CN111697451A - 一种智能远程控制配电柜及其控制方法 - Google Patents

一种智能远程控制配电柜及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能远程控制配电柜及其控制方法，属于配电箱技术领域。包括：环境监控模块与控制器相连，环境监控模块包括检测柜体内外温度的温度检测单元、检测柜体内外湿度的湿度检测单元以及监控柜体外部区域的生物识别单元；设备监控模块与控制器相连，设备监控模块与每一配电设备连接，设备监控模块包括用于检测对应配电设备是否短路的短路检测单元和用于检测对应配电设备是否断路的断路检测单元；控制器与远程控制平台相连，控制器将环境监控模块和设备监控模块监测到的实时信息反馈至远程控制平台。本发明提供的一种智能远程控制配电柜及其控制方法，能够多方面地监控配电柜所处环境以及配电柜的内部设备情况，便于设备维护。

Description

一种智能远程控制配电柜及其控制方法
技术领域
本发明涉及配电箱技术领域，具体是涉及一种智能远程控制配电柜及其控制方法。
背景技术
配电柜是配电系统的末级设备，其主要作用是把某一电路的电能分配给就近的负荷，同时应对负荷提供保护、监视和控制。通常需要相关工作人员对配电柜进行定时的巡视检查，有时并不能对配电柜所处环境的异常情况作出及时反应。此外由于配电柜内部的相关设备较多，在配电柜出现故障时，往往在排除具体故障部件上需要花费大量时间，导致后期维修维护效率低下。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种智能远程控制配电柜及其控制方法，能够多方面地监控配电柜所处环境以及配电柜的内部设备情况，便于设备维护。
具体技术方案如下：
一种智能远程控制配电柜及其控制方法，主要包括：柜体、环境监控模块、设备监控模块以及远程控制平台。
柜体内设置有若干配电设备和控制器。
环境监控模块，环境监控模块与控制器相连，且设置于柜体的内侧和外侧，环境监控模块包括用于实时检测柜体内外温度的温度检测单元、用于实时检测柜体内外湿度的湿度检测单元以及用于实时监控柜体外部区域人员及其他生物进入情况的生物识别单元，其中生物识别单元包括光学监控设备和红外监控设备，光学监控设备用于在光照充足情况下的视觉监控，红外监控设备用于在光照不足情况下的红外监控。
设备监控模块，设备监控模块与控制器相连，且设置于柜体的内侧，设备监控模块与每一配电设备连接，设备监控模块包括用于检测对应配电设备是否短路的短路检测单元和用于检测对应配电设备是否断路的断路检测单元。
远程控制平台，控制器与远程控制平台相连，控制器将环境监控模块和设备监控模块监测到的实时信息反馈至远程控制平台，远程控制平台还包括报警单元，若控制器获得环境监控设备和设备控制模块传输至的异常信号，控制器触发报警单元，此外远程控制平台与柜体的外部电路相连。
上述的一种智能远程控制配电柜及其控制方法中，还具有这样的特征，温度检测单元包括柜体外部温度检测单元和柜体内部温度检测单元，柜体外部温度检测单元设置在柜体外侧的上端面，用于检测配电柜外部的实时环境温度，柜体内部温度检测单元设置在柜体内的中部位置，用于检测配电柜内部的实时环境温度。
上述的一种智能远程控制配电柜及其控制方法中，还具有这样的特征，还包括设置在柜体内的散热风扇，当柜体内部温度检测单元检测到温度高于设定阈值且柜体内部温度检测单元检测到的温度高于等于柜体外部温度检测单元检测到的温度，控制器启动散热风扇，还包括设置在柜体内的散热风扇，当柜体内部温度检测单元检测到温度高于预设阈值且柜体内部温度检测单元检测到的温度低于柜体外部温度检测单元检测到的温度，控制器传输异常信号至报警单元。
上述的一种智能远程控制配电柜及其控制方法中，还具有这样的特征，湿度检测单元包括柜体外部湿度检测单元和柜体内部湿度检测单元，柜体外部湿度检测单元设置在柜体外侧的上端面，用于检测配电柜外部的实时环境湿度，柜体内部湿度检测单元设置在柜体内部的中部位置，用于检测配电柜内部的实时环境湿度。
