本實用新型涉及電力自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電流溫度信號智能檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前在電纜傳輸對電流進行檢測時，常用的產(chǎn)品有電纜型電流溫度傳感器及段碼LCD顯示故障的指示器等產(chǎn)品?，F(xiàn)有電纜型電流溫度檢測和故障指示裝置中，傳感器捕捉到的信號通過電纜線傳輸給主機，主機接收到信號后電纜的電流、溫度信息。

然而常規(guī)電流溫度信號檢測裝置存在以下缺陷：一是常規(guī)電纜型產(chǎn)品傳感器因電纜傳輸功耗較大，需要外部供電才可正常工作，而且線纜傳輸過程中容易受到電磁等雜波干擾導致準確率降低或誤報故障的情況；二是對合閘、涌流、瞬時大電流存在誤報故障的問題，故障檢測的準確度低；三是傳感器采用有源供電方式，對外部供電的依賴，安裝不便，缺少對溫度信息的檢測；四是段碼LCD型故障指示器因LCD本身溫度系數(shù)的缺陷，在低于-10℃或高于50℃的環(huán)境下屏幕顯示內(nèi)容將無法正常顯示，段碼LCD顯示內(nèi)容簡單，操作復雜；五是電流傳感器內(nèi)的處理控制模塊及主機的單片機無間歇工作，整個系統(tǒng)的功耗高。

因此，針對以上不足，需要提供了一種電流溫度信號智能檢測系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本實用新型的目的是提供一種電流溫度信號智能檢測系統(tǒng)以解決現(xiàn)有技術(shù)中故障檢測易受雜波干擾，準確度低，易誤報，安全性差和電流溫度信號檢測裝置功耗高的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型一方面提供了一種電流溫度信號智能檢測系統(tǒng)，包括電流溫度傳感器、傳輸光纖及故障指示主機，所述電流溫度傳感器包括線圈采樣回路、處理控制單元、電流記憶單元、比較器、加法器及光電轉(zhuǎn)換單元，所述線圈采樣回路的感應(yīng)線圈感應(yīng)電流，以實時獲取電流信息，所述處理控制單元與所述線圈采樣回路連接，以讀取實時電流信息；所述電流記憶單元與所述線圈采樣回路連接，以獲得記憶電流信息；所述線圈采樣回路與所述比較器連接，所述電流記憶單元通過加法器與所述比較器連接，所述比較器接收經(jīng)加法器抬高設(shè)定閾值后的記憶電流信息；所述比較器與處理控制單元連接，在電流突變時向所述處理控制單元輸入觸發(fā)信號和喚醒所述處理控制單元；所述處理控制單元與所述光電轉(zhuǎn)換單元連接，在收到觸發(fā)信號后進行判斷并發(fā)出故障信息，所述光電轉(zhuǎn)換單元將故障信息由電信號轉(zhuǎn)換為光信號，所述光電轉(zhuǎn)換單元通過傳輸光纖與所述故障指示主機連接。

其中，所述光電轉(zhuǎn)換單元為光電轉(zhuǎn)換器。

其中，所述電流溫度傳感器還包括溫度采樣單元，所述溫度采樣單元與所述處理控制單元連接，以將采集的溫度信息傳遞給所述處理控制單元。

其中，還包括與所述處理控制單元連接的定時單元，在經(jīng)過設(shè)定的時間段后喚醒所述處理控制單元。

其中，所述電流溫度傳感器包括內(nèi)置式鋰電池，所述內(nèi)置式鋰電池與所述處理控制單元連接。

其中，所述處理控制單元為微控制單元；所述電流記憶單元為記憶電容；所述比較器為比較器電路；所述加法器為加法器電路；所述故障信息傳送單元為通訊單元。

其中，所述故障指示主機包括單片機、光纖輸入單元、顯示單元及人機交互單元，所述光纖輸入單元與所述單片機連接，以對光信號進行解碼放大送至所述單片機；所述顯示單元與所述單片機連接，以對單片機處理后的故障信息進行顯示；所述人機交互單元與所述單片機連接，以輸入控制指令信息。

