專利名稱：中壓開關柜在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
中壓開關柜在線監(jiān)測裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種監(jiān)測裝置，尤其是一種中壓開關柜在線監(jiān)測裝置。
技術背景[0002]在我國的電力系統(tǒng)中，中壓開關柜是指3. 6 40. 5kV電壓等級的中壓成套開關設備，簡稱中壓開關柜；其內部主要分別置有主母線室、斷路器室、電纜室、儀表室。中壓開關柜內的一次設備主要有電壓互感器、電流互感器、接地開關、避雷器、隔離開關、斷路器、高壓帶電顯示器、主母線和分支母線、絕緣件等；二次設備(指對一次設備進行監(jiān)察、控制、測量、調整和保護的低壓設備)主要有電壓表、電流表、溫濕度測量器、節(jié)點溫度監(jiān)測器、顯示控制器、微機綜合保護器等，其大部分安裝于中壓開關柜的儀表室面板上。如目前系統(tǒng)中正在普遍使用的中壓開關柜。但是，這些中壓開關柜存在著不足之處，首先，柜中的二次設備如電壓表、電流表、溫濕度測量器、節(jié)點溫度監(jiān)測器、顯示控制器等的功能單一，在有限的儀表室面板上安裝如此繁多的二次設備，不僅造成了內部的布線復雜，還極易因如此密集的安裝而對電力安全操作與運行留下了隱患；其次，這些來自不同廠家的二次設備只是空間上組合在一起，各器件之間的通訊接口和通訊規(guī)約沒有統(tǒng)一的標準，很難將這些離散器件采集的數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入客戶端后臺，造成整個開關柜的狀態(tài)監(jiān)測象一座“孤島”，不能滿足現(xiàn)今智能電網(wǎng)的需求；再次，柜中的二次設備既無監(jiān)測斷路器、接地刀和手車位置狀態(tài)的功能，也沒有人體接近柜體時的告警功能，不僅遺漏了對這些重要一次設備的實時監(jiān)測，還忽略了維護人員檢修開關柜時的安全隱患。實用新型內容[0003]本實用新型要解決的技術問題為克服現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種結構合理，能接入智能電網(wǎng)的中壓開關柜在線監(jiān)測裝置。[0004]為解決本實用新型的技術問題，所采用的技術方案為中壓開關柜在線監(jiān)測裝置包括柜中的電壓監(jiān)測部件、電流監(jiān)測部件、溫濕度監(jiān)控部件和單片機，特別是，[0005]所述柜中還置有開關量監(jiān)測部件、人體感應監(jiān)測部件、人機交互部件和后臺通訊部件；[0006]所述開關量監(jiān)測部件由輸入端與柜內的斷路器、接地刀和手車的輔助觸點信號控制端連接的光電耦合器組成，其輸出端與單片機的輸入端電連接，用于監(jiān)測斷路器、接地刀和手車的位置狀態(tài)；[0007]所述人體感應監(jiān)測部件由型號為IRH638的紅外接收器組成，其輸出端與單片機的輸入端電連接；[0008]所述人機交互部件由電連接的接口電路、觸摸顯示屏、語音芯片、運放器和揚聲器組成，其中，觸摸顯示屏經(jīng)第一接口電路與單片機電連接，依次電連接的語音芯片、運放器和揚聲器經(jīng)第二接口電路與單片機的輸出端電連接，用于通過觸摸顯示屏顯示開關柜內部的一次系統(tǒng)圖、各開關的分合狀態(tài)、三相電壓電流值、溫濕度數(shù)據(jù)和文字告警信息，以及輸入相應的處理信息，通過語音芯片、運放器和揚聲器輸出告警語音；[0009]所述后臺通訊部件由串行接口 485芯片組成，其輸入端與單片機的輸出端電連接，用于將各部件監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳送給上位機；[0010]所述電壓監(jiān)測部件由三相電壓互感器的二次側與第一模數(shù)轉換器電連接組成，其輸出端與單片機的輸入端電連接；[0011]所述電流監(jiān)測部件由三相電流互感器的二次側與第二模數(shù)轉換器電連接組成，其輸出端與單片機的輸入端電連接；[0012]所述溫濕度監(jiān)控部件由型號為SHTlO的數(shù)字式溫濕度傳感器，以及光電轉換器、 繼電器、風機和加熱器組成，其中，數(shù)字式溫濕度傳感器的輸出端與單片機的輸入端電連接，單片機的輸出端經(jīng)光電轉換器與其常開觸點分別串接于風機、加熱器回路中的繼電器連接；[0013]所述單片機的型號為C8051F120。