CN112769236B - 一种基于电力设备专用监控装置的监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电力设备专用监控装置以及基于电力设备专用监控装置的监控方法，电力设备专用监控装置至少包括壳体以及位于壳体内的保护模块、定位模块、微型处理器、存储模块、通讯模块和监控模块。壳体包括上壳体、下壳体和底板，下壳体内部通过螺钉固定安装有电路板，所述保护模块、定位模块、微型处理器、存储模块、通讯模块和监控模块均安装于电路板上。上述监控装置具有集成度高、可靠性强、结构简单、安装制作便利，成本低廉的优点，上述监控方法能够实时监测电力设备位置及运行状态，监控数据全面，能够即时传输至后台服务器中。

Description

一种基于电力设备专用监控装置的监控方法
技术领域
本发明涉及电力设备监控技术领域，具体涉及一种基于电力设备专用监控装置的监控方法。
背景技术
随着我国经济的高速发展，人民的生活水平和质量普遍提高，对各种能源的需求也大大增加，其中社会用电量的增加与GDP的增长呈高度相关，同时我国人口基数大，人口增长速度快，也进一步加大了电力设备的工作压力。另外因为季节更替带来的极端天气，导致了电力设备的工作量大大增加，因此便需要电力设备具备在恶劣环境下仍然能正常运转的能力。
由于社会的发展对于电力系统的运行提出了很高的要求，因此需要对电力设备进行维护和检修，降低电力设备故障的发生频率和延长电力设备的使用寿命。在我国电力系统中电力设备大多采用的是计划检修，该体制存在着严重缺陷，如临时性维修频繁、维修不足或维修过剩、盲目维修等，使得我国每年在设备维修方面耗资巨大。所以，在现阶段电力行业，我国急需改进设备状态检修技术，节省检修费用、降低检修成本，同时保证系统有较高的可靠性，达到节约人力，财力和提高设备使用率的目的。
目前本领域中存在有一些能够用于电力设备的远程监控系统，上述系统中集成有中央处理器、定位仪、陀螺仪、加速度传感器、温度传感器、太阳能板，还具有接收基站信号的功能，如CN201820135531-一种天线工参远程测量装置等。上述装置普遍存在的问题为设备的体积较大、占用了较多的安装空间，设备重量较大，内部的各个模块设置分布不合理，制作成本较高、工作不稳定等缺点。
发明内容
本发明提供了一种电力设备专用监控装置以及基于电力设备专用监控装置的监控方法，所述监控装置具有集成度高、可靠性强、结构简单、安装制作便利，成本低廉的优点；所述监控方法能够实时监测电力设备位置及运行状态，监控数据全面，能够即时传输至后台服务器中。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种基于电力设备专用监控装置的监控方法，所述电力设备专用监控装置至少包括壳体以及位于壳体内的保护模块、定位模块、微型处理器、存储模块、通讯模块和监控模块，其特征在于：所述壳体包括上壳体、下壳体和底板，其中上壳体的顶部设置有安装槽，安装槽内设置有太阳能板，上壳体的内部通过螺钉固定安装有电池板，所述电池板上从左至右设置有太阳能电路模块、铝电池和电池连接孔，并为装置提供用电；所述太阳能板的上设置有连接头，所述连接头穿过上壳体的顶板并与太阳能电路模块相连接；所述下壳体包括中板和中框，两者连接为一体，电池板和下壳体之间通过活动连接件相连接；所述中板上设置有位于电池连接孔下方的电池转接头，下壳体的内部通过螺钉固定安装有电路板，所述保护模块、定位模块、微型处理器、存储模块、通讯模块和监控模块均安装于电路板上，所述保护模块由限位开关和温湿度传感器组成，并横向相邻安装，所述限位开关用于控制电路；所述监控模块由振动传感器、加速度传感器和陀螺仪组成，并依次横向排布在电路板上；电路板与电池转接头连接；所述底板安装于下壳体的底部并与电路板固定连接；
所述监控方法包括以下步骤：(1)、将上述电力设备专用监控装置安装固定至电力设备上，并对上述监控装置进行调试，确保其启动正常；
(2)、定位模块每隔一定时间采集位置数据并传输至微型处理器；
(3)、保护模块中的温湿度传感器每隔一定时间采集温湿度数据并传输至微型处理器；
