CN109475024B - 变电站照明灯监测控制装置及监测控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站照明灯监测控制装置及监测控制方法，包括底座，设于底座上的若干个灯座和监测控制模块，与各个灯座固定连接的支撑装置；所述监测控制模块包括控制模块、光敏传感器、继电器驱动模块、数据采集模块、电源模块、通信模块和监控终端；所述支撑装置包括滑动机构、与滑动机构连接的伸缩机构，与伸缩机构连接的支撑架；各个支撑架上均设有压力传感器；控制模块分别与继电器驱动模块、数据采集模块、通信模块、滑动机构、伸缩机构和压力传感器电连接，通信模块和监控终端连接，光敏传感器和数据采集模块电连接。本发明减少了重力对于照明灯灯口的影响；能够实时监测控制照明灯的状态；能够提高巡查效率和检修效率。

Description

变电站照明灯监测控制装置及监测控制方法

技术领域

本发明涉及照明灯监测控制技术技术领域，尤其是涉及一种能够减少重力对灯口的影响，能够实现变电站照明灯实时监测控制，并且能够提高巡查效率和检修效率的变电站照明灯监测控制装置及监测控制方法。

背景技术

在110kV变电站中，照明灯被广泛使用，开关室内日光灯的照明、开关柜内二次仓的照明、开关柜底部电缆仓的照明等，其中开关柜内由于空间有限，照明灯安装方式一般是灯的几何中心与地面平行，即灯“平躺”着使用。受灯泡自身重力的影响，灯口受力严重不均，灯口内侧与灯泡螺纹容易发生接触不良，随着时间推移，灯泡就会出现时亮时灭的情况，甚至简单的外力振动都会影响灯的通断，长此以往，由于接触不良，灯口部位容易产生反复电弧，导致灯泡故障率大大升高；另一方面，除了开关柜内二次仓的照明灯随着柜门的打开与关闭能够实现通断，开关室内的照明灯与电缆仓的照明灯都需手动控制，在智能化变电站中，如此控制是极为不便的。在日常检修与一些突发故障发生时，由于受限于照明问题，会对检修工作带来极大影响：

(1)由于110kV皆为无人值守变电站，材料老化具有随机性，灯泡已经损坏情况下，如果检修人员不去现场，很难被发现；

(2)当照明灯发生损坏时，如果无法及时更换，检修运维人员只能在缺乏固有照明的情况下展开工作，电缆仓的灯光缺失容易使检修人员对柜内电缆端子排、带电部位发生误碰，威胁人生安全；

(3)检修人员在原有照明灯已经损坏的情况下，往往使用自己所携带的照明设备，容易出现灯光乱晃，人员冗余，注意力难以集中等问题，对检修工作的效率造成极大影响；

(4)由于现在开关柜内照明灯都是手动控制，常规巡查时，需要一盏盏的打开或关闭，操作费时费力而且容易发生遗漏，极大影响巡查效率。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的灯口受力严重不均，检修效率和巡查效率受到影响，无法实时监测的不足，提供了一种能够减少重力对灯口的影响，能够实现变电站照明灯实时监测控制，并且能够提高巡查效率和检修效率的变电站照明灯监测控制装置及监测控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种变电站照明灯监测控制装置，包括底座，设于底座上的若干个灯座和监测控制模块，与各个灯座固定连接的支撑装置；所述监测控制模块包括控制模块、光敏传感器、继电器驱动模块、数据采集模块、电源模块、通信模块和监控终端；所述支撑装置包括滑动机构、与滑动机构连接的伸缩机构，与伸缩机构连接的支撑架；各个支撑架上均设有压力传感器；控制模块分别与继电器驱动模块、数据采集模块、通信模块、滑动机构、伸缩机构和压力传感器电连接，电源模块分别与控制模块、数据采集模块和通信模块电连接，通信模块和监控终端连接，光敏传感器和数据采集模块电连接。

本发明先通过支撑装置对各个照明灯进行支撑，减少重力对于照明灯灯口的影响，然后再通过继电器驱动模块分别与照明灯和控制模块电连接，由继电器驱动模块对照明灯的通断进行控制，通过光敏传感器和数据采集模块对数据进行采集和处理，通过通信模块发送照明灯的状态到监控终端，方便检修人员及时了解照明灯是否发生故障，实现了对变电站照明灯的实时监测和控制。

