CN111735499A - 一种集成化的多维监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种集成化的多维监测装置，包括多组安装在配电站的断路器上的多维传感器，多维传感器将同类传感器并排分布在多个断路器的后面板，多个断路器的后面板共同设有用于将多维传感器与外界环境隔绝的密封盖板，每个断路器的后面板上设有用于固定多维传感器的稳定组件，密封盖板上设有适应性固定不同排的多维传感器的自适应固定机构，自适应固定机构将同排尺寸相同的同类传感器相互独立固定以适应夹定不同排不同尺寸的传感器；实现断路器的智能运行与自我调节，安装稳定性强，实现感知系统的稳定数据采集，方便更换和后期维护。

Description

一种集成化的多维监测装置

技术领域

本发明实施例涉及电力物联网技术领域，具体涉及一种集成化的多维监测装置。

背景技术

电力物联网，就是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统，包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构。

传感器的特点包括微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

智能电网对数据的采集处理，提出了更高的要求。对此，需要更先进的传感器以及大量的传感器测量方法和技术，但是现有的电力物联网传感器装置还存在的缺陷如下：

传感器的安装机构不稳定，导致传感器的数据采集容易出现偏差，而影响电力物联网的整体性能。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种集成化的多维监测装置，以解决现有技术中传感器的安装机构不稳定，导致传感器的数据采集容易出现偏差的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种集成化的多维监测装置，包括多组安装在配电站的断路器上的多维传感器，每组所述多维传感器用于监测配电站覆盖区域的每个所述断路器所在输送线路的运行数据，每组所述多维传感器连接有本地处理中心，并且多组所述多维传感器集成在网关设备，所述本地处理中心根据每组所述多维传感器的数据直接控制所述断路器的通断，所述网关设备将多组所述多维传感器集成发送到监控平台间接确认所述断路器的工作状态变化原因以及所述断路器所在线路；其特征在于：

所述多维传感器将同类传感器并排分布在多个所述断路器的后面板，多个所述断路器的后面板共同设有用于将所述多维传感器与外界环境隔绝的密封盖板，每个所述断路器的后面板上设有用于固定所述多维传感器的稳定组件，所述密封盖板上设有适应性固定不同排的多维传感器的自适应固定机构，所述自适应固定机构将同排尺寸相同的同类传感器相互独立固定以适应夹定不同排不同尺寸的传感器。

作为本发明的一种优选方案，所述多维传感器包括电流传感器、温度传感器和湿度传感器，所述电流传感器、温度传感器和湿度传感器按照从上到下的顺序依次安装在每个所述断路器的后面板，所述电流传感器、温度传感器和湿度传感器在多个所述断路器的后面板分别均沿着水平线并排分布。

作为本发明的一种优选方案，所述断路器的后面板的竖直方向设有竖向孔槽，沿着所述竖向孔槽的槽边铰接有开关门，所述开关门上设有多个均匀分布的采集孔，所述采集孔通过稳定组件保持所述多维传感器的探头在所述断路器内部稳定数据采集。

作为本发明的一种优选方案，所述开关门的边缘设有鼓形夹板，所述断路器的后面板上设有与所述鼓形夹板对应的下沉槽，所述下沉槽的直径大于所述鼓形夹板两端的直径并小于所述鼓形夹板中间位置的直径。

作为本发明的一种优选方案，所述稳定组件包括多个安装在所述采集孔周向的挡位组件，以及套设在所述挡位组件外表面的链条抱箍，所述挡位组件包括多个设置在所述采集孔周向的下沉槽，以及通过压缩弹簧安装在所述下沉槽内部的直角挡板，所述多维传感器穿过多个所述直角挡板末端形成的空隙并安插在所述采集孔内，所述直角挡板通过所述压缩弹簧的反弹力对多维传感器平衡挤压。

作为本发明的一种优选方案，所述链条抱箍的中心点通过耳板固定在所述开关门上，所述链条抱箍包裹在所述直角挡板的外表面，并且所述链条抱箍通过夹紧所述直角挡板以固定所述多维传感器，所述链条抱箍包括多个环形圈，以及设置在两个所述环形圈之间的双通管，所述双通管连续套设在两个所述环形圈之间将所有环形圈组成链条，所述双通管的中间位置设有弹性开口管，所述环形圈卡定在所述弹性开口管实现对所述多维传感器的固定。