其中，所述故障指示主機還包括數(shù)據(jù)通信交互單元，以向通信終端傳送電流及溫度信息。

其中，還包括故障信號對外輸出電路和自保持繼電器，所述故障信號對外輸出電路通過所述自保持繼電器與所述單片機連接；所述顯示單元為OLED顯示屏和LED燈；所述故障指示主機包括與所述單片機連接的計時單元。

(三)有益效果

本實用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：

本實用新型提供的電流溫度信號智能檢測系統(tǒng)中，電流、溫度信號用同一根光纖傳輸，經(jīng)過調(diào)制加密的數(shù)字信號由光纖傳輸時，不會受到電磁、射頻等雜波的干擾，光纖的應(yīng)用徹底杜絕了因一次線路漏電對故障指示器主機的損壞和對人身安全的威脅；主機采用OLED顯示屏，解決了以往產(chǎn)品受溫度變化影響的問題，使得產(chǎn)品的使用范圍更加廣泛，在-40℃～85℃的環(huán)境都能正常使用，解決了原有顯示屏在低溫或高溫場合無法在現(xiàn)場讀取數(shù)據(jù)的難題；電流溫度傳感器采用無源自供電方式，內(nèi)置大容量一次性鋰電池，改變了原有傳感器對外部供電的依賴，安裝更加便捷；通過電流記憶單元、比較器、加法器，采用自適應(yīng)算法對運行線路進行監(jiān)測，解決了原有計算方法對合閘、涌流、瞬時大電流誤報故障的問題，降低了系統(tǒng)功耗，提高了故障檢測的準確度。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例電流溫度信號智能檢測系統(tǒng)的工作原理圖；

圖2是本實用新型實施例電流溫度信號智能檢測系統(tǒng)中的電流溫度傳感器的工作原理圖；

圖3是本實用新型實施例電流溫度信號智能檢測系統(tǒng)中故障指示主機的工作原理圖

圖4是圖2中比較器的連接關(guān)系電路圖。

圖中，1：故障指示主機；2：光纖；3：比較器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

如圖1、圖2、圖3及圖4所示，本實用新型提供的電流溫度信號智能檢測系統(tǒng)包括電流溫度傳感器(圖1中具體為四個，分別為A傳感器、B傳感器、C傳感器、E傳感器)、傳輸光纖2及故障指示主機1，所述電流溫度傳感器包括線圈采樣回路、處理控制單元、電流記憶單元、比較器3、加法器及光電轉(zhuǎn)換單元，線圈采樣回路的感應(yīng)線圈感應(yīng)電流，以實時獲取電流信息，處理控制單元與線圈采樣回路連接，以讀取實時電流信息；電流記憶單元與線圈采樣回路連接，以獲得記憶電流信息；線圈采樣回路與比較器3連接，電流記憶單元通過加法器與比較器3連接，比較器3接收經(jīng)加法器抬高設(shè)定閾值后的記憶電流信息；比較器3與處理控制單元連接，在電流突變時向處理控制單元輸入觸發(fā)信號和喚醒處理控制單元；處理控制單元與光電轉(zhuǎn)換單元連接，在收到觸發(fā)信號后進行判斷并發(fā)出故障信息，光電轉(zhuǎn)換單元將故障信息由電信號轉(zhuǎn)換為光信號，光電轉(zhuǎn)換單元通過傳輸光纖2與故障指示主機1連接。其中，處理控制單元可對故障信號進行調(diào)制加密，然后經(jīng)光電轉(zhuǎn)換單元進行光電轉(zhuǎn)換。

