CN113049043A - 一种基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法及装置，涉及电力设备技术领域，解决了电表箱安全监测的技术问题。该装置包括主控模块、与主控模块均连接的电气检测模块及温度传感模块；主控模块包括相互连接的采集单元与通信单元；电气检测模块包括剩余电流检测单元与电火弧检测单元；采集单元与剩余电流检测单元、电火弧检测单元均相连。本发明还提供了一种基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法。本发明不需另外架设通信网络，成本低，有效预防发生用电安全事故，保障用户的生命和财产安全。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法及装置。
背景技术
由于沿海地区盐雾大，电表箱里面的线路容易老化起火，容易发生火灾事故，因此电表箱需要具备监测表箱内是否存在火灾隐患的装置。火灾发生有如下起火源：迎峰度夏，使用大功率电器，电流过大引起线路温度升高；线路老化造成线路接触不良，容易引起火花。
目前电表箱监测产品主要以下两种：第一种是内置温度传感器，通过监测表箱内传感器的温度值来判断电表箱是否存在安全隐患。第二种是通过内置电气火灾监控装置，通过监测电表线路是否存在漏电来判断表箱是否存在火灾隐患。
第一种技术手段是通过内置温度传感器，由于电表箱温度受环境温度影响较大，夏天温度会偏高，而冬天温度偏低，只监测温度容易造成误判。第二种技术手段是通过内置电气火灾监控装置，整套装置成本高，预警信息需要通过有线或无线通信方式上报至主站，与低压集抄本地网络不能共用，不能有效监测线路接触不良引起打火隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法及装置，以解决现有技术存在的容易造成温度误判，成本高且与低压集抄本地网络不能共用，不能有效监测线路接触不良引起打火隐患技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：本发明提供的一种基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法，包括如下步骤：
S1、初始化本地参数；
S2、接入本地通信网络；
S3、定时轮询传感单元，分别获取待监测电表箱内电表的电压与电流值、线路温度，以及待监测电表箱的电弧感知状态；
S4、对获取的所述电压与电流值、线路温度、电弧感知状态分别进行异常识别；
S5、数据是否有异常，若是，执行步骤S6；否则，返回步骤S3；
S6、上报异常数据，返回步骤S3。
进一步地，步骤S2包括如下步骤：
S21、多种通讯方式侦听所述本地通信网络，获取通信地址；
S22、发起游离入网申请；
S23、是否入网；若是，执行步骤S24；否则，返回步骤S21；
S24、执行步骤S3。
进一步地，步骤S21中，所述多种通讯方式包括HPLC通信方式与无线RF通信方式。
进一步地，步骤S3包括如下步骤：
S31、定时轮询时间是否到来，若是，执行步骤S32；否则，执行步骤S33；
S32、轮询所述传感单元，依次获取所述待监测电表箱内电表的电压与电流值、线路温度，以及所述待监测电表箱的电弧感知状态，执行步骤S4；
S33、返回步骤S31，等待所述定时轮询时间的到来。
进一步地，步骤S4包括如下步骤：
S41、获取的所述电压与电流值是否均超过载阈值，若是，执行步骤S42；否则，执行步骤S43；
S42、将所述电压与电流值的异常标志位置1，执行步骤S44；
S43、将所述电压与电流值的异常标志位置0，执行步骤S44；
S44、获取的所述线路温度的曲线图是否为异常，若是，执行步骤S45；否则，执行步骤S46；
S45、将所述线路温度的异常标志位置1，执行步骤S47；
S46、将所述线路温度的异常标志位置0，执行步骤S47；
S47、获取的所述电弧感知状态是否为异常，若是，执行步骤S48；否则，执行步骤S49；
S48、将所述电弧感知状态的异常标志位置1，执行步骤S5；
S49、将所述电弧感知状态的异常标志位置0，执行步骤S5。
进一步地，在步骤S5中，当所述线路温度的异常标志位、线路温度的异常标志位、电弧感知状态的异常标志位中至少一个为1时，便上报所述异常数据。
进一步地，所述步骤S5包括如下步骤：
S51、将所述异常数据进行处理；
S52、将处理的所述异常数据上报至所述本地通信网络；
S53、将处理的所述异常数据通过所述本地通信网络上报至集中器；
S54、将处理的所述异常数据由所述集中器上报至主站。根据本发明的另一方面，还提供了一种基于低压集抄本地通信的智能表箱感知装置，用于实现上文所述的基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法，包括主控模块、与所述主控模块均连接的电气检测模块及温度传感模块；所述主控模块包括相互连接的采集单元与通信单元；所述电气检测模块包括剩余电流检测单元与电火弧检测单元；所述采集单元与所述剩余电流检测单元、电火弧检测单元均相连。