作为本发明的一种优选方案，所述密封盖板包括密封侧框板和柔性弯折板，所述柔性弯折板设置在所述密封侧框板远离所述断路器的开口上，所述自适应固定机构包括安装在所述柔性弯折板的周向边缘的梯形折叠板，所述柔性弯折板通过所述梯形折叠板安装在所述密封侧框板的内表面，所述梯形折叠板为所述柔性弯折板提供冗余长度以适应不同厚度的所述多维传感器。

作为本发明的一种优选方案，所述柔性弯折板包括底层板和外层板，所述底层板的边缘与所述梯形折叠板固定连接，所述底层板和所述外层板之间设有橡胶夹层，所述橡胶夹层包括多行均匀分布在所述底层板和所述外层板之间的波浪板，两行相邻的所述波浪板之间设有用于限制同排所述多维传感器安装位置的卡条杆，所述卡条杆的外表面设有弹性定位垫片，所述弹性定位垫片的自然高度等于两个相邻所述波浪板的波峰与波谷之间的距离。

作为本发明的一种优选方案，安装所述柔性弯折板的所述密封侧框板开口边缘设有若干均匀分布的U形孔槽，所述密封侧框板的外表面在所述卡条杆的两端设有定位舌片，所述卡条杆的两端卡定在所述U形孔槽内，并且所述卡条杆的两端通过多孔槽带连接在所述定位舌片上以实现固定不同尺寸的所述多维传感器。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明的智能感知系统安装在断路器的外侧，安装稳定性强，实现感知系统的稳定数据采集，并且可独立拆卸，方便更换和后期维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中传感器信息传递过程的结构框图；

图2为本发明实施方式中的多维传感器的安装结构示意图；

图3为本发明实施方式中的密封盖板的安装结构示意图；

图4为本发明实施方式中的柔性弯折板的正面结构示意图；

图5为本发明实施方式中的自适应固定机构的安装结构示意图；

图6为本发明实施方式中的挡位组件的正面结构示意图；

图7为本发明实施方式中的链条抱箍的分解结构示意图；

图中：

1-断路器；2-多维传感器；3-本地处理中心；4-网关设备；5-密封盖板；6-稳定组件；7-竖向孔槽；8-开关门；9-采集孔；10-自适应固定机构；11-挡位组件；14-波浪板；15-卡条杆；16-弹性定位垫片；17-定位舌片；18-多孔槽带；19-鼓形夹板；20-下沉槽；21-链条抱箍；22-耳板；

201-电流传感器；202-温度传感器；203-湿度传感器；

211-环形圈；212-双通管；213-弹性开口管；

501-密封侧框板；502-柔性弯折板；

5021-底层板；5022-外层板；

101-梯形折叠板；102-橡胶夹层；103-U形孔槽；

111-下沉槽；112-压缩弹簧；113-直角挡板。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种集成化的多维监测装置，本实施方式的物联网集成化程度高，一方面利用多维传感器装置监测电力系统中的断路器内部运行数据，通过断路器内部运行数据控制断路器本身的断路操作，另一方面，利用断路器断开连接后的多维传感器的监测数据剧烈变化，快速识别出已经断开连接的断路器，缩短停电故障点的排查时间。

同时多维传感器同排安装在不同的断路器的后面板上，因为不需要占用断路器的正面空间，不影响断路器的正常工作使用。

另外，多维传感器的安装固定，抗摔抗振动能力强，保证数据采集的连续性和稳定性。

多维监测装置具体包括多组安装在配电站的断路器1上的多维传感器2，每组多维传感器2用于监测配电站覆盖区域的每个断路器1所在输送线路的运行数据，每组多维传感器2连接有本地处理中心3，并且多组多维传感器2集成在网关设备4，本地处理中心3根据每组多维传感器2的数据直接控制断路器1的通断，网关设备4将多组多维传感器2集成发送到监控平台间接确认断路器1的工作状态变化原因以及断路器1所在线路。

多维传感器2包括电流传感器201、温度传感器202和湿度传感器203，电流传感器201、温度传感器202和湿度传感器203按照从上到下的顺序依次安装在每个断路器1的后面板，电流传感器201、温度传感器202和湿度传感器203在多个断路器1的后面板分别均沿着水平线并排分布。

