專利名稱：一種斷路器智能測溫測電流觸臂及其分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及斷路器在線監(jiān)測領(lǐng)域，更具體的說涉及一種用于監(jiān)測斷路器主回路溫度和電流的觸臂及其分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
斷路器是保證輸配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵部件之一，斷路器正常工作與否關(guān)系著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此確保斷路器可靠運(yùn)行尤其重要。斷路器故障及事故中，主回路溫升過高弓I起的問題占據(jù)著一定比例。斷路器主回路溫度過高或異常，主要是由于動靜觸頭接觸不良，接觸電阻增大，造成回路溫度異常。若未能及時獲知此變化，繼續(xù)運(yùn)行，會進(jìn)一步加劇發(fā)熱和氧化，產(chǎn)生惡性循環(huán)，出現(xiàn)諸如觸指熔化脫落、觸頭燒毀、絕緣材料惡化等現(xiàn)象，最后甚至?xí)鸹鸲l(fā)事故，嚴(yán)重地造成開關(guān)爆炸等惡性事故。目前，主要是通過以下幾種手段直接或間接檢測主回路溫升變色片、紅外線成像及測溫技術(shù)、通過金屬導(dǎo)線埋設(shè)溫度傳感器測溫以及光纖測溫。長期以來，由于斷路器的主回路(主要為觸臂和觸頭)一直處于高電位環(huán)境，在直接測量條件下一般無法解決高壓絕緣、高低電位下電氣隔離等各類問題，使得斷路器主回路的溫度在線監(jiān)測一直是一個難題。隨著技術(shù)的進(jìn)步，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了部分對斷路器主回路測溫的產(chǎn)品，但是其仍存在一些弊端，比如一、只是單一地對溫度進(jìn)行測量，無法實時了解觸臂通過電流的變化，無法實際地反映溫升和電流大小的關(guān)系，進(jìn)行跟蹤和判斷分析；二、取得的數(shù)據(jù)僅在開關(guān)柜低壓室的顯示屏上得以顯示，部分位移偏遠(yuǎn)的地區(qū)，由于有限網(wǎng)絡(luò)無法到達(dá)，故溫度數(shù)據(jù)無法及時傳輸至位于遠(yuǎn)程的控制中心，維護(hù)人員無法及時了解位于開關(guān)柜內(nèi)部的斷路器主回路溫度變化，從而造成控制和維護(hù)檢修不便的問題；三、對于市面上用于電力方面的短距離無線測溫產(chǎn)品，無線信號易受斷路器運(yùn)行時產(chǎn)生的電磁干擾的影響，尤其是在電壓波動和斷路器合分過程中。同時其發(fā)射距離和速率太低，無法及時同步于斷路器主回路的溫升變化。有鑒于此，本發(fā)明人針對現(xiàn)有斷路器在線監(jiān)測技術(shù)中的上述缺陷深入研究，遂有
本案產(chǎn)生。

實用新型內(nèi)容本實用新型的第一目的在于提供一種斷路器智能測溫測電流觸臂，其能測量高電壓環(huán)境下斷路器主回路的溫度和電流，以解決現(xiàn)有技術(shù)中只能單一地對溫度進(jìn)行測量而具有監(jiān)測信息不夠確切的問題。為了達(dá)成上述目的，本實用新型的解決方案是一種斷路器智能測溫測電流觸臂，包括觸臂本體，其中，該智能測溫測電流觸臂還包括感應(yīng)取電模塊、溫度傳感器、電流測量線圈、信號調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及第一無線通信模塊，該感應(yīng)取電模塊感應(yīng)獲取電流并提供電源；該溫度傳感器嵌入設(shè)置在觸臂本體內(nèi)而檢測觸臂同觸頭接觸區(qū)域的溫度；該電流測量線圈嵌套在觸臂本體上而測量通過觸臂的電流；該電流測量線圈通過信號調(diào)理模塊而與數(shù)據(jù)處理模塊相連，該溫度傳感器與數(shù)據(jù)處理模塊相連，該數(shù)據(jù)處理模塊還與第一無線通信模塊相連。進(jìn)一步，該電流測量線圈為測量范圍為0-5000A的羅氏線圈。進(jìn)一步，該感應(yīng)取電模塊包括電流互感器和電源保護(hù)電路，該電源保護(hù)電路與電流互感器相連。進(jìn)一步，該溫度傳感器為數(shù)字型溫度傳感器。本實用新型的第二目的在于提供一種斷路器智能分析系統(tǒng)，其不僅能實現(xiàn)在高電壓下溫度和電流的直接測量，還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸、報警和監(jiān)測。為了達(dá)到上述目的，該斷路器智能分析系統(tǒng)，包括前述測溫測電流觸臂以及位于斷路器外部的無線終端。該無線終端，包括第二無線通信模塊、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)存儲單元、人機(jī)界面以及報警輸出單元，該數(shù)據(jù)處理單元與第二無線通信模塊、數(shù)據(jù)存儲單元、人機(jī)界面和報警輸出單元均相連，該第二無線通信模塊與至少一個第一無線通信模塊通信并將得到的溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元。進(jìn)一步，該斷路器智能分析系統(tǒng)還包括中心分析站，該無線終端還包括與數(shù)據(jù)處
