高壓電纜接頭、高壓開關觸點溫度的運行情況， 可有效防止高壓輸、變電故障的發生，為實現安全生產提供有效保障。因此采取 有效監測措施是電力系

7、統急需解決的重大課題。0003設備的觸頭溫度是設備運行狀態的外在表征。據報道，實施狀態監測可使 電力系統每年用于設備檢修的費用降低25%50%,故障停電時間減少75%,可 以大大提高供電可靠性。0004 口前，國產的紅外線測溫儀價格雖然低但性能不是很好，容易受到氣候、 溫度、距離以及操作人員的索質的影響，進口紅外線測溫儀性能雖然很好但價格 昂貴，比用無線測溫系統安裝一個變電站的成木還要高。和熱紅外測溫相比較， 無線測溫系統不需要人為的干預，而月可以通過計算機處理數據。0005光纖光柵測溫系統雖然精度比較高也不受周圍環境影響，也可以和上位機 通訊并處理數據，但該系統不能把高壓電氣和低壓環境隔離開

8、來，不符合高壓電 氣儀表規范，給安全生產帶來了隱患；從成本上來看，和無線測溫系統的造價相 近，如果采用進口光纖光柵測溫系統造價是無線測溫系統的5-6倍。實用新型內容：0006木發明所要解決的一個技術問題是提供一種測量真空斷路器觸頭溫度的 裝置，該裝置能長時間工作，采用羅氏線圈給無線溫度傳感裝置供電。采用先進 的arm處理器設計的卜位機單元。無線溫度數據的可靠傳送。0007采用柔性羅氏線圈供電的無線溫度傳感裝置，具冇可拔插末端和螺紋末端 的線圈可以通過一個特殊的繞組來補償空隙對磁場的影響，最大程度的減少外界 磁場的干擾。0008所述電源模塊口j拔插末端連接方式是標準的末端連接方式，適用于線圈頻

9、繁安裝和拆卸，螺紋末端的線圈適用丁永久性安裝或者安裝時間久的系統。線圈 信號線被固定在線圈一端，安裝時將另一端繞過導體然后末端相連。0009所述下位機采用arm9處理器設計方法，能最大程度滿足多傳感器無線網絡 的要求，最多連接無線終端節點數口可達256個。該處理器軟件設計畫面具有曲 線顯示功能，能實時監測電源能量。0010所述無線網絡傳感系統平臺基礎上實現，可對近距離真空斷路器觸頭接點 溫度數據無線發送和接收。附圖說明0011圖1為木發明真空斷路器觸頭溫度測量裝置示意圖。0012圖2為本發明接收裝置結構原理框圖。0013圖3為本發明發送裝置結構原理框圖。0014圖4為本發明接收裝置軟件流程圖。

10、0015圖5為本發明發送裝置軟件流程圖。具體實施方式0016卜面參照附圖對木發明進行更全面的描述，木發明的測量裝置示意圖及其說明用于解釋本發明，但不構成對本發明的不當限定。0017在電力行業技術應用的背景下，本發明提出了真空斷路器觸頭溫度檢測控制系統。0018 如圖1所示，該發明的終端設備是由封裝在一起的3部分裝置構成，包 括套接在梅花觸頭上的羅氏線圈，數字溫度傳感器，無線發送裝置。該終端設備 可以滿足高電壓、大電流、強電磁干擾環境下測量岀觸頭溫度，并且能很好利用 大電流提供電源。0019 如圖1所示，該終端設備通過無線電磁波傳輸方式，基于zigbee網絡的 拓撲技術，將溫度的屯信號溫度可靠地

11、傳輸給接收裝置。能夠滿足現場環境的要 求。0020如圖1所示，該發明的下位機設備是由兩大核心控制器和外圍的輸入輸出設備封裝在一起而構成的。該下位機設備具休包扌舌，cc2430無線單片機，arm9 處理器，液晶顯示模塊，鍵盤設定模塊，聲光報警模塊和485總線模塊構成。 該下位機設備主要實現接收無線發送裝置傳輸來的電信號，并且實時的通過485 總線將數據一方面傳送給上位機設備，一方面傳送給arm9處理器。0021如圖2所示，該發明的發射裝置的結構原理圖，其特征在于：核心控制器cc2430無線單片機，接收來自數字溫度傳感器發送來的數據。并且處理之后通 過高頻電路以及高頻天線發射給接收裝置。該發明的電

12、源模塊采用羅氏線圈提 供，呈環狀結構套接在真空斷路器固封極柱臂上。0022 溫度傳感器采用單總線(l-wirc bus)的數字溫度傳感器進行溫度信 息的采集與處理。其屮每條總線連接的1-wire器件數量可達248支，適用于單主 機、多從設備的系統。一般情況下，-wire網絡只使用電源線、地線、和信號線 3根線；l-wire bus與其他串行通信方式最大的不同在于，它采用單根信號線雙 向傳輸數據，以節省i/o口資源，其實現成本低廉、體積小、便于總線擴展和維 護等。0023其屮，該溫度傳感器是3引腳t0-92小體積封裝形式，溫度測量范圍為-55°c +125°c,可編程為9位-

13、12位md轉換精度，溫度分辨率可達0. 0625°c,被測溫度 以帶符號擴展的16位數字量方式串行輸岀；其工作電源既可以從端腳引入，也可 采用寄生電源方式產生。0024無線單片機采用單片收發配套芯片，工作t2. 4-2. 5ghz頻段，工作電壓 為1855v,有多達125個頻道供選擇，并ii可通過spi寫入數據。在spi模式中， usart通過3線接口或者4線接口與外部系統通信。接口包含引腳mosi、miso、sck、 和ss_n。其特征為：3線或者4線sp1接口，主/從模式，可配置的sck極性和相位, 可配甕的lsb或者msb首先傳輸。在spi模式中，usart可通過寫uxcsr. slave位來 配置sp1為主模式或者從模式。0025在接收模式中，當幀開始定界符(sfd)域全部收到之后，中斷標志位 irq_sfd置1,而且發出rf屮斷請求。如果地址識別已經禁止或者已經獲得成功， 則rstatus. sfd位只有在mpdu的最后一個字節被接收到之后再次清0。如果接收到 的幀地址識別失敗，貝'jrfstatus. sfd位立即清0。0026頻率和信道編程可設置，可