CN113054555A - 一种智能型小型化高压开关柜 - Google Patents

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刘建华
丁年礼
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Abstract

本发明适用于高压开关柜技术领域，提供了一种智能型小型化高压开关柜，包括可以侧面打开的壳体，所述壳体的内部安装有侧装式的智能化控制模块以及五防联锁机构模块，用于将数据通过网络运营商发送给有后台监控系统，智能型小型化高压开关柜的外形尺寸为：650宽*950深*2200高mm；占地面积仅是同电压等级手车式高压开关柜的51.4％，特别适用于城网的建设与改造项目。这种小型化开关柜结构可以与负荷开关环网柜拼柜，占地面积小，有利于变电所的小型化，实现“进线柜为断路器柜方案，出线柜为高压环网柜方案”，大大降低新建变电站的建设成本，同时，由于开关柜智能化水平的提高，也降低了设备在全生命周期内的运维成本。

Description

一种智能型小型化高压开关柜
技术领域
本发明属于高压开关柜技术领域，尤其涉及一种智能型小型化高压开关柜。
背景技术
随着城市电网改造以及国家基础设施建设的发展，对开关电气的要求也是越来越高，如：全绝缘型、小型化、标准化、大电流、环保节能、高可靠性和智能型等等。
为适应这些要求，我公司研发了一种用于10kV空气绝缘的智能型小型化高压开关柜。
发明内容
本发明提供一种智能型小型化高压开关柜，旨在解决上述的问题。
本发明是这样实现的，一种智能型小型化高压开关柜，包括可以侧面打开的壳体，所述壳体的内部安装有侧装式的智能化控制模块以及五防联锁机构模块，其中所述智能化控制模块包括内置有局部放电传感器的智能型真空断路器、用于自动监测母线侧与电缆侧搭接点的温度状况的无线测温传感器及其接收器、用于检测电弧光的强度的弧光传感器以及微机综保装置，所述微机综保装置通过RS485总线与工业网关相连接，用于将数据通过网络运营商发送给有后台监控系统。
优选的，所述智能型真空断路器上还集成了机械特性传感器以及后台监控系统，所述机械特性传感器用于监测分合闸时间、分合闸速度、储能时间、储能状态数据；所述后台监控系统用于实现高压开关柜的各个基础数据进行展示与关健状态的控制。
优选的，所述机械特性传感器是通过装在所述智能型真空断路器主轴上的磁感应传感器模块来获取信号。
优选的，所述无线测温传感器分为两个，分别设置在所述智能型真空断路器的上端，以及电缆出线端，每个所述无线测温传感器对应一个无线的所述接收器。
优选的，所述弧光传感器、所述局部放电传感器均通过RS485总线与所述微机综保装置相连接，用于将采集的数据上传。
优选的，所述智能化控制模块还包括安装在接地开关本上的高压带电传感器，该高压带电传感器通过开关状态指示器与线与所述微机综保装置以及所述工业网关相连接。
优选的，所述壳体的外形尺寸为：650宽*950深*2200高mm，且除前后门板采用冷板表面按喷塑工艺制作以外，其他柜内所有的主梁、侧板、安装档、盖板、底板均采用了环保型厚度为2mm的敷铝锌板制作，表面无需进行酸洗磷化处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种智能型小型化高压开关柜，智能型小型化高压开关柜的外形尺寸为：650宽*950深*2200高mm；占地面积仅是同电压等级手车式高压开关柜的51.4％，特别适用于城网的建设与改造项目。这种小型化开关柜结构可以与负荷开关环网柜拼柜，占地面积小，有利于变电所的小型化，实现“进线柜为断路器柜方案，出线柜为高压环网柜方案”，大大降低新建变电站的建设成本，同时，由于开关柜智能化水平的提高，也降低了设备在全生命周期内的运维成本。
