智能開關(guān)柜在線測(cè)控裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能開關(guān)柜在線測(cè)控裝置，該裝置包括操控終端、配電測(cè)量模塊、無(wú)線測(cè)溫變送模塊、電源適配器以及無(wú)線溫度傳感器，所述操控終端根據(jù)時(shí)間軸生成溫度信息的波形以及電流信息的波形并將溫度信息的波形與電流信息的波形的升降趨勢(shì)相比對(duì)，在兩波形的升降趨勢(shì)不一致時(shí)生成異常告警信息，所述顯示模塊用于顯示所述高溫報(bào)警信號(hào)和異常告警信息。該測(cè)控裝置不僅可以對(duì)開關(guān)柜內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還能大致分析出柜內(nèi)高溫是由負(fù)載過(guò)大還是由元器件故障造成的。該測(cè)控裝置可以方便運(yùn)行人員獲知高溫險(xiǎn)情，還能使運(yùn)行人員及時(shí)獲知安全隱患，以便于及時(shí)消除安全隱患。
【專利說(shuō)明】
智能開關(guān)柜在線測(cè)控裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電氣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種智能開關(guān)柜在線測(cè)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)柜是電力傳輸系統(tǒng)中常用的輸電設(shè)備，主要由負(fù)荷開關(guān)、熔斷器和電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)等電器零器件構(gòu)成，所述電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)用于操作負(fù)荷開關(guān)的接通和斷開，利用電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)人們就可以在高壓開關(guān)柜的監(jiān)控室里對(duì)高壓開關(guān)柜實(shí)行遠(yuǎn)程操作。開關(guān)柜的設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，因柜內(nèi)發(fā)熱元器件比較多，溫升過(guò)高會(huì)引起電氣的機(jī)械性能和電氣性能下降，最后導(dǎo)致高壓電氣的工作故障，甚至造成嚴(yán)重事故。為了保證高壓電氣在工作年限內(nèi)安全運(yùn)行，必須將柜內(nèi)溫升控制在標(biāo)注規(guī)定的允許溫度之內(nèi)。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮镃N201521021900.0的中國(guó)專利公開了一種帶報(bào)警功能的開關(guān)柜，該開關(guān)柜內(nèi)裝有溫度傳感器和報(bào)警器，當(dāng)柜內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，報(bào)警器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒運(yùn)行人員及時(shí)采取措施，防止出現(xiàn)安全事故。
[0004]但是，這種開關(guān)柜雖然能在柜內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警，但是并不能大致檢測(cè)出可能已經(jīng)出現(xiàn)故障的元器件。在一般情況下運(yùn)行人員會(huì)將高溫與負(fù)載過(guò)大聯(lián)系起來(lái)，而開關(guān)柜元器件繁多且開關(guān)柜不能隨意操作，運(yùn)行人員通常不會(huì)排查元器件，這就導(dǎo)致安全隱患不能及時(shí)被消除，開關(guān)柜再次出現(xiàn)高溫甚至出現(xiàn)險(xiǎn)情是早晚的事。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種智能開關(guān)柜在線測(cè)控裝置，該測(cè)控裝置具有自檢功能，在開關(guān)柜內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)能大致判斷出高溫是由負(fù)載過(guò)大還是元器件故障引起的，方便及時(shí)消除隱患。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