上述的一种智能远程控制配电柜及其控制方法中，还具有这样的特征，还包括除湿设备，当柜体内的实时湿度高于预设阈值时且柜体外的实时湿度高于等于柜体内的实时湿度，控制器启动除湿设备，当柜体内的实时湿度高于预设阈值时且柜体外的实时湿度低于柜体内的实时湿度，控制器启动除湿设备并传输异常信号至报警单元。
上述的一种智能远程控制配电柜及其控制方法中，还具有这样的特征，环境监控模块还包括柜体姿态检测单元，柜体姿态检测单元为陀螺仪，柜体姿态检测单元检测到的配电柜呈竖直姿态时，柜体姿态检测单元将姿态正确信号通过控制器传输至远程控制平台，柜体姿态检测单元检测到的配电柜呈倾斜姿态或水平放置姿态时，柜体姿态检测单元将姿态错误信号通过控制器传输至远程控制平台。
上述的一种智能远程控制配电柜及其控制方法中，还具有这样的特征，环境监控模块还包括柜体涉水检测单元，柜体涉水检测单元设置在柜体内的底部，柜体涉水检测单元检测到水漫入至柜体内部的情况时，柜体涉水检测单元将涉水信号通过控制器传输至远程控制平台。
上述的一种智能远程控制配电柜及其控制方法中，还具有这样的特征，环境监控单元还包括烟雾检测单元，烟雾检测单元检测到柜体内存在有烟雾的情况时，烟雾检测单元将烟雾信号通过控制器传输至远程控制平台。
上述的一种智能远程控制配电柜及其控制方法中，还具有这样的特征，环境监控模块将实时的光学影像和/或红外影像传输至远程控制平台。
一种智能远程控制配电柜控制方法中，还具有这样的特征，柜体姿态检测单元首次检测到姿态错误信号并在预设时间内持续检测到该信号后，远程控制平台切断该柜体的外部电路；或柜体涉水检测单元首次检测到涉水信号并在预设时间内持续检测到该信号后，远程控制平台切断该柜体的外部电路；或烟雾检测单元首次检测到烟雾信号并在预设时间内持续检测到该信号后，远程控制平台切断该柜体的外部电路。
上述技术方案的积极效果是：
本发明提供的一种智能远程控制配电柜及其控制方法，通过在配电柜的柜体上设置温度检测单元、湿度检测单元、生物识别单元、柜体姿态检测单元、柜体涉水检测单元以及烟雾检测单元，能够实时监控柜体所处环境的变化，及时提醒相关工作人员排除所涉及的风险或切断配电柜的外部电路；此外还能够通过短路检测单元以及断路检测单元对配电柜内的各部件进行功能性检测，及时检测出配电柜内的各部件的故障原因，从而提升相关工作人员后期维护效率；此外还可以通过柜体上设置的生物识别单元和音频输出设备的结合从而对进入配电柜相关区域的闲杂人等进行语音提醒警告。
附图说明
图1为本发明的一种智能远程控制配电柜及其控制方法的实施例的模块框图。
附图中：1、环境监控模块；11、温度检测单元；111、柜体外部温度检测单元；112、柜体内部温度检测单元；12、湿度检测单元；121、柜体外部湿度检测单元；122、柜体内部湿度检测单元；13、生物识别单元；131、光学监控设备；132、红外监控设备；14、柜体姿态检测单元；15、柜体涉水检测单元；16、烟雾检测单元；2、设备监控模块；21、短路检测单元；22、断路检测单元；3、控制器；4、远程控制平台；41、报警单元；42、音频输出设备；43、音频输入设备；5、外部电路。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1对本发明提供的一种智能远程控制配电柜及其控制方法作具体阐述。
本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在该智能远程控制配电柜中，主要包括柜体、环境监控模块1、设备监控模块2以及远程控制平台4，柜体主要用于承载安装各种配电设备，为配电设备提供壳体外部保护，环境监控模块1用于对柜体内外部的各类环境因素进行检测，设备监控模块2用于对柜体内的配电设备的工作状况进行实时监测。
柜体内设置有若干配电设备和控制器3，环境监控模块1和设备监控模块2得到的信号均首先传输至控制器3。
