CN111721987A

CN111721987A - 一种基于物联感知技术的电力物联网计量箱设备

Info

Publication number: CN111721987A
Application number: CN202010484461.6A
Authority: CN
Inventors: 王沛; 张羽; 黄吉涛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2020-09-29

Abstract

本申请实施例提供了一种基于物联感知技术的电力物联网计量箱设备，其包括：箱体壳体，箱体壳体包括安装壁、第一箱门、第二箱门，安装壁包括第一安装端和第二安装端；其中，第一箱门与第一安装端连接，第二箱门与第二安装端连接，以形成闭合空间；门锁设备，其设置于箱体壳体，以使第一箱门与第二箱门连接；控制设备，其与门锁设备电连接，用于控制门锁设备的门锁状态；至少一个电能表，其均匀的设置于第一安装端；物联感知设备，与控制设备电连接，其设置于第二安装端，用于获取电力物联网计量箱设备的相关数据；监控设备，与物联感知设备电连接，其设置于箱体壳体，用于采集电力物联网计量箱设备的环境图像。

Description

一种基于物联感知技术的电力物联网计量箱设备

技术领域

本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于物联感知技术的电力物联网计量箱设备。

背景技术

电力物联网计量箱设备是应用于3-35KV中用于电能计量的设备，作为电网最末端设备被广泛应用，电力物联网计量箱设备成为电力技术领域不可缺少的重要设备。

现有的电力物联网计量箱设备的规格多种多样，但是一般都只具备基础功能，例如：窃电保护、电能表保护等。但是随着技术的不断发展，只具有基础功能已经已经无法满足现代社会的需要。例如：随着盗窃方法的不断更新，电力物联网计量箱设备中的电能表容易被盗窃，无法对电力物联网计量箱设备中的电能表进行保护。

