高压开关柜测温系统设计
高压开关柜测温系统设计
电气信息学院课程设计任务书课题名称高压开关柜测温系统设计姓名专业电气工程及其自动化班级学号指导老师杨青梁锦吴勇峰课程设计时间第14、第15周教研室意见意见：审核人：一、任务及要求1. 给出高压开关柜测温系统整体设计框图；2.说明采用温度传感器的型号，特性，以及具有的优点；3. 给出具体电路，如信号调理、采样保持电路、隔离、A/D转换等设计思路，画出电路原理图；6.说明测温时会遇到哪些干扰问题，增加抗干扰措施；7.编写设计说明书；8.课程设计说明书要求用手写，所绘原理图纸用计算机打印。
（16K）二、进度安排第一周：星期一：下达设计任务书，介绍课题内容与要求；星期二——星期五：查找资料，确定设计方案，画出草图。
第二周：星期一上午——星期二下午：电路设计，打印出图纸。
星期三：书写设计报告；星期四：书写设计报告；星期五：答辩。
三、参考资料1.邹积岩. 智能电器. 北京：机械工业出版社，20062.王汝文，宋政湘，杨伟. 电器智能化原理及应用. 北京：电子工业出版社，2003目录一、高压开关柜测温系统整体方案设计 (1)1.1系统整体结构 (2)1.2传感器特性 (3)二、高压开关柜测温系统硬件设计 (4)2.1主控单元设计 (5)2.2数据采集模块设计 (6)2.3无线通信模块设计 (6)2.4数据传输模块设计 (6)三、高压开关柜测温系统软件设计 (4)3.4温度传感器控制程序设计 (6)3.5无线通信模块程序设计 (6)四、原理图 (4)一、高压开关柜测温系统整体方案设计1.1系统整体结构高压开关柜测温系统包括三大部分：高压开关柜内测温节点、高压开关柜外测温接收系统、上位机数据处理与显示。
高压开关柜测温系统采用多点组网的方式：8路测温节点对应1路接收系统。
首先，数据采集模块通过主控单元将温度数据打包，再利用无线通信模块把获取的信息传送至接收系统，接收系统采用串口把数据传至上位机后，通过上位机完成温度信息的处理、显示和保存。
高压开关柜温度在线监测系统设计
高压开关柜温度在线监测系统设计摘要：在当前的社会之中，电力资源是最重要的能源资源之一，人们对于电力资源的依赖程度也逐渐升高，到目前为止，任何人的生活与工作都不能离开电力资源，这就导致电力系统的普及型大大提高。
电力系统具有着极高的利用率和普及率，因此一个稳定的电力系统对于提高人们的生活质量以及工作效率就十分有必要，在某些电力负荷比较大的地区，就会产生高压开关柜的温度上生产从而导致开关柜封闭性下降的情况，影响到了电力设备的运行，进而降低了电力系统的稳定性和安全性。
在当前的高压开关柜温度监测之中，通常会采用电触头的传统监测方式进行监测，但是这种方法收到电触头的影响，其监测的精准程度降低，并且严重依赖于红外线温度传感器，从而导致这种监测方法的造价与成本较高，不能够大范围的进行应用。
关键词：高压开关柜；在线监测；无线测温1引言在电力系统之中，包括了多个组成部分和组成设备，其中任何一个部分和设备都必须要保持稳定的工作状态，任何一个环节出现故障，就会导致整个电力系统陷入瘫痪，而在这之中，高压开关柜设备就是非常重要的电力设备之一，其主要作用在于控制与保护电力系统的运行。
当前绝大多数的高压开关设备都会采用封闭式的结构，这种结构不仅会导致热量大量堆积，并且会给监测与维修带来一定的障碍。
当不能够及时将高压开关柜之中的温度控制到合理范围时，就有可能导致过高的温度引发火灾，最终给电力系统造成难以弥补的损失。
由此可见，一套科学并且合理的高压开关柜温度监测系统能够有效的提高电力系统的稳定性和安全性，从而确保电力系统高效运行。
当前对高压开关柜进行温度监测，主要包括以下几种方法，比如CCD摄像头监测法，示温蜡片监测法以及红外监测法等，这些方法尽管都能够对温度进行监测，但是都存在严重的缺点，那就是不能够运行环境以及负荷等其他情况进行监测，单一的监测指标局限了监测效果。
对此，设计一个能够全面监测各项指标的监测系统就显得十分有必要，本文中所设计的系统，目的就是为了应对传统高压开关柜监测方法之中的问题以及不足，从而达到更加全面的监测效果，并且还要保证监测系统结构较为简洁，操作便利，并且也具有较为可靠的性能，降低各种电力系统事故，提高电力系统的稳定性。
关于高压开关柜温度测量毕业设计(论文)
基于热电堆的高压开关柜接点温度测量装置的设计学生姓名：夏婷婷学号：3091232217专业班级：09供用电技术（2）班指导教师：李培江摘要高压开关柜作为电力系统中非常重要的电气设备。
现代电力系统对电能质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。
随着电网的发展和设备技术的提高，10，35kV系统开关柜在电网中已大量使用。
而开关柜的内部过热现象已成为开关柜使用中的常见问题，由于开关柜体的密闭性，在一些负荷较重的地区，存在开关柜的温升超标问题。
开关柜的温升超标，直接影响设备的安全稳定运行，而且，过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。
目前，对电力系统内部使用的开关柜，严格遵守设备采购程序及技术政策，确保入网的开关柜都通过型式试验，尤其对温升的要求比较严格。
运行中，负荷通常都不会达到开关柜的设计满容量，开关柜的温升问题应该不会很突出，但是实际情况并不尽然。
开关柜内部实际温升情况，尤其是母排连接等部位，通常总是比型式试验测出的数据高。
就会影响设备的正常运行与维护，所以本次论文研究利用非接触式的热电堆的高压开关柜接点温度测量装置的设计。
热电堆是一种热释红外线传感器，它是由热电偶构成的一种器件，利用这种原理来实现测量温度。
关键词：热电堆；高压开关柜；温度测量目录摘要.................................................................................................................................... I I 第一章绪论...................................................................................................................... - 1 -1.1 概述.......................................................................................................................... - 1 -1.2 研究背景与意义...................................................................................................... - 2 -1.3 课题的主要研究内容.............................................................................................. - 2 - 第二章热电堆式测量高压开关柜接点温度测量装置结构............................................ - 3 -2.1 测量高压开关柜接点温度装置的结构.................................................................. - 3 -2.2热电堆的工作原理................................................................................................... - 3 -2.3测量温度的方式....................................................................................................... - 6 - 第三章热电堆测量温度装置的电路结构与特点.............................................................. - 7 -3.1热电堆测量高压开关柜接点温度装置的特点....................................................... - 8 -3.2测量温度装置的功能介绍..................................................................................... - 10 - 第四章热电堆测量温度装置的工作流程........................................................................ - 12 -4.1温度采集的流程.................................................................................................. - 12 - 第五章热电堆测量温度装置的实际应用........................................................................ - 15 -5.1实际应用领域......................................................................................................... - 16 - 结论.............................................................................................................................. - 17 - 致谢.............................................................................................................................. - 17 - 参考文献........................................................................................................................ - 21 -第一章绪论1.1 概述随着我国经济的快速增长,电力需求量日益增加,电力供应量的持续快速增长给电网设备带来一系列安全问题,而电网设备主要集中在变电站,其中开关柜作为变电站的重要电气设备,担负着关合及断开电力线路、保护系统安全的双重作用,对变电站的安全可靠运行起着举足轻重的地位。
变电站高压开关柜温度监测系统的设计与实现
变电站高压开关柜温度监测系统的设计与实现摘要本课题提出利用TMP102温度传感器，MSP430单片机加上无线传输芯片CC2520构成变电站高压开关柜测温节点。
在工作周期内实时的将温度传感器采集到的温度数据打包，利用无线收发芯片将数据包发送给基站，此后，基站再将各个高压开关柜测温节点的温度数据通过RS485总线传输给后台服务器，工作人员通过PC机显示器，可以对高压开关柜中各个动静触点的温度进行在线监测。
关键词无线测温节点低功耗开关柜一、系统整体设计方案本文设计的变电站高压开关柜温度监测系统主要是针对变电站高压开关柜内动静触头温度监测这一具体应用，高压开关柜温度监测系统由三部分组成:变电站高压开关柜测温节点（下位机），基站或者数据显示单元(上位机)，以及后台服务器(PC机)，系统的结构示意图如图1所示：图1 系统结构示意图1．每一个基站都可以设置为Master或Slave，但在一套系统中，只能有一个Master，其他的都设置为Slave。
2．有PC机应用的系统中，所有基站只能设置为Slave，PC机是Master。
在没有PC机应用的系统中，有两个以上开关柜场合时，要通过RS 485 Bus级联，并设置其中的一个为Master，其他的都为Slave。
3．每一个测温节点/基站都有自己唯一的ID号码（生产时写入），安装测温节点时要将ID号通过键盘输入给基站，以确认测温节点安装位置。
4．测温节点的参数由基站配置，基站的参数由后台服务器（PC）配置。
5．系统整体网络的结构为树形拓扑结构，由一个基站与3个测温节点组成一个星型结构，设置成网内通信的方式。
由一个后台服务器与多个（最多32个）基站组成一个星型结构，设置成网际通信方式（不同信道）。
6．其中测温节点即下位机由电源，单片机微处理器模块、数字化温度传感器模块、无线收发模块构成，电源为高能锂电池。
7．基站由单片机模块、无线收发模块、RS485转换模块、存储模块构成。
10kV高压开关柜无线测温技术
10kV高压开关柜无线测温技术摘要：当前10KV高压开关柜中所应用的无线测温技术可以在一定程度上保障用电系统的安全与稳定性，在用电安全方面提供了一定的保障。
无线测温技术能够有效保证10KV高压开关柜使用过程中的安全性，避免在使用过程中出现发热等原因所导致的故障，进一步保障配电系统的稳定性。
本文将重点讲解10KV高压开关柜无线测温技术的特点与应用设计，强化10KV高压开关柜系统的稳定运行。
关键词：10KV高压开关柜；无线测温；测温技术；技术应用10KV高压开关柜是配电供电系统中的重要一环，而在实际运行过程中，因发热等原因将会直接影响到高压开关柜的使用。
而发热故障又较为常见，因此在整个电力系统当中，应对当前所应用的无线测温技术进行升级改造，对于10KV高压开关柜的实时温度进行全方位的监测，保障工作人员能够及时发现设备隐患，及时排除发热故障所造成的影响。
1.高压开关柜无线测温技术的特点1.1稳定安全性在10KV高压开关柜的使用过程中，应根据实际情况选用无线测温传感器，且无线测温传感器的使用有着一定的技术优势与体积优势，对于测温进行过程中的安全性有了一定的保障。
无线测温传感器通常可以达到20米以上的传感距离，可以有效保障测温的稳定，相比于传统的测温方式，也能够有效保障测温人员的人身安全[1]。
1.2极强准确性通过无线测温传感器进行10KV高压开关柜的温度测量，可以得到更为准确的温度数据。
传感器通过接触面来进行开关柜的测温，可以准确稳定的检测到测温点的实时温度，并且及时反馈出相关数据并完成数据传输，有效保障了测量数据的准确性，全面提升10KV高压开关柜运行的稳定性。
1.3具备灵活性在使用无线测温传感器对10KV高压开关柜进行温度检测的过程中，由于不同传感器均具备单独编号，且由于传感器的分频技术，可以保证不同传感器之间的数据不会影响熟路通信的质量。
