CN114566951B - 一种基于物联网的高压电路安全保护系统 - Google Patents

一种基于物联网的高压电路安全保护系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的高压电路安全保护系统，其中包括高压电箱和智能保护系统，所述高压电箱内部设置有断路器，所述断路器下方电连接有高压线，所述高压电箱上方固定安装有保护腔，所述保护腔内部设置有测试腔，所述高压线穿插于断路器和测试腔，所述测试腔内部设置有温度感应模块，所述温度感应模块用于感应高压线的温度大小，所述测试腔内壁轴承连接有电吸盘，所述电吸盘上方固定安装有电动滑轨，所述电动滑轨内壁滑动连接有齿板，所述齿板内端固定安装有电流表，所述齿板上方齿轮啮合有滚动齿，该装置解决了当前无法进行智能化对高压电路断电且充分保证维修安全的问题。

Description

一种基于物联网的高压电路安全保护系统
技术领域
本发明属于电路保护技术领域，具体涉及一种基于物联网的高压电路安全保护系统。
背景技术
随着电路保护技术的不断推进，在对高压电路进行维修时需要对电路进行断路工作，而越来越多的高压电路安全保护装置无法在断路后自动判断高压线是否还存在电流，这样严重影响到维修时的安全性，电流表是用来测量交、直流电路中电流的仪表，而高压电路为交流电，在测量时电流表会受到温度影响导致测量数据出现误差，同时内部芯片会被高温损耗。
现有技术无法做到根据高压电路的温度对测量时的电流表进行智能化保护，容易导致测量数据不精确，从而使维修时危险系数大大增加，为确保测量到高压线路是否存在电流经过，需要对高压线进行电流测量，从而提高维修安全性。该现象成为本领域人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的集材装置一种基于物联网的高压电路安全保护系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的高压电路安全保护系统，包括高压电箱和智能保护系统，其特征在于：所述高压电箱内部设置有断路器，所述断路器下方电连接有高压线，所述高压电箱上方固定安装有保护腔，所述保护腔内部设置有测试腔，所述高压线穿插于断路器和测试腔，所述测试腔内部设置有温度感应模块，所述温度感应模块用于感应高压线的温度大小，所述测试腔内壁轴承连接有电吸盘，所述电吸盘上方固定安装有电动滑轨，所述电动滑轨内壁滑动连接有齿板，所述齿板内端固定安装有电流表。
本发明进一步说明，所述齿板上方齿轮啮合有滚动齿，所述滚动齿与测试腔内壁轴承连接，所述滚动齿外侧固定安装有曲柄连杆，所述曲柄连杆上端固定安装有挤压板，所述测试腔内壁上方轴承连接有气压腔，所述气压腔与外界管道连接且管道内设置有单向阀，所述挤压板与气压腔内壁滑动连接，所述气压腔外侧管道连接有压力阀，所述测试腔内壁底部轴承连接有伸缩腔，所述伸缩腔上方固定安装有电转盘，所述电转盘上端固定安装有吸球，所述伸缩腔与压力阀管道连接，所述伸缩腔与外部控制器管道连接。
本发明进一步说明，所述智能保护系统包括数据采集模块、智能换算模块、智能控制模块，所述数据采集模块与温度感应模块电连接，所述智能换算模块分别与数据采集模块、智能控制模块电连接，所述智能控制模块分别与电动滑轨、电转盘电连接；
所述数据采集模块用于采集温度感应模块中的数据，所述智能换算模块用于根据采集到的数据进行换算并将结果输入到智能控制模块中，所述智能控制模块用于控制电动滑轨、电转盘运行。
本发明进一步说明，所述智能保护系统的运行过程包括：
S1、操作人员开始对高压电路进行维修，这时需要对高压电路进行断电工作，从而通过外部电源驱动智能保护系统运行，智能保护系统通过电驱动使断路器运行，断路器将高压电流断开；
S2、智能保护系统通过电驱动使温度感应模块对高压线温度进行检测，并将数据输入到数据采集模块中，再由智能换算模块对数据进行换算，并将换算后的数据输入到智能控制模块中；
S3、智能控制模块驱动电动滑轨使电流表移动，对电流表到高压线之间的距离进行控制，并驱动电流表运行，测量高压线电流，当高压线温度小时进入S4，反之进入S5；
S4、压力阀状态改变，再驱动电转盘运行，控制电转盘的转动圈数和转动速度进行控制，对电流表进一步加深保护，之后进入S5；
S5、测量到高压线的电流后，通过物联网将电流数据传输给操作人员。