一種智能開關(guān)柜在線測(cè)控裝置，包括操控終端、與操控終端通信連接的配電測(cè)量模塊和變送器模塊、用于向操控終端和配電測(cè)量模塊供電的電源適配器以及設(shè)于開關(guān)柜內(nèi)的無(wú)線溫度傳感器，所述無(wú)線溫度傳感器測(cè)量開關(guān)柜內(nèi)采樣點(diǎn)的溫度并通過(guò)變送器模塊將測(cè)量到的溫度信息發(fā)送給操控終端，所述配電測(cè)量模塊采集所述采樣點(diǎn)的電流并將采集到電流信息通過(guò)變送器模塊發(fā)送給操控終端，所述操控終端包括通訊模塊、主控模塊、存儲(chǔ)模塊、處理模塊、顯示模塊和繼電器輸出模塊，所述主控模塊在柜內(nèi)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)生成高溫報(bào)警信號(hào)，所述處理模塊根據(jù)時(shí)間軸生成所述溫度信息的波形以及所述電流信息的波形并將溫度信息的波形與電流信息的波形的升降趨勢(shì)相比對(duì)，在兩波形的升降趨勢(shì)不一致時(shí)生成異常告警信息，所述顯示模塊用于顯示所述高溫報(bào)警信號(hào)和異常告警信息。
[0007]通過(guò)上述方案，在柜內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，裝置會(huì)發(fā)出高溫報(bào)警信息，且裝置會(huì)比對(duì)采樣點(diǎn)的溫度信號(hào)波形與采樣點(diǎn)的電壓或電流波形，若溫度信號(hào)的波形的變化趨勢(shì)與電壓或電流信號(hào)的波形的變化趨勢(shì)不一致，可以大致認(rèn)為高溫不是由負(fù)載的過(guò)大直接造成的，如此可以大致判斷出采樣點(diǎn)的元器件是否故障。該測(cè)控裝置可以方便運(yùn)行人員及時(shí)獲知安全隱患，消除安全隱患。
[0008]作為優(yōu)選方案:所述無(wú)線溫度傳感器與變送器模塊以ZigBee信號(hào)通信。
[0009]ZigBee無(wú)線傳輸技術(shù)具有功耗低、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)且容易布網(wǎng)，用在此處可以是測(cè)控裝置可靠采集數(shù)據(jù)。
[0010]作為優(yōu)選方案:所述電源適配器為導(dǎo)軌式電源適配器。
[0011]作為優(yōu)選方案:所述顯示模塊為觸摸式顯示屏。
[0012]作為優(yōu)選方案:所述測(cè)控裝置還包括用于檢測(cè)開關(guān)柜內(nèi)控制濕度的濕度檢測(cè)模塊。
[0013]通過(guò)上述方案，可以監(jiān)控開關(guān)柜內(nèi)的空氣濕度，避免濕度過(guò)大影響到柜內(nèi)元器件的正常運(yùn)行。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:該測(cè)控裝置不僅可以對(duì)開關(guān)柜內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還能大致分析出柜內(nèi)高溫是由負(fù)載過(guò)大還是由元器件故障造成的。該測(cè)控裝置可以方便運(yùn)行人員獲知高溫險(xiǎn)情，還能使運(yùn)行人員及時(shí)獲知安全隱患，以便于及時(shí)消除安全隱患。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參照?qǐng)D1，一種智能開關(guān)柜在線測(cè)控裝置，包括操控終端、變送器模塊、以及配電測(cè)量模塊。其中操控終端包括主控模塊、通訊模塊、開關(guān)量采集模塊、顯示模塊、繼電器輸出模塊以及處理模塊。操控終端以導(dǎo)軌式電源適配器供電，操控終端的工作電壓為24V。變送器模塊外接220V的交流電源。操控終端的通訊模塊為RS485通訊接口，變送器模塊也配備RS485通訊接口，變送器模塊與操控終端通過(guò)通訊總線連接且兩者以Modbus-Rtu協(xié)議通信。