理單元相連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元還設(shè)置可與中心分析站相互通信的通信接 □。進(jìn)一步，該通信接口包括RS-232、RS485、USB、以太網(wǎng)和移動數(shù)據(jù)網(wǎng)。進(jìn)一步，該中心分析站采用SCADA系統(tǒng)，該SCADA系統(tǒng)具有Web形式的可視監(jiān)控界面。采用上述結(jié)構(gòu)后，本實用新型涉及的一種斷路器智能測溫測電流觸臂及其分析系統(tǒng)，其至少具有如下功效一、該感應(yīng)取電模塊能自行獲得電源并供給至溫度傳感器和第一無線通信模塊， 從而使得該智能測溫測電流觸臂能實現(xiàn)自行供電，避免了高溫高壓情況下對電池工作的影響，并具有能長期工作的功效；二、該溫度傳感器獲取溫度數(shù)據(jù)，該電流測量線圈則獲取電流數(shù)據(jù)，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊處理后而由第一無線通信模塊傳輸出去，由于采用無線通信的方式，故能避免斷路器高低壓側(cè)之間高電壓差帶來的相應(yīng)問題，從而具有測量準(zhǔn)確的功效；三、該無線終端接收并處理溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)后，會將相應(yīng)數(shù)據(jù)顯示在人機(jī)界面上而供管理人員查看，并同時將數(shù)據(jù)存儲起來而成為歷史數(shù)據(jù)；另外該數(shù)據(jù)處理單元還會根據(jù)通過觸臂電流的大小和溫升綜合判斷斷路器的運(yùn)行狀態(tài)，如果存在異常則報警輸出單元發(fā)出報警信號。

圖1為本實用新型涉及一種斷路器智能測溫測電流觸臂較佳實施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖1中感應(yīng)取電模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實用新型涉及一種斷路器智能分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0029]圖4為圖3中無線終端的結(jié)構(gòu)框圖。圖中智能分析系統(tǒng)100測溫測電流觸臂10感應(yīng)取電模塊11電流互感器111電源保護(hù)電路112溫度傳感器12電流測量線圈13信號調(diào)理模塊14數(shù)據(jù)處理模塊15第一無線通信模塊16無線終端20第二無線通信模塊21數(shù)據(jù)處理單元22數(shù)據(jù)存儲單元23人機(jī)界面24報警輸出單元25數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元26中心分析站30。
具體實施方式
為了進(jìn)一步解釋本實用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。如圖1所示，其示出的為本實用新型涉及的一種斷路器智能測溫測電流觸臂10， 包括觸臂本體(圖中未示出)、感應(yīng)取電模塊11、溫度傳感器12、電流測量線圈13、信號調(diào)理模塊14、數(shù)據(jù)處理模塊15以及第一無線通信模塊16。該感應(yīng)取電模塊11，感應(yīng)獲取電流并供給智能測溫測電流觸臂10的其它部件，比如具體供給至溫度傳感器12、數(shù)據(jù)處理模塊15和第一無線通信模塊16 ；具體的，如圖2所示，該感應(yīng)取電模塊11包括電流互感器111和電源保護(hù)電路112，該電源保護(hù)電路112與電流互感器111相連；該電源保護(hù)電路112用于防止和抑制過電壓、過電流等浪涌現(xiàn)象；通過該感應(yīng)取電模塊11，本實用新型涉及的智能測溫測電流觸臂10能實現(xiàn)自行供電，避免了高溫高壓情況下對電池工作的影響，解決了高電壓情況下，對電子線路獨(dú)立供電的問題，從而具有能長期工作的功效。該溫度傳感器12，嵌入設(shè)置在觸臂本體內(nèi)，從而檢測觸臂同觸頭接觸區(qū)域的溫度； 具體的，該溫度傳感器12優(yōu)選為數(shù)字型溫度傳感器12，從而省去了大量的外圍電路，極大地減小了線路板空間，同時數(shù)字信號的輸出，也避免了斷路器正常運(yùn)行時，高溫和電磁干擾對直接采集測量模擬溫度信號的干擾；該溫度傳感器12直接與數(shù)據(jù)處理模塊15相連，并將得到的溫度數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊15處理。