專利名稱：母線槽接頭溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種溫度監(jiān)控系統(tǒng)，具體地說，涉及一種對母線槽接頭溫度進行在線監(jiān)控的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
母線槽(也稱為封閉式母線槽)是由金屬板(鋼板或鋁板)為保護外殼、導(dǎo)電排、絕緣材料及有關(guān)附件組成的母線系統(tǒng)。它可制成每隔一段距離設(shè)有插接分線盒的插接型封閉母線，也可制成中間不帶分線盒的饋電型封閉式母線。在高層建筑的供電系統(tǒng)中，動力和照明線路往往分開設(shè)置，母線槽作為供電主干線在電氣豎井內(nèi)沿墻垂直安裝一趟或多趟。由于母線槽系統(tǒng)具有傳輸電流大、安全性能好、結(jié)構(gòu)緊湊、占空間小等特點，目前被廣泛應(yīng)用 于多層產(chǎn)房、標準廠房或設(shè)備較密集的車間，尤其適合于高層建筑和工藝變化周期短的工廠車間；母線槽系統(tǒng)還被大量使用于校宇、醫(yī)院、體育館、會議中心或機場、車站、商業(yè)廣場等重要場合，是傳輸強大電力的一個重要輸送通道。對于母線槽系統(tǒng)而言，最重要的特性就是保證傳輸系統(tǒng)的可靠性，而反映可靠性的一個最重要的指標就是母線槽在傳輸強大電流中的溫升狀態(tài)。然而，由于母線槽平時通過的電流從數(shù)百安倍至數(shù)千安培不等，任何一個連接環(huán)節(jié)的材料質(zhì)量、安裝情況、接觸面積壓力變換或老化等原因，都會引起母線槽接頭所處的接觸電阻增大，從而直接引起接頭的溫升增加，溫升一旦超過了規(guī)定的溫升允許值時，將會引發(fā)供電系統(tǒng)的重大事故；而且，在母線槽系統(tǒng)中，接頭往往有數(shù)百甚至上千個，只要有一個接頭處發(fā)生過熱故障，就會帶來發(fā)生重大事故的隱患。因此，需要實時對母線槽接頭溫度進行在線監(jiān)控。為實現(xiàn)母線槽溫度的在線監(jiān)控，人們開發(fā)了各種母線槽接頭溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)雖然在一定程度上實現(xiàn)了溫度監(jiān)控，然而，現(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)大多采用有線連接進行監(jiān)測的方式，連接的質(zhì)量和效率受時間和地點影響很大，往往不能覆蓋到所有的接頭；此夕卜，采用有線連接監(jiān)測的方式安裝較為復(fù)雜，其硬件設(shè)備需要專人定時維護，給系統(tǒng)的普及帶來許多不便。為克服有線連接監(jiān)測系統(tǒng)的不足，一些設(shè)計者設(shè)計了采用Wi-Fi技術(shù)的母線槽接頭溫度監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠克服有線連接進行監(jiān)測的不足，然而，使用Wi-Fi功耗很大、成本高，也不利于推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的主要目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)智能化控制且便于使用的母線槽接頭在線溫度監(jiān)控系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的母線槽接頭溫度在線監(jiān)控系統(tǒng),包括監(jiān)控中心和zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò),zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)包括一 zigbee協(xié)調(diào)器和n+m個zigbee路由器；監(jiān)控中心用于對η個母線槽接頭監(jiān)測點進行狀態(tài)及參數(shù)的監(jiān)測及對m個配電房繼電器進行控制,zigbee協(xié)調(diào)器與n+m個zigbee路由器無線通訊連接，η個zigbee路由器用于對應(yīng)地監(jiān)測η個母線槽接頭監(jiān)測點，m個zigbee路由器用于對應(yīng)地控制m個配電房繼電器；監(jiān)控中心與zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通訊,其中，η和m是大于I的整數(shù)。