CN108759937A - 应用于开关柜的微环境监测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了应用于开关柜的微环境监测装置及系统，涉及电力设备技术领域，其中，该应用于开关柜的微环境监测装置包括：依次相连的烟雾传感器、控制器、无线数据传输终端和后端处理器，使用过程中，烟雾传感器在接收到控制器发出的第一触发信号后，采集开关柜所处环境中的烟雾数据，并将烟雾数据转化为烟雾信号，控制器比较烟雾信号对应的烟雾值与标准烟雾值之间的大小，当烟雾信号对应的烟雾值超过标准烟雾值时，生成烟雾超标信号，无线数据传输终端对外显示烟雾超标信号，并将烟雾超标信号传送给后端处理器，后端处理器将烟雾超标信号通过网络发送给用户端，通过上述处理能对开关柜所处的环境进行有效监测，方便快捷。

Description

应用于开关柜的微环境监测装置及系统

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及应用于开关柜的微环境监测装置及系统。

背景技术

开关柜是一种常见的电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。通常分路连接的设备包括电动机磁力开关、交流接触器、高压室与低压室开关柜等。开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜主要适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合。

由于，不同场合的环境差异较大。因此，不同场合中所使用的开关柜的类型也不同。在使用过程中，为了保障开关柜更好的进行工作，需要随时监测开关柜所处的微环境状态，除了常见的温湿度的测量，还需要通过烟雾和水位等的测量来判定开关柜所处的环境是否安全等。

综上，目前关于没有有效的手段来解决开关柜所处的环境安全的问题，尚无可靠的解决办法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供了应用于开关柜的微环境监测装置及系统，通过设置烟雾传感器、控制器、无线数据传输终端和后端处理器等，加强了对开关柜所处环境的监测力度。

第一方面，本发明实施例提供了应用于开关柜的微环境监测装置，包括：烟雾传感器、控制器、无线数据传输终端和后端处理器；

所述烟雾传感器、所述控制器、所述无线数据传输终端和所述后端处理器依次相连；

所述烟雾传感器，用于在接收到所述控制器发出的第一触发信号后，采集开关柜所处环境中的烟雾数据，且，将所述烟雾数据转化为烟雾信号；

所述控制器，用于比较所述烟雾信号对应的烟雾值与标准烟雾值之间的大小，且，当所述烟雾信号对应的烟雾值超过所述标准烟雾值时，生成烟雾超标信号；

所述无线数据传输终端，用于对外显示所述烟雾超标信号，且，将所述烟雾超标信号传送给所述后端处理器；

所述后端处理器，用于将所述烟雾超标信号通过网络发送给用户端。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括局部放电测试仪，所述局部放电测试仪与所述控制器相连；

所述局部放电测试仪，用于在接收到所述控制器发出的第二触发信号后，采集开关柜所处环境中的放电数据，且，将所述放电数据转化为放电信号；

所述控制器，用于比较所述放电信号对应的放电值与标准放电值之间的大小，且，当所述放电信号对应的放电值超过所述标准放电值时，生成放电超标信号；

所述无线数据传输终端，用于对外显示所述放电超标信号，且，将所述放电超标信号传送给所述后端处理器；

所述后端处理器，用于将所述放电超标信号通过网络发送给用户端。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括气体传感器，所述气体传感器与所述控制器相连；

所述气体传感器，用于在接收到所述控制器发出的第三触发信号后，采集开关柜所处环境中的气体数据，且，将所述气体数据转化为气体信号；

所述控制器，用于比较所述气体信号对应的气体值与标准气体值之间的大小，且，当所述气体信号对应的气体值超过所述标准气体值时，生成气体超标信号；

所述无线数据传输终端，用于对外显示所述气体超标信号，且，将所述气体超标信号传送给所述后端处理器；

所述后端处理器，用于将所述气体超标信号通过网络发送给用户端。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括水位传感器，所述水位传感器与所述控制器相连；

