文档介绍：井下高压开关柜运行监控系统研究
 
 
摘 要：针对煤矿井下高压开关柜人工巡检存在间隔时间长、不能及时发现运行故障等问题，提出一种自动监控系统，该监控系统采用无线射频温度传感器、ZigBee网络克服了高压开 
 
井下高压开关柜运行监控系统研究
 
 
摘 要：针对煤矿井下高压开关柜人工巡检存在间隔时间长、不能及时发现运行故障等问题，提出一种自动监控系统，该监控系统采用无线射频温度传感器、ZigBee网络克服了高压开关柜内高电压、强电磁环境中信号传输问题，并详细对监控系统结构组成以及现场应用情况进行阐述。结果表明，该监控系统可对高压开关柜24h不间断监测，监测结果精度高，可在一定程度上提升高压开关柜运行可靠性。
关键词：高压开关柜;无线监测;温度传感器;ZigBee技术
高壓开关柜在使用过程中由于受到振动、温度以及湿度等因素影响，在金属表面、接触面等位置经常出现氧化、磨损等问题，从而增加高压开关内各接触位置电阻值，引起设备运行温度过高甚至出现电气故障[1-3]。为了确保高压开关柜运行可靠性，矿井一般安排专人值守或者定期巡检，但高压开关柜由于是封闭结构、柜内存在高压电流，值守或巡检人员难以及时发现柜内运行故障，为此亟需一种用以监测高压开关柜运行的监控系统[6]。文中就基于ZigBee技术提出一种无线监控系统，可有效监测开关内设备运行情况，从而提升高压开关柜运行可靠性。
1 监控系统结构
具体提出的高压开关柜运行监控系统主要结构组成包括有上位机、处理器单元、通信模块以及传感器模块（温度传感器）等。监控系统正常工作时，传感器模块监测获取到高压开关柜运行时的物理信号转换成电信号，并经通信模块（
ZigBee网络）将电信号传输至处理器单元;处理器单元将电信号转换成数字信号并通过上位机现实监控结果;同时上位机将数字信号存储到数据库内，通过专业软件监控高压开关柜运行情况，当监测值超过预先设定阈值后，上位机会发出预警信息，提醒作业人员及时处理[4-5]。
2 监控系统硬件结构设计
监控系统涉及到的硬件结构包括有通信单元、存储模块、上位机、传感器模块、处理单元等。其中处理单元采用技术成熟、煤矿应用较为广泛的DSP微处理器、无线通信传输（ZigBee网络）选用CC2530单元、传感器模块选用温度监测可靠、精度高的无线温度传感器。在监控系统硬件结构中，DSP微处理器及电源技术均较为成熟，可直接应用，制约监控系统高效运行的关键在于无线通信传输以及传感器模块，下文就重点对上述两部分进行设计。
传感器模块
传感器模块包括有温度传感器以及无线射频模块。
温度传感器
高压开关柜由于有高压电流，因而会在密闭的狭小空间内产生强电磁，并需要布置多个传感器同时对A、B、C三相、刀闸开关、断路器接头以及母线等接触点进行监测，高压开关柜内布置的传感器数量众多、分散。单个高压开关柜监测结构单元包括有多个温度传感器以及一个无线通信传输。经过综合分析并结合现有的温度传感器运行特点，最终选用DS18B20温度传感器对开关柜各接触点进行监测，具体该传感器技术参数见表1。
无线射频模块
无线射频模块选择时需要充分考虑高压开关柜内空间狭小、高电压、强电磁环境，同时应满足实现低能耗、小