由上方案可見，本實用新型所提供的母線槽接頭溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)采用了 zigbee無線網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)無線自組織網(wǎng)絡(luò)，利用了無線通訊技術(shù)，避免了現(xiàn)有技術(shù)采用有線網(wǎng)絡(luò)連接而引起的數(shù)據(jù)傳輸不準確、監(jiān)控受到地點和時間限制且運行成本高等問題，采用n+m個zigbee路由器和I個zigbee協(xié)調(diào)器來組成zigbee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，zigbee協(xié)調(diào)器向m個zigbee路由器發(fā)送來自監(jiān)控中心的控制指令，η個zigbee路由器實時采集η個母線槽接頭監(jiān)測點的溫度狀態(tài)并發(fā)送給zigbee協(xié)調(diào)器，zigbee協(xié)調(diào)器將監(jiān)控中心的控制命令發(fā)送給zigbee芯片中的繼電器控制模塊，當(dāng)某個母線槽接頭監(jiān)測點的溫度超過給定閥值時，通過繼電器控制模塊向配電房繼電器發(fā)送關(guān)斷的指令；如此，操作者可以根據(jù)實際需求和當(dāng)前運行情況來實現(xiàn)對某幾個監(jiān)測點或某幾個區(qū)域監(jiān)測點的狀態(tài)進行監(jiān)測和控制，真正實現(xiàn)了母線槽接頭溫度的智能化監(jiān)控，監(jiān)測到需要對溫度進行調(diào)整時，通過zigbee路由器及zigbee協(xié)調(diào)器，能夠準確、快速地實現(xiàn)對各個母線槽接頭監(jiān)測點的狀態(tài)調(diào)控；而且，zigbee無線網(wǎng)絡(luò)的功耗低、通訊可靠性高且不需要接入點，相對于現(xiàn)有采用Wi-Fi技術(shù)進行母線 槽接頭的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，成本低得多，便于推廣使用。其進一步方案是，監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機、人機接口模塊、無線通訊接口模塊及外部設(shè)備；監(jiān)控主機分別與人機接口模塊及外部設(shè)備連接，以實現(xiàn)對人機接口模塊及外部設(shè)備的控制；人機接口模塊為用戶操作提供接口 ；無線通訊接口模塊與外部設(shè)備連接，用于為外部設(shè)備提供與zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通訊的接口。由上方案可見，本實用新型采用監(jiān)控主機實現(xiàn)對該系統(tǒng)中的人機接口模塊及外部設(shè)備等其他組成部分的監(jiān)控，對各個監(jiān)測點的溫度狀態(tài)進行采集、監(jiān)測和控制，能夠快速、準確地檢測到各母線槽接頭監(jiān)測點的狀態(tài)，并執(zhí)行相應(yīng)的控制操作，監(jiān)控效率高、實現(xiàn)簡便、易于推廣。其更進一步方案是，用于監(jiān)測母線槽接頭監(jiān)測點的每一個zigbee路由器包括溫度傳感器、用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片和第一無線傳輸模塊，用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片通過第一無線傳輸模塊與溫度傳感器連接，用于控制配電房繼電器的每一個zigbee路由器包括用于控制繼電器的zigbee芯片和第二無線傳輸模塊,用于控制繼電器的zigbee芯片通過第二無線傳輸模塊與配電房繼電器連接。由上方案可見，第一無線傳輸模塊分別與用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片及溫度傳感器連接，以實現(xiàn)該zigbee芯片和溫度傳感器之間的信息傳遞；溫度傳感器用于監(jiān)測母線槽接頭監(jiān)測點的溫度；用于控制繼電器的zigbee芯片用于從zigbee協(xié)調(diào)器接收監(jiān)控中心的控制指令，以對配電房斷路器進行關(guān)斷，從而實現(xiàn)母線槽接頭監(jiān)測點的狀態(tài)控制；因此，能夠快速將母線槽接頭監(jiān)測點的狀態(tài)及其他指令信息進行傳遞，從而快速地實現(xiàn)對母線槽接頭狀態(tài)進行控制和監(jiān)測、便于推廣應(yīng)用。