所述水位传感器，用于在接收到所述控制器发出的第四触发信号后，采集开关柜所处环境中的水位数据，且，将所述水位数据转化为水位信号；

所述控制器，用于比较所述水位信号对应的水位值与标准水位值之间的大小，且，当所述水位信号对应的水位值超过所述标准水位值时，生成水位超标信号；

所述无线数据传输终端，用于对外显示所述水位超标信号，且，将所述水位超标信号传送给所述后端处理器；

所述后端处理器，用于将所述水位超标信号通过网络发送给用户端。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述后端处理器包括服务器和移动显示端，所述服务器和所述移动显示端相连接；

所述服务器，用于将所述烟雾超标信号、所述放电超标信号、所述气体超标信号和所述水位超标信号均通过网络发送给所述移动显示端；

所述移动显示端，用于向用户端实时显示所述烟雾超标信号、所述放电超标信号、所述气体超标信号和所述水位超标信号。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述后端处理器包括还包括网页显示端，所述网页显示端与所述服务器相连接；

所述服务器，用于将所述烟雾超标信号、所述放电超标信号、所述气体超标信号和所述水位超标信号均通过网络发送给所述网页显示端；

所述网页显示端，用于向用户端实时显示所述烟雾超标信号、所述放电超标信号、所述气体超标信号和所述水位超标信号。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述气体传感器为甲烷气体传感器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述控制器为S3C2440处理器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述无线数据传输终端和所述后端处理器之间通过无线网络连接。

第二方面，本发明实施例提供了应用于开关柜的微环境监测系统，包括：报警器和上述任一项所述的应用于开关柜的微环境监测装置；

所述报警器和所述应用于开关柜的微环境监测装置相连；

所述报警器，用于在所述应用于开关柜的微环境监测装置的工作状态异常时向外发出声光报警。

本发明实施例提供的应用于开关柜的微环境监测装置及系统，其中，该应用于开关柜的微环境监测装置包括：烟雾传感器、控制器、无线数据传输终端和后端处理器，上述各个部件之间的连接关系为：烟雾传感器、控制器、无线数据传输终端和后端处理器依次相连，使用时，烟雾传感器在接收到控制器发出的第一触发信号(例如，脉冲信号、开关信号等)后，采集开关柜所处环境中的烟雾数据，并且，将烟雾数据转化为烟雾信号，控制器比较烟雾信号对应的烟雾值与标准烟雾值之间的大小，并且，当烟雾信号对应的烟雾值超过标准烟雾值时，生成烟雾超标信号，无线数据传输终端对外显示烟雾超标信号，并且，将烟雾超标信号传送给后端处理器，后端处理器将烟雾超标信号通过网络发送给用户端，通过上述处理，实现了对开关柜所处环境中烟雾浓度的检测，在经过与标准烟雾值进行对比后，使用户端能够实时了解到开关柜的使用环境，以便用户端在烟雾浓度过大时及时对开关柜进行调整，保障了开关柜的正常使用，方便快捷。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的应用于开关柜的微环境监测装置的连接图；

图2示出了本发明实施例所提供的应用于开关柜的微环境监测装置的连接示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的应用于开关柜的微环境监测系统的结构连接图。

图标：1-烟雾传感器；2-控制器；3-无线数据传输终端；4-后端处理器；5-局部放电测试仪；6-气体传感器；7-水位传感器；8-报警器；9-应用于开关柜的微环境监测装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

开关柜所处的环境对开关柜的使用情况有很大的影响。因此，不同场合中所使用的开关柜的类型也不同。在使用过程中，为了保障开关柜更好的进行工作，需要随时监测开关柜所处的微环境状态，除了常见的温湿度的测量，还需要通过烟雾和水位等的测量来判定开关柜所处的环境是否安全等。但目前尚无有效的解决办法来监测开关柜所处的环境。

基于此，本发明实施例提供了应用于开关柜的微环境监测装置及系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图1和图2，本实施例提出的应用于开关柜的微环境监测装置具体包括：烟雾传感器1、控制器2、无线数据传输终端3和后端处理器4，上述各个部件之间的连接关系为：烟雾传感器、控制器、无线数据传输终端和后端处理器依次相连，为了便于进行远程传输，上述无线数据传输终端和后端处理器之间通过无线网络连接，需要进行说明的是，上述无线网络包括4G、WIFI等。