該電流測量線圈13，嵌套在觸臂本體上，從而測量通過觸臂的電流；具體的，該電流測量線圈13選用測量范圍為0-5000A的羅氏線圈；該電流測量線圈13通過信號調(diào)理模塊14前端處理后，而與數(shù)據(jù)處理模塊15相連，而完成將電流數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊15 處理；該第一無線通信模塊16，與數(shù)據(jù)處理模塊15相連，而將經(jīng)由數(shù)據(jù)處理模塊15處理的溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)采用無線傳輸?shù)姆绞絺鬏敵鋈?；具體的，該第一無線通信模塊16基于2. 4GHz的無線技術(shù)，其具有自動調(diào)頻能力，并在板上集成天線，該第一無線通信模塊16發(fā)射功率低，不會對其他電子設(shè)備的運(yùn)行造成干擾，且開關(guān)設(shè)備正常運(yùn)行時可以進(jìn)行可靠的通信，由此，其無需利用任何電纜和光纖等有線連接，從而解決了高電位和低電位直接的通信問題，同時避免了爬電等絕緣問題，從而大大提高測量的準(zhǔn)確性。在整個智能測溫測電流觸臂10組裝完成后，由于觸臂本體與現(xiàn)有技術(shù)中觸臂結(jié)構(gòu)基本相同，故其安裝方式與現(xiàn)有完全相同，故不進(jìn)行詳細(xì)描述。另外，該觸臂本體上還標(biāo)注有全球唯一的ID號，從而具有利于維護(hù)識別的功效。如圖3和圖4所示，其為本實用新型涉及的一種斷路器智能分析系統(tǒng)100，該智能分析系統(tǒng)100包括前述測溫測電流觸臂10以及位于斷路器外部的無線終端20。由于測溫測電流觸臂10在上文已經(jīng)得到充分描述，故將不對測溫測電流觸臂10內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行再次描述，下面則對無線終端20及無線終端20與測溫測電流觸臂10之間的作用關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)描述如圖4所示，該無線終端20包括第二無線通信模塊21、數(shù)據(jù)處理單元22、數(shù)據(jù)存儲單元23、人機(jī)界面M以及報警輸出單元25。該數(shù)據(jù)處理單元22與第二無線通信模塊21、數(shù)據(jù)存儲單元23、人機(jī)界面M和報警輸出單元25均相連，該第二無線通信模塊21與至少一個第一無線通信模塊16通信并將得到的溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元22。該數(shù)據(jù)處理單元22將溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)實時進(jìn)行處理并比對，其一方面通過人機(jī)界面M將數(shù)據(jù)實時顯示，并通過數(shù)據(jù)存儲單元23作為歷史數(shù)據(jù)存儲起來；另一方面通過對流過觸臂電流的大小和溫升進(jìn)行綜合判斷，判斷得出斷路器的主回路有異常狀況，則通過報警輸出單元25報警，此時管理人員應(yīng)立即進(jìn)行停電檢修。如圖3所示，該斷路器智能分析系統(tǒng)100還包括中心分析站30，該無線終端20還包括與數(shù)據(jù)處理單元22相連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元沈，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元沈還設(shè)置可與中心分析站30相互通信的通信接口，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元沈具體亦為通信模塊，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元沈支持多種有線及無線通信網(wǎng)絡(luò)，具體的，該通信接口包括RS_232、RS485、USB、以太網(wǎng)和移動數(shù)據(jù)網(wǎng)；該中心分析站30則采用SCADA系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元沈內(nèi)部可內(nèi)嵌有無線數(shù)據(jù)通信模塊，其可將加密數(shù)據(jù)實時傳送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，從而解決了部分地區(qū)無有線以太網(wǎng)接入的問題。該SCADA系統(tǒng)具有Web形式的可視監(jiān)控界面，如此可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測斷路器溫升和負(fù)載電流，并進(jìn)行高級分析和診斷；同時可對無線終端20、智能測溫測電流觸臂10 進(jìn)行管理、配置和軟件升級；另外還可以配備客戶端軟件，而可以直接與無線終端20通信而進(jìn)行分析。本實用新型涉及的一種斷路器智能測溫測電流觸臂10及其分析系統(tǒng)，其還可以應(yīng)用于母排、電纜等感應(yīng)取電測溫測電流領(lǐng)域。上述實施例和圖式并非限定本實用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實用新型的專利范疇。