開關(guān)柜內(nèi)裝有若干無(wú)線溫度傳感器，無(wú)線溫度傳感器對(duì)開關(guān)柜內(nèi)的采樣點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量，采樣點(diǎn)為柜內(nèi)元器件的線路接點(diǎn)。無(wú)線溫度傳感器集成ZigBee發(fā)送模塊，變送器模塊集成ZigBee接收模塊，無(wú)線溫度傳感器將測(cè)量到的采樣點(diǎn)的溫度通過(guò)ZigBee無(wú)線信號(hào)發(fā)送給變送器模塊，變送器模塊將接收到的溫度信息加以轉(zhuǎn)換使之成為可被操控終端識(shí)別的信息并將轉(zhuǎn)化后的溫度信息發(fā)送給操控終端。操控終端將接收到的溫度信息存入存儲(chǔ)模塊中。主控模塊將接收到的溫度信息中的溫度值與設(shè)定值相比較，若前者大于后者，主控模塊生成高溫報(bào)警信號(hào)，操控終端向運(yùn)行值班室的上位機(jī)發(fā)送高溫報(bào)警信號(hào)，且顯示模塊顯示該高溫報(bào)警信號(hào)，值班室中的運(yùn)行人員就能及時(shí)獲知開關(guān)柜溫度過(guò)高。操控終端的開關(guān)量采樣模塊用于采集線路刀閘、斷路器等的狀態(tài)信息。操控終端的繼電器輸出模塊用于控制柜內(nèi)的風(fēng)機(jī)、加熱器、除濕器等動(dòng)作。在開關(guān)柜內(nèi)安裝電壓互感器和電流互感器，其中電壓互感器用于采集加在元器件的采樣點(diǎn)兩端的電壓;而電流互感器用于采集流經(jīng)元器件的采樣點(diǎn)的電流。電壓互感器和電流互感器的輸出端與配電測(cè)量模塊的輸入端連接。配電測(cè)量模塊集成RS485通訊接口，配電測(cè)量模塊與操控終端通過(guò)通訊總線連接并以Modbus-Rtu協(xié)議通信。導(dǎo)軌式電源為配電測(cè)量模塊提供5V的工作電壓。電壓互感器和電流互感器的輸出端與操控終端的信號(hào)輸入端連接，電壓互感器和電流互感器將采集到的電壓信息和電流信息發(fā)送至操控終端。操控終端將接收到的電壓和電流信息存入存儲(chǔ)模塊中。另外，在開關(guān)柜內(nèi)還裝有若干濕度傳感器，濕度傳感器與變送器模塊連接，濕度傳感器將檢測(cè)到的柜內(nèi)的濕度信息發(fā)送給變送器模塊，變送器模塊將濕度信息轉(zhuǎn)換并發(fā)送給操控終端，主控模塊將接收到的濕度信息中的濕度值與設(shè)定值相比較，在前者大于后者時(shí)，主控模塊生成高濕度報(bào)警信號(hào)，操控終端向上位機(jī)發(fā)送高濕度報(bào)警信號(hào)。
[0017]操控終端的處理模塊內(nèi)置繪制波形的程序，處理模塊將操控終端接收到的溫度信息以及電壓和電流信息以時(shí)間軸繪制成溫度信號(hào)的波形圖以及電壓和電流信號(hào)的波形圖。操控終端的顯示模塊為觸摸式顯示屏，操控終端搭載交互界面，供運(yùn)行人員與操控終端進(jìn)行人機(jī)交互。觸摸式顯示屏對(duì)溫度信號(hào)的波形以及電壓和電流信號(hào)的波形予以顯示。通過(guò)電壓波形，運(yùn)行人員可以得知元器件的工作電壓是否穩(wěn)定。處理模塊內(nèi)置比對(duì)算法，用于計(jì)算電壓信號(hào)的跳變范圍和比對(duì)溫度信號(hào)的波形與電流信號(hào)的波形的升降趨勢(shì)。該算法任意取一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電壓值與標(biāo)準(zhǔn)電壓值相比較，求出兩值之差的絕對(duì)值，將絕對(duì)值與參考值比較大小，若前者小于后者，說(shuō)明電壓信號(hào)的跳變出于正常范圍內(nèi)，元器件的工作電壓相對(duì)穩(wěn)定;反之則不穩(wěn)定。該算法調(diào)取任意兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)tl和t2的溫度值Tl和T2以及電流值Il和12，將Il與12相減得出差值Cl，將Tl與T2相減得出差值C2，之后將C2、C3與零比較判斷兩者的正負(fù)。若Cl和C2均為正數(shù)或均為負(fù)數(shù)，說(shuō)明溫度信號(hào)的波形與電流信號(hào)的波形的升降趨勢(shì)一致，否則就是升降趨勢(shì)不一致。對(duì)于正產(chǎn)工作的元器件，元器件的發(fā)熱量與流過(guò)其的電流大小直接相關(guān)，流過(guò)元器件的電流升高，元器件的發(fā)熱量就會(huì)增大，反之就會(huì)減小。若流經(jīng)元器件的電流變小但元器件溫度不降反升或是流經(jīng)元器件的電流變大但元器件的溫度不升反降，說(shuō)明元器件可能出現(xiàn)故障了。在這種情況下，處理模塊生成異常告警信息，操控終端向上位機(jī)發(fā)送異常告警信息，同時(shí)觸摸式顯示屏顯示該異常告警信息。