在使用过程中，由于开关柜内部的接线头较多，为有效检测接线头等因接触造成的短路甚至火灾等，上述烟雾传感器在接收到控制器发出的第一触发信号(例如，脉冲信号触发、开关信号触发等)后，采集开关柜所处环境中的烟雾数据，并且，将烟雾数据转化为烟雾信号，之后，控制器比较烟雾信号对应的烟雾值与标准烟雾值之间的大小，需要说明的是，上述标准烟雾值是指开关柜在正常工作范围内所对应的烟雾上限值，显然，环境空气中的灰尘等所造成的烟雾数据小于标准烟雾值，由接线头触发造成着火时所造成的烟雾数据大于标准烟雾值，并且，当烟雾信号对应的烟雾值超过标准烟雾值时，控制器生成烟雾超标信号，之后，无线数据传输终端对外显示烟雾超标信号，无线数据传输终端即实现无线数据传输所使用的终端模块，通常与下位机相连，实现无线数据传输的目的。在无线数传终端中通常会集成处理器，目前，通常采用ARM9高性能工业级嵌入式处理器，为用户提供高速、稳定可靠、支持多种协议转换的虚拟专用网络。并且，无线数传终端将烟雾超标信号传送给后端处理器，这样，后端处理器将烟雾超标信号通过网络发送给用户端，以便用户端实时查看和分析。

另外，应用于开关柜的微环境监测装置还包括局部放电测试仪5，上述局部放电测试仪与控制器相连，在使用过程中，由于开关柜在电力传输的过程中会有轻微的放电等，局部放电测试仪在接收到控制器发出的第二触发信号(例如，脉冲信号触发、开关信号触发等)后，采集开关柜所处环境中的放电数据，并且，将放电数据转化为放电信号，即通过实时采集的放电数据来表征开关柜的电力传输性能，之后，控制器比较放电信号对应的放电值与标准放电值之间的大小，需要进行说明的是，上述标准放电值是指开关柜在正常工作范围内所允许的放电量，并且，当放电信号对应的放电值超过标准放电值时，即监测到开关柜的放电量过大时，控制器生成放电超标信号，之后，无线数据传输终端对外显示放电超标信号，并且，将放电超标信号传送给后端处理器，并由后端处理器将放电超标信号通过网络发送给用户端，以便用户端实时查看和分析。

另外，应用于开关柜的微环境监测装置还包括气体传感器6，上述气体传感器与控制器相连，在实施过程中，气体传感器优选为甲烷气体传感器。使用时，开关柜在进行电力运输的过程中会散发甲烷、二氧化碳等气体，气体传感器在接收到控制器发出的第三触发信号(例如，脉冲信号触发、开关信号触发等)后，采集开关柜所处环境中的气体数据，并且，将气体数据转化为气体信号，控制器比较气体信号对应的气体值与标准气体值之间的大小，需要进行说明的是，上述标准气体值是指开关柜在正常工作范围内所允许的气体量，并且，当气体信号对应的气体值超过标准气体值时，生成气体超标信号，之后，无线数据传输终端对外显示气体超标信号，并且，将气体超标信号传送给后端处理器，这样，后端处理器将气体超标信号通过网络发送给用户端，以便用户端实时查看和分析。

另外，应用于开关柜的微环境监测装置还包括水位传感器7，水位传感器与控制器相连，在开关柜的使用过程中，开关柜所处的环境可能比较潮湿，开关柜底部会有凝露积存，水位传感器在接收到控制器发出的第四触发信号(例如，脉冲信号触发、开关信号触发等)后，采集开关柜所处环境中的水位数据，并且，将水位数据转化为水位信号，之后，控制器比较水位信号对应的水位值与标准水位值之间的大小，需要进行说明的是，上述标准水位值是指保证开关柜能够正常工作所能容忍的最高水位值，并且，当水位信号对应的水位值超过标准水位值时，控制器生成水位超标信号，这样，无线数据传输终端对外显示水位超标信号，便于现场的人员查看开关柜的凝露情况，并且，将水位超标信号传送给后端处理器，这样，后端处理器将水位超标信号通过网络发送给用户端，以便用户端实时查看和分析。

