CN114243520B - 基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统，包括：传感器：安装在低压开关柜的铜排上，采集铜排的运行信息；散热装置；安装在低压开关柜内；散热装置根据接收到的散热控制指令进行工作；网关设备将来自传感器的运行信息转发给分析系统，将来自分析系统的散热控制指令转发给散热装置；分析系统：与网关设备连接；根据运行信息生成散热控制指令；云平台用于接收运行信息以及散热控制指令。低压开关柜铜排智能散热系统通过对低压开关柜内铜排进行实时监测，并调节散热装置散热，以提高铜排载流量，满足铜排稳定运行的需要。该系统能够实现散热装置的智能控制，优化成本，避免铜排过热，减缓器件的老化，延长低压开关柜的寿命。

Description

基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统

技术领域

本发明属于低压开关柜铜排散热技术领域，具体涉及基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统。

背景技术

低压开关柜是由一个或多个低压开关器件和之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，以及所有内部的电气和机械的连接及结构电气元器构成的组合体。

低压开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护线路或设备。开关柜主要由壳体，铜排和功能单元组成。开关柜内的电气元器主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等。

但是现有低压开关柜，大多没有散热设备，只是通过断路器的自身的互感器测量所连接的铜排是否超负荷运行。如果超过电流阈值，断路器不会分闸断电，而是启动延时运行，当超过时间阈值，才会分闸断电。延时运行期间，由于开关柜柜内的电气元件、铜排的绝缘支撑件和连接的电器元件会受到大电流的发热影响，加速老化或甚至损毁。

即便是一些有散热设备的开关柜，一般仅仅是把传感器的温度信息传给本地的温控器。当温度超过阈值，温控器发命令给散热设备，开始散热。配电室的维护人员无法在远程系统或移动终端随时随地的掌握温度信息和散热设备的运行情况。

一般的开关柜通常在每个回路都加装电流互感器，把电流信息传给本地或远程系统，但是没有结合铜排的温度信息，进行综合分析。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统，能够实时监控低压开关柜中铜排的运行情况。

一种基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统，包括：

传感器：安装在低压开关柜的铜排上，传感器用于采集铜排的运行信息；

散热装置；安装在低压开关柜内；散热装置用于根据接收到的散热控制指令进行工作；

网关设备：与传感器、散热装置连接；网关设备用于将来自传感器的运行信息转发给分析系统，将来自分析系统的散热控制指令转发给散热装置；

分析系统：与网关设备连接；分析系统用于根据运行信息生成散热控制指令。

优选地，传感器包括温度传感器和电流互感器；运行信息包括铜排上的温度和流过铜排的电流；

温度传感器用于检测铜排上的温度；

电流互感器用于检测流过铜排的电流。

优选地，分析系统具体用于：

当检测到铜排上的温度大于预设的最大温度阈值时，生成控制散热装置工作的散热控制指令；

当检测到流过铜排的电流大于预设的最大电流阈值时，生成控制散热装置工作的散热控制指令。

优选地，低压开关柜铜排智能散热系统还包括：

云平台：与网关设备和分析系统连接；云平台用于接收来自分析系统的传感器的运行信息以及散热控制指令；

分析系统还用于将传感器的运行信息和散热控制指令转发给云平台。

优选地，云平台还用于：

对传感器的运行信息进行分类，得到各个低压开关柜铜排对应的运行信息；

根据各个低压开关柜铜排对应的运行信息生成各个低压开关柜铜排的监控曲线。

优选地，监控曲线包括电流监控曲线和温度监控曲线；

电流监控曲线的横坐标为时间，纵坐标为流过铜排的电流；

温度监控曲线的横坐标为时间，纵坐标为铜排上的温度。

优选地，云平台还用于：

当检测到散热控制指令为控制散热装置工作时，将散热控制指令和监控曲线发送给相关人员的移动终端。

优选地，云平台还用于：

生成各个铜排对应的异常记录表；异常记录表包括生成散热控制指令的时刻；

对异常记录表进行异常分析，以得到各个铜排的运行异常原因；

将运行异常原因发送给相关人员的移动终端。

优选地，云平台还用于：

接收移动终端上传的各个运行异常原因对应的处理方法；

将处理方法下发给分析系统；

分析系统还用于：

根据处理方法控制低压开关柜工作。

优选地，分析系统还用于：

预设有备用应急方案；

当接收到启用应急指令时，执行备用应急方案，控制低压开关柜工作；

启用应急指令包括由移动终端发出，或者是当检测到铜排的运行信息满足预设的应急预警条件时生成。

由上述技术方案可知，本发明提供的低压开关柜铜排智能散热系统，具有以下优点：

1)该系统通过对低压开关柜内铜排进行实时监测，并调节散热装置散热，以提高铜排载流量，满足铜排稳定运行的需要，实现散热装置的智能控制，优化成本，避免铜排过热，减缓器件的老化，延长低压开关柜的寿命。

