CN112002597B - 一种智能隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能隔离开关，包括：隔离开关本体、用于采集隔离开关本体的影像的影像传感器、用于采集隔离开关本体分闸与合闸状态的位置传感器、用于对机构箱内部的环境参数进行采集的环境控制模块、与影像传感器、位置传感器和环境控制模块连接的智能监控终端，以及用于显示摄像头采集的影像结果和对外交互的的显示器；位置传感器，包括设置于隔离开关本体的传动系统上的微动开关；智能监控终端和显示器搭载于计算设备终端。本发明公开的一种智能隔离开关，能有效解决现有技术无法判断隔离开关刀臂上出现故障的情况，且无法保证监控识别的可靠性的问题。

Description

一种智能隔离开关

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种智能隔离开关。

背景技术

随着电力系统的快速发展，为提升变电设备运行的智能化水平，实现变电站内隔离开关现场操作无人化，达到隔离开关远方自动程序控制操作的目的。现有技术中的实现隔离开关自动控制的产品主要采用在传动部件上安装姿态传感器的方式，通过传感器的空间角度输出来判断隔离开关的开合状态。

本发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术中存在以下技术问题：

现有技术只能通过传动部件间接判断触头触指的位置，无法判断隔离开关刀臂上出现故障的情况，无法实现远程的可视化，且无法保证监控识别的可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种智能隔离开关，能有效解决现有技术无法判断隔离开关刀臂上出现故障的情况，且无法保证监控识别的可靠性的问题。

本发明实施例一提供一种智能隔离开关，包括：

隔离开关本体、用于采集所述隔离开关本体的影像的影像传感器、用于采集所述隔离开关本体分闸与合闸状态的位置传感器、用于对机构箱内部的环境参数进行采集的环境控制模块、与所述影像传感器、位置传感器和环境控制模块连接的智能监控终端，以及用于显示摄像头采集的影像结果和对外交互的显示器；

所述位置传感器，包括设置于所述隔离开关本体的传动系统上的微动开关；

所述智能监控终端和显示器搭载于计算设备终端，所述计算设备终端存储有由所述处理器执行的用于接收所述影像传感器发送的影像、所述影响传感器和位置传感器发送的分闸与合闸状态以及所述环境控制模块发送的环境参数的计算机程序。

作为上述方案的改进，所述影像传感器包括：摄像头和图像识别模块；

其中，所述图像识别模块用于当开关动作时或接受到开关控制指令时，对开关位置进行判断。

作为上述方案的改进，所述隔离开关本体包括A相、B相和C相；

所述摄像头分别设置于A相和C相两边相上。

作为上述方案的改进，所述位置传感器，包括三组微动开关；

所述隔离开关本体的A相、B相和C相分别设有一传动系统；

所述隔离开关本体A相、B相和C相的传动系统上分别设有一组微动开关。

作为上述方案的改进，所述环境控制模块包括：环境智能监控终端、湿度传感器、温度传感器、加热器和风扇。

所述湿度传感器、温度传感器、加热器和风扇分别与所述环境智能监控终端相连；所述环境智能监控终端与所述智能监控终端相连。

作为上述方案的改进，所述智能监控终端可读取所述机构箱中的温度和湿度，并通过所述环境智能监控终端改变所述机构箱中的温度和湿度。

作为上述方案的改进，所述智能监控终端设置于所述机构箱内，通过RS485总线与所述影像传感器、位置传感器和环境控制模块连接。

作为上述方案的改进，所述智能监控终端的输出接口包括物联网接口和二次接口，所述物联网接口包括有线网线接口和无线5G接口；所述二次接口输出信号为干节点信号。

本发明实施例提供的一种智能隔离开关，与现有技术相比，具有如下有益效果：

通过影像传感器和位置传感器独立准确判断并对智能监控终端外输出自身状态，使得智能监控终端实现开关的远程控制和状态监控，满足电网的智能化需求，引领及指导智能技术在生产领域的应用；将开关状态的判断功能固化到开关本体上，与通过外加系统对开关状态判断的方式相比，避免了判断结果不准确时，责任不便区分的问题；将图像识别和位置判断传感的结果结合，实现开关位置状态的双确认，保证远程对隔离开关操作的可靠性和可视化，具有极高的普遍性，可普遍应用于不同电压等级和结构的隔离开关。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种智能隔离开关的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种三柱水平旋转式隔离开关的布局示意图。

