摘 要：针对小区内密集型母线槽与插接箱相连接的触点位置容易发生老化而导致老化部位异常升温的问题，设计了一种非接触式密集型母线槽测温系统。通过非接触式红外测温模块进行母线温度的采集，再由4G数据传输模块将数据上传至服务器，并在客户端中的可视化界面进行温度监测预警、设备管理等操作。经过实际使用检验，该系统能对整个小区内各位置的插接箱进行温度监测，并能远程进行监控管理，具有实用性和拓展性。

关键词 ：密集型母线槽 ；红外测温系统 ；实时监控 ；4G 数据传输

0 引言

在密集型母线槽系统中，密集型母线槽通过母排与插接箱后板上的金属弹片进行插接而相连，由于安装环境狭窄，安装过程不易把控，很难..接触良好，容易使插接点接触电阻过大。再加上长时间大电流运行以及空气的氧化等多种因素的影响，插接点母线易发生老化，使得接触电阻继续变大。该处电流的热效应变大，从而导致母线温度的升高。母线温度超过了一定阈值时，将会对电力系统设备造成危害，甚至发生火灾。在某楼盘的施工、运维和厂家现场测试中，47个插接箱有6个点的接触电阻达到毫欧级，高的达到数十毫欧级。按照接触电阻为10 mΩ，通过电流为250 A来计算，接触点的发热功率 P =I 2 R =250 A×250 A×10 mΩ=625W，相当于一台家用电热器的功率，可见一旦接触电阻过大将导致温度迅速上升。因此对母线温度的实时监测预警是十分有必要的。 插接箱数量多，且处在一种高压、大电流的环境中，采用人工去定期检查的方法具有工作量巨大、危险性高以及不..性，同时也不具备实时性。 目前大多采用温度传感器测量母线温度以及通过各种通信设备将温度数据汇总传输到客户端的方案来实现对母线的实时测温[5]。

1 整体设计方案

在插接箱中每根母线上方各放置一个MLX90614红外测温传感器模块，每个测温模块将测得的温度数据通过I2 C总线发送给MCU，MCU将接收到的温度数据进行处理后发送给 4G 数据传输模块，4G 数据传输模块将收到的温度数据发送到云端服务器，每个插接箱中放置这样一个负责监测和发送数据的部分系统，若干个这样的部分系统连接在云端服务器上就组成以云端服务器为中心节点、插接箱内部分系统为子节点的星形网络结构。云端服务器负责将接收到的所有温度信息展现在客户端，在客户端进行母线温度的实时监测及预警，形成了插接箱温度的采集、传输、可视化监控的测温系统。从插接箱火线与零线之间取电作为输入电压，由电源模块降压处理得到稳定的输出电压为整个系统各个模块进行供电。

2 硬件设计电路

在每个插接箱中都存在一个终端测温传输硬件系统，采用STM32F103x8作为主控芯片设计外围电路。STM32F103x8内核为32位高性能 ARM Cortex-M3处理器，时钟频率高达72 MHz，能够以足够高的频率对各温度数据进行采集。其还具有2个I2 C接口、5 个串口和S P I接口，有足够的对外部设备进行相互通信的接口。STM32F103x8读取各个测温模块的温度值，进行比较处理，将处理好的温度数据发送给4G数据传输模块。

2.1 终端测温传输硬件设计

终端测温传输硬件设计电路主要由降压供电电路、红外测温部分电路、串口发送电路、时间电路、滤波和指示电路组成。

2.1.1 降压供电电路

降压供电电路如图 2 所示。从插接箱母线的火线和零线引出电压连接到P2端子，串入保险丝保护电路，高电压通过铁芯变压器( T1)和A P12N12芯片进行降压，再经过电容C 10、C 11 进行滤波，得到稳定的 12 V 电压为4G数据传输模块提供工作电压，12V电压再经过 A S M1117 芯片降压以及 C 2、C 9 进行滤波，得到系统稳定运行所需要的 3.3 V 电压。