一種用于組網(wǎng)式紅外矩陣實時測量開關(guān)柜溫度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于組網(wǎng)式紅外矩陣實時測量開關(guān)柜溫度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中,發(fā)電廠和變電站的開關(guān)柜及環(huán)網(wǎng)柜是保障供電穩(wěn)定可靠的重要的設(shè)備?,F(xiàn)有用電設(shè)備對供電的可靠性要求越來越高,在高電壓,大電流狀態(tài)下,高壓開關(guān)柜的工作可靠性與隔離開關(guān)觸頭溫升緊密相關(guān)。在電網(wǎng)的運行過程中,機械振動,觸頭燒蝕等原因都能使接觸條件惡化,接觸電阻增加,引起接觸點溫度升高,加劇接觸表面氧化,導(dǎo)致局部熔焊或接觸松動處產(chǎn)生電弧放點,最終造成電器設(shè)備的損壞甚至停電或引發(fā)火災(zāi)等重大事故。這類觸頭過熱故障事故一方面來自高壓隔離開關(guān)本身的質(zhì)量問題,更重要的原因在于目前缺乏針對隔離開關(guān)觸頭溫升的有效監(jiān)測手段。
[0003]通過監(jiān)測開關(guān)柜和電纜分支箱內(nèi)觸點溫度的運行情況,可有效防止開關(guān)柜的火災(zāi)發(fā)生,但由于開關(guān)柜內(nèi)高壓的結(jié)構(gòu),無法進行人工巡查測溫,因此實現(xiàn)溫度在線監(jiān)測是保證高壓開關(guān)柜安全運行的重要手段。長期以來,高壓開關(guān)柜內(nèi)觸頭運行溫度很難監(jiān)測,這是因為柜內(nèi)具有裸露高壓,通常的溫度測量方法不能使用。
[0004]現(xiàn)有對高壓開關(guān)觸頭溫度的監(jiān)測有時采用直接儀表測量,但存在使用不方便、測量不連續(xù),數(shù)據(jù)部可靠的問題。
[0005]ABB公司研制的“safe guard”裝置采用石英晶體聲表面波原件作為溫度敏感原件,直接粘附在待測點上組成振蕩回路輸出與溫度有關(guān)的頻率信號,然后采用全數(shù)字化設(shè)計處理電路來監(jiān)測溫度。該裝置測溫結(jié)構(gòu)繁瑣,而且溫度敏感元件直接粘附在待測點上,效果及可靠性差。
[0006]日本電力工業(yè)研究中心利用到點連接處的電流路徑改變導(dǎo)致周圍磁場產(chǎn)生畸變,采用光磁傳感器測量觸點周圍磁場的變化來判斷母線連接和氣體絕緣開關(guān)中的異常接觸狀況,這種測溫結(jié)構(gòu)和測溫方法要求傳感器有足夠的靈敏度,而且電流足夠大才能夠?qū)㈦娏骷幸鸬拇艌龌儥z測出來,因此工作可靠性比較低。
[0007]現(xiàn)有紅外熱成像儀在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,但由于高壓開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,元件之間互相遮擋較多,通過紅外圖譜間接獲取溫度數(shù)據(jù)器準(zhǔn)確性不能滿足要求,對紅外圖譜的計算機識別技術(shù)水平還不能替代人工識別,自動化程度較低,同時紅外熱成像儀的成本較高。
[0008]公開號為CN201210092的專利技術(shù),提供了一種開關(guān)柜觸頭溫升在線監(jiān)測系統(tǒng),它是基于無線傳輸技術(shù)的測溫裝置,采用溫度傳感器與觸頭直接接觸并采用無線傳輸方式獲取觸頭溫度,雖然很好的解決了高壓隔離問題,但因傳感器與觸頭接觸,導(dǎo)致對觸頭溫度場存在一定的干擾,所以在一定程度上影響了測量的準(zhǔn)確性。
[0009]公開號為CN201207000的專利技術(shù)基于無線傳輸?shù)母邏洪_關(guān)柜紅外在線測溫裝置,缺乏對歷史存儲,時間記錄和環(huán)境溫度采集功能,從而不能夠全面的掌握故障發(fā)生時的狀態(tài)信息。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明為了解決上述問題,提出了一種用于組網(wǎng)式紅外矩陣實時測量開關(guān)柜溫度的方法,本方法通過非接觸矩陣式紅外測溫儀(以下簡稱紅外測溫儀)組成的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)對開關(guān)柜進行溫度測量并進行數(shù)據(jù)收集,采集點為4X16式,S卩64個矩陣式采集點,采集的為實時的溫度點陣和環(huán)境溫度實際值,通過穿透性極強的433M網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街鳈C,主機數(shù)據(jù)處理后通過WiFi網(wǎng)絡(luò)把處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾CAPP,手機也可以通過藍(lán)牙4.0直接連接紅外測溫儀獲取采集數(shù)據(jù),并通過手機對溫度數(shù)據(jù)進行存儲和溫度數(shù)據(jù)展示,有效地解決了開關(guān)柜及環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部電氣節(jié)點現(xiàn)狀及現(xiàn)有技術(shù)難以解決開關(guān)柜及環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)裸露高壓觸點運行溫度不易監(jiān)測的現(xiàn)狀。