基于此，如何提供一种适用于现代社会需求、多功能的电力物联网计量箱设备，成为直观重要的问题。

发明内容

本说明书实施例提供一种基于物联感知技术的电力物联网计量箱设备，用于解决现有技术中的如下技术问题：无法提供一种适用于现代社会需求、多功能的电力物联网计量箱设备。

本说明书实施例采用下述技术方案：

一种基于物联感知技术的电力物联网计量箱设备，其包括：

箱体壳体，所述箱体壳体包括安装壁、第一箱门、第二箱门，所述安装壁包括第一安装端和第二安装端；

其中，所述第一箱门与所述第一安装端连接，所述第二箱门与所述第二安装端连接，以形成闭合空间；

门锁设备，其设置于所述箱体壳体，以使所述第一箱门与所述第二箱门连接；

控制设备，其与所述门锁设备电连接，用于控制所述门锁设备的门锁状态；

至少一个电能表，其均匀的设置于所述第一安装端；

物联感知设备，与所述控制设备电连接，其设置于所述第二安装端，用于获取所述电力物联网计量箱设备的相关数据；

监控设备，与所述物联感知设备电连接，其设置于所述箱体壳体，用于采集所述电力物联网计量箱设备的环境图像。

在一种可能实现的方式中，所述设备还包括：

进线总开关，连接所述电力物联网计量箱设备的进线端，其能够沿所述电力物联网计量箱设备的安装方向，设置于所述第二安装端；

出线开关，其与相应的电能表电连接，且沿所述电力物联网计量箱设备的安装方向设置于所述第一安装端；

电流互感器，其一端电连接所述物联感知设备，另一端连接所述进线总开关，用于获取所述电力物联网计量箱设备的进线电流数据。

在一种可能实现的方式中，所述物联感知设备具体包括：

台区识别模块，用于接收来自台区识别仪的台区识别信号以及相位信号；

计量模块，用于根据所述电力物联网计量箱设备的进线电流数据、以及电能表的电流数据，确定所述电力物联网计量箱设备的线损率；

其中，所述电力物联网计量箱设备的出线电流数据为所述电流互感器采集获得的。

在一种可能实现的方式中，所述电力物联网计量箱设备还包括：

电源转换设备，其设置于所述第二安装端，用于将所述进线开关输出的电压，转换为预设阈值的电压，以使得为所述物联感知设备以及所述控制设备供电。

在一种可能实现的方式中，所述控制设备具体用于：

接收来自终端设备的门锁请求，所述门锁请求包括状态设置指令、以及所述终端设备获取的门锁标识；

根据所述门锁请求，向所述门锁设备的锁定件发送相应的控制指令，以控制所述锁定件执行相应的动作，使得改变所述门锁设备的门锁状态。

在一种可能实现的方式中，所述物联感知设备还包括：

通信模块，用于将所述台区识别模块确定的台区信息、以及所述计量模块计算的线损值上传至相应的服务器进行存储；

强磁感应模块，用于接收门磁感知器采集的门锁设备的门锁状态数据，并根据所述门锁状态数据，确定所述门锁设备的门锁状态。

在一种可能实现的方式中，所述设备还包括：

定位设备，用于实时获取所述电能计量箱的位置信息，并上传至相应的服务器进行存储。

在一种可能实现的方式中，所述控制设备、所述物联感知设备、所述电源转换器均通过卡扣式导轨安装至所述第二安装端；

沿垂直于所述箱体壳体的安装方向的方向，所述控制设备、所述物联感知设备、所述电源转换设备顺序排列。

在一种可能实现的方式中，所述设备还包括：用于采集所述箱体壳体内部温度数据的温度传感器、用于采集所述箱体壳体内部湿度数据的湿度传感器。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：能够通过物联感知设备，增强电力物联网计量箱设备的物联能力、感知能力，在不改变现有资产工作流程的基础上，实现了电力物联网计量箱设备的全息全时防护监测预警、低压台区的拓扑关系精准识别、线损分析研判、主动防窃电、表计行列关系自动识别、表计远程校验、表箱环境监测等功能，为电网末端感知功能进一步实现提供了准确、可实时共享性的完整数据来源，为电力泛在物联网的全面实施推广打下坚实的技术技术与数据基础。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本说明书实施例提供的一种基于物联感知技术的电力物联网计量箱设备的一种结构示意图；

图2本说明书实施例提供的物联感知设备的一种结构示意图；

图3本申请实施例提供的物联感知设备的另一种结构示意图。

具体实施方式

为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请实施例提供了一种基于物联感知技术的电力物联网计量箱设备，如图1所示(图1为本申请实施例提供的一种基于物联感知技术的电力物联网计量箱设备的结构示意图)。如图1所示，本申请实施例提供的一种基于物联感知技术的电力物联网计量箱设备包括：箱体壳体10、门锁设备20、控制设备30、电能表40、物联感知单元50、监测设备60、进线总开关70、出线开关80、电流互感器90、电源转换设备11、接线端子12。

如图1所示，箱体壳体10包括安装壁110、第一箱门120、第二箱门130。其中，安装壁110包括第一安装端111和第二安装端112。如图1所示，第一箱门120的一侧与第一安装端111连接，第二箱门130与第二安装端11相连接，以形成闭合空间。

需要说明的是，第一箱门120的一侧与第一安装端111连接，第二箱门130与第二安装端11相连接，二者均可为活动连接，例如采用螺栓连接。

在本申请的一些实施例中，门锁设备20可以包括锁定件(图中未示出)和固定件(图中未示出)，其中，锁定件设置于第一箱门120，固定件设置于第二箱门130。也就是说，第一箱门120和第二箱门130可以通过门锁设备20实现连接。在实际操作中，锁定件可以为锁头杠杆，固定件为电磁感应器，在开锁请求是，电磁感应器吸回锁头杠杆，完成开锁。

需要说明的是，在本申请的一些实施例中，门锁设备20可以设置在箱体壳体10内部，减少门锁设备被损坏(包括人为损坏、环境腐蚀损坏等)，从而进一步提高电力物联网计量箱设备的安全性。

控制设备30可以与上述门锁设备20电连接，用于控制门锁设备的门锁状态。其中，门锁设备20的门锁状态包括开锁状态、关锁状态。也就是说，在门锁设备20为开锁状态下，可以打开本电力物联网计量箱设备的第一箱门120、第二箱门130，从而可以观测到箱体壳体内部安装的其他设备，例如：电能表、断路器等等。

在本申请的一些实施例中，控制设备30可以接受来自终端设备的门锁请求，这里的门锁请求包括状态设置指令、门锁标识。控制设备30根据该门锁请求，向所述门锁设备30发送相应的控制指令，门锁设备20据该控制指控制其自身的门锁状态。例如，在门锁请求为上锁的情况下，当门锁设备20包括设置于第一箱门120的锁定件、设置于第二箱门130的固定件时，门锁设备20控制其固定件卡接锁定件，以实现门锁设备20上锁。