[0014]作為中壓開關柜在線監(jiān)測裝置的進一步改進，所述的柜中置有多點測溫無線發(fā)射部件，其由置于柜內斷路器觸頭、母排和電纜頭節(jié)點處的溫度傳感器及與其電連接的無線發(fā)射器組成，用于測量斷路器觸頭、母排和電纜頭節(jié)點處的溫度并將其發(fā)射出去；所述的柜中置有由型號為IU-RlO的無線接收器與第三接口電路電連接組成的多點測溫無線接收部件，其輸入端與多點測溫無線發(fā)射部件無線電連接、輸出端與單片機的輸入端電連接，用于顯示斷路器觸頭、母排和電纜頭節(jié)點處的溫度及其48小時內的溫度曲線，并于斷路器觸頭、母排和電纜頭節(jié)點處的溫度超標時，分別發(fā)出文字、音響告警信號；所述的柜中置有由依次電連接的高頻電流互感器、濾波電路、調理電路、運放電路、第三模數(shù)轉換器組成的電纜局放監(jiān)測部件，其輸出端與單片機的輸入端電連接，用于對柜內電纜發(fā)生的局部放電現(xiàn)象進行監(jiān)測、記錄和告警；所述的柜中置有由型號為TAD-169的煙霧傳感器組成的煙霧監(jiān)測部件，其輸出端與單片機的輸入端電連接；所述的柜中置有由光纖傳感器與光電轉換電路連接組成的弧光監(jiān)測部件，其輸出端與單片機的輸入端電連接，用于對柜內發(fā)生的弧光放電進行監(jiān)測、記錄和告警；所述的柜中置有由Rogowski線圈電流傳感器與第四接口電路電連接組成的斷路器壽命監(jiān)測部件，其輸出端與單片機的輸入端電連接，用于監(jiān)測柜內斷路器的電壽命；所述的觸摸顯示屏的型號為DMT80600T080_02WT ；所述的三相電壓互感器的型號為HPT205NBJ-1 ；所述的三相電流互感器的型號為HCT916B-1。[0015]相對于現(xiàn)有技術的有益效果是，采用在柜中已有的電壓監(jiān)測部件、電流監(jiān)測部件、 溫濕度監(jiān)控部件和單片機的基礎上，再于柜中設置開關量監(jiān)測部件、人體感應監(jiān)測部件、人機交互部件和后臺通訊部件，其中，開關量監(jiān)測部件由輸入端與柜內的斷路器、接地刀和手車的輔助觸點信號控制端連接的光電耦合器組成，人體感應監(jiān)測部件由型號為IRM4638 的紅外接收器組成，人機交互部件由電連接的接口電路、觸摸顯示屏、語音芯片、運放器和揚聲器組成，后臺通訊部件由串行接口 485芯片組成，電壓監(jiān)測部件由三相電壓互感器的二次側與第一模數(shù)轉換器電連接組成，電流監(jiān)測部件由三相電流互感器的二次側與第二模數(shù)轉換器電連接組成，溫濕度監(jiān)控部件由型號為SHTlO的數(shù)字式溫濕度傳感器，以及光電轉換器、繼電器、風機和加熱器組成，單片機的型號為C8051F120的技術方案，既實現(xiàn)了對柜內主要的一次設備的動作位置和運行狀態(tài)進行有效地顯示、監(jiān)測和控制，如三相交流電壓、電流、功率等電量參數(shù)的顯示和監(jiān)測，各個開關的分合狀態(tài)的顯示和監(jiān)測，柜內溫濕度的顯示、監(jiān)測和自動控制；又整合了柜中的二次設備，使其小型、集約化，不僅減小了體積， 也減少了布線，極大地降低了安裝的成本，杜絕了電力安全操作與運行的隱患；還使各個監(jiān)測部件的輸出同歸單片機統(tǒng)一處理，除大大地提高了整機智能化的水平、工作的穩(wěn)定性，以及具有統(tǒng)一的通訊接口和通訊規(guī)約標準之外，也易于將其與上位機連接，使電網(wǎng)管理人員及時了解柜內各設備工作的狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)設備缺陷和異常征兆，提前采取預防措施， 將“定期檢修”變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修”，大大地降低了維修周期內的設備故障率，保證了設備的安全運行，從而極大地提高了供電的可靠性；更因人體感應監(jiān)測部件的設置，而確保了維修人員的生命安全。