进一步地，所述通信单元通过HPLC和无线RF与低压集抄本地通信网络连接；所述采集单元与所述剩余电流监测单元、电火弧检测单元以及温度传感模块均通过RS485端口连接。
所述基于低压集抄本地通信的智能表箱感知装置还包括电源模块；所述电源模与所述温度传感模块、采集单元、通信单元、剩余电流检测单元、电火弧检测单元均连接的电源模块。
实施本发明上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：
本发明针对电表箱环境的各种异常情况，结合本地多种传感器的感知情况，通过对比分析处理，能及时感知火灾隐患，通过低压本地集抄网络将异常信息及时上报至主站，不需另外架设通信网络，成本低，有效预防发生用电安全事故，保障用户的生命和财产安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：
图1是本发明基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法的流程图；
图2是本发明基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法的步骤S2的流程图；
图3是本发明基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法的步骤S3的流程图；
图4是本发明基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法的步骤S4的流程图；
图5是本发明基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法的步骤S5的流程图；
图6是本发明实施例的基于低压集抄本地通信的智能表箱感知装置结构示意图。
图中：1、主控模块10、采集单元；11、通信单元；2、电气检测模块；20、剩余电流检测单元；21、电火弧检测单元；3、温度传感模块；4、电源模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体地连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。以下实施例仅是一个特例，并不表明本发明就这样一种实现方式。
实施例一：
如图1所示，本发明提供了一种基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法，该方法可以通过监测感知电表箱内各个电表路线部温度变化和监测电表箱内是否存在电弧打火两种关键技术实现安全预警，同时还能监测与预警电流电压过载。预警信息通过低压集抄本地通信网络上传至主站，及时预警电表箱火灾隐患。其包括的步骤如下：
S1、初始化本地参数。该步骤包括设置定时轮询时间、初始化电压与电流值的异常标志位、初始化线路温度的异常标志位、初始化电弧感知状态的异常标志位。具体地，设置定时轮询时间是在基于低压集抄本地通信的智能表箱感知装置(参见实施例二)接入本地通信网络后，需要定时循环访问传感器单元，以获取传感器单元采集的有关电表的诸如电压与电流值、线路温度与电表箱的电弧感知状态等可能引发电表箱火灾的相关数据，并通过数据分析提前预测隐患。以上数据均通过设置在传感器单元中的传感器来获得。本实施例中，定时轮询各传感单元的时间为1S。进一步地，异常标志位设置为0，1两种状态，当电压与电流值、线路温度、电弧感知状态异常时，相应的异常标志位的状态设置为1，无异常时，相应的异常标志位的状态设置为0。初始化时，电压与电流值、线路温度、电弧感知状态的标志位均为0。
S2、接入本地通信网络。进一步地，接入本地通信网络包括如下步骤：
S21、多种通讯方式侦听本地通信网络，获取通信地址。具体地，多种通讯方式包括HPLC通信方式与无线RF通信方式；
S22、发起游离入网申请；
S23、是否入网；若是，执行步骤S24；否则，返回步骤S21；
S24、执行步骤S3。
S3、定时轮询传感单元，分别获取待监测电表箱内电表的电压与电流值、线路温度，以及待监测电表箱的电弧感知状态。其具体步骤如下：
S31、定时轮询时间是否到来，若是，执行步骤S32；否则，执行步骤S33；
S32、轮询传感单元，依次获取待监测电表箱内电表的电压与电流值、线路温度，以及待监测电表箱的电弧感知状态，执行步骤S4。电弧感知状态监测表箱内是否存在起火源，电弧感知状态可以是电平信号，如：低电平信号表示无火源，高电平信号表示存在火源。一般情况下，电表的电压与电流值、线路温度通过设置在电压表上的传感器单元来实现的采集，电弧感知状态通过设置在监测电表箱内的感知装置采集，采集后可传输给传感器单元，传感器单元设置有电流、电压采集器、温度采集器以及电弧采集器。本实施例的感知装置以及上述各类采集器均为现有技术，在此不再赘述；