作为优选，所述滑动机构包括相对设置的第一竖向轨道和第二竖向轨道，横跨第一竖向轨道和第二竖向轨道并与第一竖向轨道和第二竖向轨道均连接的第一连接杆；所述第一连接杆上设有分别与第一竖向轨道和第二竖向轨道相匹配的滑轮；伸缩机构与第一连接杆连接。

作为优选，所述伸缩机构包括第二连接杆、第三连接杆、第一电动缸和第二电动缸；第一电动缸的伸缩杆与第二连接杆连接，第二电动缸的伸缩杆与第三连接杆连接；第二连接杆和第三连接杆均与第一连接杆固定连接，第一电动缸和第二电动缸均与支撑架连接，第一电动缸和第二电动缸均与控制模块电连接。

作为优选，还包括带动第一连接杆滑动的第一电机；第一电机与控制模块电连接。

作为优选，所述数据采集模块包括双电压比较器U1A、电阻R13、滑动变阻器R7、电阻R14、电容C4和发光二极管LED1；双电压比较器U1A分别与控制模块、光敏传感器、电阻R13、滑动变阻器R7、电阻R14、电容C4和发光二极管LED1的负极电连接，电阻R13与光敏传感器电连接，电阻R14与发光二极管LED1的正极电连接，电容C4与发光二极管LED1的负极电连接，光敏传感器、双电压比较器U1A、滑动变阻器R7和电容C4均接地。

作为优选，所述控制模块包括控制芯片U1、第一晶振X1、第二晶振X2、电容C1、电容C13、电容C27、电容C2、电容C6、电阻R3、电阻R4、电阻R11、电阻R1、电阻R5和电阻R8；控制芯片U1分别与第一晶振X1、第二晶振X2、电容C1、电容C13、电容C27、电容C2、电容C6、电阻R3、电阻R4、电阻R11、电阻R1、电阻R5和电阻R8电连接，第一晶振X1分别与电容C13和电容C27电连接，第二晶振X2分别与电容C2、电容C6和电阻R3电连接，电容C1、电容C13、电容C27、电容C2、电容C6、电阻R11、电阻R1和电阻R5均接地，控制芯片U1、电阻R4和电阻R8均与电源模块电连接。

作为优选，所述电源模块包括降压稳压器IC1、电感L1、二极管D1、二极管D2、电阻R2、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电容C3、电容C9、电容C5、电容C7、电容C8和电容C26；降压稳压器IC1分别与电感L1、二极管D1的负极、二极管D2的负极、电阻R2、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电容C3、电容C9、电容C5、电容C7和电容C8电连接，电阻R6分别与电容C26、电阻R9和电感L1电连接，电阻R12和电容C8电连接，电感L1分别与电容C26和电容C9电连接，电容C7分别与电容C5和电容C3电连接，电阻R2分别与二极管D1的负极、二极管D2的负极、电容C5和电容C3电连接，电容C3、电容C5、电容C7、电阻R9、电阻R12、二极管D1的正极和电容C26均接地。

一种变电站照明灯监测控制装置的监测控制方法，包括如下步骤：

(8-1)将各个照明灯安装在各个灯座上，并使各个支撑装置支撑各个照明灯；

(8-2)初始化控制模块和通信模块；

(8-3)监控终端通过通信模块向控制模块发送控制指令短信，控制模块解析控制指令短信，如果控制指令合法，根据接收到的控制指令控制继电器驱动模块工作；

(8-4)光敏传感器采集光强信息，采集到的光强信息经过数据采集模块和控制模块的处理，控制模块将光敏传感器采集到的光强信息编制成短信息，通过通信模块发送到监控终端上；

(8-5)检修人员通过发送到监控终端上的短信息获得照明灯的状态。

作为优选，步骤(8-1)的具体步骤如下：

(9-1)将各个照明灯安装在各个灯座上，设置第一电动缸和第二电动缸的运动时长为T；

(9-2)控制芯片U1控制第一电动缸和第二电动缸开始工作，同时通过计时器开始计时，计时时长为t，如果t≤T，第一电动缸和第二电动缸均向外延伸；如果t＞T，控制芯片U1控制第一电动缸和第二电动缸停止工作；

(9-3)控制芯片U1控制第一电机工作，带动第一连接杆在第一竖向轨道和第二竖向轨道上滑动，当支撑架与照明灯接触时，位于支撑架上的压力传感器检测到压力值，并将信号传递给控制芯片U1，控制芯片U1控制第一电机停止工作，使支撑装置支撑照明灯。

