CN107990999A - 一种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预警系统，包括温度监测装置、数据处理系统和预警装置，所述温度监测装置包括箱体，所述箱体内设置有无线通讯装置和多个测温传感器；所述数据处理系统包括数据采集模块和数据处理模块；所述预警装置包括有灯光控制器，所述灯光控制器通过数据线与数据处理系统连接，所述温度监测装置通过无线方式与数据处理系统连接。本发明的优点是：数据处理系统通过传感器以无线传输方式获取实时温度，防止集成式配电柜内发生火灾，减少投入成本。

Description

一种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预警系统

技术领域

本发明属于温度监测技术领域，具体涉及一种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预 警系统。

背景技术

随着社会的发展，配电柜的运用越来越广泛，它是通过把配电设备安装在柜子里，它的 功能就是将一路或两路电源进线分成若干路出线，主要起到汇集、分配电能的作用。配电 柜上一般装有进线电压表，电流表。低压配电柜的用途尤为广泛，适用于发电厂、石油、 化工、冶金、纺织、高层建筑等行业，作为输配电之用。配电柜中的所有电子元器件都是装在密封的柜子中的，由于大部分电子元器件工作的时候都会发热，尤其是母排搭接处，发热致使包裹在其上的绝缘皮很容易被烧着，当电流过大的时候甚至会导致整个配电柜烧坏，然而这个过程都是在密闭的配电箱中发生，一般无法从表面上看出来，也无法得知里面的温度有多高是否需要打开降温，经常由于这个原因造成配电柜的损坏，导致整个供电线路不能正常工作，影响日常用电需求。尤其造船厂、钢铁厂等车间环境一般都比较恶劣，常常处于高温多尘的状态中，配电柜通过双层门的密封来使柜体达到较高的防尘防水等级。 在传统的配电柜中，由于防尘防水的需要，而封闭了柜体，断绝了与空气的流通。但是配 电柜中安装着大量的断路器、电容器等器件，产生了大量的热量，如果断路器、电容器等器件所产生的热量不能及时地散发出去，就有可能烧毁配电柜中的元件，甚至引起配电柜爆炸，产生严重后果。

在电力设备中，配电柜是配电系统的末级设备，把上一级别的电路电能分配给就近的负 荷，并对用电设备起到保护，控制功能，配电柜内设置大都是电子元件设备，在石油石化， 煤矿，铁矿等矿业中，容易发生火灾或者爆炸的环境，一旦出现危险，就容易使得电子设 备遭受破坏，为此，本发明提供了一种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预警系统， 对现有的配电柜进行改进，使得将配电柜的爆炸危害降低到最低。提高现有的配电柜防护 的安全系数，同时使用寿命长，散热性能好，维修方便。

发明内容

本发明的目的在于：为降低石油钻井技术中集成式配电柜的爆炸危害的问题，提供了一 种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预警系统，该系统通过传感器获取集成式配电柜 的实时温度并以无线传输方式传送给数据处理系统，能实时监测集成式配电柜的温度，并 减少投入成本。

本发明采用的技术方案如下：

一种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预警系统，包括温度监测装置、数据处理系 统和预警装置，所述温度监测装置包括箱体，所述箱体内设置有无线通讯装置和多个测温 传感器；所述数据处理系统包括数据采集模块和数据处理模块；所述预警装置包括有灯光 控制器，所述灯光控制器通过数据线与数据处理系统连接，所述温度监测装置通过无线方 式与数据处理系统连接。

进一步的，所述预警装置由固定灯盖、蓄电池、导线、固定灯架、变色灯组、灯盘和灯 光控制器组成，所述变色灯组通过固定灯安置于灯盘上，且通过导线和蓄电池相连接，蓄 电池置于灯盘内，灯光控制器安置于灯盘内且通过数据传输线与变色灯连接，固定灯盖密 封连接于灯盘上。

进一步的，所述温度监测装置包括安装在配电柜柜体内壁上采集信号的传感器节点、同 时可采集信号和汇聚簇内数据的簇头节点、对数据进行传输的中继节点。

进一步的，所述传感器节点和同时可采集信号和融合簇内数据的簇头节点结构相同，均 包括CPU、存储器、各种传感器、射频通信单元和电池电压监测单元。

进一步的，所述的温度监测装置间隔分布在配电柜柜体内壁上，且相邻温度监测装置间 距相等。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，采用无线传感器网络节点周期采集数据并将数据发送至数据处理系统， 获取数据更加完整、准确、便捷。