[0016]作為有益效果的進一步體現(xiàn)，一是柜中優(yōu)選置有由置于柜內斷路器觸頭、母排和電纜頭節(jié)點處的溫度傳感器及與其電連接的無線發(fā)射器組成的多點測溫無線發(fā)射部件，以及優(yōu)選置有由型號為IU-RlO的無線接收器與第三接口電路電連接組成的多點測溫無線接收部件，利于以最少的布線采集到散布于柜內多處的多個斷路器觸頭、母排和電纜頭節(jié)點處的溫度；二是柜中優(yōu)選置有其輸出端與單片機的輸入端電連接的由依次電連接的高頻電流互感器、濾波電路、調理電路、運放電路、第三模數(shù)轉換器組成的電纜局放監(jiān)測部件，優(yōu)選置有其輸出端與單片機的輸入端電連接的由型號為TAD-169的煙霧傳感器組成的煙霧監(jiān)測部件，優(yōu)選置有其輸出端與單片機的輸入端電連接的由光纖傳感器與光電轉換電路連接組成的弧光監(jiān)測部件，利于及時發(fā)現(xiàn)柜內電纜發(fā)生的局部放電，柜內的煙霧狀態(tài)，以及柜內發(fā)生的弧光放電現(xiàn)象；三是柜中優(yōu)選置有其輸出端與單片機的輸入端電連接的由 Rogowski線圈電流傳感器與第四接口電路電連接組成的斷路器壽命監(jiān)測部件，利于監(jiān)測柜內斷路器的電壽命；四是觸摸顯示屏的型號優(yōu)選為DMT80600T080_02WT，三相電壓互感器的型號優(yōu)選為HPT205NBJ-1，三相電流互感器的型號優(yōu)選為HCT916B-1，均便于對相應信號的采集。


[0017]
以下結合附圖對本實用新型的優(yōu)選方式作進一步詳細的描述。[0018]圖1是本實用新型的一種基本結構示意圖。
具體實施方式
[0019]參見圖1，中壓開關柜在線監(jiān)測裝置的構成如下其由與單片機14電連接的開關量監(jiān)測部件1、人體感應監(jiān)測部件4、人機交互部件12、后臺通訊部件13、電壓監(jiān)測部件2、電流監(jiān)測部件3和溫濕度監(jiān)控部件5，以及多點測溫無線發(fā)射部件6、多點測溫無線接收部件 7、電纜局放監(jiān)測部件8、煙霧監(jiān)測部件9、弧光監(jiān)測部件10和斷路器壽命監(jiān)測部件11組成。 其中，[0020]單片機14起總管作用，它的型號為C8051F120。[0021]開關量監(jiān)測部件1由其輸出端與單片機14的輸入端電連接的、輸入端與柜內的斷路器、接地刀和手車的輔助觸點信號控制端連接的光電耦合器組成。[0022]人體感應監(jiān)測部件4由其輸出端與單片機14的輸入端電連接的、型號為IRH638 的紅外接收器組成。[0023]人機交互部件12由電連接的接口電路、觸摸顯示屏、語音芯片、運放器和揚聲器組成；其中，觸摸顯示屏的型號為DMT80600T080_02WT，其經(jīng)第一接口電路與單片機14電連接，依次電連接的語音芯片、運放器和揚聲器經(jīng)第二接口電路與單片機14的輸出端電連接。[0024]后臺通訊部件13由其輸入端與單片機14的輸出端電連接的串行接口 485芯片組成。[0025]電壓監(jiān)測部件2由三相電壓互感器的二次側與第一模數(shù)轉換器電連接組成，其輸出端與單片機14的輸入端電連接；其中，三相電壓互感器的型號為HPT205NBJ-1。[0026]電流監(jiān)測部件3由三相電流互感器的二次側與第二模數(shù)轉換器電連接組成，其輸出端與單片機14的輸入端電連接；其中，三相電流互感器的型號為HCT916B-1。[0027]溫濕度監(jiān)控部件5由型號為SHTlO的數(shù)字式溫濕度傳感器，以及光電轉換器、繼電器、風機和加熱器組成；其中，數(shù)字式溫濕度傳感器的輸出端與單片機14的輸入端電連接， 單片機14的輸出端經(jīng)光電轉換器與其常開觸點分別串接于風機、加熱器回路中的繼電器連接。[0028]多點測溫無線發(fā)射部件6由置于柜內斷路器觸頭、母排和電纜頭節(jié)點處的溫度傳感器及與其電連接的無線發(fā)射器組成。[0029]多點測溫無線接收部件7由型號為IU-RlO的無線接收器與第三接口電路電連接組成，其輸入端與多點測溫無線發(fā)射部件6無線電連接、輸出端與單片機14的輸入端電連接。[0030]電纜局放監(jiān)測部件8由依次電連接的高頻電流互感器、濾波電路、調理電路、運放電路、第三模數(shù)轉換器組成，其輸出端與單片機14的輸入端電連接。