环境监控模块1与控制器3相连，可以通过有线信号连接或无线信号连接，且设置于柜体的内侧和外侧，环境监控模块1包括用于实时检测柜体内外温度的温度检测单元11(温度检测单元在柜体内外均有设置)、用于实时检测柜体内外湿度的湿度检测单元12(湿度检测单元在柜体内外均有设置)以及用于实时监控柜体外部区域人员及其他生物进入情况的生物识别单元13(生物识别检测单元仅设置在柜体外部)，其中生物识别单元13包括光学监控设备131和红外监控设备132，光学监控设备131用于在光照充足情况下的视觉监控，红外监控设备132用于在光照不足情况下的红外监控。其中温度检测单元11和湿度检测单元12能够将检测到的实时温度以及湿度通过控制器3传输至远程控制平台4，光学监控设备131和红外监控设备132能够将实时图像通过控制器3传输至远程控制平台4，便于控制室的工作人员能够对配电设备进行实时监控，并根据得到的实时数据信息进行判断做出适应性反馈。
设备监控模块2与控制器3相连，可以通过有线信号连接或无线信号连接，且设置于柜体的内侧，设备监控模块2与每一配电设备连接，设备监控模块2包括用于检测对应配电设备是否短路的短路检测单元21和用于检测对应配电设备是否断路的断路检测单元22。一短路检测单元21和一断路检测单元22对应设置在其中一配电设备的电路中，用于检测该配电设备电路中的电流以及电压情况，当对应位置的配电设备发生短路或断路情况时，被相应位置的断路检测单元22和短路检测单元21检测到，并将故障信息通过控制器3汇总后反馈至远程控制平台4，以提醒控制室内的工作人员对配电设备进行及时检查，并对相应故障位置处的配电设备进行维修替换，在去往配电柜之前就可以携带所需工具和待替换的配电设备，以节约故障排查时间，提高故障处理效率。
控制器3与远程控制平台4相连，控制器3将环境监控模块1和设备监控模块2监测到的实时信息反馈至远程控制平台4，远程控制平台4还包括报警单元41，若控制器3获得环境监控设备1和设备控制模块2传输至的异常信号，控制器触发报警单元41，此外远程控制平台4与柜体的外部电路相连。可依据控制室内的操作人员的手动操作或远程控制平台4的预设程序切断配电柜的总外部电路。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，温度检测单元11包括柜体外部温度检测单元111和柜体内部温度检测单元112，柜体外部温度检测单元111设置在柜体外侧的上端面，介于配电柜放置房间的空间较大，而热空气的密度小于冷空气的密度，故设置在较高位置处的柜体外部温度检测单元111更能准确反应出柜体外部的局部高温，该温度检测单元11能够更加及时准确地检测出配电柜外部的异常高温，柜体内部温度检测单元112设置在柜体内的中部位置，用于检测配电柜内部的实时环境温度，能够更为准确地获知配电柜内的平均温度。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，还包括设置在柜体内的散热风扇，当柜体内部温度检测单元112检测到温度高于设定阈值且柜体内部温度检测单元112检测到的温度高于等于柜体外部温度检测单元111检测到的温度，控制器3启动散热风扇进行柜体散热；当柜体内部温度检测单元112检测到温度高于预设阈值且柜体内部温度检测单元112检测到的温度低于柜体外部温度检测单元111检测到的温度，控制器3传输异常信号至报警单元41，提醒工作人员及时排查配电柜所处环境温度异常原因。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，湿度检测单元12包括柜体外部湿度检测单元121和柜体内部湿度检测单元122，柜体外部湿度检测单元121设置在柜体外侧的上端面，用于检测配电柜外部的实时环境湿度，柜体内部湿度检测单元122设置在柜体内部的中部位置，用于检测配电柜内部的实时环境湿度。外部湿度检测单元121和内部湿度检测单元122将获得的湿度数据通过控制器3传输至远程控制平台4。