电流传感器用于实时监测断路器1连接线路的电流，温度传感器用于实时监测断路器1内部环境的运行温度，湿度传感器用于实时监测断路器1内部环境的湿度，电流传感器、温度传感器和湿度传感器直接控制断路器1的通断。

电流传感器、温度传感器和湿度传感器标号后，根据电流传感器的剧烈数据变化来间接定位断开电路的断路器1所在线路。

电流传感器用于监测断路器1在闭合时流经断路器1的电流，选定监测范围内的电流传感器后，当本地处理中心3发现电流传感器监测的电流大于设定阈值时，则本地处理中心3控制断路器1自动断开连接。

本发明通过在断路器内增加智能感知系统来自动控制断路器的断电工作，解决物联网设备集成接入及无线网络传输问题，通过在断路器上加设传感感知主机运行参数，实现断路器的智能运行与自我调节，同时明确断路器所在线路，降低故障排查时间。

一般来说，断路器1并排分布，因为多维传感器2无法统一安装在断路器1的侧面，因此位于中间位置的断路器1无法侧面安装多维传感器2，为了统一断路器1的多维传感器2安装方式，将同一类型的电流传感器、温度传感器和湿度传感器分别断路器1的后面板并排分布。

当断路器1自动断开连接后，电流传感器的监测值瞬间变为0，本实施方式通过网关设备4将多组多维传感器2集成发送到监控平台，监控平台根据多维传感器2的数据判定该断路器1是否断开连接，对于已经断开连接的断路器1根据电流传感器的标号判断该断路器所在输送电路。

如图2所示，多个断路器1的后面板共同设有用于将多维传感器2与外界环境隔绝的密封盖板5。

多维传感器2将同类传感器并排分布在多个断路器1的后面板需要补充说明的是，电流传感器201、温度传感器202和湿度传感器203并不好控制大小完全相同，而安装在断路器1同一高度的电流传感器201、温度传感器202或者湿度传感器203可以统一尺寸安装，因此导致同一高度即同一排的传感器的大小相同，而不同高度不同类型的传感器尺寸差异大，因此本实施方式针对上述问题，每个断路器1的后面板上设有用于固定多维传感器2的稳定组件6，并且密封盖板5上设有适应性固定不同排的多维传感器2的自适应固定机构10，自适应固定机构10将同排尺寸相同的同类传感器相互独立固定以适应夹定不同排不同尺寸的传感器。

如图3和图4所示，本实施方式主要通过密封盖板5将多维传感器2隔绝外界环境影响，同时在断路器1的本身增加稳定组件6，来保证多维传感器2的安装稳定性，不会发生其他方向的侧翻，从而提高多维传感器2的数据采集稳定性。

具体的实现方式为：断路器1的后面板的竖直方向设有竖向孔槽7，沿着竖向孔槽7的槽边铰接有开关门8，开关门8上设有多个均匀分布的采集孔9，采集孔9通过稳定组件6保持多维传感器2的探头在断路器1内部稳定数据采集。

开关门8的边缘设有鼓形夹板19，断路器1的后面板上设有与鼓形夹板19对应的下沉槽20，下沉槽20的直径大于鼓形夹板19两端的直径并小于鼓形夹板19中间位置的直径，先将开关门8打开，将鼓形夹板19从下沉槽20内翘起，将电流传感器、温度传感器和湿度传感器依次安装在开关门8的采集孔9内，然后重新关上开关门8即可。

如图5至图7所示，稳定组件6包括多个安装在采集孔9周向的挡位组件11，以及套设在挡位组件外表面的链条抱箍21，挡位组件11包括多个设置在采集孔9周向的下沉槽111，以及通过压缩弹簧112安装在下沉槽111内部的直角挡板113，多维传感器2穿过多个直角挡板113末端形成的空隙并安插在采集孔9内，直角挡板113通过压缩弹簧112的反弹力对多维传感器2平衡挤压。

