Микропроцессорное устройство контроля температуры

Микропроцессорное устройство
контроля температуры
высоковольтных разъемных
контактов комплектных
распределительных устройств
Контроль температуры высоковольтных разъемных контактов
комплектных распределительных устройств (КРУ) позволит
увеличить эксплуатационную надежность распределительного
электрооборудования, снизить затраты на ремонты вследствие
аварий, повысить безопасность обслуживающего персонала,
снизить финансовые затраты вследствие простоя оборудования
в технологических процессах. В статье рассматривается новый способ
контроля температуры высоковольтных разъемных контактов КРУ
и устройство для его осуществления.
сновные причины перегрева контактно­
Авторы:
Лыткин Л.К.,
Карасев М.В.,
Цепилов Г.В.
О
го соединения - повышенное переходное
сопротивление. Точки нагрева могут воз­
никнуть из-за неплотного соединения, окисления
или коррозии. Такими точками чаще всего явля­
ются разъемные контактные соединения. Послед­
ствия длительного перегрева могут быть весьма
тяжелые (см. рис. 1).
Применение устройства контроля температуры
позволит своевременно предотвращать аварий­
ные ситуации, возникающие вследствие перегре­
ва в контактных соединениях вызванных плохим
контактом и последующего выхода из строя разъ­
емных соединений.
Для измерения температуры элементов конструк­
ций находящихся под высоким напряжением могут
использоваться различные способы.
Хорошо известен класс измерителей температу­
работы в условиях повышенной радиации и темпера­
ры пирометрического типа. Преимуществами пи­
туры окружающей среды.
рометрических методов измерения температуры
являются: высокое быстродействие, возможность
Основной недостаток пирометрических измере­
ний температуры - трудности полного учета связей
измерения температуры элементов оборудования,
находящихся под высоким напряжением, возмож­
между термодинамической температурой объекта
и регистрируемой пирометром тепловой радиаци­
ность измерения высоких температур, возможность
ей. При пирометрических измерениях температуры
В настоящее время на рынке представ­
Система бескон­
тактного темпера­
турного контроля
«Зной», Научно­
производственное
предприятие
«ТестЭлектро»
Сигнализатор
температуры элек­
тронный ТЭСТ1-М,
ОАО «Завод Старорусприбор»
1. Измерение
температуры
поверхности на­
ходящ ейся под
электрическим
напряж ением
да
нет
2. Способ и зм е­
рения
Пирометрический
3. Д иапазон тем ­
ператур
- 4
4. Точность
±
4
Таблица 1
Наименование
показателей
5. Количество
каналов
Устройство контро­
ля температуры
УКТ-12 Прибо­
ростроительное
предприятие
«КОНТАКТ-1»
Система бескон­
тактного контроля
температуры
на базе пассив­
ных датчиков
СМТПАВ2Р ОАО
«Авангард»
нет
да
лено большое количество разнообразных
систем измерения температуры. Основные
технические параметры наиболее близких
аналогов
разрабатываемого
устройства
приведены в таблице 1.
Разработанное в ЗАО «МПОТК «Техно­
комплект» устройство для измерения тем­
пературы поверхности находящейся под
электрическим
напряжением
содержит
цифровой датчик температуры, находящий­
ся в непосредственном контакте с поверхно­
Контактны й
Контактны й
Контактны й
стью. Электропитание цифрового датчика
температуры и светодиода оптического ка­
+ 200 °С
±
2
± 0,5%
6
- 40
4
+ 70 °С
°
О
0
О
О
+ 300 °С
12
- 55 + + 200 °С
нала передачи информации осуществляется
с помощью резонансных магнитосвязанных
± 1 %
9
контуров, посредством которых передается
электроэнергия. Первый контур расположен
вблизи поверхности, находящейся под элек­
необходимо учитывать изменение излуча-
Термометры сопротивления точны, но
трическим напряжением, температуру кото­
тельной способности поверхности в зави­
требуют, чтобы через них был пропущен
рой надо измерить, и подключен к выпря­
симости от длины волны в регистрируемом
электрический ток, и используются обычно
мителю и стабилизатору питания датчика
спектральном диапазоне и от температуры
в мостовых схемах. Термисторы наиболее
температуры. Второй контур располагается
в диапазоне измерений, наличие поглоще­
чувствительны, но при этом имеют высо­
вне зоны действия электрического напря­
ния излучения в среде между пирометром
кую нелинейность. Они наиболее популяр­
жения и подключен к генератору накачки.