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，还包括除湿设备，一般除湿机包括压缩机、冷凝设备以及储水设备，通过冷凝设备将空气中的水蒸气进行液化以储存，从而来降低空气中的湿度。当柜体内检测到的实时湿度高于预设阈值时且柜体外检测到的实时湿度高于等于柜体内检测到的实时湿度，控制器3启动除湿设备，当柜体内的实时湿度高于预设阈值时且柜体外的实时湿度低于柜体内的实时湿度，控制器3启动除湿设备并传输异常信号至报警单元41，以提醒工作人员及时排查配电柜内部湿度异常原因。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，环境监控模块1还包括柜体姿态检测单元14，柜体姿态检测单元14安装于柜体内部，柜体姿态检测单元14为陀螺仪，柜体姿态检测单元14检测到的配电柜呈竖直姿态时，柜体姿态检测单元14将姿态正确信号通过控制器3传输至远程控制平台4，柜体姿态检测单元14检测到的配电柜呈倾斜姿态或水平放置姿态时，柜体姿态检测单元14将姿态错误信号通过控制器传输至远程控制平台3。及时发现因为地震或其他特殊原因导致的配电柜柜体的倾斜或倾倒，进而及时调整柜体姿态，确保其工作状况正常。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，环境监控模块1还包括柜体涉水检测单元15，柜体涉水检测单元15设置在柜体内的底部，柜体涉水检测单元15检测到存在水或其他液体漫入至柜体内部的情况时，柜体涉水检测单元15将涉水信号通过控制器3传输至远程控制平台4，当位于地势较低处的柜体存在涉水风险且水已进入柜体内底部时，由柜体涉水检测单元15检测到，及时将涉水风险传输至远程控制平台4，以提醒工作人员及时排除涉水风险或及时切断配电柜外部电路，以减小漏电风险。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，环境监控单元1还包括烟雾检测单元16，烟雾检测单元16检测到柜体内存在有烟雾的情况时，烟雾检测单元16将烟雾信号通过控制器3传输至远程控制平台4，以提醒工作人员配电柜所处的环境存在火灾风险，建议工作人员去现场排查核实配电柜的实际情况，以降低火灾导致配电柜工作异常的风险。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，环境监控模块1将实时的光学影像和/或红外影像传输至远程控制平台4，以便远程控制平台4的工作人员观察其他人员或动物进入配电柜所处外围环境的实时情况。
进一步的配电柜的外部还可安装有音频输出设备42，该音频输出设备42与远程控制平台4的音频输入设备43相连，可以通过远程音频警告进入配电柜外围环境的人员，进行语音提醒劝离，避免不相关人员靠近配电柜设备。
该智能远程控制配电柜的控制方法，柜体姿态检测单元14首次检测到姿态错误信号并在预设时间内持续检测到该信号后，远程控制平台切断该柜体的外部电路；或柜体涉水检测单元首次检测到涉水信号并在预设时间内持续检测到该信号后，远程控制平台切断该柜体的外部电路5；或烟雾检测单元首次检测到烟雾信号并在预设时间内持续检测到该信号后，远程控制平台切断该柜体的外部电路5。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能远程控制配电柜，其特征在于，包括：
柜体，所述柜体内设置有若干配电设备和控制器；
环境监控模块，所述环境监控模块与所述控制器相连，且设置于所述柜体的内侧和外侧，所述环境监控模块包括用于实时检测柜体内外温度的温度检测单元、用于实时检测柜体内外湿度的湿度检测单元以及用于实时监控所述柜体外部区域人员及其他生物进入情况的生物识别单元，其中所述生物识别单元包括光学监控设备和红外监控设备，所述光学监控设备用于在光照充足情况下的视觉监控，所述红外监控设备用于在光照不足情况下的红外监控；