而无线传感器的体积较小，便于安装，可以在各种不利于测温的点位进行实时测温，因此也能够大大提升测温技术的灵活性。
唐山地区高压开关柜光纤测温系统的设计与应用
唐山地区高压开关柜光纤测温系统的设计与应用随着现代电力系统的不断发展，对于高压开关柜的安全性、可靠性以及维护保养的效率提出了更高的要求。
在传统的高压开关柜温度测量中，不仅存在着温度测量的不准确性问题，同时还存在着对于高压开关柜内部状态的监测不全面等缺陷。
而光纤测温技术的出现，完全解决了这些问题。
本文主要讨论唐山地区高压开关柜光纤测温系统的设计与应用。
一、光纤测温技术光纤测温技术是指通过将激光光束或光导纤维置于测量温度的环境中，根据光学特性变化量检测出温度变化。
其优点在于高度可靠、无电磁干扰、响应迅速等特点。
它的工作原理是：测量场合温度变化时，传输介质(光线)的折射率也会产生变化，而折射率的变化则会影响传输速度和传输模式，进而改变光导纤维输出的光功率比例等特性。
由此，通过测量输入和输出的光功率，然后根据它们的转化比例反算出温度值。
二、唐山地区高压开关柜光纤测温系统的设计方法1. 系统概述该光纤测温系统主要由温度采集模块、信号处理模块、数据传输模块以及显示模块等组成，其中温度采集模块主要由光纤温度传感器和模块化小型温度测量仪器以及配套的测量控制器组成。
信号处理模块主要由信号放大、压缩、滤波以及温度计算等功能模块构成。
数据传输模块主要由网络通讯、远程数据采集、实时数据共享以及互联网接入等技术实现。
显示模块则是通过实现数据可视化与数据动态展示以及声光报警等功能来激发用户的使用兴趣。
2. 系统实现方案（1）传感器及检测器的选择传感器的选择是该系统实现的关键。
在此系统中采用（PTFE）聚四氟乙烯保护套服防腐蚀、光导纤维穿线式、柔性、高温工作等特点的光纤传感器。
在数据的采集上，对于传感器采集光线进行高灵敏度、高线性、高稳定性的检测，因此需要选择尺寸小的光电二极管。
同时，对于激光等光源进行放大、压缩等信号处理时，需要采用高精度的类比信号处理器。
（2）数据传输方案设想考虑到该系统实施需要将采集的数据实时传输到处理器中进行处理，因此，本文考虑基于协议的计算机网络通信方案，采用HTTP协议进行数据的传输。
10kV智能化高压开关柜测温系统设计
10kV智能化高压开关柜测温系统设计周文文;聂一雄;徐卫东;彭丹【摘要】Current wired temperature measurement method can not directly be sued for temperature detection in the 10 kV intelligent high-voltage switch cabinet due to its failure in completely solving the problem of high-voltage insulation and it is unable to satisfy requirements for cost performance and power consumption of the high-voltage switch cabinet on the industrial scene.Therefore,the paper designs a set of temperature measurement system and device for high-voltage switch cabinet based on 2.4 G wireless communication technology and introduces working principle,hardware composition and software design of the system.In allusion to problems in operation of this system,the paper proposes corresponding anti-interference and thermal insulationmeasures.Experimental results indicate the wireless temperature measurement system has definite anti-interference capacity and good thermal stability which can ensure stable and reliable operation and meet requirements for multi-point temperature measurement in the cabinet under high temperature environment,so as to realize real-time monitoring on temperature in the high-voltage switch cabinet.%针对现有有线测温方式没有彻底解决高压绝缘而不能直接用于10 kV智能化高压开关柜内温度检测以及不能满足工业现场对高压开关柜测温系统性价比、功耗要求的问题,设计了1套基于2.4G无线通信技术的高压开关柜无线测温系统及装置.为此,介绍了测温系统的工作原理、硬件构成以及软件设计.对监测系统在运行中出现的问题,提出了相应的抗干扰和隔热改进措施.试验结果表明:无线测温系统具备一定的抗干扰能力和良好的热稳定性,能够稳定可靠运行,满足10 kV高压开关柜在高温环境下对柜内多点温度检测的需求,实现对高压开关柜温度的实时监测.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2017(030)012【总页数】6页(P130-135)【关键词】高压开关柜;测温系统;2.4G无线通信;高压绝缘;抗干扰【作者】周文文;聂一雄;徐卫东;彭丹【作者单位】广东工业大学自动化学院,广东广州510006;广东工业大学自动化学院,广东广州510006;广东工业大学自动化学院,广东广州510006;广东工业大学自动化学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TM59510 kV高压开关柜作为配电系统的重要电气设备，主要负责10 kV电压等级的负荷分配任务。
关于高压开关柜无线测温系统的方案
关于高压开关柜无线测温系统的方案开关柜无线测温系统由无线温度传感器、测温数据采集终端和监测系统服务器三部分组成。
系统结构图：一.无线温度传感器原理:接收无线温度传感器发送的温度数据和对应传感器编号，存储在其内部存储器中。
当收到温度监测工作站的通信命令后把各传感器的编号和温度测量数据进行上送。
测温数据采集终端自动与无线传感器建立通信联系，能够接收视距半径约200米范围内所有无线传感器发出的温度数据。
安装方式:在高压室内部安装无线测温接收终端，与无线传感器之间利用433MHZ无线技术完成温度数据采集工作，无线测温接收终端通过网线、光纤或直接通过GPRS移动网络传输至升压站主控室，再转换到电脑上显示。
二.测温数据采集终端原理:在每个监测点上安装一个传感器。
其主要工作原理为：前端温度探头直接和监测点接触进行感温，探头的输出经过A/D转换部分，将温度信号转换成数字信号，通过无线方式传递给测温数据采集终端。