2)该系统针对铜排的运行参数，可以进行电流和温度的同时监测，当超过设定的最大电流阈值或最大温度阈值，都将启动散热装置进行散热，避免出现超过最大电流阈值、但温度还未超过最大温度阈值出现的散热装置不启动的弊端。该系统可以把温度限定在设定的温度之下，满足铜排的载流量。

3)该系统可以通过远程和移动终端随时随地查看铜排的温度和电流信息，形成监控曲线，直观地向相关人员展示各个铜排的运行情况、各个铜排有没有出现异常、以及出现异常的具体数据等。相关人员可以实时监控散热设备的运行情况，如转速和工作状态等。该系统提高了信息获取的时效，减少维护人员的现场巡检工时和人工成本，提高了信息获取的质量，减少信息获取的不准确、误操作、不操作、设备老化和设备损毁等情况。

4)该系统可以对铜排的异常原因进行综合分析，避免接触不良或其他电气故障导致的温升，避免简单的启动散热系统，而掩盖电气故障的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本申请提供的一种低压开关柜铜排智能散热系统的模块示意图。

图2为本申请提供的另一种低压开关柜铜排智能散热系统的模块示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

实施例：

一种基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统，参见图1，包括：

传感器1：安装在低压开关柜的铜排上，传感器1用于采集铜排的运行信息；

散热装置2；安装在低压开关柜内；散热装置2用于根据接收到的散热控制指令进行工作；

网关设备3：与传感器1、散热装置2连接；网关设备3用于将来自传感器1的运行信息转发给分析系统4，将来自分析系统4的散热控制指令转发给散热装置2；

分析系统4：与网关设备3连接；分析系统4用于根据运行信息生成散热控制指令。

在本实施例中，传感器1用于采集铜排的实时运行信息，例如采集铜排的实时温度等等。散热装置2主要使用风冷散热，主要包括正对铜排设置的至少一个风扇。当需要给铜排降温散热时，启动散热装置2工作，这样风扇就能转动对铜排进行风冷散热。网关设备3与传感器1连接，将传感器1采集到的运行信息转发给分析系统4，由分析系统4对运行信息进行分析，分析系统4判断出铜排是否超负荷运行，是否温度过高等等，如果铜排出现超负荷运行、或者是温度过高时，生成散热控制指令返回给网关设备3，网关设备3将散热控制指令返回给散热装置2，控制散热装置2进行工作，给铜排降温。

在本实施例中，低压开关柜铜排智能散热系统中传感器1、散热装置2和分析系统4通过网关设备3连接形成了局域网。分析系统4能够实时采集铜排的运行数据，当出现异常时，能实时控制散热装置2进行降温，从而实现实时监控低压开关柜中铜排的温度的功能。

低压开关柜在设计过程中，需要满足指定的铜排载流量。例如当低压开关柜中设置3片125mm*5mm的铜排时，如果环境温度为35度，铜排容许温升为90K(125-35＝90K)，其中，125为铜排绝缘支撑最高承受温度，铜排载流量是3250A；如果环境温度为40度，铜排容许温升为85K(125-40＝85K)，铜排载流量就只有3100A。所以在低压开关柜的常规项目设计中，如果设计载流量为3200A的水平排，在35度时，可以选择3片125mm*5mm的铜排。但是如果环境温度升到40度时，铜排载流量就只有3100A，3200>3100A,不满足设计要求。所以现有设计师为了避免这种情况，就会放大一档，采用环境温度40度情况下，依然可以承受3200A，会选择4片125mm*5mm的铜排，载流量3800A(35度)和3650A(40度)，相比3片125mm*5mm的方案，增加33％成本。而该低压开关柜铜排智能散热系统，可以自动对铜排进行散热，针对设计需求为铜排载流量为3200A的方案，只需要采用3片125mm*5mm的铜排即可实现，节约了铜排的成本。