设备监控模块，所述设备监控模块与所述控制器相连，且设置于所述柜体的内侧，所述设备监控模块与每一所述配电设备连接，所述设备监控模块包括用于检测对应所述配电设备是否短路的短路检测单元和用于检测对应所述配电设备是否断路的断路检测单元；
远程控制平台，所述控制器与所述远程控制平台相连，所述控制器将所述环境监控模块和所述设备监控模块监测到的实时信息反馈至所述远程控制平台，所述远程控制平台还包括报警单元，若所述控制器获得所述环境监控设备和所述设备控制模块传输至的异常信号，所述控制器触发所述报警单元，此外所述远程控制平台与所述柜体的外部电路相连。
2.根据权利要求1所述的一种智能远程控制配电柜，其特征在于，所述温度检测单元包括柜体外部温度检测单元和柜体内部温度检测单元，所述柜体外部温度检测单元设置在所述柜体外侧的上端面，用于检测配电柜外部的实时环境温度，所述柜体内部温度检测单元设置在所述柜体内的中部位置，用于检测配电柜内部的实时环境温度。
3.根据权利要求2所述的一种智能远程控制配电柜，其特征在于，还包括设置在所述柜体内的散热风扇，当所述柜体内部温度检测单元检测到温度高于设定阈值且柜体内部温度检测单元检测到的温度高于等于柜体外部温度检测单元检测到的温度，所述控制器启动所述散热风扇，还包括设置在所述柜体内的散热风扇，当柜体内部温度检测单元检测到温度高于预设阈值且柜体内部温度检测单元检测到的温度低于柜体外部温度检测单元检测到的温度，所述控制器传输异常信号至报警单元。
4.根据权利要求1所述的一种智能远程控制配电柜，其特征在于，所述湿度检测单元包括柜体外部湿度检测单元和柜体内部湿度检测单元，所述柜体外部湿度检测单元设置在所述柜体外侧的上端面，用于检测配电柜外部的实时环境湿度，所述柜体内部湿度检测单元设置在所述柜体内部的中部位置，用于检测配电柜内部的实时环境湿度。
5.根据权利要求4所述的一种智能远程控制配电柜，其特征在于，还包括除湿设备，当所述柜体内的实时湿度高于预设阈值时且所述柜体外的实时湿度高于等于所述柜体内的实时湿度，所述控制器启动除湿设备，当所述柜体内的实时湿度高于预设阈值时且所述柜体外的实时湿度低于所述柜体内的实时湿度，所述控制器启动除湿设备并传输异常信号至报警单元。
6.根据权利要求1所述的一种智能远程控制配电柜，其特征在于，所述环境监控模块还包括柜体姿态检测单元，所述柜体姿态检测单元为陀螺仪，所述柜体姿态检测单元检测到的配电柜呈竖直姿态时，所述柜体姿态检测单元将姿态正确信号通过所述控制器传输至所述远程控制平台，所述柜体姿态检测单元检测到的配电柜呈倾斜姿态或水平放置姿态时，所述柜体姿态检测单元将姿态错误信号通过所述控制器传输至所述远程控制平台。
7.根据权利要求1所述的一种智能远程控制配电柜，其特征在于，所述环境监控模块还包括柜体涉水检测单元，所述柜体涉水检测单元设置在所述柜体内的底部，所述柜体涉水检测单元检测到水漫入至柜体内部的情况时，所述柜体涉水检测单元将涉水信号通过所述控制器传输至所述远程控制平台。
8.根据权利要求1所述的一种智能远程控制配电柜，其特征在于，所述环境监控单元还包括烟雾检测单元，所述烟雾检测单元检测到所述柜体内存在有烟雾的情况时，所述烟雾检测单元将烟雾信号通过所述控制器传输至所述远程控制平台。
9.根据权利要求1所述的一种智能远程控制配电柜，其特征在于，所述环境监控模块将实时的光学影像和/或红外影像传输至所述远程控制平台。
10.一种智能远程控制配电柜的控制方法，包括权利要求6-8中任意一项所述的智能远程控制配电柜，其特征在于，所述柜体姿态检测单元首次检测到姿态错误信号并在预设时间内持续检测到该信号后，所述远程控制平台切断该所述柜体的外部电路；或所述柜体涉水检测单元首次检测到涉水信号并在预设时间内持续检测到该信号后，所述远程控制平台切断该所述柜体的外部电路；或所述烟雾检测单元首次检测到烟雾信号并在预设时间内持续检测到该信号后，所述远程控制平台切断该所述柜体的外部电路。
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