每个无线温度传感器具有的编号，实际安装使用时需要记录每个传感器的安装地点，并与编号一起存入温度监测工作站计算机数据库中。
传感器使用工业专用电池供电，供电时间为5-6年。
三.服务器端监测系统主控室内设立一个温度监测工作站，主要是一台PC计算机，该计算机经RS485通信接口转换器与测温数据采集终端连接。
计算机从测温数据采集终端采集各监测点的运行温度数据，在数据库中作长期保存，实时显示监测点的温度变化曲线，并进行分析，一旦发现温度过热、或急剧升温立即报警软件主要功能：1、定时读取从采集终端中收集的温度和ID数据，并写入本地硬盘中作长期保存。
对数据进行处理、维护，异常报警，以及温度变化趋势分析。
2、实时、直观的观察到发热点运行温度的变化情况。
3、对现场检测到的数据，自动生成触头等发热点指定时间段的温度变化趋势、历史事件统计，以及所需要的曲线图和图表。
4、对所检测到的数据进行分析，提前预知和判断以后多少天内发热点故障并形成报表，并详细显示故障点的位置并打印报表。
(整理)高压开关柜无线温度在线监测系统方案
高压开关柜无线温度在线监测系统方案高压设备温度监测的必要性发电厂、变电站的高压开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要的设备。
在长期运行过程中,开关的触点和母线连接等部位因老化或接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度无法监测，由此最终导致事故发生。
近年来，在电厂和变电站已发生多起开关过热事故，造成火灾和大面积的停电事故，解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键，实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。
为什么采用无线测温系统测量高压设备的温度长期以来，高压设备的接头运行温度很难监测，这是因为这些部位都具有裸露高压，通常的温度测量方法因无法解决高压绝缘问题而不能使用。
RF-sensor 无线温度监测系统采用无线电波进行信号传输，传感器安装在高压设备上，与接收设备之间无电气联系，因此该系统从根本上解决了高压设备接点运行温度不易监测的难题。
RF-sensor无线温度监测系统具有极高的可靠性和安全性。
相对低廉的价格，使得该系统可以安装到每台高压开关及母线接头上，系统配备标准通讯接口，可联网运行，通过上位计算机，可记录开高压设备运行温度的数据，为高压设备的维修提供依据，实现了设备故障的预知维修。
绝缘和抗电磁干扰在电力系统特别是在高压输电系统监测中，是经常碰到的极其关键的问题。
在当前的电力系统向着500kV以上超高压、大容量发展中，高压供电设备的运行温度监测尤为重要，光纤温度传感技术已成为其最佳解决方案。
RF-sensor无线测温系统的优势RF-sensor无线系统是专门设计用于高压带电体的运行温度监测，实现非接触温度测量。
系统包括无线温度传感器和无线接入设备构成。
能实现网络化的温度测量。
RF-sensor技术特点1.采用2.4G频段，工作在2400～2483.5MHz（ISM）频段。
2.直接序列扩频（DSSS），抗干扰能力更强。
3.采用ZigBee技术，符合IEEE802.15.4标准。
4.温度传感器采用LTCC内置天线，体积最小。
6kV室高压开关柜在线测温方案2016.08.20
山东华聚能源股份有限公司济二矿电厂6kV室高压开关柜在线测温方案编制：审核：批准：山东华聚能源股份有限公司济二矿电厂2016年08月20日6kV室高压开关柜在线测温方案一、目前运行状况济二矿电厂6kV配电采用6kV单母线分三段配电方式，安装39台东方公司生产KYN中臵开关柜。
在电气高压设备中，6kV开关柜多次发生柜内电气连接部位过热的事故。
断路器动静触头、母排搭接处、电缆压接处等电气设备的连接部分由于接触不良、表面氧化、积灰、等原因，在大电流通过时温度升高，导致设备老化、绝缘性能下降等问题，严重的会造成短路、损坏设备、中断供电等。
目前针对电气设备连接部分发热这一现象，主要监视方法为值班人员定期用红外测温仪、示温片等手段对设备进行定期巡检。
巡检过程中易受巡检人员责任心、巡检时间间隔、测量角度、测量部位的影响；同时只能测量裸露在外的接点温度，无法监测到电气设备内的接触点、电缆头等温度。
这一方法只能定期的监测到温度数据，不能实现实时监测，温升过高时亦不能告警；从而造成断路器动静触头、主变引线、母线搭接、电缆接头等电气接点发热现象比较突出、故障率高。
开关柜是我厂配电系统重要设备之一，高压开关柜的安全运行越来越重要，迫切需要高压开关柜具有高可靠性，安装在线测温产品可实时监测高压开关柜内部部件运行温升工况。
二、电气接点温度在线监测实施方案通过对当前国内较为认可的测温方案进行调研，将三种测温方案进行技术比对：性能比较：✧红外测温为非接触式测温，易受环境及周围的电磁场干扰，需人工操作，无法实现在线测量，开关柜内的空间非常狭小，结构复杂，无法安装红外测温探头（因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面）。
✧光纤光栅温度传感器采用粘胶方式直接安装到开关柜内固定的高压电气部件上传导光纤信号，安装后高压开关柜内存在多根光纤线处于高低电位之间，有光纤表面受积灰、吸潮影响，存在爬电、绝缘击穿的隐患，光纤光栅温度传感器不能对运动中的电气设备部件温升进行检测。
高压开关柜无线测温系统设计
高压开关柜无线测温系统设计刘朝霞【摘要】在对现有高压开关柜温度检测技术进行比较的基础上,提出了高压开关柜无线测温系统的设计方案,并介绍了该无线测温系统的构成以及各部分的设计原理,同时给出了采取的绝缘和抗电磁干扰措施,从而实现了对高压开关柜温度的可靠监测.【期刊名称】《电力安全技术》【年(卷),期】2015(017)007【总页数】3页(P40-42)【关键词】高压开关柜;无线测温系统;无线温度传感器【作者】刘朝霞【作者单位】国家发展和改革委员会大连培训中心,辽宁大连116000【正文语种】中文高压开关柜是发电厂和变电站的重要电器设备，其内部通常有6组动静触头和多组母排接头。
由于这些连接部件长期处于高电压、大电流的工作状态下，只要其接触电阻存在微小的增大，就将引起触头或接头处温度升高。
如果温升没有得到及时处理，将会产生恶性循环，并最终导致开关柜烧毁，甚至造成巨大的经济损失。
因此，对高压开关柜中触头和接头的温度进行实时监测，对于保障开关柜的安全运行，乃至电网的正常运行都具有十分重要的意义。
在高电压、大电流环境下，要实现高压开关柜温度的在线监测，首先需要解决隔离和抗强电磁干扰的难题。
目前用于开关触头温度在线监测的技术主要有涂层变色测温、红外测温、光纤测温。
(1) 涂层变色测温技术。
即在母排接头和开关触点的表面涂一层会随温度变化而改变颜色的材料(如感温蜡)，通过观察其颜色变化来大致确定温度范围。
这种方法准确度低、可读性差，不能进行定量和实时测量，并且对员工的技术水平要求高。
(2) 红外测温技术。
即由操作人员定时手持红外测量仪对准母排接头和开关触点进行测量。
这种方法对在0～200 ℃的温度值测量时误差小、准确度高；但是仍然无法做到实时测量，且光学器件在高电压场合使用时较不便，同时价格高。
(3) 光纤测温技术。
这种方法具体实现又可分为2种：一种是采用光纤光栅温度传感器；另一种是仅利用光纤传输温度信号。
两者都利用了光纤耐温、抗腐蚀、抗电磁干扰等优点。