圖I是本實用新型實施例之母線槽接頭溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型實施例之監(jiān)控中心的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型實施例之zigbee路由器、zigbee協(xié)調(diào)器及配電房繼電器的結(jié)構(gòu)及連接示意圖。圖4是本實用新型實施例之無線傳輸模塊的Pl串口電路連接示意圖。圖5是本實用新型實施例之無線傳輸模塊的單元U12電路連接示意圖。圖6是本實用新型實施例之無線傳輸模塊的P6串口電路連接示意圖。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步進行說明。
具體實施方式
實施例圖I是本實施例之母線槽接頭溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括監(jiān)控中心和zigbee無線網(wǎng)絡(luò)；監(jiān)控中心用于發(fā)出各種控制指令，實現(xiàn)對母線槽接頭各個監(jiān)測點進行狀態(tài)及參數(shù)的監(jiān)測及配電房繼電器的控制；zigbee無線傳感網(wǎng)包括一 zigbee協(xié)調(diào)器和n+m個zigbee路由器，zigbee協(xié)調(diào)器與n+m個zigbee路由器無線通訊連接，η個 zigbee路由器用于對應(yīng)地監(jiān)測η個母線槽接頭監(jiān)測點，m個zigbee路由器用于對應(yīng)地控制m個配電房繼電器，zigbee協(xié)調(diào)器向?qū)?yīng)的zigbee路由器發(fā)送來自監(jiān)控中心的控制指令，η個zigbee路由器用于采集對應(yīng)η個母線槽接頭監(jiān)測點的狀態(tài)及參數(shù)等信息并發(fā)送給zigbee協(xié)調(diào)器，m個zigbee路由器從zigbee協(xié)調(diào)器接收監(jiān)控中心的控制指令、根據(jù)實際需求自動選擇母線槽接頭監(jiān)測點創(chuàng)建相應(yīng)的控制網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)對母線槽接頭狀態(tài)的控制；監(jiān)控中心與zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通訊，以實現(xiàn)對各個母線槽接頭監(jiān)測點狀態(tài)及參數(shù)的采集、監(jiān)測及控制。其中參見圖2，監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機、人機接口模塊、無線通訊接口模塊及外部設(shè)備，圖2中有P臺外部設(shè)備，P是大于I的整數(shù)，監(jiān)控主機通過人機接口模塊與P臺外部設(shè)備連接，以實現(xiàn)對人機接口模塊及每一臺外部設(shè)備的控制，人機接口模塊為用戶操作提供接口，無線通訊接口模塊與P臺外部設(shè)備連接，用于為每一臺外部設(shè)備提供與無線傳感網(wǎng)通訊的接口。zigbee無線網(wǎng)絡(luò)包括n+m個zigbee路由器和I個zigbee協(xié)調(diào)器，zigbee路由器的個數(shù)可以根據(jù)實際需求而定，其取值為大于I的整數(shù)，zigbee協(xié)調(diào)器及zigbee路由器構(gòu)成了 zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，也屬于zigbee無線通訊網(wǎng)絡(luò),該zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)/無線通訊網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)z i gbee協(xié)調(diào)器自主創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)、zigbee路由器自主加入網(wǎng)絡(luò)以及zigbee路由器尋址轉(zhuǎn)發(fā)，且能自主進行路由選擇的功能。η個zigbee路由器中的每一個zigbee路由器用于控制一個母線槽接頭監(jiān)測點，其所在監(jiān)測點的連接關(guān)系如圖3所示，用于監(jiān)測母線槽接頭監(jiān)測點的每一個zigbee路由器包括溫度傳感器、用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片和第一無線傳輸模塊，用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片通過第一無線傳輸模塊與溫度傳感器連接；用于控制配電房繼電器的每一個zigbee路由器包括用于控制繼電器的zigbee芯片和第二無線傳輸模塊，用于控制繼電器的zigbee芯片通過第二無線傳輸模塊與配電房繼電器連接，每一個用于控制繼電器的zigbee芯片中包括有繼電器控制模塊，繼電器控制模塊可以根據(jù)zigbee協(xié)調(diào)器的控制指令，向配電房繼電器發(fā)出關(guān)斷的控制指令。