附图说明
图1为本发明的前视结构示意图；
图2为本发明的后视结构示意图；
图3为本发明的侧视结构示意图；
图4为本发明中智能型真空断路器正面结构示意图；
图5为本发明中智能型真空断路器侧面结构示意图；
图6为本发明中智能型真空断路器组成示意图；
图7为本发明智能型小型化高压开关柜数据采集转发系统网络架构图；
图8为本发明中传感器—工业网关—后台监控系统的数据传输途径示意图。
图中：1、壳体；2、智能型真空断路器；21、局部放电传感器；22、机械特性传感器；23、后台监控系统；3、无线测温传感器；4、弧光传感器；5、微机综保装置；6、高压带电传感器；7、接地开关；8、工业网关。
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：智能型小型化高压开关柜主要分成以下模块：一是壳体1模块(650宽*950深)包括壳体1中的立柱(2200高)与侧板、门板完全可以按标准化尺寸加工生产；二是侧装式的智能化控制模块，这部分包括智能型真空断路器2(主要包括机械特性传感器22与局部放电传感器21)、无线测温传感器3及其接收器、弧光传感器4、微机综保装置5以及工业网关8；三是五防联锁机构模块化；四是采用套管式加强绝缘型电流互感器；五是采用侧进式布置主支母线结构。
采用智能型真空断路器2，该智能型真空断路器2上集成了机械特性传感器22(包括：分合闸时间、分合闸速度、储能时间、储能状态等数据)、局部放电传感器21和后台监控系统23(后台服务器、全息智能终端)。
智能型真空断路器2为智能型VS1真空断路器，智能型真空断路器2的机械特性参数是通过装在机构主轴上的磁感应传感器模块(发射、接收)来获取信号，(通过主轴的旋转角度变化转化成：分合状态、分合速度、分合时间、触头开距及超程等)的。
智能型真空断路器2通过RS485总线上传到微机综保装置5上，然后由微机综保装置5通过RS485总线将之传输给工业网关8，再由工业网关8通过4G网络将数据上传到云平台，再从云平台下载到后台监控系统23(后台服务器、全息智能终端)。
传感器类型、作用及其安装：
无线测温传感器3设置有两个分别在断路器上端以及电缆出线端，无线测温传感器3和接收器用于自动监测母线侧与电缆侧搭接点的温度状况。
无线测温传感器3可以设置每3min采集一次温度数据，通过无线的方式连接接收器，并将数据上传到微机综保装置5上，再由工业网关8通过4G网络将数据上传到云平台，再从云平台下载到后台监控系统23(后台服务器、全息智能终端)。
温度监测范围：-15℃—+130℃。
弧光传感器4、局部放电传感器21以及各自对应的接收器均设置在电缆室中。
弧光传感器4、局部放电传感器21均通过RS485总线将数据采集到微机综保装置5上，再由工业网关8通过4G网络将数据上传到云平台，再从云平台下载到后台监控系统23(后台服务器、全息智能终端)。
高压带电传感器6安装在接地开关7本体上。
高压带电传感器6由二次线传输到开关状态指示器，再通过RS485总线将数据采集到微机综保装置5上，再由工业网关8通过4G网络将数据上传到云平台，再从云平台下载到后台监控系统23(后台服务器、全息智能终端)。
工业网关8及后台监控系统23设计：
工业网关8(TU-2025型)，通过RS485总线采集开关柜内的弧光、局部放电、电气接点温度等传感器数据，再通过4G无线网络模块，转发到数据主站服务器，实现数据采集、网络通信、数据传输以及后台监控系统23(后台服务器、全息智能终端)。
工业网关8适用于电力系统内多种智能设备(如各种保护装置、智能仪表等)的通讯信息转换、处理及命令传送，并完成与上级主站数据转发及命令传送，可胜任变电站、微电网系统中通信信息转换、处理、远传的场合，此装置采用ARM Cortexx-A8构架高性能工业级处理器，主频可达到800MHz，可以使得无线通信网关完成复杂的通信规约以及实现通信管理机等任务。