链条抱箍21的中心点通过耳板22固定在开关门8上，链条抱箍21包裹在直角挡板的外表面，并且链条抱箍21通过夹紧直角挡板以固定多维传感器2，链条抱箍21包括多个环形圈211，以及设置在两个环形圈211之间的双通管212，双通管212连续套设在两个环形圈211之间将所有环形圈211组成链条，双通管212的中间位置设有弹性开口管213，环形圈211卡定在弹性开口管213实现对多维传感器2的固定

为了保证传感器在开关门8上的安装稳定性，本实施方式在采集孔9的附近设置链条抱箍21，链条抱箍21通过环形圈211卡定在弹性开口管213实现对直角挡板113的夹持，进而实现对电流传感器、温度传感器和湿度传感器的固定，本实施方式利用链条抱箍21固定传感器，可适应性的固定不同尺寸的传感器，区别有现有的卡箍，现有的卡箍智能固定与卡箍尺寸相同或者稍大于卡槽尺寸的工件，而本实施方式的链条抱箍21利用其柔性特征来适应性的固定各种尺寸的工件。

如图3和图4所示，密封盖板5包括密封侧框板501和柔性弯折板502，柔性弯折板502设置在密封侧框板501远离断路器1的开口上，自适应固定机构10包括安装在柔性弯折板502的周向边缘的梯形折叠板101，柔性弯折板502通过梯形折叠板101安装在密封侧框板501的内表面，梯形折叠板101为柔性弯折板502提供冗余长度以适应不同厚度的多维传感器2。

柔性弯折板502包括底层板5021和外层板5022，底层板5021的边缘与梯形折叠板101固定连接，底层板5021和外层板5022之间设有橡胶夹层102，橡胶夹层102包括多行均匀分布在底层板5021和外层板5022之间的波浪板14，两行相邻的波浪板14之间设有用于限制同排多维传感器2安装位置的卡条杆15，卡条杆15的外表面设有弹性定位垫片16，弹性定位垫片16的自然高度等于两个相邻波浪板14的波峰与波谷之间的距离。

安装柔性弯折板502的密封侧框板501开口边缘设有若干均匀分布的U形孔槽103，密封侧框板501的外表面在卡条杆15的两端设有定位舌片17，卡条杆15的两端卡定在U形孔槽103内，并且卡条杆15的两端通过多孔槽带18连接在定位舌片17上以实现固定不同尺寸的多维传感器2。

将电流传感器、温度传感器和湿度传感器安装在开关门8上后，将密封盖板5盖在断路器1上，刚性的卡条杆15的两端通过多孔槽带18固定在定位舌片17上，卡条杆15将传感器的位置上下限定后，即可将传感器的位置相对固定，传感器的安装稳定性强，实现传感器的稳定数据采集，并且可独立拆卸，方便更换和后期维护。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种集成化的多维监测装置，包括多组安装在配电站的断路器(1)上的多维传感器(2)，每组所述多维传感器(2)用于监测配电站覆盖区域的每个所述断路器(1)所在输送线路的运行数据，每组所述多维传感器(2)连接有本地处理中心(3)，并且多组所述多维传感器(2)集成在网关设备(4)，所述本地处理中心(3)根据每组所述多维传感器(2)的数据直接控制所述断路器(1)的通断，所述网关设备(4)将多组所述多维传感器(2)集成发送到监控平台间接确认所述断路器(1)的工作状态变化原因以及所述断路器(1)所在线路；其特征在于：

所述多维传感器(2)将同类传感器并排分布在多个所述断路器(1)的后面板，多个所述断路器(1)的后面板共同设有用于将所述多维传感器(2)与外界环境隔绝的密封盖板(5)，每个所述断路器(1)的后面板上设有用于固定所述多维传感器(2)的稳定组件(6)，所述密封盖板(5)上设有适应性固定不同排的多维传感器(2)的自适应固定机构(10)，所述自适应固定机构(10)将同排尺寸相同的同类传感器相互独立固定以适应夹定不同排不同尺寸的传感器。

2.根据权利要求1所述的一种集成化的多维监测装置，其特征在于，所述多维传感器(2)包括电流传感器(201)、温度传感器(202)和湿度传感器(203)，所述电流传感器(201)、温度传感器(202)和湿度传感器(203)按照从上到下的顺序依次安装在每个所述断路器(1)的后面板，所述电流传感器(201)、温度传感器(202)和湿度传感器(203)在多个所述断路器(1)的后面板分别均沿着水平线并排分布。

