专利名称：母线槽接头温度在线监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种温度监控系统，具体地说，涉及一种对母线槽接头温度进行在线监控的系统。
背景技术：
母线槽(也称为封闭式母线槽)是由金属板(钢板或铝板)为保护外壳、导电排、绝缘材料及有关附件组成的母线系统。它可制成每隔一段距离设有插接分线盒的插接型封闭母线，也可制成中间不带分线盒的馈电型封闭式母线。在高层建筑的供电系统中，动力和照明线路往往分开设置，母线槽作为供电主干线在电气竖井内沿墙垂直安装一趟或多趟。由于母线槽系统具有传输电流大、安全性能好、结构紧凑、占空间小等特点，目前被广泛应用 于多层产房、标准厂房或设备较密集的车间，尤其适合于高层建筑和工艺变化周期短的工厂车间；母线槽系统还被大量使用于校宇、医院、体育馆、会议中心或机场、车站、商业广场等重要场合，是传输强大电力的一个重要输送通道。对于母线槽系统而言，最重要的特性就是保证传输系统的可靠性，而反映可靠性的一个最重要的指标就是母线槽在传输强大电流中的温升状态。然而，由于母线槽平时通过的电流从数百安倍至数千安培不等，任何一个连接环节的材料质量、安装情况、接触面积压力变换或老化等原因，都会引起母线槽接头所处的接触电阻增大，从而直接引起接头的温升增加，温升一旦超过了规定的温升允许值时，将会引发供电系统的重大事故；而且，在母线槽系统中，接头往往有数百甚至上千个，只要有一个接头处发生过热故障，就会带来发生重大事故的隐患。因此，需要实时对母线槽接头温度进行在线监控。为实现母线槽温度的在线监控，人们开发了各种母线槽接头温度在线监测系统，该系统虽然在一定程度上实现了温度监控，然而，现有的监测系统大多采用有线连接进行监测的方式，连接的质量和效率受时间和地点影响很大，往往不能覆盖到所有的接头；此夕卜，采用有线连接监测的方式安装较为复杂，其硬件设备需要专人定时维护，给系统的普及带来许多不便。为克服有线连接监测系统的不足，一些设计者设计了采用Wi-Fi技术的母线槽接头温度监测系统，该系统能够克服有线连接进行监测的不足，然而，使用Wi-Fi功耗很大、成本高，也不利于推广应用。
发明内容本实用新型的主要目的是提供一种能够实现智能化控制且便于使用的母线槽接头在线温度监控系统，以解决上述现有技术的不足。为实现上述目的，本实用新型提供的母线槽接头温度在线监控系统,包括监控中心和zigbee无线传感网络,zigbee无线传感网络包括一 zigbee协调器和n+m个zigbee路由器；监控中心用于对η个母线槽接头监测点进行状态及参数的监测及对m个配电房继电器进行控制,zigbee协调器与n+m个zigbee路由器无线通讯连接，η个zigbee路由器用于对应地监测η个母线槽接头监测点，m个zigbee路由器用于对应地控制m个配电房继电器；监控中心与zigbee无线网络通讯,其中，η和m是大于I的整数。由上方案可见，本实用新型所提供的母线槽接头温度在线监控系统采用了 zigbee无线网络以实现无线自组织网络，利用了无线通讯技术，避免了现有技术采用有线网络连接而引起的数据传输不准确、监控受到地点和时间限制且运行成本高等问题，采用n+m个zigbee路由器和I个zigbee协调器来组成zigbee无线传输网络，zigbee协调器向m个zigbee路由器发送来自监控中心的控制指令，η个zigbee路由器实时采集η个母线槽接头监测点的温度状态并发送给zigbee协调器，zigbee协调器将监控中心的控制命令发送给zigbee芯片中的继电器控制模块，当某个母线槽接头监测点的温度超过给定阀值时，通过继电器控制模块向配电房继电器发送关断的指令；如此，操作者可以根据实际需求和当前运行情况来实现对某几个监测点或某几个区域监测点的状态进行监测和控制，真正实现了母线槽接头温度的智能化监控，监测到需要对温度进行调整时，通过zigbee路由器及zigbee协调器，能够准确、快速地实现对各个母线槽接头监测点的状态调控；而且，zigbee无线网络的功耗低、通讯可靠性高且不需要接入点，相对于现有采用Wi-Fi技术进行母线 槽接头的温度监控系统，成本低得多，便于推广使用。其进一步方案是，监控中心包括监控主机、人机接口模块、无线通讯接口模块及外部设备；监控主机分别与人机接口模块及外部设备连接，以实现对人机接口模块及外部设备的控制；人机接口模块为用户操作提供接口 ；无线通讯接口模块与外部设备连接，用于为外部设备提供与zigbee无线网络通讯的接口。由上方案可见，本实用新型采用监控主机实现对该系统中的人机接口模块及外部设备等其他组成部分的监控，对各个监测点的温度状态进行采集、监测和控制，能够快速、准确地检测到各母线槽接头监测点的状态，并执行相应的控制操作，监控效率高、实现简便、易于推广。