需要说明的是，上述终端设备可以是相应工作人员持有，可以是手机、平板电脑等设备。上述状态设置指令可以包括上锁设置指令、开锁设置指令。门锁标识与门锁设备为一一对应的关系，这里的门锁标识可以是提前设定好的，可以以例如二维码、条形码、数字ID等形式展示，提前贴附在电力物联网计量箱设备的箱体壳体10的外表面上。例如，工作人员可以使用终端设备对二维码进行扫描，从而获取相应的门锁标识。

除了上述方式之外，还可以采用具有蓝牙通信功能的门锁设备，终端设备与该门锁设备建立蓝牙通信，从而实现开锁。也可以在预先获知门锁标识的情况下，通过相应的电力APP实现远程开锁、上锁。

在本申请的一些实施例中，门锁设备可以将开锁信息上传至相应的服务器进行存储。其中，开锁信息可以包括：开锁方式、开锁时间、发送门锁请求的终端设备的身份标识等等。通过该方式，一方面可以对开锁信息进行详细的记录，另一方面可以根据开锁信息进行责任追溯。

需要说明的是，由于电力行业的工作人员众多，工作人员之间存在不同的分工，因此，可以为工作人员对应的终端设备设置相应的权限，只有符合权限要求的终端设备发送的门锁请求，控制终端才控制相应的门锁设备。通过该方式，可以更加有效的保护电力物联网计量箱设备的安全性。

至少一个电能表40，如图1所示，在本申请的一些实施例中，电力物联网计量箱设备中的电能表为6个，均匀的设置于第一安装端111。

需要说明的是，这里所说的电能表可以是单相电能表，也可以三相电能表，电能表的类型可以根据实际需要进行调整，在本申请实施例中不加以限定。

物联感知设备50可以与控制设备30连接，其可以设置于第二安装端112，用于获取电力物联网计量箱设备的相关数据。此外，物联感知单元50可以通过RS485线连接到电能表，以采集电能表数据以及台区信息。

如图2所示，在本申请的一些实施例中，物联感知设备50可以包括台区识别模块51、计量模块52、通信模块53、强磁感应模块54。

台区识别模块51包括台区识别芯片，该台区识别芯片的型号可以为STM32F103VET6。台区识别模块51用于接收台区识别信号以及相位信号，实现自动识别当前电力物联网计量箱设备所属台区，以及当前所处台区下的相位。

计量模块52可以包括计量芯片，该计量芯片的型号可以为CS5463，用于获取电力物联网计量箱设备的进线电流数据以及电能表的电流数据，并根据获取的该进线电流数据以及电能表的电流数据，确定相应的台区是否发生故障。需要说明的是，除了CS5463型号的计量芯片，还可以采用CS5460A的计量芯片，CS5463型号相较于CS5460A型号的计量芯片来说，增加了更多的测量功能，比如说：有功功率、无功功率、功率因数、电能脉冲转换、线路频率、视在功率、系统校准和相位补偿等测量。

通信模块53用于将所述台区识别模块确定的台区信息、以及所述计量模块计算的线损值上传至相应的服务器进行存储。

强磁感应模块54用于接收门磁感知器采集的门锁设备的门锁状态数据，并根据所述门锁状态数据，确定所述门锁设备的门锁状态。

需要说明的是，台区识别芯片的型号可以不仅限于STM32F103VET6，也可以是其他型号的台区识别芯片(例如S8YCPU)。但是，台区识别芯片STM32F103VET6是基于Cortex内核的高性能处理器，具有1.25DMIPS/MHz的处理能力。

在本申请的一些实施例中，物联感知设备50的结构示意图如图3所示。如图3所示，计量芯片CS5463的SDO引脚、SDL引脚、SCLK引脚、INT引脚、CS引脚分别连接光电隔离模块的输入引脚，光电隔离模块的输出引脚分别连接强磁感应模块、台区识别模块、通信模块。计量芯片CS5463的XIN引脚通过电阻R1连接XOUT引脚，VPEFIN引脚与VREFOUT引脚分别连接电容C1的一端，电容C1的另一端分别接地。计量芯片CS5463的VD+引脚连接+5V电源，计量芯片CS5463的引脚1通过电阻R2以及电容C2接地。计量芯片CS5463的VA+连接电容C2。计量芯片CS5463的VIN+引脚分别连接电阻R3的一端、电容C3的一端，电容C4的一端，计量芯片CS5463的VIN-引脚分别连接电阻R4的一端、电容C3的另一端、以及电容C5的一端。电容C4的另一端、电容C5的另一端均接地。电阻R3的另一端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接至零线N，电阻R6的一端通过电阻R7连接至火线L。电阻R4的另一端连接至火线L。计量芯片CS5463的IN+引脚分别连接电阻R8的一端、电容C6的一端，电容C7的一端，计量芯片CS5463的IN-引脚分别连接电阻R9的一端、电容C6的另一端、以及电容C8的一端。电容C7的另一端、电容C8的另一端均接地。电阻R8的另一端连接至火线L，电阻R9的另一端连接至火线L。