(4)、监控模块中的振动传感器、加速度传感器和陀螺仪每隔一定时间分别采集电力设备的振动幅度、加速度和角速度的数据信息，并将数据信息传输至微型处理器；
(5)、微型处理器中嵌入设置有电力设备姿态算法，微型处理器按照姿态算法对振动幅度、加速度和角速度的数据进行计算，得到相应的电力设备姿态数据；
微型处理器中嵌入设置有温湿度阈值，微型处理器将所收到的温湿度数据与温湿度阈值进行比对，当温湿度数据超出温湿度阈值时，微型处理器向保护模块中的限位开关发出信号，整个电路切断以防止受到损害；当温湿度数据未超出温湿度阈值时，微型处理器将相同时间段所采集到的电力设备姿态数据以及位置数据、温湿度数据、时间数据进行归化打包处理，并将数据包传输至存储模块中进行存储；
(6)、通讯模块将存储模块中的数据包通过有线传输或无线传输的方式传输至后台服务器中。
所述电池板的底部的两端分别设置有卡扣和L型连接件；所述下壳体的中板的顶面上分别设置有卡槽和连接孔，所述L型连接件位于连接孔内，连接孔内设置有滑动开关，电池板和下壳体之间通过卡扣和L型连接件连接。
所述滑动开关包括滑道、滑动拨片以及滑动块，其中滑道通过螺钉固定安装于连接孔内，滑道的两端以及顶面设置有开口，L型连接件的底部位于滑道内，且所述滑动拨片的两端分别位于滑道两端的开口中，滑动拨片的中部设置有挡片，挡片的下方设置有拨动片，滑动块安装于下壳体上中框的开口处，滑动块的尾端套在拨动片上，通过滑动块的滑动从而带动滑动拨片进而带动挡片进行滑动，从而将L型连接件固定至连接孔内。
所述定位模块由GPS模块和北斗定位模块组成，并横向相邻安装。
所述底板和电路板的边缘均设置有位置相对应的且从下壳体中伸出的耳板，所述耳板上设置有螺纹孔，底板通过螺钉和耳板固定在电路板以及下壳体的底部。
所述微型处理器搭载有电力设备姿态算法，用于解析监控模块采集到的数据信息，具体可采用本领域的常规算法，如中国专利CN 110763860 A中所公开的一种实时监控工程机械运行状态的方法，或CN 111079750 A一种基于局部区域聚类的电力设备故障区域提取方法、CN 109813308 A姿态估计方法、装置及计算机可读存储介质等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过太阳能板和太阳能电路模块将光能转化为电能存储至铝电池，从而为装置整体提供用电，这一用电机制省去了另接电源接口，不受电源位置制约，可灵活安装，并节约了电力成本；2、本发明通过电路板上的各个模块协同作业，可以实时监测电力设备位置及其运行状态，避免了现有检修机制中的无效检修，并节约了人力成本，提高了设备的使用率，从而提高电力系统运转的稳定性；3、本发明通过设置分体式结构的上壳体和下壳体，并且各个模块合理的分布在上下壳体的内部，两者之间通过卡扣卡槽以及滑动开关活动连接。整个装置的内部没有大量的线路，上壳体和下壳体之间均通过连接头进行电力传输，上下壳体的接口处密封紧密，因此安装使用方便，方便装置的组装及后期的查错与维修，同时在装置的制作与安装上也具有省时省力的效果；4、本发明通过电路板上各个模块之间的协同作业，能够实时监控到电力设备是否正常运转，当电力设备处于非正常作业状态时，可以根据采集到的位置信息精准定位到故障装置，然后及时派遣人工进行检修维护，此种作业机制可以准确筛选出故障电力设备，从而避免了盲目维修，维修资源分配不合理的情况，使故障电力设备得到了及时的维修，提高了电力设备的工作效率，节省了成本，同时也提高了电力系统的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为本发明提供的电力设备专用监控装置的内部示意图；
图2为本发明提供的电力设备专用监控装置的整体结构图；
图3为本发明提供的上壳体的仰视图；
图4为本发明提供的下壳体的仰视图；
图5为本发明提供的电池板的结构示意图；
图6为本发明提供的滑动开关的结构示意图；
图7为本发明提供的电力设备专用监控装置的结构原理框图；
