紅外無線測溫解決電力系統(tǒng)監(jiān)測問題

　　引言

　　變電所的高壓開關(guān)柜是重要的電器設(shè)備，在長期的運行過程中，開關(guān)柜中的母線接點、高壓電纜接頭等部位因老化或者接觸電阻過大而發(fā)熱，使相鄰的絕緣部件性能劣化，甚至發(fā)生擊穿而造成事故。

　　據(jù)統(tǒng)計，供電系統(tǒng)發(fā)生事故的原因很多是因為熱問題產(chǎn)生的。但由于開關(guān)柜內(nèi)空間結(jié)構(gòu)狹小，每相母線對地和不同相之間都存在很高的電壓，無法進行人工巡查測溫，所以直接測量開關(guān)柜內(nèi)接點溫度一直是電力系統(tǒng)檢測的一個難題。為此，筆者設(shè)計了一種基于紅外傳輸?shù)臒o線測溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)將傳感器安裝在被測物體表面，在線測量該測溫點溫度后，通過紅外傳輸方式將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到安裝在開關(guān)柜柜門表面的采集器中，溫度采集器將其傳送到監(jiān)控計算機處理，當所測溫度超過預(yù)設(shè)報警值時，系統(tǒng)自動報警，提醒工作人員及時采取適當措施。

　　1 紅外傳輸模塊

　　紅外傳輸模塊主要由紅外編碼/譯碼器MCP2120和紅外收發(fā)器TFDU4100組成。紅外編碼/譯碼器MCP2120是美國Microchip技術(shù)公司推出的，在應(yīng)用中位于通用異步接收器/發(fā)射器（UART接口模塊）和紅外收發(fā)器之間。該器件對從標準的UART接收的數(shù)據(jù)進行編碼，并以電脈沖方式輸出到紅外收發(fā)器TFDU4100中。紅外收發(fā)器TFDU4100將接收的數(shù)據(jù)同樣以電脈沖形式饋送到MCP2120進行解碼，而后通過MCP2120和UART發(fā)射譯碼數(shù)據(jù)。

　　1.1 紅外傳輸模塊的工作原理

　　紅外傳輸模塊采用37kHz標準紅外串口接口傳輸信號，進行應(yīng)答式半雙工通信。紅外傳輸模塊電路如圖1所示。MCP2120的引腳TX接收的來自UART的數(shù)據(jù)經(jīng)編碼器編碼后通過引腳TXIR發(fā)射。紅外收發(fā)器接收的光脈沖信號經(jīng)引腳RXD（RXD是單片機的一個引腳）輸出后并通過MCP2120的引腳RXIR進入譯碼器解調(diào)，然后經(jīng)引腳RX饋送到UART。MCP2120發(fā)送和接收波特率既可通過BAUD2、BAUD1和BAUD03個硬件引腳配置，也可通過軟件選擇。

圖1 紅外傳輸模塊電路

　　1.2 紅外傳輸模塊的特點

　　紅外傳輸模塊利用光信號進行傳輸，不受電磁場的干擾，具有很強的抗電磁干擾能力；它功耗低，休眠電流僅為5A,可靠地保證了電池的使用壽命。因此，在高壓開關(guān)柜這種封閉環(huán)境下，它能很好地滿足傳輸要求。