上述后端处理器包括服务器和移动显示端，上述服务器和移动显示端相连接，在使用过程中，服务器将烟雾超标信号、放电超标信号、气体超标信号和水位超标信号均通过网络发送给移动显示端，这样，移动显示端即可向用户端实时显示烟雾超标信号、放电超标信号、气体超标信号和水位超标信号，特别是当移动显示端处于远端时，通过服务器的远程发送即可实现用户的远端同步查看。

此外，为了增加用户查看的灵活性，上述后端处理器包括还包括网页显示端，上述网页显示端与服务器相连接，服务器将烟雾超标信号、放电超标信号、气体超标信号和水位超标信号均通过网络发送给网页显示端，这样，网页显示端向用户端实时显示烟雾超标信号、放电超标信号、气体超标信号和水位超标信号，从而实现用户的同步查看。

另外，为了增强处理器的计算性能，上述控制器为S3C2440处理器。S3C2440处理器功耗低、尺寸小。S3C2440处理器以ARM内核为核心，采用0.13um CMOS标准单元和存储器编译器开发。通过ARM内核实现了MMU，AMBA总线，和哈佛缓存架构与独立的16KB指令和16KB数据高速缓存。S3C2440减少了系统整体成本，无需配置额外的组件即可提供一套完整的通用系统外设。

综上所述，本实施例提供的应用于开关柜的微环境监测装置包括：烟雾传感器、控制器、无线数据传输终端和后端处理器，上述各个部件之间的连接关系为：烟雾传感器、控制器、无线数据传输终端和后端处理器依次相连，使用过程中，烟雾传感器在接收到控制器发出的第一触发信号后，采集开关柜所处环境中的烟雾数据，并且，将烟雾数据转化为烟雾信号，控制器比较烟雾信号对应的烟雾值与标准烟雾值之间的大小，并且，当烟雾信号对应的烟雾值超过标准烟雾值时，生成烟雾超标信号，无线数据传输终端对外显示烟雾超标信号，并且，将烟雾超标信号传送给后端处理器，后端处理器将烟雾超标信号通过网络发送给用户端，经过上述步骤，实现了对开关柜所处环境中烟雾浓度的检测，使用户端能够实时了解到开关柜的使用环境，进而保障了开关柜的正常使用。

实施例2

参见图3，本实施例提供了应用于开关柜的微环境监测系统包括：报警器8和上述任一项的应用于开关柜的微环境监测装置9，这里需要进行说明的是，上述报警器和应用于开关柜的微环境监测装置相连，在使用过程中，报警器在应用于开关柜的微环境监测装置的工作状态异常时向外发出声光报警，需要进行说明的是，上述工作状态异常包括烟雾传感器、局部放电测试仪、气体传感器以及水位传感器等出现故障或者损坏，无法有效监测到环境数据，此外，上述工作状态异常还包括烟雾传感器、局部放电测试仪、气体传感器、水位传感器与控制器、无线数据传输终端和后端处理器之间的连接关系出现故障或者损坏等造成无法有效监测或显示环境数据等。上述异常通过报警器发出声光报警的形式能够便捷的通知相关管理人员进行维护。

综上所述，本实施例提供的应用于开关柜的微环境监测系统包括：报警器和上述任一项的应用于开关柜的微环境监测装置，上述报警器和应用于开关柜的微环境监测装置相连，使用过程中，报警器在应用于开关柜的微环境监测装置的工作状态异常时向外发出声光报警，从而提高了相关管理人员进行维护的便捷性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.应用于开关柜的微环境监测装置，其特征在于，包括：烟雾传感器、控制器、无线数据传输终端和后端处理器；