и объектом контроля, геометрические па­
ны в портативных приборах и используют­
ся при измерении температуры батарей,
Напряжение, наведенное в первом конту­
ре, используется для питания датчика тем­
ческой системы, температуру окружающей
а также других критических, в отношении
среды и корпуса прибора.
температуры, узлов в системах.
пературы и светодиода оптического канала
передачи информации.
раметры поля зрения пирометра и его опти­
маленькие, прочные и
Таким образом, с помощью резонансных
мерения температуры возможно примене­
Для непосредственного контактного из­
сравнительно недорогие устройства. Вдо­
магнитосвязанных контуров, производится
ние в таких системах термопар или термо­
бавок из всех температурных датчиков
непрерывная передача электроэнергия для
преобразователей сопротивления.
они работают в самом широком диапазо­
питания цифрового датчика температуры и
не температур.
светодиода оптического канала передачи
Таким образом, термопары и термо­
преобразователи сопротивления харак­
информации, что позволяет измерять тем­
теризуются нелинейностью функций пре­
образования и влиянием параметров их
электрическим напряжением в электриче­
2
Термопары -
янного тока. Контактный способ контроля
образования.
температуры, а так же использование циф-
СЛ
■яаиаа
Н * ■ н ш аМ ГМ ТЬ!
В >
Рис. 3. Блок индикации
ских цепях как переменного, так и посто­
интерфейсных цепей на погрешность пре-
Рис. 2. Способ измерения
А '
пературу поверхности, находящейся под
С *
Рис. 4. Структурная схема устройства
Рис. 5. Генератор накачки и датчик температуры
Рис. 6. Установка датчика температуры и генератора накачки
рового датчика температуры позволяет по­
высить точность и надежность измерений,
упростить процесс измерений.
Работу устройства поясняет схема на рис. 2.
Температурный датчик 1 находится в тепло­
вом контакте с поверхностью 2, температуру
которой надо измерить. В качестве датчика
температуры может использоваться генера­
тор на основе кварцевого термочувствитель­
ного резонатора или цифровые датчики тем­
пературы. На выходе датчика формируется
сигнал, период следования которого несет
информацию о значении температуры дат­
чика. Напряжение с выхода датчика посту­
пает на светодиод 3. Передача информации
об измеренной температуре осуществляется
по оптическому каналу связи. Прием оптиче­
ских импульсов осуществляется фототранзи­
стором 4. Сигналы с фототранзистора посту­
пают в блок индикации 5. В блоке индикации
измеряется период следования импульсов и
пересчитывается в температуру по извест­
ной зависимости периода следования им­
пульсов от температуры.
Для питания датчика температуры исполь­
зуется напряжение, наведенное в колеба­
Рис. 7. Окно программы верхнего уровня
тельном контуре 6. Для этого в цепь контура
включен выпрямитель 7 и стабилизатор на­
пряжения 8. Накачка энергии производится
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
УСТРОЙСТВА
обеспечивает звуковую сигнализацию при
превышении заданного предельного значе­
с помощью генератора 9 и контура 10. На­
стройка контуров на резонансную частоту
Устройство измеряет температуру высоко­
вольтных разъёмных соединений КРУ в диа­
ния температуры.
Питание устройства от сети постоянного
обеспечивает эффективную передачу энер­
пазоне от 0 °С до 125 °С. Точность измере­
тока напряжением 110 В и 220 В, а так же
гии для питания датчика температуры.
ния температуры по каждому каналу ± 1 °С.
переменного тока 220 В. Связь с верхним
Количество каналов измерения 6 шт.
уровнем осуществляется посредством ин­
Размеры контуров и их взаимное рас­
положение выбираются так, чтобы обе­
Устройство
посредством
светодиодов
терфейса ВЗ-485.
спечить, с одной стороны, электрическую
сигнализирует о превышении температу­
изоляцию второго контура от высокого на­
ры по каждому соединению индивидуаль­
пряжения, а с другой - получить достаточ­
но для визуального контроля. Посредством
1. А. Пищук, С. Ефимовых. Методы кон­
ный коэффициент связи между контурами,
общего «сухого контакта» сигнализирует о
превышении заданного предельного значе­
троля температуры главных контактов вы­
ключателей. Новости электротехники, № 5
ния температуры на любом из соединений,
(77) 2012 г.
позволяющий обеспечить электропитание
датчика температуры.
Лы ткин Л.К., Карасев М.В., Цепилов Г.В.ЗАО «МПОТК «Технокомплект», г. Дубна, Россия
ЛИТЕРАТУРА