[0031]煙霧監(jiān)測部件9由其輸出端與單片機14的輸入端電連接的、型號為TAD-169的煙霧傳感器組成。[0032]弧光監(jiān)測部件10由光纖傳感器與光電轉換電路連接組成，其輸出端與單片機14 的輸入端電連接。[0033]斷路器壽命監(jiān)測部件11由Rogowski線圈電流傳感器與第四接口電路電連接組成，其輸出端與單片機14的輸入端電連接。[0034]使用時，本裝置中的所有部件在單片機14的總管之下，各司其職，對柜內各種一次設備的運行和位置狀態(tài)進行監(jiān)測和/或控制，并于觸摸顯示屏上顯示出來和送往上位機。如開關量監(jiān)測部件1監(jiān)測斷路器、接地刀和手車的位置狀態(tài)；人體感應監(jiān)測部件4在人員接近時發(fā)出告警語音信號；人機交互部件12通過觸摸顯示屏顯示開關柜內部的一次系統(tǒng)圖、各開關的分合狀態(tài)、三相電壓電流值、溫濕度數(shù)據(jù)和文字告警信息，以及輸入相應的處理信息，通過語音芯片、運放器和揚聲器輸出告警語音；后臺通訊部件13將各部件監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳送給上位機；電壓監(jiān)測部件2、電流監(jiān)測部件3監(jiān)測并顯示三相交流電壓、電流、功率等電量參數(shù)；溫濕度監(jiān)控部件5監(jiān)測和控制柜內的溫度和濕度；多點測溫無線發(fā)射部件6與多點測溫無線接收部件7相配合，監(jiān)測和顯示斷路器觸頭、母排和電纜頭節(jié)點處的溫度及其48小時內的溫度曲線，并于斷路器觸頭、母排和電纜頭節(jié)點處的溫度超標時，分別發(fā)出文字、音響告警信號；電纜局放監(jiān)測部件8對柜內電纜發(fā)生的局部放電現(xiàn)象進行監(jiān)測、記錄和告警；煙霧監(jiān)測部件9當柜內出現(xiàn)濃度超標的煙霧時發(fā)出告警信號；弧光監(jiān)測部件10對柜內發(fā)生的弧光放電進行監(jiān)測、記錄和告警；斷路器壽命監(jiān)測部件11監(jiān)測柜內斷路器的電壽命。[0035] 顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型的中壓開關柜在線監(jiān)測裝置進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若對本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求1.一種中壓開關柜在線監(jiān)測裝置，包括柜中的電壓監(jiān)測部件O)、電流監(jiān)測部件(3)、 溫濕度監(jiān)控部件( 和單片機(14)，其特征在于所述柜中還置有開關量監(jiān)測部件(1)、人體感應監(jiān)測部件(4)、人機交互部件(1 和后臺通訊部件(13)；所述開關量監(jiān)測部件(1)由輸入端與柜內的斷路器、接地刀和手車的輔助觸點信號控制端連接的光電耦合器組成，其輸出端與單片機(14)的輸入端電連接，用于監(jiān)測斷路器、 接地刀和手車的位置狀態(tài)；所述人體感應監(jiān)測部件(4)由型號為IRM4638的紅外接收器組成，其輸出端與單片機 (14)的輸入端電連接；所述人機交互部件(1 由電連接的接口電路、觸摸顯示屏、語音芯片、運放器和揚聲器組成，其中，觸摸顯示屏經(jīng)第一接口電路與單片機(14)電連接，依次電連接的語音芯片、 運放器和揚聲器經(jīng)第二接口電路與單片機(14)的輸出端電連接，用于通過觸摸顯示屏顯示開關柜內部的一次系統(tǒng)圖、各開關的分合狀態(tài)、三相電壓電流值、溫濕度數(shù)據(jù)和文字告警信息，以及輸入相應的處理信息，通過語音芯片、運放器和揚聲器輸出告警語音；所述后臺通訊部件(1 由串行接口 485芯片組成，其輸入端與單片機(14)的輸出端電連接，用于將各部件監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳送給上位機；所述電壓監(jiān)測部件O)由三相電壓互感器的二次側與第一模數(shù)轉換器電連接組成，其輸出端與單片機(14)的輸入端電連接；所述電流監(jiān)測部件(3)由三相電流互感器的二次側與第二模數(shù)轉換器電連接組成，其輸出端與單片機(14)的輸入端電連接；所述溫濕度監(jiān)控部件( 由型號為SHTlO的數(shù)字式溫濕度傳感器，以及光電轉換器、繼電器、風機和加熱器組成，其中，數(shù)字式溫濕度傳感器的輸出端與單片機(14)的輸入端電連接，單片機(14)的輸出端經(jīng)光電轉換器與其常開觸點分別串接于風機、加熱器回路中的繼電器連接；所述單片機(14)的型號為C8051F120。
