高压开关触点无线测温技术研究

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近年来,随着国民经济和电力行业的迅速发展,工业生产和生活对用电量的需求也在逐渐增加。高压开关柜是保证电力系统供电安全的重要电气设备,其柜体采用的是全封闭式金属外壳结构,柜内元件不易散热。当设备长期运行在大负荷状态时,高压开关柜的动静触头、母排接点以及电缆接头等部位因负荷电流增大和触点氧化等原因而发热,从而使其相关绝缘部件进一步老化,严重时会引起触点烧毁或引发火灾,造成大面积的停电,严重影响了工业生产和居民生活。为了保证电力电网和设备的安全运行,有必要建立一套自动监测高压开关触头温度的系统。  高压开关柜内部电压一般较高,无法对其进行有线测量。本文在研究国内外高压开关触点测温方法的基础上,建立了一套对高压开关触点进行无线测温的系统。整个系统主要包括温度测量终端设计、中继器设计、上位机监测软件设计。温度测量终端将采集的温度数据通过无线发送给中继器,中继器负责温度数据的接收与预处理,然后通过RS-485总线传输给上位机。上位机再对温度信号进行实时温度显示、实时过温报警、实时温度曲线查询和历史温度曲线查询等。由于温度测量模块与数据接收模块通过无线传输而免去电气连接,达到了有效的电气隔离,解决了无法直接测量高压开关触点温度的难题。本文的设计要点主要体现在以下几个方面:  (1)温度测量终端的电源采用二次可充电电池与CT互感器不停电供电,解决了终端供电问题与人工更换电池的问题。  (2)低功耗设计。数据测量与处理电路采用MCU+RF的设计模式,MCU与RF都采用超低功耗芯片。终端除了进行数据测量、发送外,其余时间都处于休眠状态,可以大大的降低功耗。MCU在休眠时通过外部中断唤醒,定时时间由外部定时电路来实现。  (3)温度测量采用高精度数字温度传感器ADT7420。ADT7420不仅精度高,而且是超低功耗,在提高系统测量精度的同时,还降低了系统功耗。  本系统设计上安全可靠,易于实现。系统集温度测量、显示、记录、报警等功能于一体,可视化强,大大提高了电力系统的自动化水平。
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