本发明进一步说明，所述S3中，智能控制模块使电动滑轨运行，电动滑轨驱动齿板移动，从而带动电流表移动向高压线靠近，电动滑轨根据高压线的温度大小驱动齿板的移动距离发生变化，从而控制电流表和高压线之间的距离。
本发明进一步说明，所述S4中，电动滑轨运行过程中，高压线温度大小影响压力阀的运行状态，进一步控制电流测量数据的准确性。
本发明进一步说明，所述S4中，智能控制模块通过电驱动使电转盘转动，电转盘带动吸球使电吸盘绕电转盘中心转动，带动电动滑轨使齿板绕电转盘中心转动，齿板带动电流表绕电转盘中心转动，控制电转盘转动圈数。
本发明进一步说明，所述S4中，智能控制模块根据高压线温度改变电转盘转动的速度，从而使电流表绕电转盘中心转动的速度发生改变。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，采用电动滑轨和智能保护系统，通过控制电流表和高压线之间的距离，对电流表进行保护，同时驱动电流表运行，电流表对高压线是否存在电流进行检测，之后再将检测结果通过物联网传输给操作人员，保证操作人员维修电路时的安全性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的保护腔内部结构示意图；
图3是本发明的测试腔内部结构示意图；
图4是本发明的测试腔内部结构平面示意图；
图5是本发明的智能保护系统流程示意图；
图中：1、高压电箱；2、断路器；3、保护腔；4、测试腔；5、电吸盘；6、电动滑轨；7、齿板；8、电流表；9、滚动齿；10、曲柄连杆；11、挤压板；12、气压腔；13、压力阀；14、伸缩腔；15、电转盘；16、吸球。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。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做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。
请参阅图1-5，本发明提供技术方案：一种基于物联网的高压电路安全保护系统，包括高压电箱1和智能保护系统，高压电箱1内部设置有断路器2，断路器2下方电连接有高压线，高压电箱1上方固定安装有保护腔3，保护腔3内部设置有测试腔4，高压线穿插于断路器2和测试腔4，测试腔4内部设置有温度感应模块，温度感应模块用于感应高压线的温度大小，测试腔4内壁轴承连接有电吸盘5，电吸盘5上方固定安装有电动滑轨6，电动滑轨6内壁滑动连接有齿板7，齿板7内端固定安装有电流表8，智能保护系统分别与外部电源、断路器2、温度感应模块、电吸盘5、电动滑轨6、电流表8电连接，操作人员开始对高压电路进行维修，这时需要对高压电路进行断电工作，从而通过外部电源驱动智能保护系统运行，智能保护系统通过电驱动使断路器2运行，断路器2将高压电流断开，之后通过电驱动使温度感应模块运行，温度感应模块感应到高压线的温度大小，之后通过电驱动使电动滑轨6运行，电动滑轨6驱动齿板7移动，从而带动电流表8移动向高压线靠近，电动滑轨6根据高压线的温度大小驱动齿板7的移动距离发生变化，从而控制电流表8和高压线之间的距离，对电流表8进行保护，同时驱动电流表8运行，电流表8对高压线是否存在电流进行检测，之后再将检测结果通过物联网传输给操作人员，保证操作人员维修电路时的安全性；
齿板7上方齿轮啮合有滚动齿9，滚动齿9与测试腔4内壁轴承连接，滚动齿9外侧固定安装有曲柄连杆10，曲柄连杆10上端固定安装有挤压板11，测试腔4内壁上方轴承连接有气压腔12，气压腔12与外界管道连接且管道内设置有单向阀，挤压板11与气压腔12内壁滑动连接，气压腔12外侧管道连接有压力阀13，测试腔4内壁底部轴承连接有伸缩腔14，伸缩腔14上方固定安装有电转盘15，电转盘15上端固定安装有吸球16，伸缩腔14与压力阀13管道连接，伸缩腔14与外部控制器管道连接，智能保护系统与电转盘15、外部控制器电连接，通过上述步骤，齿板7向内侧移动，通过齿轮啮合带动滚动齿9转动，滚动齿9带动曲柄连杆10内端绕滚动齿9中心转动，曲柄连杆10的外端带动挤压板11沿气压腔12内壁上下滑动，挤压板11向下滑动时通过管道从外界抽取气体进入气压腔12，单先阀控制气体只能从外界进入气压腔12，挤压板11向上滑动时，再挤压气压腔12内的气体进入到压力阀13上方，当温度较小时，齿板7移动的距离多，从而使滚动齿9转动的