[0011 ]為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0012]—種用于組網(wǎng)式紅外矩陣實時測量開關(guān)柜溫度的方法,包括以下步驟:
[0013](I)利用矩陣式采集方式,對開關(guān)柜的實時溫度與周圍環(huán)境溫度進行數(shù)據(jù)收集;
[0014](2)對采集的數(shù)據(jù)進行處理,將溫度信息發(fā)送給控制器,控制器對信息進行驗證、分析、存儲和封裝后發(fā)送到各個智能終端;
[0015](3)智能終端接收數(shù)據(jù),通過溫度云圖的方式進行數(shù)據(jù)展示矩陣式采集點的真實的探測溫度或相對于環(huán)境溫度的溫度差數(shù)據(jù)。
[0016]所述步驟(I)中,數(shù)據(jù)采集方式為設(shè)置采集點為4X16式,S卩64個矩陣式采集點,采集的為實時的實際值溫度和環(huán)境溫度值。
[0017]所述步驟(I)中,通過紅外測溫儀對開關(guān)柜的實時溫度和周圍的環(huán)境溫度進行數(shù)據(jù)收集。
[0018]所述步驟(I)中,所述紅外測溫儀通過強力磁鐵和橡膠吸盤吸附于設(shè)備殼體上,可180°范圍內(nèi)自由旋轉(zhuǎn),便于將鏡頭對準(zhǔn)被測目標(biāo)。紅外測溫儀采用非接觸矩陣式紅外測溫,實現(xiàn)對15° X 60°視場范圍內(nèi)的目標(biāo)物體進行溫度測量,溫度測量范圍_50°C?300°C,同時可以實現(xiàn)環(huán)境溫度和環(huán)境濕度的測量,從而對設(shè)備的運行狀況進行評估,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障隱患,保障電網(wǎng)設(shè)備的安全運行。
[0019]紅外測溫儀供電采用一次性電池,超低功耗設(shè)計,電池供電(5?8年),避免單獨引線或其它取電方式(CT取電)。采用非接觸方式遠(yuǎn)離監(jiān)測觸頭及連接頭,保證配合設(shè)備的絕緣性能和電氣間距,每個測溫節(jié)點可以按設(shè)定周期掃描(3小時),并能存儲歷史數(shù)據(jù)(不少于3個月),對灰塵、霧氣、背景環(huán)境溫度對測溫的影響能夠自動補償校準(zhǔn),選擇監(jiān)測視場寬,覆蓋面積大的傳感器,解決距離遠(yuǎn)、角度偏的測溫差異性,安裝調(diào)試便捷(小型化、磁吸式安裝、雙激光靶點視場角度指示),免維護,外殼防護等級IP66,外殼易燃級別UL94-5V,滿足戶內(nèi)、戶外開關(guān)柜環(huán)境要求。
[0020]所述步驟(2)中,所述溫度信息通過433M超低功耗無線射頻通信方式發(fā)送溫度信息到控制器。
[0021]所述步驟(2)中,數(shù)據(jù)的處理和封裝包括對接收到數(shù)據(jù)后進行驗證、分析、存儲和上報。
[0022]所述步驟(2)中,數(shù)據(jù)驗證的方法是,控制器驗證測溫數(shù)據(jù)的正確性,利用加入CRC校驗,以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0023]所述步驟(2)中,控制器設(shè)定采集測溫數(shù)據(jù)周期,如果檢測到測溫終端數(shù)據(jù)有高溫異常,控制器自動提高采集數(shù)據(jù)頻率,并根據(jù)溫度點陣變化趨勢來自學(xué)習(xí)控制采集頻率,即溫度越高或溫差越大則采集頻率越高。
[0024]所述步驟(2)中,壓縮存儲的主要方式為控制器采用差異壓縮算法存儲紅外測溫點陣數(shù)據(jù),以節(jié)省寶貴的存儲資源。通常情況下,4X16溫度點陣數(shù)據(jù)差值較小,采用存儲平均溫度值和差值的方法,溫度值占用2個字節(jié)空間,而差值一般小于I字節(jié),能夠節(jié)省70%以上的存儲空間。這樣在相同成本的存儲上,控制器能夠存儲更多終端更長周期的溫度點陣數(shù)據(jù)。
[0025]上報數(shù)據(jù):控制器周期上報采集數(shù)據(jù),并實時主動上報告警溫度數(shù)據(jù)到智能終端。
[0026]目前常用的測溫系統(tǒng),一般不具備數(shù)據(jù)分析、壓縮存儲功能。
[0027]433M超低功耗無線射頻,采用高性能超低功耗無線射頻組網(wǎng)方式接入,采用點對多點及中繼方式聯(lián)網(wǎng)工作,支持網(wǎng)絡(luò)自愈,頻段選用430MHz?440MHz有利于測溫儀在全金屬封閉場合的信號穿透;中繼節(jié)點數(shù)不少于64個;支持正常模式、喚醒模式、省電模式、睡眠模式等多工作模式,IS周期模塊無線喚醒電流不高于15μΑ,支持高增益外置天線。
[0028]所述步驟(2)中,手機也可直接通過藍(lán)牙4.0連接紅外測溫儀,獲取溫度矩陣以及環(huán)境數(shù)據(jù)。此種獲取數(shù)據(jù)方式特點是可以直接從紅外測溫儀中取得溫度數(shù)據(jù),藍(lán)牙傳輸距離短,方便直接在機房讀取數(shù)據(jù),便于安裝。此種方式在主機WiFi覆蓋不到、開關(guān)柜較為分散的場合使用。
[0029]所述步驟(3)中,溫度云圖的建立是通過控制器傳輸過來的64個點陣,按順序進行排列,排列成4 X 16式,即64個矩陣式采集點,然后在云圖中進行打點,根據(jù)溫度值顯示不同的顏色來標(biāo)示是否溫度偏高或者報警狀態(tài)。