一种自取能无线传输的一体化智能测温触臂制造技术

本发明专利技术公开了一种自取能无线传输的一体化智能测温触臂，包括：触臂本体和自取能无线温度传感器，在与触头连接处的触臂本体上设有凹槽，采用环氧树脂将自取能无线温度传感器封闭在凹槽内，用于检测触臂同触头接触区域的温度。本发明专利技术将温度传感器模块嵌入触臂内部，不会改变静触头盒内电场分布和绝缘距离，减少绝缘事故发生；一体化设计安装使用方便，并且避免产品运输、断路器机械运动对传感器的影响，保证开关柜的测温可靠性。保证开关柜的测温可靠性。保证开关柜的测温可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种自取能无线传输的一体化智能测温触臂


[0001]本专利技术属于电力设备监测
，具体涉及一种自取能无线传输的一体化智能测温触臂。

技术介绍

[0002]据统计，在中压开关设备发生的故障事故中，近60%是由于各种原因导致的一次回路接触不良，从而引起触头局部温升超标，进而导致断路器触头烧损和开关柜爆炸等事故，严重威胁到开关设备和操作人员的安全。
[0003]为了保障户内高压真空断路器的运行安全，一般用测温系统对其进行实时监控，当温度超过警戒值时能够提前发出预警信号。在现有技术中，测温系统中的温度传感器一般绑扎在动触头上，用于采集动触头的温度。虽然能采集到更加精确的温度数据，但是采用螺丝卡扣等结构固定，导致温度传感器固定不牢固，容易出现松动。同时其捆扎在触头的表面，导致局部凸起，缩短了断路器一次带电体与开关柜静触头盒的空气距离，且使得触头盒附近的电场分布改变，易造成绝缘事故。
[0004]公开号为CN202066606 公开一种断路器智能测温测电流触臂及其分析系统，其公开智能测温测电流触臂，该温度传感器嵌入设置在触臂本体内而检测触臂本体的温度。但其通讯采用移动数据网或RS485通讯，用移动数据网虽然通讯距离远，但功耗大成本高；有线RS485通讯需现场布线，走线麻烦成本高。目前市场中温度无线通讯通常采用2.4G的WiFi、蓝牙、ZigBee，虽然功耗低，但其传输距离近、速率低，同时其信号穿透能力差，若无线接收装置位置安装不当会造成数据丢包甚至无法接收到数据，导致无法及时同步断路器主回路的温升变化。r/>[0005]因此，需要一种既能方便拆装的嵌入式一体化化设计，又满足低功耗、长距离、信号穿透力强的无线温度传感装置。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提出一种自取能无线传输的一体化智能测温触臂，解决了现有技术存在的安装难、体积大、功耗高、传输距离近、信号穿透性差等技术问题。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种无源无线传输自取电的一体化测温触臂，包括触臂本体和自取能无线温度传感器；所述触臂本体在触头连接处开设纵向安装槽和环形凹槽；所述自取能无线温度传感器包括无线温度传感芯片、合金圈、线圈、导热硅胶片和屏蔽网；所述合金圈内直径和环形凹槽相同，紧贴环形凹槽；所述线圈紧贴环形凹槽，所述合金圈穿过所述线圈；所述无线温度传感芯片、导热硅胶片和屏蔽网嵌入所述纵向安装槽内；所述屏蔽网位
于所述无线温度传感芯片的底部，所述屏蔽网通过导热硅胶片贴附于触臂本体的切面平台上。
[0008]进一步的，整个触臂本体外层采用环氧树脂密封；所述无线温度传感芯片、合金圈、线圈、导热硅胶片和屏蔽网均采用环氧树脂浇注固定。
[0009]进一步的，所述合金圈采用坡莫合金。
[0010]进一步的，所述无线温度传感芯片包括控制模块、取电模块、测温模块和通信模块，采用 CMOS工艺实现并集成于一个芯片上；所述测温模块与导热硅胶片相连；所述控制模块分别与取电模块、测温模块和通信模块通信；所述测温模块用于测量触头连接处温度；所述取电模块用于为无线温度传感芯片供电；所述通信模块用于将温度信息发射给汇聚节点；所述控制模块用于对与之相连的模块进行控制，进行任务分配与调度，以及进行数据的整合与转储。
[0011]进一步的，所述取电模块包括储能电容，稳压模块，整流器，DC-DC转换器和电源管理模块；所述整流器的交流端与所述线圈相连接，直流端依次与所述稳压模块、储能电容和DC-DC转换器连接；所述整流器用于收集所述线圈与触臂本体之间的等效电容在交流高压下产生的位移电流；所述稳压模块用于将整流器收集的位移电流转换成直流电流，并为所述储能电容充电；所述电源管理模块用于对当前储能电容中能量积累情况进行监视，当储能达到一定量后发出控制脉冲启动DC-DC转换器工作，给整个无线温度传感芯片供电。
[0012]进一步的，所述测温模块包括A/D转换模块和温度传感模块；所述温度传感模块用于测量触头连接处温度；所述A/D转换模块用于将温度传感模块采集到的模拟信号转换成数字信号送到控制模块中进行数据处理。