图中：1-太阳能板；2-上壳体；3-太阳能电路模块；4-铝电池；5-电池板；6-电池连接孔；7-电池转接头；8-GPS模块；9-微型处理器；10-存储模块；11-振动传感器；12-加速度传感器；13-陀螺仪；14-底板；15-通讯模块；16-北斗定位模块；17-电路板；18-温湿度传感器；19-限位开关；20-下壳体；21-滑动开关；22-L型连接件，23-卡扣，24-连接孔，25-耳板，26-滑道，27-滑动拨片，28-滑动块，29-卡槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
本实施例中所提供一种电力设备专用监控装置，其整体结构如图1和图2所示，至少包括壳体以及位于壳体内的保护模块、定位模块、微型处理器9、存储模块10、通讯模块15和监控模块，所述壳体包括上壳体2、下壳体20和底板14，其中上壳体的顶部设置有安装槽，安装槽内设置有太阳能板1，上壳体的结构如图3所示，上壳体的内部通过螺钉固定安装有电池板，所述电池板5上从左至右设置有太阳能电路模块3、铝电池4和电池连接孔6，并为装置提供用电；所述太阳能板的上设置有连接头，所述连接头穿过上壳体的顶板并与太阳能电路模块相连接。
所述电池板的底部的两端分别设置有卡扣23和L型连接件22，如图5所示；所述下壳体包括中板和中框，两者连接为一体，所述中板的顶面上分别设置有卡槽29和连接孔24，所述L型连接件位于连接孔内，连接孔内设置有滑动开关21，电池板和下壳体之间通过卡扣和L型连接件连接；所述滑动开关的结构如图6所示，包括滑道26、滑动拨片27以及滑动块28，其中滑道通过螺钉固定安装于连接孔24内，滑道的两端以及顶面设置有开口，L型连接件的底部位于滑道内，且所述滑动拨片的两端分别位于滑道两端的开口中，滑动拨片的中部设置有挡片，挡片的下方设置有拨动片，滑动块安装于下壳体上中框的开口处，滑动块的尾端套在拨动片上，通过滑动块的滑动从而带动滑动拨片进而带动挡片进行滑动，从而将L型连接件固定至连接孔内。
所述中板上设置有位于电池连接孔下方的电池转接头7，下壳体的结构如图4所示，下壳体的内部通过螺钉固定安装有电路板，所述保护模块、定位模块、微型处理器、存储模块、通讯模块和监控模块均安装于电路板上，所述保护模块由限位开关19和温湿度传感器18组成，并横向相邻安装，所述限位开关用于控制电路，所述温湿度传感器用于采集装置实时温湿度状态数据。所述定位模块由GPS模块8和北斗定位模块16组成，并横向相邻安装，用于获取装置实时定位信息。所述监控模块由振动传感器11、加速度传感器12和陀螺仪13组成，并依次横向排布在电路板上，用于采集装置实时状态数据。所述微型处理器搭载有电力设备姿态算法，用于解析监控模块采集到的数据信息，所述电路板17与电池转接头连接，所述底板和电路板的边缘均设置有位置相对应的且从下壳体中伸出的耳板25，所述耳板上设置有螺纹孔，底板通过螺钉和耳板固定在电路板以及下壳体的底部。
本实施例中提供的电力设备专用监控装置的工作原理及模块结构图如图7所示，具体工作流程如下：(1)、将上述电力设备专用监控装置安装固定至电力设备上，并对上述监控装置进行调试，确保其启动正常；在装置开始工作时，太阳能板收集光照后通过太阳能电路模块将光能转化为电能存储至铝电池，铝电池通过电池转接头为电路板的各个模块提供用电。
(2)、定位模块每隔一定时间通过GPS模块和北斗定位模块获取装置定位信息并传输至微型处理器；在本实施例中，定位模块、保护模块和监控模块所设置的时间采集间隔均一致，首次采集数据的时间为设备的开启时间。
(3)、保护模块中的温湿度传感器每隔一定时间采集温湿度数据并传输至微型处理器；
(4)、监控模块中的振动传感器、加速度传感器和陀螺仪每隔一定时间分别采集电力设备的振动幅度、加速度和角速度的数据信息，并将数据信息传输至微型处理器；
(5)、微型处理器中嵌入设置有电力设备姿态算法，微型处理器按照姿态算法对振动幅度、加速度和角速度的数据进行计算，得到相应的电力设备姿态数据；所述姿态算法具体可采用本领域的常规算法，如中国专利CN 110763860 A中所公开的一种实时监控工程机械运行状态的方法，或CN 111079750 A一种基于局部区域聚类的电力设备故障区域提取方法、CN 109813308 A姿态估计方法、装置及计算机可读存储介质等。