因此，本发明具有如下有益效果：(1)本发明通过支撑装置对各个照明灯进行支撑，减少了重力对于照明灯灯口的影响；(2)检修人员通过监控终端能够实时监测控制照明灯的状态；(3)当照明灯出现故障时，能够及时通知检修人员，能够提高巡查效率和检修效率。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的一种系统框图；

图3是本发明的支撑装置的一种结构示意图；

图4是本发明的数据采集模块的一种电路图；

图5是本发明的控制模块的一种电路图；

图6是本发明的电源模块的一种电路图；

图7是本发明的一种流程图。

图中：底座1、灯座2、监测控制模块3、支撑装置4、照明灯5、控制模块31、光敏传感器32、继电器驱动模块33、数据采集模块34、电源模块35、通信模块36、监控终端37、滑动机构41、伸缩机构42、支撑架43、压力传感器44、第一竖向轨道411、第二竖向轨道412、第一连接杆413、第一电机414、第二连接杆421、第三连接杆422、第一电动缸423、第二电动缸424。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述：

如图1、图2和图3所示的实施例是一种变电站照明灯监测控制装置，包括底座1，设于底座上的4个灯座2和监测控制模块3，与各个灯座固定连接的支撑装置4和4个照明灯5；如图2所示，所述监测控制模块包括控制模块31、光敏传感器32、继电器驱动模块33、数据采集模块34、电源模块35、通信模块36和监控终端37；如图3所示，所述支撑装置包括滑动机构41、与滑动机构连接的伸缩机构42，与伸缩机构连接的支撑架43；各个支撑架上均设有压力传感器44；控制模块分别与继电器驱动模块、数据采集模块、通信模块、滑动机构、伸缩机构和压力传感器电连接，电源模块分别与控制模块、数据采集模块和通信模块电连接，通信模块和监控终端连接，光敏传感器和数据采集模块电连接，各个照明灯均与继电器驱动模块电连接。

其中，如图3所示，滑动机构包括相对设置的第一竖向轨道411和第二竖向轨道412，横跨第一竖向轨道和第二竖向轨道并与第一竖向轨道和第二竖向轨道均连接的第一连接杆413，带动第一连接杆滑动的第一电机414；所述第一连接杆上设有分别与第一竖向轨道和第二竖向轨道相匹配的滑轮；第一电机与控制模块电连接；伸缩机构与第一连接杆连接；伸缩机构包括第二连接杆421、第三连接杆422、第一电动缸423和第二电动缸424；第一电动缸的伸缩杆与第二连接杆连接，第二电动缸的伸缩杆与第三连接杆连接；第二连接杆和第三连接杆均与第一连接杆固定连接，第一电动缸和第二电动缸均与支撑架连接，第一电动缸和第二电动缸均与控制模块电连接。

如图4所示，数据采集模块包括双电压比较器U1A、电阻R13、滑动变阻器R7、电阻R14、电容C4和发光二极管LED1；双电压比较器U1A分别与控制模块、光敏传感器、电阻R13、滑动变阻器R7、电阻R14、电容C4和发光二极管LED1的负极电连接，电阻R13与光敏传感器电连接，电阻R14与发光二极管LED1的正极电连接，电容C4与发光二极管LED1的负极电连接，光敏传感器、双电压比较器U1A、滑动变阻器R7和电容C4均接地。

如图5所示，控制模块包括控制芯片U1、第一晶振X1、第二晶振X2、电容C1、电容C13、电容C27、电容C2、电容C6、电阻R3、电阻R4、电阻R11、电阻R1、电阻R5和电阻R8；控制芯片U1分别与第一晶振X1、第二晶振X2、电容C1、电容C13、电容C27、电容C2、电容C6、电阻R3、电阻R4、电阻R11、电阻R1、电阻R5和电阻R8电连接，第一晶振X1分别与电容C13和电容C27电连接，第二晶振X2分别与电容C2、电容C6和电阻R3电连接，电容C1、电容C13、电容C27、电容C2、电容C6、电阻R11、电阻R1和电阻R5均接地，控制芯片U1、电阻R4和电阻R8均与电源模块电连接。

如图6所示，电源模块包括降压稳压器IC1、电感L1、二极管D1、二极管D2、电阻R2、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电容C3、电容C9、电容C5、电容C7、电容C8和电容C26；降压稳压器IC1分别与电感L1、二极管D1的负极、二极管D2的负极、电阻R2、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电容C3、电容C9、电容C5、电容C7和电容C8电连接，电阻R6分别与电容C26、电阻R9和电感L1电连接，电阻R12和电容C8电连接，电感L1分别与电容C26和电容C9电连接，电容C7分别与电容C5和电容C3电连接，电阻R2分别与二极管D1的负极、二极管D2的负极、电容C5和电容C3电连接，电容C3、电容C5、电容C7、电阻R9、电阻R12、二极管D1的正极和电容C26均接地。