第一無線傳輸模塊用于實現(xiàn)zigbee協(xié)調(diào)器和zigbee路由器之間，以及用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片與溫度傳感器之間的信息傳輸；第二無線傳輸模塊用于實現(xiàn)zigbee協(xié)調(diào)器和zigbee路由器之間，以及用于控制繼電器的zigbee芯片與配電房繼電器之間的信息傳遞；溫度傳感器用于監(jiān)測母線槽接頭監(jiān)測點的溫度，通過第一無線傳輸模塊將溫度傳感器獲得的溫度信息傳輸給zigbee協(xié)調(diào)器，第一無線傳輸模塊還用于將從監(jiān)控中心接收的控制信息傳輸給用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片,第一無線傳輸模塊和第二無線傳輸模塊通過串口 Pl集成于整個控制節(jié)點中，包括如圖Γ圖6所示的串口 P1、轉(zhuǎn)換控制命令的單元U12以及支持程序自燒錄和更新功能的串口 P6 ;在工作過程中，第一無線傳輸模塊及第二無線傳輸模塊通過串口 Pl將控制命令傳輸給單元U12，經(jīng)U12將其電平轉(zhuǎn)換成適合處理的電壓值，最終將處理后的控制命令傳輸以進行相應(yīng)的操作。本實施例是在每個母線槽接頭檢測點安裝一個用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片和溫度傳感器，母線槽接頭在線檢測系統(tǒng)在工作過程中，溫度傳感器將定期地對母線槽接頭監(jiān)測點的溫度進行監(jiān)測，用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片首先將溫度進行初步比較和分析，再將分析后的溫度通過第一無線傳輸模塊發(fā)送給zigbee協(xié)調(diào)器，zigbee協(xié)調(diào)器將該溫度發(fā)送給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心判斷該溫度是否達到預(yù)警值，如果溫度達到預(yù)警值，監(jiān)控中心則蜂鳴 報警，如果溫度未達到預(yù)警值，則由zigbee協(xié)調(diào)器發(fā)送指令給用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片及溫度傳感器，以繼續(xù)進行各監(jiān)測點的溫度監(jiān)控；若溫度超過危險值時，說明此時的溫度很高，可能會危及到母線槽的正常運作，此時監(jiān)控中心急速報警，同時發(fā)送控制指令給用于控制繼電器的zigbee芯片中的繼電器控制模塊，繼電器控制模塊收到指令后，立刻關(guān)斷配電房繼電器以保護母線槽；預(yù)警值是保證母線槽正常穩(wěn)定工作的溫度值，危險值是可能造成母線槽運作異常的溫度值，危險值高于預(yù)警值。采用本系統(tǒng)，各支路采集的信息會實時集中到該路的z igbee協(xié)調(diào)器中，再由zigbee協(xié)調(diào)器發(fā)送到監(jiān)控中心進行信息的處理，當(dāng)需要執(zhí)行調(diào)控命令時，監(jiān)控中心發(fā)送指令到zigbee協(xié)調(diào)器中，再由zigbee協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)到各zigbee路由器中的用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片和用于控制繼電器的zigbee芯片，通過用于控制繼電器的zigbee芯片對配電房繼電器實施控制或?qū)δ妇€槽接頭監(jiān)測點實施監(jiān)測，從而實現(xiàn)對母線槽狀態(tài)的監(jiān)控；zigbee協(xié)調(diào)器及zigbee路由器構(gòu)成了 zigbee無線網(wǎng)絡(luò)；由于zigbee技術(shù)是當(dāng)前新興的無線域網(wǎng)技術(shù)，具有功耗、成本低、時延短、高抗干擾性和保密性、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點，因而，采用zigbee無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，綜合考慮到了控制成本、可靠性、應(yīng)用前景等方面，可以實現(xiàn)母線槽接頭在線監(jiān)控系統(tǒng)的智能化、高可靠性和低成本的目的。