监控设备60可以与物联感知设备50电连接，可以设置于箱体壳体10，用于采集电力物联网计量箱设备的环境图像。在本申请的一些实施例中，监控设备60可以包括第一摄像器和第二摄像器。其中，第一摄像器可以设置于箱体壳体10外部且靠近门锁设备30的位置，用于监测是否外部存在恶意开锁的现象。第二摄像器设置于箱体壳体10内部，用于监测电力物联网计量箱设备内部是否存在异常情况。通过该方案，既可以获取箱体壳体10外部的环境图像，还可以获取箱体壳体10内部的环境图像，从而实现内外的双层监控。

需要说明的是，监控设备60可以将采集的环境图像上传至相应的服务器进行存储。

进线总开关70可以连接电力物联网计量箱设备的进线端，并且沿电力物联网计量箱设备的安装方向，设置于第二安装端112，如图1所示。

如图1所示，出线开关80可以与相应的电能表40电连接，并且沿电力物联网计量箱设备的安装方向设置于第一安装端。例如，如图1所示，出现开关80设置于第二安装端并靠近箱体壳体10底端的位置。

电流互感器90的一端可以电连接上述物联感知设备50，另一端连接进线开关70，用于获取电力物联网计量箱设备的进线电流数据，如图1所示，并且，电流互感器90可以设置于第二安装端112，并且位于物联感知设备50与进线总开关70之间。

电源转换设备11，设置于第二安装端，用于将进线开关70输出的电压，转化为预设阈值的电压，从而为物联感知设备50以及控制设备30供电。例如：将进线开关70输入的220V电压，转换为12V电压，或者转换为15V电压。

在本申请的一些实施例中，上述控制设备30、物联感知设备50、电源转换器11均可以通过卡扣式导轨安装在第二安装端。并且，沿垂直于电力物联网计量箱设备安装方向的方向，控制设备30、物联感知设备50、电源转换设备11列。

在本申请的一些实施例中，定位设备(图中未示出)可以设置在箱体壳体内部，用于实时获取电能计量箱的位置信息，并上传至相应的服务器进行存储。

在本申请的一些实施例中，电力物联网计量箱设备还包括：用于采集所述箱体壳体内部温度数据的温度传感器、用于采集所述箱体壳体内部湿度数据的湿度传感器。该温度传感器和湿度传感器均可以设置在第二安装端，从而合理的对箱体壳体的内部空间进行使用。

在本申请的实施例中，将电能表、出现开关等设置在第一安装端，物联感知设备、控制设备、进线开关等设置于第二安装端，可以将箱体壳体的安装壁进行有效的划分，并对设置于箱体壳体中的设备进行合理的排列。通过该方案，可以有效合理规划排列箱体壳体内安装的设备，避免因线路紊乱造成修理、检测困难的问题。

除此以外，物联感知设备50可以实时的采集电力物联网计量箱设备的相关数据，很大程度上节约了人力物力成本。本申请实施例提供的电力物联网计量箱设备可以无需工作人员频繁的进行人工检测，提高工作效率。本申请实施例挺高了一种满足现代社会需求、多功能的电力物联网计量箱设备，弥补现在电力物联网计量箱设备市场的不足。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种基于物联感知技术的电力物联网计量箱设备，其特征在于，所述设备包括：

至少一个电能表，其均匀的设置于所述第一安装端；

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述物联感知设备具体包括：

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述电力物联网计量箱设备还包括：

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制设备具体用于：

6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述物联感知设备还包括：

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

8.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述控制设备、所述物联感知设备、所述电源转换器均通过卡扣式导轨安装至所述第二安装端；

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：用于采集所述箱体壳体内部温度数据的温度传感器、用于采集所述箱体壳体内部湿度数据的湿度传感器。