[实用新型]一种用于矿井高压电缆接头状态的无线网络监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电缆接头状态监测装置，特别是一种用于矿井高压电缆接头状态的无线网络监测装置。

背景技术

随着大型煤矿矿井生产进度的不断深入，井下高压供电网络越发庞大，电缆接头数目增多，高压电缆连接装置（俗称防爆接线盒，专门用于连接井下高压电缆）受温度、湿度、带载情况及制作工艺的影响，爆炸事故频繁发生。因此高压电缆接头的健康监测成为煤矿工业向高效安全方向发展过程中不可回避的重要问题。

目前与煤矿井下高压电缆接头状态监测相关的文献有华北电力大学任燕等人发表在《电气应用》2005年第12期题为“矿山高压输电电缆接头温度巡测系统”，该系统通过车载式或手持式温度巡检仪定期收集电缆接头温度，系统实时性差，对突发故障无法及时报警。中国矿业大学任惠和孙继平教授在《煤炭科学技术》2006年第12期发表题为“矿用电缆温度在线监测方法的研究”一文，提出了一种微处理器技术和总线式数字温度传感器技术相结合的接头温度在线监测系统，实时监测温度变化，但系统没有监测电缆电流和接线盒内湿度，也就无法全面掌握故障发生时的状态信息。为此，太原理工大学宋建成教授和齐建伟等在公开号为CN101614597 “一种用于矿井巷道高压电缆接头状态的监测装置” 的发明专利中提出了一种基于多参量的电缆接头状态在线监测装置。上述两种在线监测装置均采用分布式网络化结构，由于煤矿井下电缆接头具有分布广、数量多、相距随机性大的特点，需在巷道布置数十台该监测装置，各监测装置通过RS485端口与监测分站和总站通信，这种数据有线传输方式存在线路铺设不便、经济性不高、通信线路易损坏及给井下作业带来不便等问题。

无线通信具有建网快、扩展性好、数据传输可靠、易于实现多监测点数据集中管理、简化监测设备的优点，郑州航空工业管理学院温欣玲等人发表在《煤炭科学技术》2008年第6期题为“煤矿高压电缆接头实时温度监控系统设计”的文中提出了基于nRF系列无线传输模块的矿井电缆接头温度在线监控系统，但此无线通信模块不具有自组网功能，其组网和路由都要通过软件编程来实现，比较繁琐，若增加检测节点，则须在软硬件上均作较大改动，而且基于该无线模块的系统基本是单跳系统，传输距离近，为布网和系统扩容带来许多问题。另外，nRF系列模块也不具有远程配置功能。

因此，为保证矿井供电安全，迫切需要设计一种功耗低、传输距离远、配置方便、具有自组网功能的网状拓扑结构的无线网络监测装置来解决目前数据有线传输及nRF系列无线通信装置的不足，实现全矿井电缆接头状态的统一数据处理、预警及管理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于矿井高压电缆接头状态的无线网络监测装置，主要解决现有煤矿高压电缆接头实时温度监控系统中数据有线传输及nRF系列通信模块的不足，实现全矿井电缆接头状态的远程监测。

为实现上述目的，本实用新型是这样实现的。

一种用于矿井高压电缆接头状态的无线网络监测装置，它由若干终端节点、若干无线路由和一监控中心组成；其特征在于：每个终端节点包括微处理器单元、数据采集单元、时钟单元、数据存储单元、电源和无线终端；每个无线路由包括无线路由器和电源；监控中心包括微处理器单元、时钟单元、数据存储单元、显示报警单元、电源、无线协调器和RS485通信端口；所述的终端节点的无线终端、无线路由的无线路由器和监控中心的无线协调器是DIGI公司基于Zigbee技术具有自组网功能的无线通信模块XBee PRO。

所述的用于矿井高压电缆接头状态的无线网络监测装置，其特征在于：所述的终端节点和监控中心的微处理器单元是TI公司的16位高性能低功耗单片机MSP430F149；所述的无线通信模块XBee PRO的数据线与各自微处理器单元的P3.4、P3.5相连，睡眠控制线和数据流控制线分别与各自微处理器单元的P2.0、P2.1、P2.2相连。

所述的用于矿井高压电缆接头状态的无线网络监测装置，其特征在于：所述的无线通信模块XBee PRO的RSSI引脚通过电阻R8接到电压比较芯片的三个反相输入端INA-、INB-和INC-引脚；电压比较芯片的三个正输入端INA+、INB+和INC+引脚分别接在分压电阻R7与R6、R6与R5、R5与R4之间，三个输出端OUTA、OUTB和OUTC分别与发光二级管LED3、LED2和LED1的阴极相连，三个发光二级管分别通过电阻R1、R2和R3共阳极接电源VCC。

所述的用于矿井高压电缆接头状态的无线网络监测装置，其特征在于：所述的监控中心的微处理器单元通过RS485通信端口连接上位机。