10kV电缆沟多功能监测冷却智能系统研究温伟光李维立张方海赖家文摘要：文章研发了一种基于红外测温技术的10kV电缆沟多功能智能监测系统，利用红外测温装置，在温度超出设定范围后智能启动通风冷却设备，并设置温度异常辅助报警系统；此外还增加了沼气、氧气及水位监测模块，对异常环境进行预警，并通过智能终端对该系统进行监测控制，实现多功能智能监测的目标。关键词：红外测温；电缆沟；智能检测；冷却设备；通风冷却装置文献标识码：A：TM72：1009-2374（2017）01-0012-02DOI：10.13535/jki.11-4406/n.2017.01.0061概述随着国家经济和电力技术的发展，高压电缆因其节省空间，传输量大等优点而被广泛应用。变电站内10kV的高压电缆是目前电缆沟内最常见也是最重要的设备之一。长期在高电压和大电流的运行状态下工作，这些设备的运行情况与温度和湿度有着密切的关系。广东地区在4～9月常常面临酸雨、热浪的严峻考验，这些地区的电缆沟长期在此环境工作，电缆绝缘老化和损坏的几率大大增加，载流量大幅降低，使用寿命缩短，甚至因为设备局部过热而造成停电故障，封闭环境也对电力维护人员造成抢修困难，因此急需寻找切实可行的方法来解决这一问题。本文基于红外测温技术，拟研制一种10kV电缆沟多功能智能监测冷却系统，利用红外测温非接触式传感器，在温度超出设定范围后智能启动；在系统中设计沼气、氧气及水位监测模块，对异常环境进行预警；通过智能无线监控终端、无线网络、手机APP的监控系统等软件，实现远程集中监测和控制，完成参数设置、数据采集与分析、预警、报警及启动冷却装置等功能。2系统工作原理及功效2.1红外测温传感器工作原理高于绝对零度的物质都会向外辐射红外线，不同大小的红外能量具有不同的红外线波长分布，因此对物质红外线波长进行测量，就能确定该物质的表面温度。红外测温传感器的工作原理，简单来说，就是通过对物体两点之间的温度差产生的电效应进行探测。物体两点之间如果发生了温度差，则会有电压产生，电压和温度差之间存在函数关系。基于这一原理，通过红外接收元件，以单片机为核心，配合采集电路、存储电路、显示电路等外围电路，搜集红外热辐射，将温度差转换为电压信号输出。2.2系统功能分析10kV电缆沟多功能智能监测系统基于红外测温技术，其功能需要满足以下四点：2.2.1采用红外测温采集信号作系统计算和触发预警，在温度超出设定范围后智能启动强制通风冷却设备。2.2.2采用改善空气循环方式减低电缆沟运行温度与湿度，在系统中设计沼气、氧气及水位监测模块，对异常環境进行预警。2.2.3采用单片机技术和自动遥信技术做温度异常预警及实时处理，对温度信号进行采集、显示并实现升、降温和闭环自动控制等。2.2.4通过智能无线监控终端、无线网络、手机APP的监控系统等软件，实现集中监测和控制。3智能监测冷却系统3.1红外测温模块结构红外测温多功能智能监测系统主要包括光学系统、调制盘、热释电红外探测器、信号处理电路、微控制器、显示输出电路及网络输出电路。3.1.1光学系统。该部分主要是搜集目标物的红外辐射能量，利用具有特殊光学原理的透镜，使红外信号以脉冲形式输入，完成对目标物的红外辐射能量搜集。3.1.2调制盘。调制盘主要用于空间滤波，将恒定的辐射通量转化为交变式，对目标物的空间位置进行确定，以此排除环境干扰，保证红外测温系统的精确度。3.1.3热释电红外探测器。热释电红外探测器也就是红外光传感器，当热电元件受到光照时产生热能，受热晶体两端产生数量相等符号相反的电荷，带上负载就会输出电压信号，产生电流。当环境温度变化时，晶体参数发生改变，从而进行预警。可在该部分设置双传感探测元、干涉滤光片和场效应管，以尽可能地减少干扰和误差。3.1.4信号处理电路。红外辐射进过热释电红外探测器，将红外能量转变为电信号，进入信号处理电路。信号处理电路中最主要的核心组件就是单片机。单片机作为集成电路芯片，集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断等功能于一身，结合传感器技术可以实现温度监控的要求，并通过适当的接口完成对数字信息的处理和控制。温度传感器将电信号输入到单片机，单片机处理后的数据输送...