CN105116257A - 用于熔断器式隔离开关的开关柜系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，属于电力系统保护电器技术领域，开关柜系统包括识别单元、监测单元、驱动单元、控制单元、无线通信单元和信息管理平台，识别单元通过连接无线通信单元到控制单元用来识别标记开关柜内各个元件的位置信息，监测单元通过无线通信单元连接到控制单元用来监测开关柜内电压、电流、放电、触头温度和故障信号，驱动单元通过无线通信单元连接控制单元用来关闭开关柜内的故障点的开关、开启驱动单元内的风扇降温，控制单元通过光纤网络连接信息管理平台。本发明解决了开关柜故障信息没有及时显示提醒的问题，具有对开关柜的运行状态进行综合诊断，实现开关柜的自我检测、自我诊断和自我动作的优点。

Description

用于熔断器式隔离开关的开关柜系统

技术领域

本发明属于电力系统保护电器技术领域，涉及熔断器式隔离开关使用安装监控方向，具体涉及一种用于熔断器式隔离开关的开关柜系统。

背景技术

熔断器式隔离开关是一种手动操作的简单而有效的保护电器，在线路中主要起隔离电路或短路保护的作用。隔离开关的特点是在分离位置时，触头之间的绝缘距离达到一定标准，并具有明显断开标志，而在闭合时能承受正常回路电流和特定时间内异常条件电流。条形熔断器式隔离开关主要由条形熔断器式隔离开关本体，熔断器，组成，当电路发生过载或短路故障时，熔断器中的熔体自动熔断而分断电路，从而对电路及电器设备起到保护作用。但是由于在电网中，现有的各类隔离开关无法直接辨别各相熔断器的通断状态，同时也有着熔断后不能自动地给出电信号的缺陷，不利于对熔断器的有效监测，而且只能在现场才知道熔断器熔断，不能及时提醒人们进行维修。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，通过识别单元呵监测单元实时检测开关柜的状态和故障信息并显示出来，及时发现开关柜内的故障，解决了开关柜故障信息没有及时显示提醒的问题，具有对开关柜的运行状态进行综合诊断，实现开关柜的自我检测、自我诊断和自我动作的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，所述开关柜系统包括识别单元、监测单元、驱动单元、控制单元、无线通信单元和信息管理平台，识别单元通过连接无线通信单元到控制单元用来识别标记开关柜内各个元件的位置信息，监测单元通过无线通信单元连接到控制单元用来监测开关柜内电压、电流、放电、触头温度和故障信号，驱动单元通过无线通信单元连接控制单元用来关闭开关柜内的故障点的开关、开启驱动单元内的风扇降温，控制单元通过光纤网络连接信息管理平台发送检测到的信号数据到信息管理平台。

上述系统中，所述识别单元包括断路器标签、隔离开关标签、接地开关标签、母线标签、电压互感器标签、电流互感器标签和柜体标签，各个标签预埋在设备中，通过无线通讯单元连接控制单元。所述监测单元包括电量监测单元、放电监测单元和触头温度监测单元，电量监测单元是对母线的电压、电流、有功功率、无功功率、电网频率、功率因数和电能的实时监测，放电监测单元是对开关柜内绝缘特性的监测，触头温度监测单元实时检测母线、触头的温度。所述放电监测单元包括天线传感器、信号调理单元、无线传输模块和电源模块，天线传感器用来检测放电信号，检测到的信号输送到信号调理单元进行信号处理后通过无线传输模块发送数据出去。所述驱动单元包括驱动机构和风扇，驱动机构连接风扇，驱动机构还连接在开关柜的开关上，根据控制单元的指令工作，关闭开关或打开风扇辅助开关柜内的降温。所述无线通信单元包括射频通讯、ZIGBEE通讯和局域网络通讯，识别单元和控制单元之间的通讯方式是射频通讯，而监测单元和控制单元之间的通讯方式是ZIGBEE通讯，驱动单元和控制单元之间的通讯方式是局域网络通讯。所述信息管理平台包括处理器、显示屏和数据库，处理器连接显示屏和数据库，接收数据到处理器进行详细处理分析，显示屏主要包括液晶屏的显示、高亮指示条的显示以及指示灯的显示，处理器接收的数据和分析数据结果都保存在数据库中。所述指示灯部分包括:储能提示、高压带电显示、温/湿度控制指示、触头温度报警显示、风扇工作指示灯、高压带电指示灯以及闭锁指示灯、与上位机通信的发送指示灯以及接收指示灯。