10kV高压开关柜无线测温技术
10kV高压开关柜无线测温技术发布时间：2022-11-11T07:07:39.811Z 来源：《新型城镇化》2022年21期作者：阳康[导读] 本文选择KYN型开关柜作为研究对象，而K、Y、N分别是铠装式金属封闭开关设备、移动式结构以及户内装置。
国网湖北省电力有限公司潜江市供电公司湖北潜江 433100摘要：在电力系统当中，10kV高压开关柜是一项非常关键的内容，其运行质量会对整个电力系统的安全、稳定运行造成直接的影响，但在实际运行中，受到诸多因素的影响，10kV高压开关柜非常容易出现发热故障，从而对其正常运行造成不利影响。
而为了对这种情况加以改善，还需要利用无线测温技术对10kV高压开关柜进行实时的监测，使故障隐患能够及时的排除，这对于电力系统的安全、稳定运行具有非常重要的意义，所以，有必要针对相关内容进行深入的研究。
关键词：电气设备；高压开关柜；无线测温技术一、10kV高压开关柜无线测温系统的整体设计1.1整体设计本文选择KYN型开关柜作为研究对象，而K、Y、N分别是铠装式金属封闭开关设备、移动式结构以及户内装置。
根据10kV高压开关柜的安全运行需求，10kV高压开关柜的整体设计必须从体积、绝缘性能、成本以及可靠性等方面给予考虑。
针对系统的设计分析，主要由3部分组成，即高压测发射端、低压侧接收端以及上位机数据处理控制。
这一设计考虑到KYN型开关柜所具备的6个梅花触头，并提供了蓝牙数据传输通道。
由于选取了CT互感器作为高压侧电源，DS18B20温度传感器测量触头温度，系统由此能够准确反映触头温度变化。
1.2温度传感器的选择一般工业场所使用的温度传感器主要有热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、热敏电阻温度传感器以及集成温度传感器等。
整合多个传感器可以发现，每一个传感器自身都有明确的温度测量范围。
明确的温度测量范围值，可以认知其传感器的适应温度环境的变化程度。
结合设计成本和难度，绝大多数10kV高压开关柜无线测温系统都会选择应用DS18B20温度传感器。
高压开关柜温度在线监测系统设计
高压开关柜温度在线监测系统设计作者：刘柳陈建政来源：《无线互联科技》2015年第04期摘要：高压开关柜是重要的变电设备，其内部温度过高可能会引发局部甚至全部地区停电等事故，开关柜在线监测是预防事故发生的重要手段。
文章设计了一套经济实用的开关柜温度在线监测系统，系统包括上位机和下位机两部分，采用RS-485总线通信方式，具有数据显示存储、越限报警等功能。
关键词：高压开关柜；在线监测；温度；状态维修1引言高压开关柜设备是非常重要的输配电设备，主要用于电力系统的控制和保护，保证电网中无故障部分的正常运行及设备、运行维修人员的安全。
大多数高压开关设备采用封闭结构，散热条件差，而且长时间工作于高电压、大电流等恶劣环境中，很容易引起热量的积累而导致其内部温度升高。
开关柜温度过高可能会引起大范围停电严重者还会诱发火灾，这些都将给社会造成巨大的经济损失。
因此设计出一套可靠有效的开关柜温度在线监测系统对电力系统安全、稳定的运行具有十分重要的意义。
目前高压开关柜温度在线监测方法主要有CCD摄像头监测示温蜡片测温法、红外测温法、光纤测温法和无线网络法，这些方法没有考虑开关柜实际运行环境和负荷等信息，都只孤立地对温度进行测量，属于预防性维修和试验的范畴。
本系统分析了传统开关柜监测方法的缺点和不足，并且为达到状态维修的目的，提出两组新的监测量，系统结构简单、性能可靠，能够很大程度上提高高压开关柜运行水平，降低事故发生率。
2系统设计方案高压开关内部结构分为母线室、开关室、电缆室，本设计系统的数据采集模块分别采集和实时监测三室的温度、外界环境温度以及通过开关柜的电流，并在这五组参数的基础上根据温度和电流的关系以及一定时间内温度变化对三室的影响提出了两组新的监测量进行实时监测。
2.1系统结构本设计系统主要包括数据采集模块，通讯模块，上位机监控中心3大部分，如图1所示。
数据采集模块由温度和电流采集模块组成，四路温度传感器选用薄膜铂电阻，分别传输母线室温度、开关室温度、电缆室温度和环境温度；电流传感器选用闭环霍尔电流传感器，传输开关柜的三相交流电。
变电站高压开关柜温度监测系统的设计与实现
变电站高压开关柜温度监测系统的设计与实现摘要：变电站的高压开关柜在长期运行过程中，开关的触点和母线连接等部位因老化或接触电阻过大而发热，最终导致事故发生。
因此，监测开关柜内部温升变化，对于预防开关柜事故发生具有重要作用。
传统的开关柜测温手段，一般是在断路器、电缆头等易发热部位安装测温传感器或进行定期红外测温，来监测这些易发热部位的温度变化情况。
由于开关柜一旦并网运行之后，停电的机会很少，往往给传感器的安装、后期维护带来很大不便。
于是工业界提出了对高压开关柜进行实时测温，来进行温度监测，而本文就在这一基础上对高压开关柜温度监测系统进行设计。
关键词：变电站；高压开关柜；温度监测；系统设计1.开关柜故障分析开关柜主要故障包括热故障、绝缘及机械故障。
而绝大多数的绝缘和机械故障也会以发热的形式表现出来。
常见的开关柜发热原因包括：过负荷引起的温升；电缆接头因安装工艺导致存在应力；母线过紧、导轨变形、触头磨损等导致的接触不良；制造工艺、材料不过关，弹簧、手车与柜体配合一致性；PT内部匝间短路引起的过热。
目前我国电力系统中在运行的高压开关柜等设备，大多数都没有配备温度监测模块，在开关柜发生热故障、机械故障等情况下，运行维护人员无法及时得到相关信息并处理，以致发生起火、停电等恶性事故。
所以，有必要在现有的这类设备上增加测温和故障诊断功能。
开关柜在设备长期运行过程中，开关柜中的一些危险发热点，比如母线接点、高压电缆接头、断路器触指与触头的滑动接触点等部位因老化或其他原因导致接触电阻过大从而造成发热过大，直接影响到设备的正常运行，甚至造成事故。
随着智能电网的发展，为防止开关柜温升过高而造成的事故，当前比较普遍的做法是通过监测发热点的温度，当温度值超过一个设定好的固定阈值时，便会触发报警。
通过实时监测开关柜内发热点的温度，可发现异常发热故障苗头，给出报警和预警信号，防止故障的发生；并且通过温度历史记录，对开关柜“状态维修”提供科学数据依据。
开关柜测温技术方案
光纤光栅开关柜测温系统技术方案2011目录一、前言 (3)二、系统简介 (3)1.1系统结构 (3)1.2系统特点 (4)1.3系统参考标准 (4)三、技术方案说明 (5)3.1、35KV变电站 (5)3.2、110KV变电站 (5)3.3、系统配置清单 (7)四、系统主要设备技术指标 (7)1.4光纤光栅温度传感器 (7)1.5光纤光栅传感智能解调仪 (8)五、软件功能 (8)六、施工方案 (9)6.1施工原则 (9)6.2施工组织结构 (10)6.3施工进度计划 (10)6.4系统设备安装 (10)七、项目管理目标保证措施 (11)7.1质量保证措施 (11)7.2工期保证措施 (12)八、售后服务及技术支持 (12)一、前言发电、用电迅猛增长的现状，使我们必须清醒地意识到一个重要问题——安全。
电力系统的安全、稳定的运行，是电力系统控制的根本目标，也是电力市场交易的先决条件，为保证电力系统的安全运行，电力系统热故障诊断受到人们的普遍重视。
据统计，供变电故障主要出现在以下几方面：电厂及变电站中高压开关柜的三相电路温度及刀闸温度异常。
电厂和变电站的高压电缆、电缆端头、中间头的温度异常。
