CN111855734A - 一种环网柜凝露监测预警装置及其预警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环网柜凝露监测预警装置及其预警方法，包括环网柜，在所述环网柜的内壁上安装有柜壁温度监测单元，在环网柜的底部安装有柜内温湿度监测单元，所述柜壁温度监测单元和柜内温湿度监测单元将监测数据通过无线网络上传到凝露预警终端，所述凝露预警终端包括温湿度显示模块和凝露预警模块；所述柜壁温度监测单元用于监测环网柜柜体内壁的表面温度，所述柜内温湿度监测单元用于监测环网柜柜体内底部的温度和湿度。本发明利用多个传感器采集环网柜内的温湿度数据，通过对这些数据的处理和分析，从而判断出环网柜中是否有凝露，并且将分析处理结果通过凝露预警装置显示出来，使工作人员对环网柜内的凝露情况及时做出处理。

Description

一种环网柜凝露监测预警装置及其预警方法
技术领域
本发明属于电力设备监测技术领域，具体涉及一种环网柜凝露监测预警装置及其预警方法。
背景技术
环网柜是一组高压开关的电气设备，由金属或非金属绝缘体拼装成间隔式环网供电单元，环网柜内设有母线接头和刀闻开关等重要设备。由于环网柜的运行条件在户外且柜体相对封闭，容易发生凝露现象，尤其在冬季；环网柜柜内凝露主要集中在柜体内壁表面，凝露的发生取决于柜内相对湿度和柜体内壁温度，当柜体内壁温度低于所处温湿度的露点温度时，就会发生凝露现象。
环网柜柜内凝露或者受潮导致的绝缘击穿问题频发，更有甚者会导致火灾和大面积停电等事故。
发明内容
本发明的目的在于克服环网柜容易产生凝露的缺点，提出了一种环网柜凝露监测预警装置及其预警方法，能够在环网柜中凝露产生时发出相应的预警，以便运维人员及时处理，避免发生重大电力事故。
本发明采用如下技术方案：
一种环网柜凝露监测预警装置，包括环网柜，其关键在于：在所述环网柜的内壁上安装有柜壁温度监测单元，在环网柜的底部安装有柜内温湿度监测单元，所述柜壁温度监测单元和柜内温湿度监测单元将监测数据通过无线网络上传到凝露预警终端，所述凝露预警终端包括温湿度显示模块和凝露预警模块；
所述柜壁温度监测单元用于监测环网柜柜体内壁的表面温度，所述柜内温湿度监测单元用于监测环网柜柜体内底部的温度和湿度。
采用上述方案，利用柜壁温度监测单元和柜内温湿度监测单元对环网柜内的环境进行数据采集，采集后的数据通过凝露预警终端处理和显示，并在需要的时候做出凝露预警，一边工作人员尽快对环网柜中的凝露进行处理，预防因为凝露而发生的电力事故。
进一步地，所述柜壁温度监测单元由M个表面温度传感器组成，其均匀分布在所述环网柜的柜内顶部和侧壁上。
进一步地，所述柜内温湿度监测单元由N个温湿度传感器组成，该N个温湿度传感器均匀分布在环网柜底部的电缆进线处。
采用上述方案，多个表面温度传感器和温湿度传感器同时工作，降低单个传感器产生误差的可能性，提高了数据采集的精准度。
更进一步地，所述温湿度传感器通过垫块固定安装在环网柜底部，该垫块采用环氧树脂材料制成。
采用上述方案，如若环网柜内部已经产生凝露或者已经凝结成水珠，环网柜底部便会由一定量的水，在传感器底部增加垫块，是为了防止凝露浸湿安装在底部的温湿度传感器，从而造成传感器损坏。一般地，环氧树脂材料的垫块的厚度应该不小于10cm。
进一步地，所述凝露预警终端或为可安装的凝露预警器，该凝露预警器安装在所述环网柜柜体顶端或者工作人员的办公区域。
进一步地，所述凝露预警终端或以APP形式安装在工作人员手机上。
采用上述方案，凝露预警装置可以有多种装备形式，其中凝露预警器和手机APP为较为便捷的两种方式。
一种环网柜凝露监测预警装置的预警方法，其关键在于：预警步骤如下：
步骤一、所述环网柜内壁上的M个表面温度传感器同时同频率采集柜体内壁温度值，所述环网柜底部的N个温湿度传感器同时同频率采集柜体内底部的温度和湿度值；
步骤二、从同一时刻采集到的M个柜体内壁温度值中选取最低值作为柜壁温度值，从同一时刻采集到的N个柜体内底部的温度值取平均值作为柜内温度值，从同一时刻采集到的N个柜体内底部的湿度值中选取最大值作为柜内相对湿度值，将选取的柜壁温度值、柜内温度值和柜内相对湿度值上传至凝露预警终端；