本发明有益效果是:本发明提供一种用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，开关柜中设有识别单元进行电器元件的位置、状态信息记录，设有监测单元进行电压、电流、放电、触头温度和故障信号的检测及时发现故障的发生，并传递检测到的信号到信息管理平台，本发明可以分析开关柜的状态并就地处理，完成相应的动作，而且可以通过光纤将开关柜中的信息传输到信息管理平台中，基于上述信息，开关柜可对高压开关柜的运行状态进行综合诊断，实现开关柜的自我检测、自我诊断和自我动作等。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的具体实施方式的用于熔断器式隔离开关的开关柜系统的工作原理示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明提供一种用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，开关柜中设有识别单元进行电器元件的位置、状态信息记录，设有监测单元进行电压、电流、放电、触头温度和故障信号的检测及时发现故障的发生，并传递检测到的信号到信息管理平台，本发明可以分析开关柜的状态并就地处理，完成相应的动作，而且可以通过光纤将开关柜中的信息传输到信息管理平台中，基于上述信息，开关柜可对开关柜的运行状态进行综合诊断，实现开关柜的自我检测、自我诊断和自我动作等。

如图1所示，用于熔断器式隔离开关的开关柜系统包括识别单元、监测单元、驱动单元、控制单元、无线通信单元和信息管理平台，识别单元连接无线通信单元到控制单元用来识别标记开关柜内各个元件的位置信息，监测单元通过无线通信单元连接到控制单元用来监测开关柜内电压、电流、放电、触头温度和故障信号，驱动单元通过无线通信单元连接控制单元用来关闭开关柜内的故障点的开关、开启风扇降温，控制单元通过光纤网络连接信息管理平台发送检测到的信号数据到信息管理平台，在信息管理平台显示出结果和开开关柜内的电器状态。

无线通信单元包括射频通信、ZIGBEE通讯和局域网络通讯，识别单元和控制单元之间的通讯方式是射频通讯，而监测单元和控制单元之间的通讯是ZIGBEE通讯，驱动单元和控制单元之间的通讯是局域网络通讯，各个重要单元之间与控制单元的通讯不一样，会保证信息传递的稳定性，不会误传误发。

识别单元包括多个电子标签，其中有断路器标签、隔离开关标签、接地开关标签、母线标签、电压互感器标签、电流互感器标签和柜体标签，各个标签预埋在设备中，通过无线通讯单元的射频传输方式直接将设备信息传递给控制单元，并遵照通信协议上传到控制单元，对设备进行准确定位，跟踪、了解设备动态信息。

监测单元包括电量监测单元、放电监测单元和触头温度监测单元，监测开关柜内的电压、电流、放电、触头温度和故障，将检测到的信号通过无线通信单元中的ZIGBEE通讯方式传递到控制单元。电量监测单元主要是对母线的电压、电流、有功功率、无功功率、电网频率、功率因数和电能的实时监测。放电监测单元主要是对柜体内绝缘特性的监测，由天线传感器、信号调理单元、无线传输模块和电源模块组成，天线传感器用来检测放电信号，可以较好地抑制噪声干扰，同时获取尽量多的放电信息，检测到的信号输送到信号调理单元进行信号处理然后通过无线传输模块发送数据出去到控制单元，无线传输模块属于无线通信单元中的一部分，无线传输模块是基于ZIGBEE协议进行通讯传输协议的。

触头温度监测单元安装在母线、触头臂上，用来实时检测母线、触头的温度变化，防止发生温度过高发生电气损坏、起火事故，其抗干扰能力好，采用高压取电的工作方式，系统功耗很小。触头温度监测单元包括温度传感器、压力传感器和湿度传感器，传感器安装在母线、触头各处，实时检测温度，并通过无线通信单元的ZIGBEE通讯方式发送检测到的信号到控制单元。

驱动单元的输出端通过局域网络连接控制单元，驱动单元包括驱动机构和风扇，驱动机构连接风扇，能够输出动力使得风扇转动散热，驱动机构还连接在开关柜的各个开关上，控制单元根据接收到的监测信号数据和识别信号数据判断开关柜内的状态是否安全，如果得出故障结论或者温度、湿度过高结论就会发出指令到驱动单元，驱动单元关闭开关或打开风扇辅助开关柜内的降温。