该低压开关柜铜排智能散热系统，通过对低压开关柜内铜排进行实时监测，并调节散热装置2散热，以提高铜排载流量，满足铜排稳定运行的需要，实现散热装置2的智能控制，优化成本，避免铜排过热，减缓器件的老化，延长低压开关柜的寿命。

进一步地，在一些实施例中，传感器1包括温度传感器1和电流互感器；运行信息包括铜排上的温度和流过铜排的电流；

温度传感器1用于检测铜排上的温度；

电流互感器用于检测流过铜排的电流。

在本实施例中，温度传感器1可以选用接触式温度传感器1，这样就直接将温度传感器1与铜排接触安装即可，温度传感器1就能直接检测到铜排的温度。温度传感器1和电流互感器的型号可以根据用户需求自行选择。

进一步地，在一些实施例中，分析系统4具体用于：

当检测到铜排上的温度大于预设的最大温度阈值时，生成控制散热装置2工作的散热控制指令；

当检测到流过铜排的电流大于预设的最大电流阈值时，生成控制散热装置2工作的散热控制指令。

在本实施例中，最大温度阈值和最大电流阈值可以根据用户需求自行设置。当铜排上的温度大于最大温度阈值，说明铜排的温度过高，需要对铜排进行降温。当铜排的电流大于预设的最大电流阈值，说明低压开关柜的负载出现了变化，使得流过铜排的电流大于正常值，低压开关柜如果持续在大电流的状态下工作，会使得铜排上的温度升高，所以也需要对铜排进行降温。

在本实施例中，低压开关柜中的每一个铜排都设有唯一的铜排ID，散热装置2包括多个散热设备，每个散热设备也都设有唯一的散热ID。其中每个铜排都关联对应的散热设备，当某个散热设备工作时，对其关联的铜排进行散热。传感器1上传的运行信息可以包含有铜排ID，分析系统4中存储有各个铜排和散热设备的关联关系。这样当分析系统4检测到运行信息异常时，可以准确地知晓是哪个铜排需要降温，然后根据该铜排获取对应的散热设备的散热ID，根据该散热ID生成散热控制指令。

例如：假设低压开关柜中存在铜排A和铜排B，铜排A的铜排ID为铜排001，其关联的散热ID为散热001；铜排B的铜排ID为铜排002，其关联的散热ID为散热002，那么其采集的运行数据包括铜排001，例如“铜排001温度45°”，或者是“流过铜排001的电流为6A”。假设最大温度阈值为60°，最大电流阈值为5A，那么分析单元接收到上述运行信息后，就分析得到铜排A温度过高，需要降温，铜排B处于正常工作状态。所以此时分析单元生成的散热控制指令可以为“散热001启动”。网关设备3接收到散热控制指令后，可以对散热控制指令进行解析，得到需要启动的散热ID，并将该散热控制指令转发给散热001对应的散热设备。网关设备3也可以将散热控制指令进行广播，接收到散热控制指令的散热设备解析散热控制指令，如果解析得到的散热ID与自己的散热ID相符，执行对应的操作。

该系统针对铜排的运行参数，可以进行电流和温度的同时监测，当超过设定的最大电流阈值或最大温度阈值，都将启动散热装置进行散热，避免出现超过最大电流阈值、但温度还未超过最大温度阈值出现的散热装置不启动的弊端。该系统可以把温度限定在设定的温度之下，满足铜排的载流量。比如设定铜排绝缘支撑最高承受温度是125度。

进一步地，在一些实施例中，参见图2，低压开关柜铜排智能散热系统还包括：

云平台5：与分析系统4连接；云平台5用于接收来自传感器1的运行信息以及散热控制指令；

分析系统4还用于将散热控制指令转发给云平台5。

在本实施例中，该低压开关柜铜排智能散热系统还设有云平台5，云平台5与分析系统4连接。云平台5接收传感器1的运行信息和散热控制指令，云平台5可以对运行信息和散热控制指令进行备份或进行后续的大数据分析。该云平台5也可以与网关设备3连接，由网关设备3向云平台5转发数据，增加了云平台的冗余通道。