电厂中发电机组及汽轮机等大型机械的轴温温度异常。
传统的温度监测方法主要采用热电偶、热电阻、半导体等温度传感元件来实现的，这些测温方式要么传感器本身带有金属，要么需要金属导线传输信号，在紧凑的开关柜内，要实现系统可靠的绝缘是非常困难的。
而对于非接触式的红外测温方式，它易受环境及周围电磁场的干扰，目前常用的是利用手持式红外热成像仪或点测仪进行人工非在线式温度测量。
当需要在线监测时，由于红外测温探头需要与被测点保持一定的距离，探头的安装以及温度信号的传输同样非常困难。
光纤光栅温度传感器采用光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）作为测温敏感元件，由于光纤具有优异的绝缘性能和抗电磁场干扰性能，可直接将传感器安装到开关柜内的裸露触点上，从根本上解决了上述难题。
高压开关柜温度在线监测系统
单总线数字式温度传感器直接测量母线与触点的温度，通过无线传输到数据采集器，然后传送到监控中心。
多只数字式温度传感器可直接连接到一条总线电缆上，在扩展测点时不受布线的限制。
3）软件设计系统软件有在线监测和实时分析两个主要功能。
软件具有在线采集、监测、分析现场温度的功能，实时分析则包括超温分析、温升趋势分析、相间温差分析等，并能做出报警、对比等处理，保障工作人员在母线或触点发生事故之前做出处理。
软件还具有历史记录分析、查看等功能，实现对相应测点历史运行状态的查看，评估。
本课题在完成以上研究的同时，要实现完整的系统调试。
2 开关柜在线监测系统的总体设计本设计方案中，变电站中低压开关柜温度监测系统以微型计算机作为监测核心，结合高精度的温度传感器、数据采集变换器及可靠的通讯技术，构成功能强大、操作简便、工作安全可靠的在线温度监测系统。
在系统设计中，充分考虑系统的可操作性、可靠性等，使系统能够应用于实践并加以推广。
2.1 监测系统硬件结构整个监测系统的硬件由温度传感器、信号传输线缆（光纤或者无线通信）、数据采集变换器、RS-485总线、RS-485/RS232转换器以及监测中心构成，系统总体连接示意图如2-1 所示:图2-1系统总体连接示意图其中，系统设计要求每个开关柜有6个温度监测点，即每个温度采集模块连接6个温度传感器。
系统采用两种不同的温度监测方式，分别利用不同的数据传输方式，并需要设计相对应的温度采集模块。
在高温、高压以及强磁场的环境下，必须保证监测系统的正常工作，测温和信号传输的准确性。
各硬件模块的选择和功能如下：1）温度传感器：温度传感器是组成整个监测网络底层的工作单位，保证传感器长期、稳定的工作是系统运行的保证。
基于综合考虑，对于中高压开关柜的过热故障监测采用光纤式温度传感器，并采用光纤传输数据。
对低压开关柜的过热故障监测采用单总线数字式温度传感器DS1820监测数据采用无线传输。
在监测系统中，传感器通常紧贴需要监测的母线排、开关触点等安装。
高压柜无线测温方案
高压柜无线测温方案高压开关柜在线测温系统目录1.系统概述 (1)2.监测对象 (1)3.系统构成 (2)3.1 系统拓扑图 (2)3.2 监控中心 (2)3.3 监测方式 (3)3.4 通讯方案 (3)4.系统监测方案 (3)4.1 开关柜测温监测 (3)4.1.1 开关柜测温特点 (3)4.1.2开关柜测温方案 (3)5.系统功能 (7)5.1 主要功能 (7)5.2系统界面示图 (9)6.系统配置明细 (10)1.系统概述变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所，用以切断或接通、改变或者调整电压，是输配电的集结点。
高压开关柜是变电所中极其重要的组成设备，是按一定的接线方案将涉及一，二次设备成套组装的一种高压配电装配，在变配电所中作为节制和保护发机电，电力变压器和高压线路之用。
因此，开关柜运行的正常与否，直接影响到变电所在输配电中的安全和可靠性。
针对高压柜在线测温，现提出了LJ-T2000高压柜温度在线监测系统。
方案设计利用新型传感技术和先进的无线收发技术，采集被测设备电气接点处的温度参量，由现场集中显示和远端后台的实时监测，实现对高压柜断路器触头、母排和电缆接头等电气接点部位实时温度的在线监测作用。
2.监测对象下列为一个典型的变电所测温项目，主要对变电所内的18台高压开关柜进3.系统构成LJ-T2000高压柜温度在线监测系统包含测温传感器、现场就地集中显示装置和系统后台显示设备构成。
3.1 系统拓扑图3.2 监控中心系统监测后台设备布置在变电所中控室位置，后台设备主要由电脑主机、系统后台软件组成。
可按权限实时查询站内设备运行温度数据，实行数据监测和系统管理的功能。
3.3 监测方式开关柜电气接点封闭于柜内，常规监测方法无法实现检测。
本系统针对开关柜测温特点，设计采用接触式无线测温传感器，绑带式安装到被监测部位，并以无线433M频段发出所采集的温度数据，由现场就地显示装置统一接收显示。
开关柜、电缆测温方案
高压开关柜及电缆接头温度在线监测系统1.现场情况及需求分析现场有2个区域需要监测开关柜温度和电缆接头温度，实现两个区域温度监测的同时，系统要具有扩展功能，方便以后把电能表的数据接入。
A区域有3面开关柜需要测温，每面开关柜监测6个点，共18个点，另外有21个电缆中间接头需要测温。
B区域有3面开关柜需要测温，每面开关柜监测6个点，共18个点，另外有23个电缆中间接头需要测温。
其他区域：电能表分布分散，以后可根据设备改造情况就近接入现场管理机或重新增添管理机，实现电能表的数据集中采集和发布。
2.技术方案把两个地方的电缆和开关柜接点采集温度数据，并通过网络版集中监控软件实时显示和局域网内发布，客户端计算机安装查看软件，可随时查看每个地方的电气设备运行数据。
在两个区域监测温度的同时，系统要预留扩展功能，方便以后把电能表的数据接入。
2.1 现场布置图2.2 系统各部分简介无线温度监测器(DCT-6G),通过无线采集开关柜触头和电缆出线接头温度，并具有485上传接口。
无线温度传感器(DTS-4)：感应供电技术的接触式无线测温模式，一次回路电流在20A-5000A之间均能正常工作。
电缆温度监测器(DCT-4):通过有线方式采集带绝缘护层的电缆接头温度，LED循环显示采集的温度数值，并可采集多路开关量信息（离子烟感探测器、明火探测器、红外/微波探测器、浸水传感器），可实现离子烟感探测、明火探测、红外/微波探测、浸水探测、小动物和非法人员的进入等。
1台采集器可接入两条测温电缆，最多可带128路温度监测点。
电缆温度传感器（DTS-4）：采用美国DALLAS 公司推出的一种可组网的数字式温度传感器（DTS-4），它体积小，电压适用范围宽（3～5V），只有一个数据输入/输出口，属于单总线专用芯片之一。
被测温度值直接以“单总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰能力。
其内部采用在线温度测量技术，测量范围为-55℃～+127℃, 精度为±0.5℃。
高压开关柜在线测温系统设计
１ 测温技术概述
１ ． １ 示 温蜡 片 测温 技术
示 温腊片测温属于接触 式测温方法。示温腊片测温 方法简单、经济 ，但存在 易脱落、测量精度低 、需要人 工巡查 温度 ，不 能实时监控 等问题 ，应用有很大局限 。 １ ． ２ 红外 测 温 技术 利用待测触 点不 同温度 下红外辐射不同的原理 ，将 光学设备聚焦于待测设备的触 点，采集该测点热红外辐 射，再通过一套光 电转换系统将测量 的红外辐射值转换 为 电信 号，该 电信号再经换算转变为被测 目标 的温度值
