本實用新型涉及電力設(shè)施領(lǐng)域，尤其涉及電力開關(guān)柜。

背景技術(shù)：

隨著我國現(xiàn)代化經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，電網(wǎng)容量的不斷增加，為保證電網(wǎng)的輸配電質(zhì)量，電力系統(tǒng)對輸配電設(shè)備提出了越來越高的要求。從早期的水泥間隔式開關(guān)柜到固定式開關(guān)柜，再到落地式手車開關(guān)柜，一直發(fā)展到現(xiàn)在的中置式開關(guān)柜，開關(guān)柜的性能逐步提高，尤其在開關(guān)柜的防止誤操作和保證設(shè)備及維護人員安全方面更是得到了一定的發(fā)展及完善。

目前，部分開關(guān)柜內(nèi)存在一些特殊材料的元器件，在運行使用中會緩慢的釋放一些有毒有害氣體，若這些開關(guān)柜在正常運轉(zhuǎn)過程中，長期關(guān)閉運轉(zhuǎn)而未開柜檢修，柜內(nèi)會積聚大量的有毒有害氣體，若此時工作人員開柜檢修，則會對工作人員的身體健康造成危害。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種具有柜內(nèi)空氣監(jiān)測報警功能，并且運行穩(wěn)定可靠的開關(guān)柜柜內(nèi)空氣監(jiān)測報警系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：開關(guān)柜柜內(nèi)空氣監(jiān)測報警系統(tǒng)，開關(guān)柜內(nèi)設(shè)有氣體檢測單元，所述氣體檢測單元輸出感應(yīng)信號至主控單元，所述主控單元輸出驅(qū)動信號至該開關(guān)柜的排風(fēng)單元，主控單元輸出報警信號至報警裝置，所述報警裝置固定在開關(guān)柜上和/或監(jiān)控室內(nèi)，所述氣體檢測單元由MWA4218-0901傳感器采集有害氣體信號。

所述開關(guān)柜的柜門與門框之間設(shè)有電磁鎖，所述主控單元輸出驅(qū)動信號至電磁鎖。

所述開關(guān)柜的柜門與門框之間設(shè)有柜門狀態(tài)檢測單元，所述柜門狀態(tài)檢測單元輸出柜門開關(guān)狀態(tài)信號至主控單元。

所述開關(guān)柜外設(shè)有人員感應(yīng)單元，所述人員感應(yīng)單元輸出感應(yīng)信號至主控單元。

本實用新型能夠?qū)崟r的監(jiān)測開關(guān)柜柜內(nèi)的空氣狀況，并能在出現(xiàn)異常時進行報警，有效保護開關(guān)柜檢修人員及設(shè)備安全。

附圖說明

下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內(nèi)容作簡要說明：

圖1為開關(guān)柜柜內(nèi)空氣監(jiān)測報警系統(tǒng)框圖；

圖2為電源管理單元電路圖；

圖3為主控單元電路圖；

圖4為氣體檢測單元電路圖

圖5為排風(fēng)單元電路圖；

圖6柜門狀態(tài)檢測單元電路圖；

圖7、8為RS485通訊單元電路圖。

具體實施方式

如圖1所示，開關(guān)柜柜內(nèi)空氣監(jiān)測報警系統(tǒng)主要包括電源管理單元、主控單元、氣體檢測單元、排風(fēng)單元、柜門狀態(tài)檢測單元和RS485通訊單元和報警裝置。

電源管理單元用于把輸入的DC12V電源轉(zhuǎn)換到DC6V和VCC(3.3V)，為系統(tǒng)其它單元提供合適的工作電源。如圖2所示，電源管理單元由開關(guān)穩(wěn)壓芯片LM2596、線性穩(wěn)壓芯片AMS1117及外圍器件組成，P2為電源輸入接口，R1、R2和C1用于設(shè)定開關(guān)穩(wěn)壓芯片LM2596輸出引腳OUT輸出電壓值，C2、C3、C4、C4和C6為電源濾波電容，L1為反饋電感。VCC/6為開關(guān)穩(wěn)壓芯片LM2596電壓輸出接口，VCC為線性穩(wěn)壓芯片AMS1117電壓輸出接口。

主控單元用于控制協(xié)調(diào)各功能單元，并在有人員非法闖入開關(guān)柜時實現(xiàn)現(xiàn)場報警功能，如圖3所示，主控單元由控制器STM32F103RBT6和外圍電路組成，圖中U4為控制器STM32F103RBT6，C6、C17、Y1和R15組成主控單元時鐘電路，為系統(tǒng)工作提供時鐘源，圖中R18和R17為控制器啟動方式設(shè)置電阻，用于設(shè)置控制器上電后啟動方式，圖中R20、C22和S1組成控制器復(fù)位電路，系統(tǒng)上電啟動之后首先自動復(fù)位，工作過程成工作人員可以通過按鍵S1復(fù)位控制器，圖中R14、R16和P3組成系統(tǒng)驅(qū)動燒錄接口，用于系統(tǒng)調(diào)試。