进一步地，在一些实施例中，云平台5还用于：

对传感器1的运行信息进行分类，得到各个低压开关柜铜排对应的运行信息；

根据各个低压开关柜铜排对应的运行信息生成各个低压开关柜铜排的监控曲线。

在本实施例中，云平台5还具有统计功能。云平台5可以对传感器1的运行信息进行分类，例如根据铜排ID进行分类，得到各个铜排的运行信息。并根据各个铜排的运行信息绘制监控曲线。监控曲线能够直观地表现出铜排运行的变化趋势。监控曲线还可以标出铜排运行异常的时间点以及运行数据，这样工作人员就可以通过查看监控曲线，直观地知道各个铜排的运行情况，各个铜排有没有出现异常，以及出现异常的具体数据等。

进一步地，在一些实施例中，监控曲线包括电流监控曲线和温度监控曲线；

电流监控曲线的横坐标为时间，纵坐标为流过铜排的电流；

温度监控曲线的横坐标为时间，纵坐标为铜排上的温度。

在本实施例中，监控曲线包括两种：电流监控曲线和温度监控曲线。该系统能够根据流过铜排的电流形成电流监控曲线，根据铜排上的温度形成温度监控曲线。例如根据铜排A检测到的温度绘制温度监控曲线A，根据铜排B检测到的温度绘制温度监控曲线B。根据流过铜排A的电流绘制电流监控曲线A，根据流过铜排B的电流绘制电流监控曲线B。

进一步地，在一些实施例中，云平台5还用于：

当检测到散热控制指令为控制散热装置2工作时，将散热控制指令和温度监控曲线发送给相关人员的移动终端。

在本实施例中，云平台5还可以及时地将异常的运行数据发送给相关人员。例如当铜排A的温度大于最大温度阈值时，将铜排A的的散热控制指令和当前时刻前后一段时间内的监控曲线发送给相关人员进行报警。这样相关人员就可以通过移动终端实时查看铜排的运行情况。

在本实施例中，该系统可以通过远程和移动终端随时随地查看铜排的温度和电流信息，形成监控曲线，直观地向相关人员展示各个铜排的运行情况、各个铜排有没有出现异常、以及出现异常的具体数据等。相关人员可以实时监控散热设备的运行情况，如转速和工作状态等。该系统提高了信息获取的时效，减少维护人员的现场巡检工时和人工成本，提高了信息获取的质量，减少信息获取的不准确、误操作、不操作、设备老化和设备损毁等情况。

进一步地，在一些实施例中，云平台5还用于：

生成各个铜排对应的异常记录表；异常记录表包括生成散热控制指令的时刻；

对异常记录表进行异常分析，以得到各个铜排的运行异常原因；

将运行异常原因发送给相关人员的移动终端。

在本实施例中，云平台5还具有大数据分析功能。云平台5可以分析各个铜排运行情况异常的原因。运行异常原因可以是铜排常见的几种运行异常原因。用户预先在该系统中录入常见的运行异常原因。异常分析包括人工分析和机器分析。人工分析可以为云平台5对异常记录表进行分析后，如果发现生成散热控制指令的时刻基本都是一致的，相关人员可以在该时刻对电力系统进行排查，以确认铜排的运行异常原因。同时云平台5还将运行异常原因发送给相关人员。机器分析可以采用神经网络进行排查。

在本实施例中，云平台可以分析铜排在不同温度下的载流量或可以承受的负荷电流；也可以分析当电流没有超过阈值、但是温度超过阈值时，是否是温度传感器所在位置或附近发生了接触不良或其他电气故障等等。该系统也可以进行本地、远程和移动终端报警，或者是结合其他系统进行综合处理。这样该系统可以对铜排的异常原因进行综合分析，避免接触不良或其他电气故障导致的温升，避免简单的启动散热系统，而掩盖电气故障的发生。

进一步地，在一些实施例中，云平台5还用于：

接收移动终端上传的各个运行异常原因对应的处理方法；

将处理方法下发给分析系统4；

分析系统4还用于：

根据处理方法控制低压开关柜工作。

在本实施例中，云平台5还可以正对各个运行异常原因设置对应的处理方法。处理方法可以为控制散热设备工作多长时间，如果散热设备为风扇，还可以控制风扇的风速，是否需要发送数据到移动终端，是否需要进行声光报警等等。处理方法可以由用户根据实际需求提出。