图3是本发明一具体实施例提供的分闸判断逻辑流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。

参见图1，是本发明实施例提供的一种智能隔离开关的结构示意图，包括：

隔离开关本体1、用于采集隔离开关本体1的影像的影像传感器2、用于采集隔离开关本体1分闸与合闸状态的位置传感器3、用于对机构箱内部的环境参数进行采集的环境控制模块4、与影像传感器2、位置传感器3和环境控制模块4连接的智能监控终端5，以及用于显示摄像头采集的影像结果和对外交互的显示器6；

位置传感器，包括设置于隔离开关本体1的传动系统上的微动开关；

智能监控终端5和显示器6搭载于计算设备终端，计算设备终端存储有由处理器执行的用于接收影像传感器2发送的影像、位置传感器发送3的分闸与合闸状态以及环境控制模块4发送的环境参数的计算机程序。

进一步地，影像传感器2包括：摄像头和图像识别模块；

其中，图像识别模块用于当开关动作时或接受到开关控制指令时，对开关位置进行判断。

具体地，摄像头配置红外补光可在夜间和光线不足的条件下正常工作，摄像头防护等级满足户外运行要求。图像识别模块与摄像头集成，接收视频信号并抓取图像对隔离开关状态进行识别。图像识别模块具备动态监测功能，当开关动作时或接受到开关控制指令时，图像识别模块才对开关位置进行判断，保证识别效率和低功耗。图像识别模块内置算法判断开关状态：分闸到位、合闸到位、分合闸异常。

进一步地，隔离开关本体1包括A相、B相和C相；

摄像头分别设置于A相和C相两边相上。

具体地，影像传感器2共两个分别安装在隔离开关的A相和C相的基座上，安装在A相的影像传感器2监测B相和C相的状态，安装在C相的影像传感器2监测B相和A相的状态，影像传感器2的安装高度低于开关瓷瓶底座不影响开关的绝缘距离。

进一步地，位置传感器3，包括三组微动开关；

隔离开关本体1的A相、B相和C相分别设有一传动系统；

隔离开关本体1A相、B相和C相的传动系统上分别设有一组微动开关。

具体地，位置判断传感器为微动开关，共六个(三组)分别安装在A、B、C三相传动系统的拐臂上，每相两个，其中一个判断合闸情况，一个判断分闸情况。位置判断传感器由开关拐臂对微动开关的压缩情况判断分、合闸的到位情况。

具体地，影像传感器2和位置判断传感器连接到智能控制终端，分别两路开关位置判断信号传输到智能控制终端进行处理。

进一步地，环境控制模块4包括：环境智能监控终端、湿度传感器、温度传感器、加热器和风扇。

湿度传感器、温度传感器、加热器和风扇分别与环境智能监控终端相连；环境智能监控终端与智能监控终端5相连。

进一步地，智能监控终端5可读取机构箱中的温度和湿度，并通过环境智能监控终端改变机构箱中的温度和湿度。

进一步地，智能监控终端5设置于机构箱内，通过RS485总线与影像传感器2、位置传感器和环境控制模块3连接。

进一步地，智能监控终端5的输出接口包括物联网接口和二次接口，物联网接口包括有线网线接口和无线5G接口；二次接口输出信号为干节点信号。

具体地，二次接口输出为干节点信号可直接接入变电站二次系统。

具体地，显示器6可实现就地历史数据和视频读取，可实现对机构箱环境控制系统的手动控制。

在一具体的实施方式中，本发明提供了一种三柱水平旋转式隔离开关的传感器布局示意图，如图2所示：微动开关位置传感器共六个，分别安装在每相两边的传动拐臂上，其中一组(三个)在开关合闸到位时处于触点压缩闭合状态，另外一组在开关分闸到位时处于触点压缩闭合状态。影像传感器2摄像头共两个，分别安装在A相和C相对角位置上，安装在A相的摄像头拍摄B相和C相两个刀臂和四个断口情况，安装在C相的摄像头拍摄A相和B相的状态。合闸到位的情况，影像传感器2判断依据为：刀臂角度到位(0度)，断口处触头、触指翻转到位；分闸到位的情况，影像传感器2判断依据为：刀臂角度到位(90度)。