作為本實用新型實施例的一種變換，上述溫度傳感器可以采用本技術(shù)領(lǐng)域所熟知的其他電路單元來實現(xiàn)溫度監(jiān)測，只要能實現(xiàn)對溫度的采樣，同樣可以實現(xiàn)本實用新型的發(fā)明目的。綜上所述，本實用新型不限于上述所描述的實施例、實施例的變換、實施例及其變換的組合，其他基于本實用新型技術(shù)方案且不違背本實用新型目的的結(jié)構(gòu)變化也應(yīng)該包括在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.母線槽接頭溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)，包括 監(jiān)控中心，用于對η個母線槽接頭監(jiān)測點進行狀態(tài)及參數(shù)的監(jiān)測和對m個配電房繼電器進行控制； 其特征在于 zigbee無線網(wǎng)絡(luò),包括一 zigbee協(xié)調(diào)器,所述zigbee協(xié)調(diào)器與n+m個zigbee路由器無線通訊連接，η個所述zigbee路由器用于對應(yīng)地監(jiān)測η個所述母線槽接頭監(jiān)測點，m個所述zigbee路由器用于對應(yīng)地控制m個所述配電房繼電器； 所述監(jiān)控中心與所述zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通訊； 其中，η和m是大于I的整數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的母線槽接頭溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機、人機接口模塊、無線通訊接口模塊及外部設(shè)備； 所述監(jiān)控主機分別與所述人機接口模塊及所述外部設(shè)備連接，以實現(xiàn)對所述人機接口模塊及所述外部設(shè)備的控制； 所述人機接口模塊為用戶操作提供接口 ； 所述無線通訊接口模塊與所述外部設(shè)備連接，用于為所述外部設(shè)備提供與所述zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通訊的接口。
3.如權(quán)利要求I或2所述的母線槽接頭溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 用于監(jiān)測所述母線槽接頭監(jiān)測點的每一個所述zigbee路由器包括溫度傳感器、用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片、以及第一無線傳輸模塊，所述用于監(jiān)測溫度的zigbee芯片通過所述第一無線傳輸模塊與所述溫度傳感器連接； 用于控制配電房繼電器的每一個所述zigbee路由器包括用于控制繼電器的zigbee芯片和第二無線傳輸模塊；所述用于控制繼電器的zigbee芯片通過所述第二無線傳輸模塊與所述配電房繼電器連接。
專利摘要本實用新型提供的母線槽接頭溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)，包括互連的監(jiān)控中心和zigbee無線網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控中心用于對n個母線槽接頭監(jiān)測點進行狀態(tài)及參數(shù)監(jiān)測及對m個配電房繼電器進行控制，zigbee無線網(wǎng)絡(luò)包括一zigbee協(xié)調(diào)器和m+n個zigbee路由器，zigbee協(xié)調(diào)器與m+n個zigbee路由器無線通訊連接，n個zigbee路由器用于對應(yīng)地監(jiān)測n個母線槽接頭監(jiān)測點，m個zigbee路由器用于對應(yīng)地控制m個配電房繼電器，監(jiān)控中心與zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通訊；其中，n和m是大于1的整數(shù)；本實用新型能實現(xiàn)母線槽接頭溫度控制智能化、控制準確、便于使用。
文檔編號H02J13/00GK202602371SQ201220152200
公開日2012年12月12日 申請日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者黃元亮, 嚴冬松 申請人:珠海耐仕電氣有限公司