S33、返回步骤S31，等待定时轮询时间的到来。
S4、对获取的电压与电流值、线路温度、电弧感知状态分别进行异常识别。该步骤包括的步骤如下：
S41、获取的电压与电流值是否均超过载阈值，若是，执行步骤S42；否则，执行步骤S43。通过定时轮询待监测电表箱内电表的实时电压与电流值，如果实时采集的电压、电流超出额定规定，则确认用户是存在过载使用情况，需要将异常状态上报。过载阈值参考国家或地区关于对电压、电流的额定之规定；
S42、将电压与电流值的异常标志位置1，执行步骤S44。此时，需要将异常状态上报；
S43、将电压与电流值的异常标志位置0，执行步骤S44。此步骤将异常标志位清零，即，如果上一次对电流、电压监测结果为过载的，本次监测为非过载，则将异常标志位置0；如果上一次对电流、电压监测结果为非过载的，本次监测亦为非过载，则异常标志位保持0不变；
S44、获取的线路温度的曲线图是否为异常，若是，执行步骤S45；否则，执行步骤S46。此步骤中，通过一次采集多个温度数据(如30个)，绘制温度变化曲线图，将绘制的温度曲线图与正常的温度曲线图相比较，当差距过大(如30个温度数据的平均值与正常温度的平均值的比值超过20％)，即变化曲线过于陡峭，判断该温度为异常；
S45、将所述线路温度的异常标志位置1，执行步骤S47。此时，需要将异常状态上报；
S46、将所述线路温度的异常标志位置0，执行步骤S47；此步骤将异常标志位清零，即将上一次对线路温度监测为异常的，在本次监测为正常，则将异常标志位置0；若上一次、本次监测均为正常，保持异常标志位保持0不变；
S47、获取的电弧感知状态是否为异常，若是，执行步骤S48；否则，执行步骤S49。当电弧感知状态为高电平时，为异常状态；
S48、将电弧感知状态的异常标志位置1，执行步骤S5。此时，需要将异常状态上报；
S49、将电弧感知状态的异常标志位置0，执行步骤S5。此步骤将异常标志位清零，即将前一次对电弧感知状态监测为异常的，在本次监测为正常，则将异常标志位置0；若上一次、本次监测均为正常，保持异常标志位保持0不变。
S5、数据是否有异常，若是，执行步骤S6；否则，返回步骤S3。在该步骤中，当线路温度的异常标志位、线路温度的异常标志位、电弧感知状态的异常标志位中至少一个为1时，便上报异常数据。异常数据包括电表的ID、电表对应的电表箱ID、电表箱的具体位置、异常标志位的种类(如电压与电流值过载、温度异常和/或火源警示)等。进一步地，上报异常数据包括如下步骤：
S51、将异常数据进行处理。异常数据处理包括但不限于压缩；
S52、将处理的异常数据上报至本地通信网络；
S53、将处理的异常数据通过本地通信网络上报至集中器；
S54、将处理的异常数据由集中器上报至主站。
实施例二：
如图6所示，本发明还提供了一种基于低压集抄本地通信的智能表箱感知装置，用于实现上述基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法，包括主控模块1、与主控模块1均连接的电气检测模块2及温度传感模块3。具体地，主控模块1包括相互连接的采集单元10与通信单元11，电气检测模块2包括剩余电流检测单元20与电火弧检测单元21，采集单元10与剩余电流检测单元20、电火弧检测单元21均相连，剩余电流检测单元20、温度传感模块3均与设置在电表箱中的传感单元相连，本智能表箱感知装置可设置在电表箱内。剩余电流检测单元20将采集的电表的电压与电流值进行过载分析，并将过载分析结果通过RS485端口传输至采集单元10，电火弧检测单元21将检测的电弧感知状态转化成电平信号并进行异常识别，并将识别结果通过RS485端口传输至采集单元10，温度传感模块3将采集的电路温度进行异常识别，并将识别结果通过RS485端口传输至采集单元10，采集单元10用于获取剩余电流检测单元20、电火弧检测单元21、温度传感模块3的识别结果，并将识别的异常结果形成异常数据，通过通信单元11上传至低压集抄本地通信网络，本地通信网络通过HPLC或无线RF上报至集中器，集中器通过5G网络、4G网络、物联网或以太网等将信息上报至主站。进一步地，通信单元11通过HPLC或无线RF与低压集抄本地通信网络连接。在本实施例中，基于低压集抄本地通信的智能表箱感知装置还包括与温度传感模块3、采集单元10、通信单元11、剩余电流检测单元20、电火弧检测单元21均连接的电源模块4。电源模块4连接220V电压，并将220V电压转化成12V向采集单元10、通信单元11、剩余电流检测单元20、电火弧检测单元21供电。
本实施例中，该智能表箱感知装置通过剩余电流监测单元20定时轮询电表箱内各个电表实时电压与电流值，如果实时电压、电流超出额定规定，则确认用户是存在过载使用情况，需要将异常状态上报；通过电火弧监测单元21定时轮询待监测电表箱内电表箱，及时获取电表箱内是否存在起火源，若发现异常状态，则需要异常状态上报；通过温度传感模块3定时轮询电路温度，经过对比分析温度变化曲线，如出现异常变化的曲线，则需要将异常状态上报。三种定时轮询中，任一一种或多种异常状态产生，均需通过通信单元11将异常状态通过HPLC或无线将信息上报至低压集抄本地通信网络，本地通信网络上报至集中器，集中器通过5G网络、4G网络、物联网或以太网将信息上报至主站。