其更进一步方案是，用于监测母线槽接头监测点的每一个zigbee路由器包括温度传感器、用于监测温度的zigbee芯片和第一无线传输模块，用于监测温度的zigbee芯片通过第一无线传输模块与温度传感器连接，用于控制配电房继电器的每一个zigbee路由器包括用于控制继电器的zigbee芯片和第二无线传输模块,用于控制继电器的zigbee芯片通过第二无线传输模块与配电房继电器连接。由上方案可见，第一无线传输模块分别与用于监测温度的zigbee芯片及温度传感器连接，以实现该zigbee芯片和温度传感器之间的信息传递；温度传感器用于监测母线槽接头监测点的温度；用于控制继电器的zigbee芯片用于从zigbee协调器接收监控中心的控制指令，以对配电房断路器进行关断，从而实现母线槽接头监测点的状态控制；因此，能够快速将母线槽接头监测点的状态及其他指令信息进行传递，从而快速地实现对母线槽接头状态进行控制和监测、便于推广应用。
图I是本实用新型实施例之母线槽接头温度在线监控系统的网络框架结构示意图。图2是本实用新型实施例之监控中心的结构示意图。图3是本实用新型实施例之zigbee路由器、zigbee协调器及配电房继电器的结构及连接示意图。图4是本实用新型实施例之无线传输模块的Pl串口电路连接示意图。图5是本实用新型实施例之无线传输模块的单元U12电路连接示意图。图6是本实用新型实施例之无线传输模块的P6串口电路连接示意图。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步进行说明。
具体实施方式
实施例图I是本实施例之母线槽接头温度在线监控系统的结构示意图，该系统包括监控中心和zigbee无线网络；监控中心用于发出各种控制指令，实现对母线槽接头各个监测点进行状态及参数的监测及配电房继电器的控制；zigbee无线传感网包括一 zigbee协调器和n+m个zigbee路由器，zigbee协调器与n+m个zigbee路由器无线通讯连接，η个 zigbee路由器用于对应地监测η个母线槽接头监测点，m个zigbee路由器用于对应地控制m个配电房继电器，zigbee协调器向对应的zigbee路由器发送来自监控中心的控制指令，η个zigbee路由器用于采集对应η个母线槽接头监测点的状态及参数等信息并发送给zigbee协调器，m个zigbee路由器从zigbee协调器接收监控中心的控制指令、根据实际需求自动选择母线槽接头监测点创建相应的控制网络以实现对母线槽接头状态的控制；监控中心与zigbee无线网络通讯，以实现对各个母线槽接头监测点状态及参数的采集、监测及控制。其中参见图2，监控中心包括监控主机、人机接口模块、无线通讯接口模块及外部设备，图2中有P台外部设备，P是大于I的整数，监控主机通过人机接口模块与P台外部设备连接，以实现对人机接口模块及每一台外部设备的控制，人机接口模块为用户操作提供接口，无线通讯接口模块与P台外部设备连接，用于为每一台外部设备提供与无线传感网通讯的接口。zigbee无线网络包括n+m个zigbee路由器和I个zigbee协调器，zigbee路由器的个数可以根据实际需求而定，其取值为大于I的整数，zigbee协调器及zigbee路由器构成了 zigbee无线传感网络，也属于zigbee无线通讯网络,该zigbee无线传感网络/无线通讯网络能够实现z i gbee协调器自主创建网络、zigbee路由器自主加入网络以及zigbee路由器寻址转发，且能自主进行路由选择的功能。η个zigbee路由器中的每一个zigbee路由器用于控制一个母线槽接头监测点，其所在监测点的连接关系如图3所示，用于监测母线槽接头监测点的每一个zigbee路由器包括温度传感器、用于监测温度的zigbee芯片和第一无线传输模块，用于监测温度的zigbee芯片通过第一无线传输模块与温度传感器连接；用于控制配电房继电器的每一个zigbee路由器包括用于控制继电器的zigbee芯片和第二无线传输模块，用于控制继电器的zigbee芯片通过第二无线传输模块与配电房继电器连接，每一个用于控制继电器的zigbee芯片中包括有继电器控制模块，继电器控制模块可以根据zigbee协调器的控制指令，向配电房继电器发出关断的控制指令。第一无线传输模块用于实现zigbee协调器和zigbee路由器之间，以及用于监测温度的zigbee芯片与温度传感器之间的信息传输；第二无线传输模块用于实现zigbee协调器和zigbee路由器之间，以及用于控制继电器的zigbee芯片与配电房继电器之间的信息传递；温度传感器用于监测母线槽接头监测点的温度，通过第一无线传输模块将温度传感器获得的温度信息传输给zigbee协调器，第一无线传输模块还用于将从监控中心接收的控制信息传输给用于监测温度的zigbee芯片,第一无线传输模块和第二无线传输模块通过串口 Pl集成于整个控制节点中，包括如图Γ图6所示的串口 P1、转换控制命令的单元U12以及支持程序自烧录和更新功能的串口 P6 ;在工作过程中，第一无线传输模块及第二无线传输模块通过串口 Pl将控制命令传输给单元U12，经U12将其电平转换成适合处理的电压值，最终将处理后的控制命令传输以进行相应的操作。