水利工程 建设人员还应 不断加 强 自身的生态环境保 护
意识，做好生态环境保护法规及知识的宣传 ，呼吁更多
的群众参与到生态环境的保护工作中来 。
水 利水 电建设 的工程师们必须进 一步树立好 生态环境 的保护意识，正确认识和掌握水利工程建设给生态环境
造成的 巨大影响 。
参 考 文 献
低 压侧 的绝缘 问题和红 外测温法 无法监测柜 内触 点温 度 的难题 。
ｆ １ 一
３ ． １ 总体 方 案设计
ｍ
图 １ 光 纤光 栅测温原 理
３ 基于光纤的开关柜在线测试系统设计
结 合需求 分析和 实际应用 情况 ，设计 系统 总体 方 案。它从结构上可分为三个层次。 （ １ ）数据采集层 ：主要包括光纤光栅温度传感器、
。
２ 光纤传感测温技术分析
２ ． １ 光 纤传 感器 的特 点
光纤传感技术是一种先进的多学科交叉技术。与其 它传 感器相 比，它有很多优 点：① 它可用作长期可靠 的 连续在线检测 ；②它适 于在 电力等危 险场合进行对安全 和生产状态参数的监测 ；③它体积小 、重量轻 ，适用于 诸如开关柜 内、地 下电缆的温度监控 ；④它具有 一线多 点功能，即一根光纤可 以对多个点做多变量测量能力 。
高压开关柜温度在线监测系统设计
高压开关柜温度在线监测系统设计王奎英;余艳伟【摘要】On-line temperature monitoring system for high voltage switchgear guarantees the safe operation of the device. In this paper, temperature monitoring system is designed with properties of low price and ease of use. The principles of the overall design and functions of the system are discussed, and key technologies of the system are analyzed, including the design of temperature measurement unit, features of ZigBee technologies, selection of ZigBee nelowrk topology, and the design of monitoring center. Simulation operation of the system indicates that the system meets the design requirements, which accomplishes temperature detection for high voltage switchgear.%高压开关柜温度在线监测是保证其安全运行的重要措施.设计了一种高压开关柜温度检测系统,具有价格低、使用方便等特点.讨论该系统的总体设计原则和功能,分析了该系统的关键技术,包括测温单元设计、ZigBee技术的特点与其网络拓扑结构的选择及监控中心设计.系统的模拟运行表明其达到了设计的要求,很好地完成了对高压开关柜温度的检测.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)015【总页数】4页(P52-54,58)【关键词】高压开关柜;温度监测;ZigBee;无线传感网络【作者】王奎英;余艳伟【作者单位】河南机电职业学院,河南郑州 451191;河南机电职业学院,河南郑州451191【正文语种】中文【中图分类】TN711-340 引言目前发电厂、变电站高压开关柜温度检测系统是保证其安全运行的重要措施。
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电气信息学院课程设计任务书课题名称高压开关柜测温系统设计姓名专业电气工程及其自动化班级学号指导老师杨青梁锦吴勇峰课程设计时间第14、第15周教研室意见意见：审核人：一、任务及要求1. 给出高压开关柜测温系统整体设计框图；2.说明采用温度传感器的型号，特性，以及具有的优点；3. 给出具体电路，如信号调理、采样保持电路、隔离、A/D转换等设计思路，画出电路原理图；6.说明测温时会遇到哪些干扰问题，增加抗干扰措施；7.编写设计说明书；8.课程设计说明书要求用手写，所绘原理图纸用计算机打印。
（16K）二、进度安排第一周：星期一：下达设计任务书，介绍课题内容与要求；星期二——星期五：查找资料，确定设计方案，画出草图。
第二周：星期一上午——星期二下午：电路设计，打印出图纸。
星期三：书写设计报告；星期四：书写设计报告；星期五：答辩。
三、参考资料1.邹积岩. 智能电器. 北京：机械工业出版社，20062.王汝文，宋政湘，杨伟. 电器智能化原理及应用. 北京：电子工业出版社，2003目录一、高压开关柜测温系统整体方案设计 (1)1.1系统整体结构 (2)1.2传感器特性 (3)二、高压开关柜测温系统硬件设计 (4)2.1主控单元设计 (5)2.2数据采集模块设计 (6)2.3无线通信模块设计 (6)2.4数据传输模块设计 (6)三、高压开关柜测温系统软件设计 (4)3.4温度传感器控制程序设计 (6)3.5无线通信模块程序设计 (6)四、原理图 (4)一、高压开关柜测温系统整体方案设计1.1系统整体结构高压开关柜测温系统包括三大部分：高压开关柜内测温节点、高压开关柜外测温接收系统、上位机数据处理与显示。
高压开关柜测温系统采用多点组网的方式：8路测温节点对应1路接收系统。
首先，数据采集模块通过主控单元将温度数据打包，再利用无线通信模块把获取的信息传送至接收系统，接收系统采用串口把数据传至上位机后，通过上位机完成温度信息的处理、显示和保存。
整个测温系统主要包括主控单元、数据采集模块、无线通信模块、电源管理模块以及数据传输模块等几部分，按照系统设计要求选择合适的芯片器件，硬件的选型关系到整个系统的性能。
在整个测温系统的硬件设计中，主控单元是系统的核心部分，控制并协调处理各部分正常工作，通过温度传感器获取温度信息进行数据采集，无线通信模块和数据传输模块在系统起中间传递作用，发送、接收上位机指令以及温度数据。
电源是系统的动力之源，是保证系统正常工作的基础，电源管理模块包括系统测温节点感应电源模块和测温接收系统电源设计两部分。
整个系统硬件结构如图 1 所示：图1：系统硬件结构图1.2传感器特性温度传感器的选型不仅影响系统的测量精度，而且关系到信号调理电路的复杂程度。
作为温度信息的获取源，温度传感器的选型对整个系统设计至关重要。
目前，各行业温度传感器主要有热电偶、热电阻、热敏电阻、半导体IC温度传感器等。
本系统选用数字温度传感器DS18B20来完成触点的测温，该芯片的全部传感元件以及转换电路都集成在在TO-92或u SOP封装的集成电路内，可以根据应用场合的不同而改变其外观，易于安装，特别适合狭小空间设备数字测温和控制领域，本文采用的是接耳式DS18B20探头。