2、本发明中，采用无线传输方式，相比于有限传输更加简便，投入成本更低，且扩大 了设备的实用范围。

3、本发明中，通过数据采集模块和数据处理模块组成的数据处理系统对监测数据进行 分析记录，避免了冗余的人工处理操作，实现了对石油工程集成式配电柜温度的在线监测、 数据查询和直观显示。

4、本发明中，预警装置通过数据线连接方式与数据处理系统相连接，能及时预防温度 过高而造成爆炸等危害，提高了工作效率。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行 进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定 本发明。

一种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预警系统，包括温度监测装置、数据处理系 统和预警装置，设置多个温度监测装置在配电柜柜体内壁上，多个温度监测装置沿配电柜 柜体内壁间隔分布，且相邻温度监测装置间距相等。温度监测装置包括箱体，所述温度监 测装置包括安装在配电柜柜体内壁上采集信号的传感器节点、同时可采集信号和汇聚簇内 数据的簇头节点、对数据进行传输的中继节点。传感器节点和同时可采集信号和融合簇内 数据的簇头节点结构相同，均包括CPU、存储器、各种传感器、射频通信单元和电池电压 监测单元。数据处理系统包括数据采集模块和数据处理模块。预警装置由固定灯盖、蓄电 池、导线、固定灯架、变色灯组、灯盘和灯光控制器组成，所述变色灯组通过固定灯安置 于灯盘上，且通过导线和蓄电池相连接，蓄电池置于灯盘内，灯光控制器安置于灯盘内且 通过数据传输线与变色灯连接，固定灯盖密封连接于灯盘上。灯光控制器通过数据线与数 据处理系统连接，温度监测装置通过无线方式与数据处理系统连接。

传感器节点采集环境数据，并将数据发给簇头节点。簇头节点融合本簇内数据，通过中 继节点将数据发送给数据处理系统，数据处理系统获取监测报警信息并进行相应处理。安 装在配电柜柜体内壁上的传感器节点和同时可采集信号和融合簇内数据的簇头节点相同， 包括CPU、存储器、各种传感器、射频通信单元、电池电压监测单元。传感器节点可工作 在睡眠、监听、发送、接收状态。传感器节点在发送状态下将采集的数据以及电池电压监 测信息通过射频通信单元发送给簇头节点，簇头节点采集数据并融合簇内其它节点数据， 以无线传输方式发送给数据处理系统。簇头节点管理簇内所有节点能量信息，当其能量消 耗超过阀值时，在其给传感器节点发送的确认信号中，通知下轮更新簇头信息。数据处理 系统放置在监控室内，有稳定的电源供电，是一个带有无线通信装置和有线通信装置的设 备。

系统初始化时，数据处理系统发送同步信号使整个无线传感器网络完成初始同步。正常 工作时，数据处理系统获取温度监测装置通过无线传输方式发送的数据，并对数据进行分 析处理。根据事先设定好的程序，通过温度数据通过显示器实时更新，同时通过灯光控制 器控制变色灯组，变色灯组根据事先设定好的程序，发出和实时温度相对应的颜色灯光进 行温度预警，根据配电柜柜体内壁中温度变化，改变不同灯光颜色预警，达到实时预警的 目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原 则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预警系统，包括温度监测装置、数据处理系统和预警装置，其特征在于：所述温度监测装置包括箱体，所述箱体内设置有无线通讯装置和多个测温传感器；所述数据处理系统包括数据采集模块和数据处理模块；所述预警装置包括有灯光控制器，所述灯光控制器通过数据线与数据处理系统连接，所述温度监测装置通过无线方式与数据处理系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预警系统，其特征在于：所述预警装置由固定灯盖、蓄电池、导线、固定灯架、变色灯组、灯盘和灯光控制器组成，所述变色灯组通过固定灯安置于灯盘上，且通过导线和蓄电池相连接，蓄电池置于灯盘内，灯光控制器安置于灯盘内且通过数据传输线与变色灯连接，固定灯盖密封连接于灯盘上。

3.根据权利要求1所述的一种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预警系统，其特征在于：所述温度监测装置包括安装在配电柜柜体内壁上采集信号的传感器节点、同时可采集信号和汇聚簇内数据的簇头节点、对数据进行传输的中继节点。

4.根据权利要求3所述的一种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预警系统，其特征在于：所述传感器节点和同时可采集信号和融合簇内数据的簇头节点结构相同，均包括CPU、存储器、各种传感器、射频通信单元和电池电压监测单元。

5.根据权利要求1所述的一种石油工程钻井集成式配电柜温度监测及预警系统，其特征在于：所述的温度监测装置间隔分布在配电柜柜体内壁上，且相邻温度监测装置间距相等。