權(quán)利要求1.一種斷路器智能測溫測電流觸臂，包括觸臂本體，其特征在于，該智能測溫測電流觸臂還包括感應(yīng)取電模塊、溫度傳感器、電流測量線圈、信號調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及第一無線通信模塊，該感應(yīng)取電模塊感應(yīng)獲取電流并提供電源；該溫度傳感器嵌入設(shè)置在觸臂本體內(nèi)而檢測觸臂本體的溫度；該電流測量線圈嵌套在觸臂本體上而測量通過觸臂的電流；該電流測量線圈通過信號調(diào)理模塊而與數(shù)據(jù)處理模塊相連，該溫度傳感器與數(shù)據(jù)處理模塊相連，該數(shù)據(jù)處理模塊還與第一無線通信模塊相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種斷路器智能測溫測電流觸臂，其特征在于，該電流測量線圈為測量范圍為0-5000A的羅氏線圈。
3.如權(quán)利要求1所述的一種斷路器智能測溫測電流觸臂，其特征在于，該感應(yīng)取電模塊包括電流互感器和電源保護(hù)電路，該電源保護(hù)電路與電流互感器相連。
4.如權(quán)利要求1所述的一種斷路器智能測溫測電流觸臂，其特征在于，該溫度傳感器為數(shù)字型溫度傳感器。
5.一種斷路器智能分析系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至4任一項所述的測溫測電流觸臂以及位于斷路器外部的無線終端；該無線終端包括第二無線通信模塊、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)存儲單元、人機(jī)界面以及報警輸出單元，該數(shù)據(jù)處理單元與第二無線通信模塊、 數(shù)據(jù)存儲單元、人機(jī)界面和報警輸出單元均相連，該第二無線通信模塊與至少一個第一無線通信模塊通信并將得到的溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元。
6.如權(quán)利要求5所述的一種斷路器智能分析系統(tǒng)，其特征在于，該斷路器智能分析系統(tǒng)還包括中心分析站，該無線終端還包括與數(shù)據(jù)處理單元相連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元還設(shè)置可與中心分析站相互通信的通信接口。
7.如權(quán)利要求6所述的一種斷路器智能分析系統(tǒng)，其特征在于，該通信接口包括 RS-232、RS485、USB、以太網(wǎng)和移動數(shù)據(jù)網(wǎng)。
8.如權(quán)利要求6所述的一種斷路器智能分析系統(tǒng)，其特征在于，該中心分析站采用 SCADA系統(tǒng)，該SCADA系統(tǒng)具有Web形式的可視監(jiān)控界面。
專利摘要本實用新型公開一種斷路器智能測溫測電流觸臂及其分析系統(tǒng)，包括觸臂本體、感應(yīng)取電模塊、溫度傳感器、電流測量線圈、信號調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和第一無線通信模塊，該感應(yīng)取電模塊感應(yīng)獲取電流并提供電源；該溫度傳感器嵌入設(shè)置在觸臂本體內(nèi)而檢測觸臂同觸頭接觸區(qū)域的溫度；該電流測量線圈嵌套在觸臂本體上而測量通過觸臂的電流；該電流測量線圈通過信號調(diào)理模塊而與數(shù)據(jù)處理模塊相連，該溫度傳感器與數(shù)據(jù)處理模塊相連，該數(shù)據(jù)處理模塊還與第一無線通信模塊相連。該分析系統(tǒng)則還包括供與測溫測電流觸臂相連并分析得到溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)的無線終端。本實用新型不僅能實現(xiàn)在高電壓下溫度和電流的直接測量，而且還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸、報警和監(jiān)測。
文檔編號G01R19/00GK202066606SQ20112014190
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者張健, 蘇麗紅, 許剛, 陳偉宏, 黃明 申請人:廈門Abb開關(guān)有限公司