进一步地，在一些实施例中，分析系统4还用于：

预设有备用应急方案；

当接收到启用应急指令时，执行备用应急方案，控制低压开关柜工作；

启用应急指令包括由移动终端发出，或者是当检测到铜排的运行信息满足预设的应急预警条件时生成。

在本实施例中，分析系统4还设有应急功能。启用应急指令可以由指定移动终端发出，例如由管理人员的移动终端发出。启用应急指令还可以是由按压设置在电力系统的按键得到，或者是当检测到铜排的运行信息满足预设的应急预警条件时生成。应急预警条件根据用户具体情况自行设置。分析系统4假设接收到启用应急指令时，说明当前电力系统处于危险的情况，此时需要启用备用应急方案，能够进行及时地应急。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统，其特征在于，包括：

传感器：安装在低压开关柜的铜排上，所述传感器用于采集所述铜排的运行信息；

散热装置；安装在所述低压开关柜内；所述散热装置用于根据接收到的散热控制指令进行工作；

网关设备：与所述传感器、所述散热装置连接；所述网关设备用于将来自所述传感器的运行信息转发给分析系统，将来自所述分析系统的散热控制指令转发给所述散热装置；

分析系统：与所述网关设备连接；所述分析系统用于根据所述运行信息生成所述散热控制指令；

低压开关柜中的每一个铜排设有唯一的铜排ID；散热装置包括多个散热设备，每个散热设备设有唯一的散热ID；其中每个铜排关联对应的散热设备；所述运行信息包含铜排ID；

分析系统存储各个铜排和散热设备的关联关系；当检测到运行信息异常时，获取对应的散热设备的散热ID，根据该散热ID生成散热控制指令；

所述低压开关柜铜排智能散热系统还包括：

云平台：与所述分析系统连接；所述云平台用于接收来自所述分析系统的传感器的运行信息以及所述散热控制指令；云平台还用于根据铜排ID进行分类，得到各个铜排的运行信息，并根据各个铜排的运行信息绘制监控曲线；监控曲线表征了铜排运行的变化趋势；监控曲线还标出铜排运行异常的时间点以及运行数据；

所述分析系统还用于将所述传感器的运行信息和散热控制指令转发给所述云平台。

2.根据权利要求1所述基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统，其特征在于，

所述传感器包括温度传感器和电流互感器；所述运行信息包括所述铜排上的温度和流过所述铜排的电流；

所述温度传感器用于检测所述铜排上的温度；

所述电流互感器用于检测所述流过铜排的电流。

3.根据权利要求2所述基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统，其特征在于，所述分析系统具体用于：

当检测到所述铜排上的温度大于预设的最大温度阈值时，生成控制所述散热装置工作的所述散热控制指令；

当检测到所述流过铜排的电流大于预设的最大电流阈值时，生成控制所述散热装置工作的所述散热控制指令。

4.根据权利要求3所述基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统，其特征在于，所述监控曲线包括电流监控曲线和温度监控曲线；

所述电流监控曲线的横坐标为时间，纵坐标为所述流过铜排的电流；

所述温度监控曲线的横坐标为时间，纵坐标为所述铜排上的温度。

5.根据权利要求3所述基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统，其特征在于，所述云平台还用于：

当检测到所述散热控制指令为控制散热装置工作时，将所述散热控制指令和所述监控曲线发送给相关人员的移动终端。

6.根据权利要求5所述基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统，其特征在于，所述云平台还用于：

生成各个所述铜排对应的异常记录表；所述异常记录表包括生成散热控制指令的时刻；

对所述异常记录表进行异常分析，以得到各个铜排的运行异常原因；

将所述运行异常原因发送给相关人员的移动终端。

7.根据权利要求6所述基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统，其特征在于，所述云平台还用于：

接收移动终端上传的各个所述运行异常原因对应的处理方法；

将所述处理方法下发给所述分析系统；

所述分析系统还用于：

根据所述处理方法控制所述低压开关柜工作。

8.根据权利要求5所述基于互联网技术的低压开关柜铜排智能散热系统，其特征在于，所述分析系统还用于：

预设有备用应急方案；

当接收到启用应急指令时，执行所述备用应急方案，控制所述低压开关柜工作；

所述启用应急指令包括由所述移动终端发出，或者是当检测到铜排的运行信息满足预设的应急预警条件时生成。

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