如图7所示，一种变电站照明灯监测控制装置的监测控制方法，包括如下步骤：

步骤100，将各个照明灯安装在各个灯座上，并使各个支撑装置支撑各个照明灯

步骤101，将各个照明灯安装在各个灯座上，设置第一电动缸和第二电动缸的运动时长为T；

步骤102，控制芯片U1控制第一电动缸和第二电动缸开始工作，同时通过计时器开始计时，计时时长为t，如果t≤T，第一电动缸和第二电动缸均向外延伸；如果t＞T，控制芯片U1控制第一电动缸和第二电动缸停止工作；

步骤103，控制芯片U1控制第一电机工作，带动第一连接杆在第一竖向轨道和第二竖向轨道上滑动，当支撑架与照明灯接触时，位于支撑架上的压力传感器检测到压力值，并将信号传递给控制芯片U1，控制芯片U1控制第一电机停止工作，使支撑装置支撑照明灯。

步骤200，初始化控制模块和通信模块；

步骤300，监控终端通过通信模块向控制模块发送控制指令短信，控制模块解析控制指令短信，如果控制指令合法，根据接收到的控制指令控制继电器驱动模块工作；

步骤400，光敏传感器采集光强信息，采集到的光强信息经过数据采集模块和控制模块的处理，控制模块将光敏传感器采集到的光强信息编制成短信息，通过通信模块发送到监控终端上；

步骤500，检修人员通过发送到监控终端上的短信息获得照明灯的状态。

如图1所示，装置的右侧两盏照明灯为传统手动控制，左侧两盏照明灯为监控终端远距离控制；交流220V总电源经过电源模块由AC220V变为DC12V；监控终端为手机；通信模块为GSM通信网络。

将各个照明灯安装在各个灯座上，并使各个支撑装置支撑各个照明灯，接着给装置的各部分上电，接着，手机接收到控制模块发送来的短信“Welcome to useSmartLight”，表示通信线路正常；具体功能实施如下：

通过手机发送短信“on”至控制模块，大约1-2S之后，控制模块控制继电器驱动模块工作，左侧两盏照明灯被点亮；约过5-6s之后，手机接收到控制模块发送来的短信“Lightis on”，表示光敏传感器已经感应到灯亮；通过手机发送短信“off”至控制模块，大约1-2S之后，控制模块控制继电器驱动模块工作，左侧两盏灯被熄灭；约过5-6s之后，手机接收到控制模块发送来的短信“Light is off”，表示光敏传感器已经感应到灯灭。

为了模拟故障情况下的情形，我们将左侧照明灯拧松，通过手机发送短信“on”至控制模块，由于线路不通，手机接收到控制模块发送来的短信“The light doesn’t work”，表示照明灯已经损坏，需要检修人员去更换；同时为了形成对比，可以手动打开右侧两盏照明灯，进行功能对比；为了适应各种光强下装置的感应灵敏度，可以调节数据采集电路上面的滑动变阻器R7，适应各种光强。

应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种变电站照明灯监测控制装置，其特征在于，包括底座(1)，设于底座上的若干个灯座(2)和监测控制模块(3)，与各个灯座固定连接的支撑装置(4)；所述监测控制模块包括控制模块(31)、光敏传感器(32)、继电器驱动模块(33)、数据采集模块(34)、电源模块(35)、通信模块(36)和监控终端(37)；所述支撑装置包括滑动机构(41)、与滑动机构连接的伸缩机构(42)，与伸缩机构连接的支撑架(43)；各个支撑架上均设有压力传感器(44)；控制模块分别与继电器驱动模块、数据采集模块、通信模块、滑动机构、伸缩机构和压力传感器电连接，电源模块分别与控制模块、数据采集模块和通信模块电连接，通信模块和监控终端连接，光敏传感器和数据采集模块电连接；所述滑动机构包括相对设置的第一竖向轨道(411)和第二竖向轨道(412)，横跨第一竖向轨道和第二竖向轨道并与第一竖向轨道和第二竖向轨道均连接的第一连接杆(413)；所述第一连接杆上设有分别与第一竖向轨道和第二竖向轨道相匹配的滑轮；伸缩机构与第一连接杆连接。