步骤三、步骤三、所述凝露预警终端根据柜内温度值和柜内相对湿度值，通过凝露预警算法，计算露点温度值T0；
该凝露预警算法为：T0＝0.9353×T+0.2782×RH-24.4667
其中，T为柜内温度值，RH为柜内相对湿度值；
步骤四、所述凝露预警终端计算露点温度值T0与柜壁温度值的差值t；
步骤五、判断差值t是否大于3℃，是则进入步骤七；否则进入步骤六；
步骤六、所述凝露预警终端进行凝露预警；
步骤七、判断连续两个采样时刻下的柜壁温度值是否下降，是则进入凝露预警，否则返回步骤三。
更进一步地，所述步骤一中，所述M个表面温度传感器和N个温湿度传感器的采样时刻和频率同步。
采用上述方案，该方法通过凝露预警算法计算出露点温度，再通过露点温度值与柜体内壁温度值的差值，从而判断出环网柜中是否有凝露，工作人员可根据结果采取相应措施。
有益效果：本发明利用多个传感器采集环网柜内的温湿度数据，通过对这些数据的处理和分析，从而得出环网柜中是否有凝露及其严重性，并且将分析处理结果通过凝露预警装置显示出来，使工作人员对环网柜内的凝露情况及时做出处理，避免了因为凝露产生造成事故；在环网柜底部的温湿度传感器下增加环氧树脂材料制成的垫块，以防止凝露浸湿安装在底部的温湿度传感器，增加了温湿度传感器的寿命。
附图说明
图1为环网柜凝露监测预警装置安装示意图；
图2为环网柜底部温湿度传感器布置示意图；
图3为凝露预警器的功能界面示意图；
图4为环网柜凝露监测预警装置的预警信息传输示意图；
图5为环网柜凝露监测预警装置的预警流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明：
实施例：
如图1、图2、图4所示，一种环网柜凝露监测预警装置，包括环网柜1，其关键在于：在所述环网柜1的内壁上安装有柜壁温度监测单元，所述柜壁温度监测单元由8个表面温度传感器2组成，其均匀分布在所述环网柜1的柜内顶部和侧壁上；在环网柜1的底部安装有柜内温湿度监测单元，所述柜内温湿度监测单元由4个温湿度传感器3组成，该4个温湿度传感器3均匀分布在环网柜底部的电缆进线处。每个所述温湿度传感器3通过垫块固定安装在环网柜底部，该垫块采用环氧树脂材料制成。该垫块使温湿度传感器3与柜体底部至少保持10cm的距离；所述柜壁温度监测单元和柜内温湿度监测单元将监测数据通过无线网络上传到凝露预警终端，所述凝露预警终端包括温湿度显示模块和凝露预警模块；所述柜壁温度监测单元用于监测环网柜1柜体内壁的表面温度，所述柜内温湿度监测单元用于监测环网柜1柜体内底部的温度和湿度。
本实施例中的无线网络为4G网络，也可根据实际情况选择蓝牙、WLAN等无线传输方式。
凝露预警终端的实施例1：如图3所述，所述凝露预警终端为可安装的凝露预警器，该凝露预警器安装在所述环网柜1柜体顶端或者工作人员的办公区域。该凝露预警器上有温湿度显示模块，分别实时显示柜内相对湿度值、柜壁温度值、柜内温度值和露点温度值，并设有凝露预警和凝露报警两个警示模块。本实施例中，凝露预警信号为黄色频闪LED灯，闪烁频率为每10秒闪烁一次，凝露报警为红色频闪LED灯，闪烁频率为每3秒闪烁一次。
凝露预警终端的实施例2：所述凝露预警终端以APP形式安装在工作人员手机或电脑上。其基本界面应能现实柜内温湿度、柜壁温度、露点温度以及凝露预警和凝露报警信号。
一种环网柜凝露监测预警装置的预警方法，其关键在于：如图5所示，预警步骤如下：
步骤一、所述环网柜1内壁上的8个表面温度传感器2同时同频率采集柜体内壁温度值，所述环网柜1底部的4个温湿度传感器3同时同频率采集柜体内底部的温度和湿度值；
其中所述8个表面温度传感器2和4个温湿度传感器3的采样时刻和频率同步；且采样频率均为每5分钟一次。
步骤二、从同一时刻采集到的8个柜体内壁温度值中选取最低值作为柜壁温度值，从同一时刻采集到的4个柜体内底部的温度值取平均值作为柜内温度值，从同一时刻采集到的4个柜体内底部的湿度值中选取最大值作为柜内相对湿度值，将选取的柜壁温度值、柜内温度值和柜内相对湿度值上传至凝露预警终端；
步骤三、步骤三、所述凝露预警终端根据柜内温度值和柜内相对湿度值，通过凝露预警算法，计算露点温度值T0；
该凝露预警算法为：T0＝0.9353×T+0.2782×RH-24.4667