上述實施例中，傳感器內(nèi)部采用一個感應(yīng)線圈，配合傳感器外部U型鐵環(huán)形成閉合回路，利用電磁感應(yīng)技術(shù)獲取一次線路上的電流信息，具體地，線圈采樣回路對實時電流進行整流采樣獲得實時電流信息，然后送入處理控制單元定時讀取實時電流信息；實時電流信息經(jīng)處理控制單元處理，可把采集到的實時電流信息上傳主機；電流記憶單元與線圈采樣回路連接，實時電流信息經(jīng)電容記憶獲得記憶電流信息，再對記憶電流信息經(jīng)過加法器抬高一定閾值后，通過比較器3將經(jīng)抬高閾值后的記憶電流信息與實時電流信息比較，在電流突變時獲取觸發(fā)信號，電流突變時比較器3會輸出觸發(fā)信號喚醒處理控制單元，處理控制單元經(jīng)過測量判斷后發(fā)出故障信號；光電轉(zhuǎn)換單元將故障信息由電信號轉(zhuǎn)換為光信號，然后通過光纖2傳輸至故障指示主機1(或稱為電流溫度故障指示主機1)，然后由故障指示主機1進行故障的處理。

由于傳感器采用電流記憶單元對實時電流信息進行記憶形成記憶電流信息，并通過加法器抬高一定閾值，將經(jīng)抬高閾值后的記憶電流信息與實時電流信息比較，正常變動情況下，實時電流信息小于經(jīng)抬高閾值后的記憶電流信息，比較器3不發(fā)觸發(fā)信號，電流突變時，實時電流信息大于經(jīng)抬高閾值后的記憶電流信息，比較器3會輸出觸發(fā)信號喚醒處理控制單元，通過這種新的自適應(yīng)檢測方式對運行線路進行監(jiān)測，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對合閘、涌流、瞬時大電流誤報故障的問題，提高了故障檢測的準確度；同時，處理控制單元采用電流突變喚醒兩種喚醒方式，實時性好并且功耗低，處理控制單元平時處于睡眠狀態(tài)，整個電路功耗很低。

具體地，光電轉(zhuǎn)換單元為光電轉(zhuǎn)換器。通過光電轉(zhuǎn)換器將電流溫度電信號轉(zhuǎn)化為光信號；電流溫度傳感器還包括溫度采樣單元，溫度采樣單元與處理控制單元連接，以將采集的溫度信息傳遞給處理控制單元，擴展了電流溫度傳感器的功能。

由于，電流、溫度信號用同一根光纖2傳輸，經(jīng)過調(diào)制加密的數(shù)字信號由光纖2傳輸時，不會受到電磁、射頻等雜波的干擾；光纖2的應(yīng)用徹底杜絕了因一次線路漏電對故障指示器主機的損壞和對人身安全的威脅。

進一步地，還包括定時單元，定時單元與處理控制單元連接，在經(jīng)過設(shè)定的時間段后喚醒處理控制單元，定時讀取實時電流信息。傳感器采用定時喚醒和電流突變喚醒兩種喚醒方式，控制處理單元每隔一定時間(如10秒)被定時器喚醒一次，短時間(如1毫秒)內(nèi)完成測量后進入睡眠狀態(tài)，所以整機功耗極低；這樣，不會漏失故障突變的同時保證了整個系統(tǒng)的功耗。

具體地，電流記憶單元為記憶電容，比較器3為比較器3電路；加法器為加法器電路；故障信息傳送單元為通訊單元，故障信息傳送可以為有線的方式，也可以為無線的方式。

具體地，處理控制單元為微控制單元；電流記憶單元為記憶電容；比較器3為比較器3電路；加法器為加法器電路；線圈采樣回路、處理控制單元、電流記憶單元、比較器3、加法器及故障信息傳送單元內(nèi)置于傳感器殼體2內(nèi)；圖4中，實時電流信息VFD及記憶電流信息VT進入比較器33，比較器3將觸發(fā)信號VH發(fā)出。

具體地，如圖3所示，所述故障指示主機1包括單片機、光纖2輸入單元、顯示單元及人機交互單元，光纖2輸入單元與單片機連接，以對光信號進行解碼放大送至單片機；顯示單元與單片機連接，以對單片機處理后的故障信息進行顯示；人機交互單元與單片機連接，以輸入控制指令信息；所述顯示單元為OLED顯示屏和LED燈。