本实施例是在每个母线槽接头检测点安装一个用于监测温度的zigbee芯片和温度传感器，母线槽接头在线检测系统在工作过程中，温度传感器将定期地对母线槽接头监测点的温度进行监测，用于监测温度的zigbee芯片首先将温度进行初步比较和分析，再将分析后的温度通过第一无线传输模块发送给zigbee协调器，zigbee协调器将该温度发送给监控中心，监控中心判断该温度是否达到预警值，如果温度达到预警值，监控中心则蜂鸣 报警，如果温度未达到预警值，则由zigbee协调器发送指令给用于监测温度的zigbee芯片及温度传感器，以继续进行各监测点的温度监控；若温度超过危险值时，说明此时的温度很高，可能会危及到母线槽的正常运作，此时监控中心急速报警，同时发送控制指令给用于控制继电器的zigbee芯片中的继电器控制模块，继电器控制模块收到指令后，立刻关断配电房继电器以保护母线槽；预警值是保证母线槽正常稳定工作的温度值，危险值是可能造成母线槽运作异常的温度值，危险值高于预警值。采用本系统，各支路采集的信息会实时集中到该路的z igbee协调器中，再由zigbee协调器发送到监控中心进行信息的处理，当需要执行调控命令时，监控中心发送指令到zigbee协调器中，再由zigbee协调器转发到各zigbee路由器中的用于监测温度的zigbee芯片和用于控制继电器的zigbee芯片，通过用于控制继电器的zigbee芯片对配电房继电器实施控制或对母线槽接头监测点实施监测，从而实现对母线槽状态的监控；zigbee协调器及zigbee路由器构成了 zigbee无线网络；由于zigbee技术是当前新兴的无线域网技术，具有功耗、成本低、时延短、高抗干扰性和保密性、组网灵活等优点，因而，采用zigbee无线自组织网络技术，综合考虑到了控制成本、可靠性、应用前景等方面，可以实现母线槽接头在线监控系统的智能化、高可靠性和低成本的目的。作为本实用新型实施例的一种变换，上述温度传感器可以采用本技术领域所熟知的其他电路单元来实现温度监测，只要能实现对温度的采样，同样可以实现本实用新型的发明目的。综上所述，本实用新型不限于上述所描述的实施例、实施例的变换、实施例及其变换的组合，其他基于本实用新型技术方案且不违背本实用新型目的的结构变化也应该包括在本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.母线槽接头温度在线监控系统，包括 监控中心，用于对η个母线槽接头监测点进行状态及参数的监测和对m个配电房继电器进行控制； 其特征在于 zigbee无线网络,包括一 zigbee协调器,所述zigbee协调器与n+m个zigbee路由器无线通讯连接，η个所述zigbee路由器用于对应地监测η个所述母线槽接头监测点，m个所述zigbee路由器用于对应地控制m个所述配电房继电器； 所述监控中心与所述zigbee无线网络通讯； 其中，η和m是大于I的整数。
2.如权利要求I所述的母线槽接头温度在线监控系统，其特征在于 所述监控中心包括监控主机、人机接口模块、无线通讯接口模块及外部设备； 所述监控主机分别与所述人机接口模块及所述外部设备连接，以实现对所述人机接口模块及所述外部设备的控制； 所述人机接口模块为用户操作提供接口 ； 所述无线通讯接口模块与所述外部设备连接，用于为所述外部设备提供与所述zigbee无线网络通讯的接口。
3.如权利要求I或2所述的母线槽接头温度在线监控系统，其特征在于 用于监测所述母线槽接头监测点的每一个所述zigbee路由器包括温度传感器、用于监测温度的zigbee芯片、以及第一无线传输模块，所述用于监测温度的zigbee芯片通过所述第一无线传输模块与所述温度传感器连接； 用于控制配电房继电器的每一个所述zigbee路由器包括用于控制继电器的zigbee芯片和第二无线传输模块；所述用于控制继电器的zigbee芯片通过所述第二无线传输模块与所述配电房继电器连接。
专利摘要本实用新型提供的母线槽接头温度在线监控系统，包括互连的监控中心和zigbee无线网络，监控中心用于对n个母线槽接头监测点进行状态及参数监测及对m个配电房继电器进行控制，zigbee无线网络包括一zigbee协调器和m+n个zigbee路由器，zigbee协调器与m+n个zigbee路由器无线通讯连接，n个zigbee路由器用于对应地监测n个母线槽接头监测点，m个zigbee路由器用于对应地控制m个配电房继电器，监控中心与zigbee无线网络通讯；其中，n和m是大于1的整数；本实用新型能实现母线槽接头温度控制智能化、控制准确、便于使用。
文档编号H02J13/00GK202602371SQ201220152200
公开日2012年12月12日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者黄元亮, 严冬松 申请人:珠海耐仕电气有限公司