控制单元用以接收监测单元采集到的电流、电压、电网频率、功率、电能、放电、高压开关机械特性、断路器母线/触头温度等数据，把开关柜所需的通信方式整合到一起，采用多种无线传输的方式实现各个监测单元与控制单元之间的数据通信和控制，克服了开关柜内高电压、大电流的强电场、强电磁辐射、高频噪声和谐波的干扰问题，控制单元设有的阈值进行初步数据判断，得出结论执行指令发送到驱动单元进行初步解决，控制单元将信号数据通过光纤发送信号至信息管理平台，实现远程监控功能。

信息管理平台具有强大的数据处理能力，包括处理器、显示屏和数据库，处理器连接显示屏和数据库，输入数据到处理器进行详细处理分析，充分显示开关柜内各个点的状态及趋势图，为了清晰地显示开关柜的各个状态，显示屏主要包括液晶屏的显示、高亮指示条的显示以及指示灯的显示，处理器接收的数据和分析数据结果都保存在数据库中。高亮显示条主要是指示相关的开关柜状态，使其更加直观、清楚；指示灯部分主要包括:储能提示、高压带电显示、温/湿度控制指示、触头温度报警显示、风扇工作指示灯、高压带电指示灯以及闭锁指示灯、与上位机通信的发送指示灯以及接收指示灯，详细显示开关柜的具体状态并及时提醒工作人员故障信息。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，其特征在于，所述开关柜系统包括识别单元、监测单元、驱动单元、控制单元、无线通信单元和信息管理平台，识别单元通过连接无线通信单元到控制单元用来识别标记开关柜内各个元件的位置信息，监测单元通过无线通信单元连接到控制单元用来监测开关柜内电压、电流、放电、触头温度和故障信号，驱动单元通过无线通信单元连接控制单元用来关闭开关柜内的故障点的开关、开启驱动单元内的风扇降温，控制单元通过光纤网络连接信息管理平台发送检测到的信号数据到信息管理平台。

2.根据权利要求1所述的用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，其特征在于，所述识别单元包括断路器标签、隔离开关标签、接地开关标签、母线标签、电压互感器标签、电流互感器标签和柜体标签，各个标签预埋在设备中，通过无线通讯单元连接控制单元。

3.根据权利要求1所述的用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，其特征在于，所述监测单元包括电量监测单元、放电监测单元和触头温度监测单元，电量监测单元是对母线的电压、电流、有功功率、无功功率、电网频率、功率因数和电能的实时监测，放电监测单元是对开关柜内绝缘特性的监测，触头温度监测单元实时检测母线、触头的温度。

4.根据权利要求3所述的用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，其特征在于，所述放电监测单元包括天线传感器、信号调理单元、无线传输模块和电源模块，天线传感器用来检测放电信号，检测到的信号输送到信号调理单元进行信号处理后通过无线传输模块发送数据出去。

5.根据权利要求1所述的用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，其特征在于，所述驱动单元包括驱动机构和风扇，驱动机构连接风扇，驱动机构还连接在开关柜的开关上，根据控制单元的指令工作，关闭开关或打开风扇辅助开关柜内的降温。

6.根据权利要求1所述的用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，其特征在于，所述无线通信单元包括射频通讯、ZIGBEE通讯和局域网络通讯，识别单元和控制单元之间的通讯方式是射频通讯，而监测单元和控制单元之间的通讯方式是ZIGBEE通讯，驱动单元和控制单元之间的通讯方式是局域网络通讯。

7.根据权利要求1所述的用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，其特征在于，所述信息管理平台包括处理器、显示屏和数据库，处理器连接显示屏和数据库，接收数据到处理器进行详细处理分析，显示屏主要包括液晶屏的显示、高亮指示条的显示以及指示灯的显示，处理器接收的数据和分析数据结果都保存在数据库中。

8.根据权利要求7所述的用于熔断器式隔离开关的开关柜系统，其特征在于，所述指示灯部分包括:储能提示、高压带电显示、温/湿度控制指示、触头温度报警显示、风扇工作指示灯、高压带电指示灯以及闭锁指示灯、与上位机通信的发送指示灯以及接收指示灯。