[0018]運(yùn)行人員得知高溫報(bào)警信號(hào)后，趕赴現(xiàn)場(chǎng)對(duì)異常的開關(guān)柜進(jìn)行巡檢，運(yùn)行人員可以從觸摸式顯示屏上查看溫度信號(hào)波形、電壓信號(hào)波形以及電流信號(hào)波形，在工作電壓穩(wěn)定的前提下，若電流信號(hào)波形與溫度信號(hào)波形的升降趨勢(shì)一致，基本可以排除元器件故障的情況，此時(shí)可以認(rèn)為開關(guān)柜溫度過(guò)高是由負(fù)載過(guò)大導(dǎo)致的，運(yùn)行人員可以提高限制負(fù)載的方式來(lái)給開關(guān)柜降溫;若電流信號(hào)波形與溫度信號(hào)波形的升降趨勢(shì)不一致，可以判斷為元器件故障，應(yīng)該對(duì)柜內(nèi)元器件進(jìn)行排查檢修，消除安全隱患。
[0019]本發(fā)明除了對(duì)開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控外，還能大致的分析出柜內(nèi)是否有元器件故障，方便運(yùn)營(yíng)和維護(hù)。
[0020]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能開關(guān)柜在線測(cè)控裝置，其特征是:包括操控終端、與操控終端通信連接的配電測(cè)量模塊和變送器模塊、用于向操控終端和配電測(cè)量模塊供電的電源適配器以及設(shè)于開關(guān)柜內(nèi)的無(wú)線溫度傳感器，所述無(wú)線溫度傳感器測(cè)量開關(guān)柜內(nèi)采樣點(diǎn)的溫度并通過(guò)變送器模塊將測(cè)量到的溫度信息發(fā)送給操控終端，所述配電測(cè)量模塊采集所述采樣點(diǎn)的電流并將采集到電流信息通過(guò)變送器模塊發(fā)送給操控終端，所述操控終端包括通訊模塊、主控模塊、存儲(chǔ)模塊、處理模塊、顯示模塊和繼電器輸出模塊，所述主控模塊在柜內(nèi)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)生成高溫報(bào)警信號(hào)，所述處理模塊根據(jù)時(shí)間軸生成所述溫度信息的波形以及所述電流信息的波形并將溫度信息的波形與電流信息的波形的升降趨勢(shì)相比對(duì)，在兩波形的升降趨勢(shì)不一致時(shí)生成異常告警信息，所述顯示模塊用于顯示所述高溫報(bào)警信號(hào)和異常告警信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開關(guān)柜在線測(cè)控裝置，其特征是:所述無(wú)線溫度傳感器與變送器模塊以ZigBee信號(hào)通信。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開關(guān)柜在線測(cè)控裝置，其特征是:所述電源適配器為導(dǎo)軌式電源適配器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開關(guān)柜在線測(cè)控裝置，其特征是:所述顯示模塊為觸摸式顯示屏。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開關(guān)柜在線測(cè)控裝置，其特征是:所述測(cè)控裝置還包括用于檢測(cè)開關(guān)柜內(nèi)控制濕度的濕度檢測(cè)模塊。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK106054763SQ201610338249
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】王立
【申請(qǐng)人】杭州施厚能源科技有限公司