影像传感器2包括摄像头和图像识别模块，摄像头用于图像采集，满足户外运行的各种环境条件，图像识别模块对视频进行图像提取并判断，输出隔离开关的位置状态，图像识别模块可以与摄像头一体化设计，也可以将图像识别模块设置在智能监控终端中。位置判断传感器根据传动部件的运动情况判断隔离开关是否分合到位，可采用微动开关(也可以采用姿态传感器，可减少传感器到3个)等技术成熟的传感器。温度传感器和湿度传感器可独立运行，将温、湿度数据上传到智能监控终端5，同时也能接受智能监控终端5的控制。智能监控终端5实现隔离开关位置的双确认，根据两路传感器的位置确认信号输出最终位置判断的干节点信号；同时对机构箱内温湿度进行监控，判断环境状态，可自动或手动控制加热器和风扇等。智能隔离开关的接口分为传统的二次接口和物联网接口，物联网接口分为有线的网线接口和无线的5G接口，视频等信息可通过物联网接口对外传输。

在一具体的实施方式中，隔离开关分合闸到位判断逻辑，以分闸情况进行说明，参见图3，当远程分闸指令发出后，智能监控终端启动分闸超时定时器，同时向影像传感器2、位置判断传感器发出分闸的指令，之后开始读取辅助开关位置信号、微动开关(位置判断传感器)位置信号和影像传感器2的位置信号，在定时器计时范围内，读取到三个信号均位分闸到位信号，对外输出分闸成功干节点信号，若在定时器计时范围内三个信号没有全部为分闸到位，则发出分闸异常告警，并对外输出分闸异常干接点信号。

本发明实施例提供的一种智能隔离开关，与现有技术相比，具有如下有益效果：

通过影像传感器和位置传感器独立准确判断并对智能监控终端外输出自身状态，使得智能监控终端实现开关的远程控制和状态监控，满足电网的智能化需求，引领及指导智能技术在生产领域的应用；将开关状态的判断功能固化到开关本体上，与通过外加系统对开关状态判断的方式相比，避免了判断结果不准确时，责任不便区分的问题；将图像识别和位置判断传感的结果结合，实现开关位置状态的双确认，保证远程对隔离开关操作的可靠性和可视化，具有极高的普遍性，可普遍应用于不同电压等级和结构的隔离开关。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能隔离开关，其特征在于，包括：隔离开关本体、用于采集所述隔离开关本体的影像的影像传感器、用于采集所述隔离开关本体分闸与合闸状态的位置传感器、用于对机构箱内部的环境参数进行采集的环境控制模块、与所述影像传感器、位置传感器和环境控制模块连接的智能监控终端，以及用于显示摄像头采集的影像结果和对外交互的显示器；

所述隔离开关本体包括A相、B相和C相；

所述影像传感器包括摄像头，所述摄像头分别设置于所述隔离开关本体的A相和C相两边相上；

所述位置传感器，包括设置于所述隔离开关本体的传动系统上的微动开关，所述微动开关包括三组，所述隔离开关本体的A相、B相和C相分别设有一传动系统，所述隔离开关本体A相、B相和C相的传动系统上分别设有一组微动开关；每相设有两个微动开关，其中一个判断合闸情况，一个判断分闸情况，由开关拐臂对微动开关的压缩情况判断分、合闸的到位情况；

所述智能监控终端和显示器搭载于计算设备终端，所述计算设备终端存储有由处理器执行的用于接收所述影像传感器发送的影像和位置传感器发送的分闸与合闸状态以及所述环境控制模块发送的环境参数的计算机程序。

2.如权利要求1所述的一种智能隔离开关，其特征在于，所述影像传感器还包括：图像识别模块；

其中，所述图像识别模块用于当开关动作时或接受到开关控制指令时，对开关分闸与合闸是否到位进行判断。

3.如权利要求1所述的一种智能隔离开关，其特征在于，所述环境控制模块包括：环境智能监控终端、湿度传感器、温度传感器、加热器和风扇；

所述湿度传感器、温度传感器、加热器和风扇分别与所述环境智能监控终端相连；所述环境智能监控终端与所述智能监控终端相连。

4.如权利要求3所述的一种智能隔离开关，其特征在于，所述智能监控终端可读取所述机构箱中的温度和湿度，并通过所述环境智能监控终端改变所述机构箱中的温度和湿度。

5.如权利要求1所述的一种智能隔离开关，其特征在于，所述智能监控终端设置于所述机构箱内，通过RS485总线与所述影像传感器、位置传感器和环境控制模块连接。

6.如权利要求1所述的一种智能隔离开关，其特征在于，所述智能监控终端的输出接口包括物联网接口和二次接口，所述物联网接口包括有线网线接口和无线5G接口；所述二次接口输出信号为干节点信号。