DS18B20 的特点及一些工作参数如下：（1）可以用数据线供电，工作电压3～5.5V；（2）温度数字量转换时间200ms（典型值）；（3）测温范围-55℃～+125℃（-67～257°F），适合高压开关柜测温；（4）测量结果以9～12 位（可选）数字量方式串行传送，可通过CRC 校验码提高抗干扰纠错能力，用户可定义的非易失性温度报警设置；（5）每个DS18B20 均有特定64 位ROM 编码即ID 号，因此可以在一条数据线上连接多个DS18B20；（6）利用单总线接口方式，能同时传输时钟和数据，并且能双向传输数据，所以这种接口方式电路简单，不仅很好的节约了微控制器资源，而且开发效率高。
二、高压开关柜测温系统硬件设计2.1主控单元设计本系统的微控制器采用TI 公司开发的16 位超低功耗的混合信号处理器MSP430,在一个芯片上集成了微处理器、数字电路以及模拟电路等，是非常有代表性的片上系统，被称之为绿色MCU。
MSP430 的主要特点如下：主控单元电路主要由微控制器及外围电路构成，控制并协调各部分正常工作，本系统的主控单元电路如图2 所示。
图2：主控单元电路2.2数据采集模块设计DS18B20是利用温度对振荡器的频率影响进行测温，其内部含有两个不同温度系数的振荡器，其中高温度系数振荡器决定一个门周期，计数器1在门周期内通过计数低温度系数振荡器的脉冲获得温度值。
计数器1和温度寄存器被预置为-55℃相应的一个基权值，当门周期结束之前计数器1到达0，则温度寄存器的值增加，表示温度值大于-55℃。
反复循环此过程直到计数器2到达0，温度寄存器的值不再累加，即为所测温度值，以16位带符号位扩展二进制补码形式读出，温度振荡器的非线性可通过斜坡累加器进行修正和补偿。
DSl8B20电路连接如图3所示，VCC引脚接3.3V电压，DQ引脚为数据线，与MSP430F149的P2.0引脚连接，再连接一个 4.7K的上拉电阻，在空闲状态下数据线可以直接跳变高电平。
图3：DS18B20接线图2.3无线通信模块设计本系统采用的n RF24L01无线通信芯片，是目前微功率短距离无线通信芯片中功耗最低、体最小、外围电路最少、成本最低的。
以n RF24L01无线通信芯片，加上外围元件及功放电路等，构成了无线通信模块，采用标准DIP间距接口，体积小巧，价格低廉，信号传输稳定，十分适合嵌入式系统使用。
图4为模块连接框图。
图4：通信模块接线图图4所设计的无线通信电路，工作频率2.4GHz，最大发射功率0d Bm，当误码率为0.1%，1Mbps速率传输数据时，最大接收灵敏度为-85d Bm，下面计算该电路在自由空间传播无线信号的距离。
本文选用Si Ge半导体公司生产的微功率放大器PA2423L，它是一款低功耗的LNA放大芯片，工作电压3.3V，线性增益可达22.5d Bm，可用于2.4GHz频段的许多设备中，如Wlan、蓝牙以及其它ISM频段的设备。
根据自由空间传播公式，计算得出传输距离理论值为129m，所以采用PA2423L可以满足设计要求。
根据系统要求无线通信模块具有收发一体化的功能，因此设计的功率放大电路由信号反相电路、通道开关电路、功率放大三部分组成。
反相电路如图5所示，n RF24L01的功率放大引脚VDD_PA根据发送或接收的不同状态呈现高低电平：VDD_PA=0，为接收状态；VDD_PA=1，为发射状态，将此信号接到反相电路取非，并将此信号送至通道开关电路。
图5：反相电路通道开关电路由两个高频信号开关UPG2214TK构成，其中U2引脚IN与n RF24L01相连，引脚OUT1连接功率放大器，U3引脚IN与天线相连，引脚OUT2连接功率放大器，如图5，图6分别为通道开关电路和功率放大芯片电路。
当发送信号时，TX_ON=1，RX_ON=0，U2的引脚1、5相连，信号经过PA2324L放大输出至U3的引脚3，此时U3的引脚3、5相连，无线信号被经过天线端向外传播；当接收信号时，TX_ON=0，RX_ON=1，发射通道关闭，天线接收到的信号由U3的引脚5进入，此时引脚1、5相连，信号不经过PA2324L直接连接U2的引脚3，U2的引脚3、5相连，n RF24L01接收无线信号。
图7：通道开关电路和信号放大电路天线作为一种接收和发射电磁波的设备，是通信模块的重要组成部分，尤其是在无线测试系统中所有的数据信息都要通过天线传输。
天线的选择与研究设计能使通信模块的辐射效率提高，辐射范围扩大。
在射频电路中，有三种供选择的天线：片式天线、外接直立天线和PCB 天线。
片式天线通过集成电路实现，稳定性一般，而且不易根据实际要求调整性能；外接直立天线性能优越，而且可以改变天线大小；PCB 天线虽具有体积优势，但对设计以及布线的要求较高。
2.4数据传输模块设计本系统与上位机传输量较少，数据通信速率适中，而且MSP430只需要简单的寄存器的配置，就可轻松实现USAR模块的设计，所以采用USB-RS232接口转换器实现USB接口通信的功能是可行的。
综合以上设计思想，本系统的数据传输模块采用Prolific公司研制PL2303，是一种高速集成的RS232-USB 接口转换芯片。
RS232全双工异步串行通信装置通过此芯片能方便连接USB功能接口。
PL2303内部集成了USB功能控制器、USB收发器、振荡器以及UART，外围元件较少，组成电路简单，能容易的嵌入到手持设备。
一方面可以从下位机以RS232接口获取数据转为USB数据格式发送至上位机，另一方面可以从上位机通过USB接口接收数据以RS232格式发送至下位机。
PL2303外围电路连接如图8所示，引脚TXD、RXD与MSP430所配置的对应引脚P3.5、P3.4连接，引脚OSC1、OSC2与晶振相连，系统时钟采用12MHz晶振；引脚DM、DP分别与USB接口的D-、D+端口连接，为防止高速信号在端口附近发生反射，引脚DM和DP均输入100Ω的终端匹配电阻。
图8：数据传输模块电路三、高压开关柜测温系统软件设计3.1温度传感器控制程序设计MSP430F149 以单总线的方式控制DS18B20，DS18B20 数据的读出与写入是由MSP430F149 读写的特定时间暂存器来完成。
单总线协议分为四个部分：初始化、ROM操作命令、存储器操作命令以及数据传输，单总线的空闲状态为高电平。
在完成任何操作之前，MSP430F149 首先要对DS18B20 进行初始化，即MSP430F149发送复位脉冲，将单总线上的DS18B20 复位，完成复位后发送ROM 操作命令，紧接着发送RAM 指令,这样才可以对DS18B20 进行预定操作。
初始化具体操作为：复位脉冲至少为480us 的低电平信号，随后单总线被释放进入接收状态，MSP430F149 控制与DS18B20 相连的引脚产生上升沿，DS18B20 会在15～60us 的任意时刻发出一个60～240us 低电平信号响应上升沿，MSP430F149 收到这个信号表示复位成功，若没有检测到就一直检测等待。
当MSP430F149 检测到DS18B20 的存在，MSP430F149 以ROM 命令和RAM 命令的形式对DS18B20 操作。
ROM 的操作命令都是8 位，在此只介绍几个基本指令：（1）跳过ROM，方案总体设计是多个独立测温节点，所以要求MSP430F149 一个I/O 口只能连接一个DS18B20，跳过ROM 命令DS18B20 将不进行识别多个传感器；（2）读RAM，用此命令读出温度转换的结果以及其它状态信息，从字节0 开始读取进行到第9字节，第8 个字节为CRC 校验；（3）温度转换，启动一次温度转换过程，DS18B20在此命令执行的过程中保持待机状态，若MSP430F149 继续发出读时间隙，DS18B20同时进行时间转换，那么单总线将输出“0”，若温度转换完成，则输出“1”。