2.根據(jù)權利要求1所述的中壓開關柜在線監(jiān)測裝置，其特征是柜中置有多點測溫無線發(fā)射部件(6)，其由置于柜內斷路器觸頭、母排和電纜頭節(jié)點處的溫度傳感器及與其電連接的無線發(fā)射器組成，用于測量斷路器觸頭、母排和電纜頭節(jié)點處的溫度并將其發(fā)射出去。
3.根據(jù)權利要求2所述的中壓開關柜在線監(jiān)測裝置，其特征是柜中置有由型號為 IU-RlO的無線接收器與第三接口電路電連接組成的多點測溫無線接收部件(7)，其輸入端與多點測溫無線發(fā)射部件(6)無線電連接、輸出端與單片機(14)的輸入端電連接，用于顯示斷路器觸頭、母排和電纜頭節(jié)點處的溫度及其48小時內的溫度曲線，并于斷路器觸頭、 母排和電纜頭節(jié)點處的溫度超標時，分別發(fā)出文字、音響告警信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的中壓開關柜在線監(jiān)測裝置，其特征是柜中置有由依次電連接的高頻電流互感器、濾波電路、調理電路、運放電路、第三模數(shù)轉換器組成的電纜局放監(jiān)測部件(8)，其輸出端與單片機(14)的輸入端電連接，用于對柜內電纜發(fā)生的局部放電現(xiàn)象進行監(jiān)測、記錄和告警。
5.根據(jù)權利要求1所述的中壓開關柜在線監(jiān)測裝置，其特征是柜中置有由型號為 TAD-169的煙霧傳感器組成的煙霧監(jiān)測部件(9)，其輸出端與單片機(14)的輸入端電連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的中壓開關柜在線監(jiān)測裝置，其特征是柜中置有由光纖傳感器與光電轉換電路連接組成的弧光監(jiān)測部件(10)，其輸出端與單片機(14)的輸入端電連接， 用于對柜內發(fā)生的弧光放電進行監(jiān)測、記錄和告警。
7.根據(jù)權利要求1所述的中壓開關柜在線監(jiān)測裝置，其特征是柜中置有由Rogowski線圈電流傳感器與第四接口電路電連接組成的斷路器壽命監(jiān)測部件(11)，其輸出端與單片機 (14)的輸入端電連接，用于監(jiān)測柜內斷路器的電壽命。
8.根據(jù)權利要求1所述的中壓開關柜在線監(jiān)測裝置，其特征是觸摸顯示屏的型號為 DMT80600T080_02WTo
9.根據(jù)權利要求1所述的中壓開關柜在線監(jiān)測裝置，其特征是三相電壓互感器的型號為 HPT205NBJ-1。
10.根據(jù)權利要求1所述的中壓開關柜在線監(jiān)測裝置，其特征是三相電流互感器的型號為 HCT916B-1。
專利摘要本實用新型公開了一種中壓開關柜在線監(jiān)測裝置。它的開關量監(jiān)測部件(1)由輸入端與柜內的斷路器、接地刀和手車的輔助觸點信號控制端連接的光電耦合器組成，人體感應監(jiān)測部件(4)由型號為IRM-2638的紅外接收器組成，人機交互部件(12)由接口電路、觸摸顯示屏、語音芯片、運放器和揚聲器組成，后臺通訊部件(13)由串行接口485芯片組成，電壓監(jiān)測部件(2)由三相電壓互感器的二次側與第一模數(shù)轉換器電連接組成，電流監(jiān)測部件(3)由三相電流互感器的二次側與第二模數(shù)轉換器電連接組成，溫濕度監(jiān)控部件(5)由型號為SHT10的數(shù)字式溫濕度傳感器、光電轉換器、繼電器、風機和加熱器組成，單片機(14)的型號為C8051F120。它可廣泛地用于中壓成套開關設備中。
文檔編號H02J13/00GK202276194SQ20112039304
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月14日 優(yōu)先權日2011年10月14日
發(fā)明者王九如, 芮駿 申請人:安徽一天電氣技術有限公司