其中，T为柜内温度值，RH为柜内相对湿度值；
步骤四、所述凝露预警终端计算露点温度值T0与柜壁温度值的差值t；
步骤五、判断差值t是否大于3℃，是则进入步骤七；否则进入步骤六；
步骤六、所述凝露预警终端进行凝露预警；
步骤七、判断连续两个采样时刻下的柜壁温度值是否下降，是则进入凝露预警，否则返回步骤三。
本方案中，凝露预警算法是根据露点温度与环境温湿度经验数据，采用多元线性回归方法拟合得到：
表1露点温度与环境温湿度的关系
Figure BDA0002617628290000051
Figure BDA0002617628290000061
Figure BDA0002617628290000071
Figure BDA0002617628290000081
Figure BDA0002617628290000091
Figure BDA0002617628290000101
Figure BDA0002617628290000111
Figure BDA0002617628290000121
表中，T0为露点温度(℃)，T为环境温度(℃)，RH为环境相对湿度(℃)。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环网柜凝露监测预警装置，包括环网柜(1)，其特征在于：在所述环网柜(1)的内壁上安装有柜壁温度监测单元，在环网柜(1)的底部安装有柜内温湿度监测单元，所述柜壁温度监测单元和柜内温湿度监测单元将监测数据通过无线网络上传到凝露预警终端，所述凝露预警终端包括温湿度显示模块和凝露预警模块；
所述柜壁温度监测单元用于监测环网柜(1)柜体内壁的表面温度，所述柜内温湿度监测单元用于监测环网柜(1)柜体内底部的温度和湿度。
2.根据权利要求1所述的一种环网柜凝露监测预警装置，其特征在于：所述柜壁温度监测单元由M个表面温度传感器(2)组成，其均匀分布在所述环网柜(1)的柜内顶部和侧壁上。
3.根据权利要求1所述的一种环网柜凝露监测预警装置，其特征在于：所述柜内温湿度监测单元由N个温湿度传感器(3)组成，该N个温湿度传感器(3)均匀分布在环网柜底部的电缆进线处。
4.根据权利要求3所述的一种环网柜凝露监测预警装置，其特征在于：所述温湿度传感器(3)通过垫块固定安装在环网柜底部，该垫块采用环氧树脂材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种环网柜凝露监测预警装置，其特征在于：所述凝露预警终端或为可安装的凝露预警器，该凝露预警器安装在所述环网柜(1)柜体顶端或者工作人员的办公区域。
6.根据权利要求1所述的一种环网柜凝露监测预警装置，其特征在于：所述凝露预警终端或以APP形式安装在工作人员手机上。
7.一种环网柜凝露监测预警装置的预警方法，其特征在于：预警步骤如下：
步骤一、所述环网柜(1)内壁上的M个表面温度传感器(2)同时同频率采集柜体内壁温度值，所述环网柜(1)底部的N个温湿度传感器(3)同时同频率采集柜体内底部的温度和湿度值；
步骤二、从同一时刻采集到的M个柜体内壁温度值中选取最低值作为柜壁温度值，从同一时刻采集到的N个柜体内底部的温度值取平均值作为柜内温度值，从同一时刻采集到的N个柜体内底部的湿度值中选取最大值作为柜内相对湿度值，将选取的柜壁温度值、柜内温度值和柜内相对湿度值上传至凝露预警终端；
步骤三、所述凝露预警终端根据柜内温度值和柜内相对湿度值，通过凝露预警算法，计算露点温度值T0；
该凝露预警算法为：T0＝0.9353×T+0.2782×RH-24.4667
其中，T为柜内温度值，RH为柜内相对湿度值；
步骤四、所述凝露预警终端计算露点温度值T0与柜壁温度值的差值t；
步骤五、判断差值t是否大于3℃，是则进入步骤七；否则进入步骤六；
步骤六、所述凝露预警终端进行凝露预警；
步骤七、判断连续两个采样时刻下的柜壁温度值是否下降，是则进入凝露预警，否则返回步骤三。
8.根据权利要求7所述的一种环网柜凝露监测预警装置的预警方法，其特征在于：步骤一中，所述M个表面温度传感器(2)和N个温湿度传感器(3)的采样时刻和频率同步。
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