[0013]进一步的，所述通信模块上设有传送天线，用于将控制模块处理后的温度以无线射频方式发射给汇聚节点；所述传送天线采用工作频段2.4GHz～2.5GHz，通信制式为LoRa，通信协议采用国家电网输变电设备物联网微功率无线网通信协议。
[0014]进一步的，所述控制模块具体用于，对与之连接的各模块进行周期唤醒控制；收集温度数据和进行温度数据发送；以及，将温度传感模块采集的数字信号按照数据规约协议转化并存储。
[0015]进一步的，通过控制模块设置自取能无线温度传感器的测温间隔为10秒。
[0016]进一步的，所述无线温度传感芯片配置唯一的ID编码，采用激光打印在触臂本体外层环氧树脂表面的激光标识内。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术解决了现有技术安装难、体积大、信号传输能力有限等技术问题，提供了一种自取能无线传输的一体化智能测温触臂。
[0018]本专利技术采用一体化设计，触臂触头连接处形成空腔，温度传感器模块嵌入触臂空腔中。本专利技术将温度传感器模块嵌入触臂内部，以至于不会改变静触头盒内电场分布和绝缘距离，减少绝缘事故发生；一体化设计安装使用方便，并且避免产品运输、断路器机械运动对传感器的影响，保证开关柜的测温可靠性。
[0019]本专利技术采用超低功耗设计、微电磁能量收集技术，无需电池、射频通讯、CRC校验等技术，具有绿色环保、免维护、电气隔离彻底、安装方便、抗干扰能力强、工作可靠、体积小巧等特点，能很好的解决高电压状态下的温度测量问题。实时将采集到的温度通过射频通讯，传输到监控终端上，实现不间断的、准确的测量。
[0020]本专利技术使用 2.4GHz Lora无线通信技术平台，通信协议采用国家电网输变电设备物联网微功率无线网通信协议，实现双向通信，实现断路器温度的智能管理，为开关设备的安全运行提供数据支持。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提供的一体化智能测温触臂结构示意图；图2为本专利技术提供的自取能无线温度传感器结构示意图；图3为本专利技术提供的无线温度传感芯片的结构框图。
具体实施方式
[0022]下面对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0023]如图1所示，本专利技术是一种无源无线传输自取电的一体化测温触臂，包括触臂本体1和自取能无线温度传感器。
[0024]具体的，触臂本体1在与触头连接处设有凹槽，自取能无线温度传感器嵌入此凹槽内，用于检测触臂同触头接触区域的温度。
[0025]整个触壁本体外层采用环氧树脂密封。
[0026]参见图2，自取能无线温度传感器包括无线温度传感芯片4、合金圈2、线圈3、屏蔽网8和导热硅胶片7。触臂本体1在触头连接处开设纵向安装槽和环形凹槽。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自取能无线传输的一体化智能测温触臂，其特征在于，包括触臂本体和自取能无线温度传感器；所述触臂本体在触头连接处开设纵向安装槽和环形凹槽；所述自取能无线温度传感器包括无线温度传感芯片、合金圈、线圈、导热硅胶片和屏蔽网；所述合金圈内直径和环形凹槽相同，紧贴环形凹槽；所述线圈紧贴环形凹槽，所述合金圈穿过所述线圈；所述无线温度传感芯片、导热硅胶片和屏蔽网嵌入所述纵向安装槽内；所述屏蔽网位于所述无线温度传感芯片的底部，所述屏蔽网通过导热硅胶片贴附于触臂本体的切面平台上。2.根据权利要求1所述的一种自取能无线传输的一体化智能测温触臂，其特征在于，整个触臂本体外层采用环氧树脂密封；所述无线温度传感芯片、合金圈、线圈、导热硅胶片和屏蔽网均采用环氧树脂浇注固定。3.根据权利要求1所述的一种自取能无线传输的一体化智能测温触臂，其特征在于，所述合金圈采用坡莫合金。4.根据权利要求1所述的一种自取能无线传输的一体化智能测温触臂，其特征在于，所述无线温度传感芯片包括控制模块、取电模块、测温模块和通信模块，采用 CMOS工艺实现并集成于一个芯片上；所述测温模块与导热硅胶片相连；所述控制模块分别与取电模块、测温模块和通信模块通信；所述测温模块用于测量触头连接处温度；所述取电模块用于为无线温度传感芯片供电；所述通信模块用于将温度信息发射给汇聚节点；所述控制模块用于对与之相连的模块进行控制，进行任务分配与调度，以及进行数据的整合与转储。5.根据权利要求4所述的一种自取能无线传输的一体化智能测温触臂，其特征在于，所述取电模块包括储能电容，稳压模块，整流器，DC-DC转换器和电源管理模块；所述整流器的交流端与所述线圈相连接，直流端依次与所述稳压...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆军，宋淼，刘进，杭雅慧，印成，尹翔宇，高明，包铁华，
申请(专利权)人：江苏南瑞帕威尔电气有限公司，
类型：发明
国别省市：