該實施方式中，通過光纖2輸入單元接收光纖2傳輸過來的光信號，并進行解碼放大輸送至單片機，單片機將該信號內(nèi)容轉(zhuǎn)換為文字信息在OLED顯示屏顯示，用戶此時可以通過人機交互單元(面板按鍵)進行所需要的設(shè)置操作；本實用新型電流溫度故障指示主機1采用OLED屏幕做為顯示單元，128*64顯示分辨率單屏顯示所有溫度和電流數(shù)據(jù)，解決了原有顯示單元3顯示的信息簡單不完整的問題；本主機可在無外部供電的情況下連續(xù)工作不低于5年，采用OLED具有低功耗的優(yōu)點；而且采用OLED顯示屏，解決了以往產(chǎn)品受溫度變化影響的問題，使得產(chǎn)品的使用范圍更加廣泛，在-40℃～85℃的環(huán)境都能正常使用，解決了原有顯示屏在低溫或高溫場合無法在現(xiàn)場讀取數(shù)據(jù)的難題；電流溫度故障指示主機1的所有監(jiān)測數(shù)據(jù)可以全部一屏顯示，方便讀取，提高了工作效率。

具體地，故障指示主機1還包括數(shù)據(jù)通信交互單元，以向通信終端傳送電流及溫度信息。有故障信號時，單片機判斷，并通過數(shù)據(jù)通信交互單元將信息發(fā)送到通信終端。

優(yōu)選地，還包括故障信號對外輸出電路和自保持繼電器，故障信號對外輸出電路通過自保持繼電器與單片機連接。在沒有檢測到故障信號時，對外輸出電路通過自保持繼電器維持在開路狀態(tài)，此時故障信號對外輸出電路為0功耗。

進一步地，故障指示主機1包括與單片機連接的計時單元，在用戶操作完成，一定時間如20秒以后，單片機自動進入節(jié)能休眠狀態(tài)，等待下一次更新數(shù)據(jù)；用戶操作時退出節(jié)能狀態(tài)；顯示屏超過30秒無任何操作，將自動關(guān)閉以節(jié)省電量。結(jié)合上述自保持繼電器的設(shè)置，可降低單片機整機的功耗，提高整機的待機時長。

具體地，所述顯示單元3還包括LED燈1，所述LED燈1與單片機連接；有故障信號時，單片機判斷并驅(qū)動對應(yīng)的LED燈1點亮。

具體地，光纖2輸入單元為光纖2接口，所述人機交互單元為鍵盤；所述數(shù)據(jù)通信交互單元為RS485接口，數(shù)據(jù)通信交互單元通過有線或無線的方式與通信終端連接。單片機將信號發(fā)送給顯示單元的同時還發(fā)送至數(shù)據(jù)通信交互單元，將電流、溫度等信息通過該RS485接口向外傳輸至通信終端。

為了進一步理解本實用新型，下面提供了一次線路信號的防誤報自適應(yīng)檢測方法，其包括以下步驟：

S1.通過電磁感應(yīng)的方式獲取一次線路上的實時電流信息，通過線圈采樣回路對實時電流信息進行整流采樣，并將實時電流信息送入處理控制單元(具體為MCU)，處理控制單元定時讀取實時電流信息，平時處于睡眠狀態(tài)；

S2.通過電流記憶單元記憶實時電流信息，而獲得記憶電流信息；

S3.通過加法器對記憶電流信息抬高設(shè)定的閾值；

S4.通過比較器3將經(jīng)抬高設(shè)定閾值的記憶電流信息與實時電流信息進行比較，以獲取觸發(fā)信號，將觸發(fā)信號發(fā)送至處理控制單元；