后台监控系统23(后台服务器、全息智能终端)，主要是实现智能型小型化高压开关柜的各个基础数据进行展示(如断路器电量、分合状态、储能状态等)与关健状态(局部放电、弧光、无线测温及后台远程操作)的控制。
智能型小型化高压开关柜的外形尺寸为：650宽*950深*2200高mm；占地面积仅是同电压等级手车式高压开关柜的51.4％，特别适用于城网的建设与改造项目。这种小型化开关柜结构可以与负荷开关环网柜拼柜，占地面积小，有利于变电所的小型化，实现“进线柜为断路器柜方案，出线柜为高压环网柜方案”，大大降低新建变电站的建设成本，同时，由于开关柜智能化水平的提高，也降低了设备在全生命周期内的运维成本。
除前后门板采用冷板表面按喷塑工艺制作以外，其他柜内所有的主梁、侧板、安装档、盖板、底板均采用了环保型厚度为2mm的敷铝锌板制作，表面无需进行酸洗磷化处理；一方面大大减小了操作人员在酸洗磷化环境中对操作人员的身体健康的影响；另一方面，也有利于为公司降低能耗带来利好！
另外，由于无需进行表面处理，减小了工序加工流程，大大提高生产效率。框架零件只需经落料、冲孔并折弯后，直接通过零件铆接或栓接即可，大大减少零件在生产过程中工序的流转时间，也减小零件在流转过程中的损伤，提高了开关柜的生产效率和产品质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能型小型化高压开关柜，其特征在于：包括可以侧面打开的壳体(1)，所述壳体(1)的内部安装有侧装式的智能化控制模块以及五防联锁机构模块，其中所述智能化控制模块包括内置有局部放电传感器(21)的智能型真空断路器(2)、用于自动监测母线侧与电缆侧搭接点的温度状况的无线测温传感器(3)及其接收器(32)、用于检测电弧光的强度的弧光传感器(4)以及微机综保装置(5)，所述微机综保装置(5)通过RS485总线与工业网关(6)相连接，用于将数据通过网络运营商发送给有后台监控系统(23)。
2.如权利要求1所述的一种智能型小型化高压开关柜，其特征在于：所述智能型真空断路器(2)上还集成了机械特性传感器(22)以及后台监控系统(23)，所述机械特性传感器(22)用于监测分合闸时间、分合闸速度、储能时间、储能状态数据；所述后台监控系统(23)用于实现高压开关柜的各个基础数据进行展示与关健状态的控制。
3.如权利要求2所述的一种智能型小型化高压开关柜，其特征在于：所述机械特性传感器(22)是通过装在所述智能型真空断路器(2)主轴上的磁感应传感器模块来获取信号。
4.如权利要求1所述的一种智能型小型化高压开关柜，其特征在于：所述无线测温传感器(3)分为两个，分别设置在所述智能型真空断路器(2)的上端，以及电缆出线端，每个所述无线测温传感器(3)对应一个无线的所述接收器(32)。
5.如权利要求1所述的一种智能型小型化高压开关柜，其特征在于：所述弧光传感器(4)、所述局部放电传感器(21)均通过RS485总线与所述微机综保装置(5)相连接，用于将采集的数据上传。
6.如权利要求1所述的一种智能型小型化高压开关柜，其特征在于：所述智能化控制模块还包括安装在接地开关(7)上的高压带电传感器(6)，该高压带电传感器(6)通过开关状态指示器与线与所述微机综保装置(5)以及所述工业网关(8)相连接。
7.如权利要求1所述的一种智能型小型化高压开关柜，其特征在于：所述壳体(1)的外形尺寸为：650宽*950深*2200高mm，且除前后门板采用冷板表面按喷塑工艺制作以外，其他柜内所有的主梁、侧板、安装档、盖板、底板均采用了环保型厚度为2mm的敷铝锌板制作，表面无需进行酸洗磷化处理。
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