氣體檢測單元用于檢測開關(guān)柜內(nèi)有害氣體是否超標，當(dāng)有害氣體超標時會啟動排氣扇，把開關(guān)柜內(nèi)的有害氣體排出，氣體檢測單元安裝在柜內(nèi)，將采集的氣體參數(shù)信號輸送至主控單元，如圖4所示，氣體檢測單元由MWA4218-0901傳感器和運放電路組成，JP1為傳感器MWA4218-0901接口，其中JP1的第1與第3引腳為傳感器MWA4218-0901電源引腳，第2引腳為傳感器輸出引腳，傳感器輸出信號經(jīng)電阻R3輸入運放芯片LM358芯片的同相輸入端，并經(jīng)過運放之后從Out1引腳輸出，輸入到控制器第8引腳進行AD轉(zhuǎn)換，并最終確定有害氣體濃度。

排風(fēng)單元安裝在開關(guān)柜的側(cè)面或頂部，排風(fēng)單元包括排風(fēng)面板和安裝在排風(fēng)面板上的風(fēng)機，排風(fēng)面板可以根據(jù)需要安裝防塵網(wǎng)。如圖5所示，風(fēng)機由電機驅(qū)動芯片L6203和外圍元器件驅(qū)動，L6203為電機驅(qū)動芯片，芯片第11腳EN與控制器第14腳相連，用于使能/失能L6203；芯片第5、6腳IN1、IN2分別與控制器第15、16引腳相連，用于控制電機轉(zhuǎn)動；C10為芯片內(nèi)部參考電路充電；R9為電機反饋提供控制電流；C7、C14為芯片外接自舉電容，分別與芯片Boot1和Boot2相連，用于保證驅(qū)動芯片內(nèi)部第一級DMOS有效；M1為風(fēng)扇電機接口；D2、D3為續(xù)流二極管，用于保護驅(qū)動芯片在電機轉(zhuǎn)向切換時不被損壞。

開關(guān)柜的柜門與門框之間設(shè)有柜門狀態(tài)檢測單元，柜門狀態(tài)檢測單元輸出柜門開關(guān)狀態(tài)信號至主控單元，其用于檢測開關(guān)柜的門是否處于開啟狀態(tài)，可以控制系統(tǒng)僅在門關(guān)閉狀態(tài)下運行，并可以在柜門異常開啟時進行報警。柜門狀態(tài)檢測單元元由傳感器接口電路和限流電阻組成，如圖6所示，JP3為開關(guān)柜接口，用于安裝行程開關(guān)，行程開關(guān)監(jiān)測信號通過上拉電阻R24和限流電阻R25輸入到控制器第53腳，由控制器判斷開關(guān)柜箱門是否被打開。

開關(guān)柜內(nèi)外可以均設(shè)置人員感應(yīng)單元，人員感應(yīng)單元可以用于檢測開關(guān)柜內(nèi)外是否有工作人員，可以利用紅外傳感器進行探測，可以控制報警時機，僅在有工作人員靠近時進行報警，或者柜內(nèi)空氣異常時仍有工作人員時進行報警，人員感應(yīng)單元輸出感應(yīng)信號至主控單元。開關(guān)柜的柜門與門框之間設(shè)有電磁鎖，主控單元輸出驅(qū)動信號至電磁鎖，可以有主控單元獲得柜內(nèi)氣體含量異常時，鎖止柜門，避免工作人員誤開啟。

如圖7、8所示，RS485通訊單元用于實現(xiàn)與開關(guān)柜原有控制系統(tǒng)進行通信，傳輸控制信號及獲得開關(guān)柜帶電是否帶電等信息。RS485通訊單元由電源隔離單元和通訊單元組成，圖中U7和U8組成電源隔離部分，用于實現(xiàn)系統(tǒng)電源與通信部分電源隔離，減少系統(tǒng)電源對通信部分干擾。圖中U10為含信號隔離功能的RS485通訊芯片ADM2486。芯片第4、5引腳與控制器第57引腳相連，用于實現(xiàn)接收/發(fā)送方向切換；芯片第3引腳與控制器第59引腳相連，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收；芯片第6引腳與控制器第58引腳相連，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送；圖中R23、R28為RS485總線上拉和下拉電阻，R22和R26為終端匹配電阻，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠距離傳輸；DZ1、DZ2和DZ3為TVS二極管，用于信號電路防雷和信號浪涌保護；JP2為RS485總線接口，用于與外部總線連接。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。