紅外無線測溫解決電力系統監測問題

　　引言

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

　　據統計，供電系統發生事故的原因很多是因為熱問題產生的。但由于開關柜內空間結構狹小，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，所以直接測量開關柜內接點溫度一直是電力系統檢測的一個難題。為此，筆者設計了一種基于紅外傳輸的無線測溫系統。該系統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據發送到安裝在開關柜柜門表面的采集器中，溫度采集器將其傳送到監控計算機處理，當所測溫度超過預設報警值時，系統自動報警，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和紅外收發器TFDU4100組成。紅外編碼/譯碼器MCP2120是美國Microchip技術公司推出的，在應用中位于通用異步接收器/發射器（UART接口模塊）和紅外收發器之間。該器件對從標準的UART接收的數據進行編碼，并以電脈沖方式輸出到紅外收發器TFDU4100中。紅外收發器TFDU4100將接收的數據同樣以電脈沖形式饋送到MCP2120進行解碼，而后通過MCP2120和UART發射譯碼數據。

　　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的數據經編碼器編碼后通過引腳TXIR發射。紅外收發器接收的光脈沖信號經引腳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，然后經引腳RX饋送到UART。MCP2120發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，在高壓開關柜這種封閉環境下，它能很好地滿足傳輸要求。