S5.根據(jù)傳來的觸發(fā)信號，喚醒處理控制單元，通過處理控制單元對實時電流信息進行檢測判斷后，發(fā)出故障信號。

通過電流記憶單元記憶實時電流信息，而獲得記憶電流信息，并通過加法器對記憶電流信息抬高設(shè)定的閾值，將經(jīng)抬高閾值后的記憶電流信息與實時電流信息比較，正常變動情況下，實時電流信息小于經(jīng)抬高閾值后的記憶電流信息，比較器3不發(fā)觸發(fā)信號，電流突變時，比較器3會輸出觸發(fā)信號喚醒處理控制單元，通過這種新的自適應(yīng)檢測方式對運行線路進行監(jiān)測，解決了大電流誤報故障的問題，提高了故障檢測的準確度；同時，處理控制單元采用定時喚醒和電流突變喚醒兩種喚醒方式，實時性好并且功耗低，處理控制單元平時處于睡眠狀態(tài)，整個電路功耗很低。

具體地，步驟S4中，電流突變時，比較器3根據(jù)經(jīng)抬高設(shè)定閾值的記憶電流信息與實時電流信息，發(fā)出觸發(fā)信號。

步驟S1中，處理控制單元每隔10秒被定時器喚醒讀取實時電流信息一次，1毫秒內(nèi)完成測量讀取后進入睡眠狀態(tài)。

另外，本實用新型中，傳感器采用灌封技術(shù)灌封，防水等級可達IP67。

進一步地，本實用新型提供的電流溫度信號智能檢測系統(tǒng)在檢測時，可包括以下步驟：

第一步，分別將電流溫度傳感器A、B、C和E安裝到運行線纜的三相電纜上和鎧裝層外，將對應(yīng)不同的顏色的光纖2接入電流溫度傳感器光纖2孔，此時線路運行的電流、溫度信息就可以持續(xù)發(fā)出給故障指示主機1。

第二步，將故障指示主機1裝入柜子面板，故障指示主機1后端光纖2孔接入對應(yīng)的光纖2，此時故障指示主機1就可以接收電流溫度傳感器發(fā)來的電流、溫度信息，并將該信息顯示在OLED屏幕上(如需要連接RS485通信進行數(shù)據(jù)上傳，需外接24V/48V直流電源和RS485數(shù)據(jù)線)。

第三步，設(shè)備安裝好后，通過按鍵對溫度報警參數(shù)，通訊地址、波特率等進行設(shè)置(本設(shè)備采用新型自適應(yīng)計算方法，不需要設(shè)置短路報警電流，線路運行中有電流波動且符合判定條件時，設(shè)備自行判斷并發(fā)出告警信息)。

第四步，當線路運行過程中有故障發(fā)生時，電流溫度傳感器捕捉到的故障信息即時上報給故障指示主機1，故障指示主機1對故障信息解碼后在OLED上當?shù)仫@示告警，并輸出一個開關(guān)量信號。(連接后臺方式的數(shù)據(jù)亦通過485接口即時將信息上傳)

上述整個過程都是嚴格按電力標準執(zhí)行，確保線路安全運行不漏報、誤報任何一個故障。

綜上所述，本實用新型提供的電流溫度信號智能檢測系統(tǒng)中，電流、溫度信號用同一根光纖2傳輸，經(jīng)過調(diào)制加密的數(shù)字信號由光纖2傳輸時，不會受到電磁、射頻等雜波的干擾，光纖2的應(yīng)用徹底杜絕了因一次線路漏電對故障指示器主機的損壞和對人身安全的威脅；主機采用OLED顯示屏，解決了以往產(chǎn)品受溫度變化影響的問題，使得產(chǎn)品的使用范圍更加廣泛，在-40℃～85℃的環(huán)境都能正常使用，解決了原有顯示屏在低溫或高溫場合無法在現(xiàn)場讀取數(shù)據(jù)的難題；傳感器采用無源自供電方式，內(nèi)置大容量一次性鋰電池，改變了原有傳感器對外部供電的依賴，安裝更加便捷；傳感器采用最新的自適應(yīng)算法對運行線路進行監(jiān)測，解決了原有計算方法對合閘、涌流、瞬時大電流誤報故障的問題，提高了故障檢測的準確度。

以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。