2.根据权利要求1所述的变电站照明灯监测控制装置，其特征在于，所述伸缩机构包括第二连接杆(421)、第三连接杆(422)、第一电动缸(423)和第二电动缸(424)；第一电动缸的伸缩杆与第二连接杆连接，第二电动缸的伸缩杆与第三连接杆连接；第二连接杆和第三连接杆均与第一连接杆固定连接，第一电动缸和第二电动缸均与支撑架连接，第一电动缸和第二电动缸均与控制模块电连接。

3.根据权利要求1所述的变电站照明灯监测控制装置，其特征在于，还包括带动第一连接杆滑动的第一电机(414)；第一电机与控制模块电连接。

4.根据权利要求1所述的变电站照明灯监测控制装置，其特征在于，所述数据采集模块包括双电压比较器U1A、电阻R13、滑动变阻器R7、电阻R14、电容C4和发光二极管LED1；双电压比较器U1A分别与控制模块、光敏传感器、电阻R13、滑动变阻器R7、电阻R14、电容C4和发光二极管LED1的负极电连接，电阻R13与光敏传感器电连接，电阻R14与发光二极管LED1的正极电连接，电容C4与发光二极管LED1的负极电连接，光敏传感器、双电压比较器U1A、滑动变阻器R7和电容C4均接地。

5.根据权利要求1所述的变电站照明灯监测控制装置，其特征在于，所述控制模块包括控制芯片U1、第一晶振X1、第二晶振X2、电容C1、电容C13、电容C27、电容C2、电容C6、电阻R3、电阻R4、电阻R11、电阻R1、电阻R5和电阻R8；控制芯片U1分别与第一晶振X1、第二晶振X2、电容C1、电容C13、电容C27、电容C2、电容C6、电阻R3、电阻R4、电阻R11、电阻R1、电阻R5和电阻R8电连接，第一晶振X1分别与电容C13和电容C27电连接，第二晶振X2分别与电容C2、电容C6和电阻R3电连接，电容C1、电容C13、电容C27、电容C2、电容C6、电阻R11、电阻R1和电阻R5均接地，控制芯片U1、电阻R4和电阻R8均与电源模块电连接。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的变电站照明灯监测控制装置，其特征在于，所述电源模块包括降压稳压器IC1、电感L1、二极管D1、二极管D2、电阻R2、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电容C3、电容C9、电容C5、电容C7、电容C8和电容C26；降压稳压器IC1分别与电感L1、二极管D1的负极、二极管D2的负极、电阻R2、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电容C3、电容C9、电容C5、电容C7和电容C8电连接，电阻R6分别与电容C26、电阻R9和电感L1电连接，电阻R12和电容C8电连接，电感L1分别与电容C26和电容C9电连接，电容C7分别与电容C5和电容C3电连接，电阻R2分别与二极管D1的负极、二极管D2的负极、电容C5和电容C3电连接，电容C3、电容C5、电容C7、电阻R9、电阻R12、二极管D1的正极和电容C26均接地。

7.一种基于权利要求1所述的变电站照明灯监测控制装置的监测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(7-1)将各个照明灯安装在各个灯座上，并使各个支撑装置支撑各个照明灯；

(7-2)初始化控制模块和通信模块；

(7-3)监控终端通过通信模块向控制模块发送控制指令短信，控制模块解析控制指令短信，如果控制指令合法，根据接收到的控制指令控制继电器驱动模块工作；

(7-4)光敏传感器采集光强信息，采集到的光强信息经过数据采集模块和控制模块的处理，控制模块将光敏传感器采集到的光强信息编制成短信息，通过通信模块发送到监控终端上；

(7-5)检修人员通过发送到监控终端上的短信息获得照明灯的状态。

8.根据权利要求7所述的变电站照明灯监测控制装置的监测控制方法，其特征在于，步骤(7-1)的具体步骤如下：

(8-1)将各个照明灯安装在各个灯座上，设置第一电动缸和第二电动缸的运动时长为T；

(8-2)控制芯片U1控制第一电动缸和第二电动缸开始工作，同时通过计时器开始计时，计时时长为t，如果t≤T，第一电动缸和第二电动缸均向外延伸；如果t＞T，控制芯片U1控制第一电动缸和第二电动缸停止工作；

(8-3)控制芯片U1控制第一电机工作，带动第一连接杆在第一竖向轨道和第二竖向轨道上滑动，当支撑架与照明灯接触时，位于支撑架上的压力传感器检测到压力值，并将信号传递给控制芯片U1，控制芯片U1控制第一电机停止工作，使支撑装置支撑照明灯。

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