所述烟雾传感器、所述控制器、所述无线数据传输终端和所述后端处理器依次相连；

所述烟雾传感器，用于在接收到所述控制器发出的第一触发信号后，采集开关柜所处环境中的烟雾数据，且，将所述烟雾数据转化为烟雾信号；

所述控制器，用于比较所述烟雾信号对应的烟雾值与标准烟雾值之间的大小，且，当所述烟雾信号对应的烟雾值超过所述标准烟雾值时，生成烟雾超标信号；

所述无线数据传输终端，用于对外显示所述烟雾超标信号，且，将所述烟雾超标信号传送给所述后端处理器；

所述后端处理器，用于将所述烟雾超标信号通过网络发送给用户端。

2.根据权利要求1所述的应用于开关柜的微环境监测装置，其特征在于，还包括局部放电测试仪，所述局部放电测试仪与所述控制器相连；

所述局部放电测试仪，用于在接收到所述控制器发出的第二触发信号后，采集开关柜所处环境中的放电数据，且，将所述放电数据转化为放电信号；

所述控制器，用于比较所述放电信号对应的放电值与标准放电值之间的大小，且，当所述放电信号对应的放电值超过所述标准放电值时，生成放电超标信号；

所述无线数据传输终端，用于对外显示所述放电超标信号，且，将所述放电超标信号传送给所述后端处理器；

所述后端处理器，用于将所述放电超标信号通过网络发送给用户端。

3.根据权利要求2所述的应用于开关柜的微环境监测装置，其特征在于，还包括气体传感器，所述气体传感器与所述控制器相连；

所述气体传感器，用于在接收到所述控制器发出的第三触发信号后，采集开关柜所处环境中的气体数据，且，将所述气体数据转化为气体信号；

所述控制器，用于比较所述气体信号对应的气体值与标准气体值之间的大小，且，当所述气体信号对应的气体值超过所述标准气体值时，生成气体超标信号；

所述无线数据传输终端，用于对外显示所述气体超标信号，且，将所述气体超标信号传送给所述后端处理器；

所述后端处理器，用于将所述气体超标信号通过网络发送给用户端。

4.根据权利要求3所述的应用于开关柜的微环境监测装置，其特征在于，还包括水位传感器，所述水位传感器与所述控制器相连；

所述水位传感器，用于在接收到所述控制器发出的第四触发信号后，采集开关柜所处环境中的水位数据，且，将所述水位数据转化为水位信号；

所述控制器，用于比较所述水位信号对应的水位值与标准水位值之间的大小，且，当所述水位信号对应的水位值超过所述标准水位值时，生成水位超标信号；

所述无线数据传输终端，用于对外显示所述水位超标信号，且，将所述水位超标信号传送给所述后端处理器；

所述后端处理器，用于将所述水位超标信号通过网络发送给用户端。

5.根据权利要求4所述的应用于开关柜的微环境监测装置，其特征在于，所述后端处理器包括服务器和移动显示端，所述服务器和所述移动显示端相连接；

所述服务器，用于将所述烟雾超标信号、所述放电超标信号、所述气体超标信号和所述水位超标信号均通过网络发送给所述移动显示端；

所述移动显示端，用于向用户端实时显示所述烟雾超标信号、所述放电超标信号、所述气体超标信号和所述水位超标信号。

6.根据权利要求5所述的应用于开关柜的微环境监测装置，其特征在于，所述后端处理器包括还包括网页显示端，所述网页显示端与所述服务器相连接；

所述服务器，用于将所述烟雾超标信号、所述放电超标信号、所述气体超标信号和所述水位超标信号均通过网络发送给所述网页显示端；

所述网页显示端，用于向用户端实时显示所述烟雾超标信号、所述放电超标信号、所述气体超标信号和所述水位超标信号。

7.根据权利要求3所述的应用于开关柜的微环境监测装置，其特征在于，所述气体传感器为甲烷气体传感器。

8.根据权利要求1所述的应用于开关柜的微环境监测装置，其特征在于，所述控制器为S3C2440处理器。

9.根据权利要求1所述的应用于开关柜的微环境监测装置，其特征在于，所述无线数据传输终端和所述后端处理器之间通过无线网络连接。

10.应用于开关柜的微环境监测系统，其特征在于，包括：报警器和如权利要求1-9任一项所述的应用于开关柜的微环境监测装置；

所述报警器和所述应用于开关柜的微环境监测装置相连；

所述报警器，用于在所述应用于开关柜的微环境监测装置的工作状态异常时向外发出声光报警。