综上所述，本发明针对电表箱环境的各种异常情况，结合本地多种传感器的感知情况，通过对比分析处理，能及时的感知火灾隐患，通过低压本地集抄网络将异常信息及时上报至主站，不需另外架设通信网络，成本低，有效预防发生用电安全事故，保障用户的生命和财产安全。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、初始化本地参数；
S2、接入本地通信网络；
S3、定时轮询传感单元，分别获取待监测电表箱内电表的电压与电流值、线路温度，以及待监测电表箱的电弧感知状态；
S4、对获取的所述电压与电流值、线路温度、电弧感知状态分别进行异常识别；
S5、数据是否有异常，若是，执行步骤S6；否则，返回步骤S3；
S6、上报异常数据，返回步骤S3。
2.根据权利要求1所述的基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法，其特征在于，步骤S2包括如下步骤：
S21、多种通讯方式侦听所述本地通信网络，获取通信地址；
S22、发起游离入网申请；
S23、是否入网；若是，执行步骤S24；否则，返回步骤S21；
S24、执行步骤S3。
3.根据权利要求2所述的基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法，其特征在于，步骤S21中，所述多种通讯方式包括HPLC通信方式与无线RF通信方式。
4.根据权利要求1所述的基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法，其特征在于，步骤S3包括如下步骤：
S31、定时轮询时间是否到来，若是，执行步骤S32；否则，执行步骤S33；
S32、轮询所述传感单元，依次获取所述待监测电表箱内电表的电压与电流值、线路温度，以及所述待监测电表箱的电弧感知状态，执行步骤S4；
S33、返回步骤S31，等待所述定时轮询时间的到来。
5.根据权利要求1所述的基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法，其特征在于，步骤S4包括如下步骤：
S41、获取的所述电压与电流值是否均超过载阈值，若是，执行步骤S42；否则，执行步骤S43；
S42、将所述电压与电流值的异常标志位置1，执行步骤S44；
S43、将所述电压与电流值的异常标志位置0，执行步骤S44；
S44、获取的所述线路温度的曲线图是否为异常，若是，执行步骤S45；否则，执行步骤S46；
S45、将所述线路温度的异常标志位置1，执行步骤S47；
S46、将所述线路温度的异常标志位置0，执行步骤S47；
S47、获取的所述电弧感知状态是否为异常，若是，执行步骤S48；否则，执行步骤S49；
S48、将所述电弧感知状态的异常标志位置1，执行步骤S5；
S49、将所述电弧感知状态的异常标志位置0，执行步骤S5。
6.根据权利要求1所述的基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法，其特征在于，在步骤S5中，当所述线路温度的异常标志位、线路温度的异常标志位、电弧感知状态的异常标志位中至少一个为1时，便上报所述异常数据。
7.根据权利要求6所述的基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法，其特征在于，所述步骤S5包括如下步骤：
S51、将所述异常数据进行处理；
S52、将处理的所述异常数据上报至所述本地通信网络；S53、将处理的所述异常数据通过所述本地通信网络上报至集中器；
S54、将处理的所述异常数据由所述集中器上报至主站。
8.一种基于低压集抄本地通信的智能表箱感知装置，用于实现权利要求1-7任一项所述的基于低压集抄本地通信的智能表箱感知方法，其特征在于，包括主控模块、与所述主控模块均连接的电气检测模块及温度传感模块；
所述主控模块包括相互连接的采集单元与通信单元；所述电气检测模块包括剩余电流检测单元与电火弧检测单元；
所述采集单元与所述剩余电流检测单元、电火弧检测单元均相连。
9.根据权利要求8所述的基于低压集抄本地通信的智能表箱感知装置，其特征在于，所述通信单元通过HPLC和无线RF与低压集抄本地通信网络连接；
所述采集单元与所述剩余电流监测单元、电火弧检测单元以及温度传感模块均通过RS485端口连接。
10.根据权利要求9所述的基于低压集抄本地通信的智能表箱感知装置，其特征在于，还包括电源模块；
所述电源模与所述温度传感模块、采集单元、通信单元、剩余电流检测单元、电火弧检测单元均连接的电源模块。
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