3.根据权利要求2所述的一种集成化的多维监测装置，其特征在于，所述断路器(1)的后面板的竖直方向设有竖向孔槽(7)，沿着所述竖向孔槽(7)的槽边铰接有开关门(8)，所述开关门(8)上设有多个均匀分布的采集孔(9)，所述采集孔(9)通过稳定组件(6)保持所述多维传感器(2)的探头在所述断路器(1)内部稳定进行数据采集。

4.根据权利要求3所述的一种集成化的多维监测装置，其特征在于，所述开关门(8)的边缘设有鼓形夹板(19)，所述断路器(1)的后面板上设有与所述鼓形夹板(19)对应的下沉槽(20)，所述下沉槽(20)的直径大于所述鼓形夹板(19)两端的直径并小于所述鼓形夹板(19)中间位置的直径。

5.根据权利要求3所述的一种集成化的多维监测装置，其特征在于，所述稳定组件(6)包括多个安装在所述采集孔(9)周向的挡位组件(11)，以及套设在所述挡位组件外表面的链条抱箍(21)，所述挡位组件(11)包括多个设置在所述采集孔(9)周向的下沉槽(111)，以及通过压缩弹簧(112)安装在所述下沉槽(111)内部的直角挡板(113)，所述多维传感器(2)穿过多个所述直角挡板(113)末端形成的空隙并安插在所述采集孔(9)内，所述直角挡板(113)通过所述压缩弹簧(112)的反弹力对多维传感器(2)平衡挤压。

6.根据权利要求5所述的一种集成化的多维监测装置，其特征在于，所述链条抱箍(21)的中心点通过耳板(22)固定在所述开关门(8)上，所述链条抱箍(21)包裹在所述直角挡板的外表面，并且所述链条抱箍(21)通过夹紧所述直角挡板以固定所述多维传感器(2)，所述链条抱箍(21)包括多个环形圈(211)，以及设置在两个所述环形圈(211)之间的双通管(212)，所述双通管(212)连续套设在两个所述环形圈(211)之间将所有环形圈(211)组成链条，所述双通管(212)的中间位置设有弹性开口管(213)，所述环形圈(211)卡定在所述弹性开口管(213)实现对所述多维传感器(2)的固定。

7.根据权利要求1所述的一种集成化的多维监测装置，其特征在于，所述密封盖板(5)包括密封侧框板(501)和柔性弯折板(502)，所述柔性弯折板(502)设置在所述密封侧框板(501)远离所述断路器(1)的开口上，所述自适应固定机构(10)包括安装在所述柔性弯折板(502)的周向边缘的梯形折叠板(101)，所述柔性弯折板(502)通过所述梯形折叠板(101)安装在所述密封侧框板(501)的内表面，所述梯形折叠板(101)为所述柔性弯折板(502)提供冗余长度以适应不同厚度的所述多维传感器(2)。

8.根据权利要求7所述的一种集成化的多维监测装置，其特征在于，所述柔性弯折板(502)包括底层板(5021)和外层板(5022)，所述底层板(5021)的边缘与所述梯形折叠板(101)固定连接，所述底层板(5021)和所述外层板(5022)之间设有橡胶夹层(102)，所述橡胶夹层(102)包括多行均匀分布在所述底层板(5021)和所述外层板(5022)之间的波浪板(14)，两行相邻的所述波浪板(14)之间设有用于限制同排所述多维传感器(2)安装位置的卡条杆(15)，所述卡条杆(15)的外表面设有弹性定位垫片(16)，所述弹性定位垫片(16)的自然高度等于两个相邻所述波浪板(14)的波峰与波谷之间的距离。

9.根据权利要求8所述的一种集成化的多维监测装置，其特征在于，安装所述柔性弯折板(502)的所述密封侧框板(501)开口边缘设有若干均匀分布的U形孔槽(103)，所述密封侧框板(501)的外表面在所述卡条杆(15)的两端设有定位舌片(17)，所述卡条杆(15)的两端卡定在所述U形孔槽(103)内，并且所述卡条杆(15)的两端通过多孔槽带(18)连接在所述定位舌片(17)上以实现固定不同尺寸的所述多维传感器(2)。

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