微型处理器中嵌入设置有温湿度阈值，微型处理器将所收到的温湿度数据与温湿度阈值进行比对，当温湿度数据超出温湿度阈值时，微型处理器向保护模块中的限位开关发出信号，整个电路切断以防止受到损害；当温湿度数据未超出温湿度阈值时，微型处理器将相同时间段所采集到的电力设备姿态数据以及位置数据、温湿度数据、时间数据进行归化打包处理，并将数据包传输至存储模块中进行存储；
(6)、通讯模块将存储模块中的数据包通过有线传输或无线传输的方式传输至后台服务器中。

Claims (5)

1.一种基于电力设备专用监控装置的监控方法，所述电力设备专用监控装置至少包括壳体以及位于壳体内的保护模块、定位模块、微型处理器、存储模块、通讯模块和监控模块，其特征在于：所述壳体包括上壳体、下壳体和底板，其中上壳体的顶部设置有安装槽，安装槽内设置有太阳能板，上壳体的内部通过螺钉固定安装有电池板，所述电池板上从左至右设置有太阳能电路模块、铝电池和电池连接孔，并为装置提供用电；所述太阳能板的上设置有连接头，所述连接头穿过上壳体的顶板并与太阳能电路模块相连接；所述下壳体包括中板和中框，两者连接为一体，电池板和下壳体之间通过活动连接件相连接；所述中板上设置有位于电池连接孔下方的电池转接头，下壳体的内部通过螺钉固定安装有电路板，所述保护模块、定位模块、微型处理器、存储模块、通讯模块和监控模块均安装于电路板上，所述保护模块由限位开关和温湿度传感器组成，并横向相邻安装，所述限位开关用于控制电路；所述监控模块由振动传感器、加速度传感器和陀螺仪组成，并依次横向排布在电路板上；电路板与电池转接头连接；所述底板安装于下壳体的底部并与电路板固定连接；
所述监控方法包括以下步骤：（1）、将上述电力设备专用监控装置安装固定至电力设备上，并对上述监控装置进行调试，确保其启动正常；
（2）、定位模块每隔一定时间采集位置数据并传输至微型处理器；
（3）、保护模块中的温湿度传感器每隔一定时间采集温湿度数据并传输至微型处理器；
（4）、监控模块中的振动传感器、加速度传感器和陀螺仪每隔一定时间分别采集电力设备的振动幅度、加速度和角速度的数据信息，并将数据信息传输至微型处理器；
（5）、微型处理器中嵌入设置有电力设备姿态算法，微型处理器按照姿态算法对振动幅度、加速度和角速度的数据进行计算，得到相应的电力设备姿态数据；
微型处理器中嵌入设置有温湿度阈值，微型处理器将所收到的温湿度数据与温湿度阈值进行比对，当温湿度数据超出温湿度阈值时，微型处理器向保护模块中的限位开关发出信号，整个电路切断以防止受到损害；当温湿度数据未超出温湿度阈值时，微型处理器将相同时间段所采集到的电力设备姿态数据以及位置数据、温湿度数据、时间数据进行归化打包处理，并将数据包传输至存储模块中进行存储；
（6）、通讯模块将存储模块中的数据包通过有线传输或无线传输的方式传输至后台服务器中。
2.根据权利要求1所述的基于电力设备专用监控装置的监控方法，其特征在于：所述电池板的底部的两端分别设置有卡扣和L型连接件；所述下壳体的中板的顶面上分别设置有卡槽和连接孔，所述L型连接件位于连接孔内，连接孔内设置有滑动开关，电池板和下壳体之间通过卡扣和L型连接件连接。
3.根据权利要求2所述的基于电力设备专用监控装置的监控方法，其特征在于：所述滑动开关包括滑道、滑动拨片以及滑动块，其中滑道通过螺钉固定安装于连接孔内，滑道的两端以及顶面设置有开口，L型连接件的底部位于滑道内，且所述滑动拨片的两端分别位于滑道两端的开口中，滑动拨片的中部设置有挡片，挡片的下方设置有拨动片，滑动块安装于下壳体上中框的开口处，滑动块的尾端套在拨动片上，通过滑动块的滑动从而带动滑动拨片进而带动挡片进行滑动，从而将L型连接件固定至连接孔内。
4.根据权利要求1所述的基于电力设备专用监控装置的监控方法，其特征在于：所述定位模块由GPS模块和北斗定位模块组成，并横向相邻安装。
5.根据权利要求1所述的基于电力设备专用监控装置的监控方法，其特征在于：所述底板和电路板的边缘均设置有位置相对应的且从下壳体中伸出的耳板，所述耳板上设置有螺纹孔，底板通过螺钉和耳板固定在电路板以及下壳体的底部。
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