圈数较多，气压腔12挤压到压力阀13上方的气体量较多直至到达压力阀13压力承受极限，压力阀13打开，之后通过电驱动使电吸盘5运行，气体经过管道进入伸缩腔14内，伸缩腔14内部充气伸长，推动电转盘15向上移动，直至电吸盘5吸住吸球16，电吸盘5感应到自身吸住吸球16后驱动电转盘15转动，电转盘15带动吸球16使电吸盘5绕电转盘15中心转动，从而带动电动滑轨6使齿板7绕电转盘15中心转动，齿板7带动电流表8绕电转盘15中心转动，对高压线四周进行多次检测，确保数据准确，进一步加大安全性，之后根据高压线温度大小改变电转盘15的转动圈数，从而改变电流表8对高压线四周的测量次数，保证测量均匀，同时根据高压线温度改变电转盘15转动的速度，对电流表8加大保护效果，充分避免电流表8损坏，当温度较大时，齿板7移动的距离少，从而使滚动齿9转动的圈数较少，气压腔12挤压到压力阀13上方的气体量较少无法到达压力阀13压力承受极限，压力阀13关闭，这时由于电吸盘5无法吸住吸球16，因此电转盘15无法启动，一方面降低该装置运行能耗，另一方面避免电流表8多次测量导致电流表8内部芯片损耗过度，防止后续电流表8无法正常测量电流；
智能保护系统包括数据采集模块、智能换算模块、智能控制模块，数据采集模块与温度感应模块电连接，智能换算模块分别与数据采集模块、智能控制模块电连接，智能控制模块分别与电动滑轨6、电转盘15电连接；
数据采集模块用于采集温度感应模块中的数据，智能换算模块用于根据采集到的数据进行换算并将结果输入到智能控制模块中，智能控制模块用于控制电动滑轨6、电转盘15运行；
智能保护系统的运行过程包括：
S1、操作人员开始对高压电路进行维修，这时需要对高压电路进行断电工作，从而通过外部电源驱动智能保护系统运行，智能保护系统通过电驱动使断路器2运行，断路器2将高压电流断开；
S2、智能保护系统通过电驱动使温度感应模块对高压线温度进行检测，并将数据输入到数据采集模块中，再由智能换算模块对数据进行换算，并将换算后的数据输入到智能控制模块中；
S3、智能控制模块驱动电动滑轨6使电流表8移动，对电流表8到高压线之间的距离进行控制，并驱动电流表8运行，测量高压线电流，当高压线温度小时进入S4，反之进入S5；
S4、压力阀13状态改变，再驱动电转盘15运行，控制电转盘15的转动圈数和转动速度进行控制，对电流表8进一步加深保护，之后进入S5；
S5、测量到高压线的电流后，通过物联网将电流数据传输给操作人员；
S3中，智能控制模块使电动滑轨6运行，电动滑轨6驱动齿板7移动，从而带动电流表8移动向高压线靠近，电动滑轨6根据高压线的温度大小驱动齿板7的移动距离发生变化，从而控制电流表8和高压线之间的距离：
Figure BDA0003551925570000071
其中，L为齿板7的移动距离，Lmax为齿板7的最大移动距离，C为高压线实时温度大小，Cmin为高压线最低温度，针对高压线温度越高，齿板7的移动距离越小，电流表8和高压线之间的距离越大，这时在保证测量数据准确的情况下，拉大电流表8与高压线的距离，避免电流表8受到较强的高温导致内部芯片损坏，起到对电流表8的初步保护效果，针对高压线温度越低，齿板7的移动距离越大，电流表8和高压线之间的距离越小，这时为加大测量数据的准确性，使电流表8更加靠近高压线，避免距离过远导致测量不到准确电流数据的现象发生，后续操作人员能够准确知道高压线是否正常断电，从而保证维修过程中的安全性；
S4中，电动滑轨6运行过程中，高压线温度大小影响压力阀13的运行状态，进一步控制电流测量数据的准确性：
当
Figure BDA0003551925570000072
时，Cmax为高压线最高温度：这时由于高压线温度较低，齿板7移动的距离多，从而使滚动齿9转动的圈数较多，气压腔12挤压到压力阀13上方的气体量较多直至到达压力阀13压力承受极限，压力阀13打开，之后通过电驱动使电吸盘5运行，气体经过管道进入伸缩腔14内，伸缩腔14内部充气伸长，推动电转盘15向上移动，直至电吸盘5吸住吸球16，电吸盘5感应到自身吸住吸球16后驱动电转盘15转动，电转盘15带动吸球16使电吸盘5绕电转盘15中心转动，从而带动电动滑轨6使齿板7绕电转盘15中心转动，齿板7带动电流表8绕电转盘15中心转动，对高压线四周进行多次检测，确保数据准确，进一步加大安全性；
当
Figure BDA0003551925570000073
时：齿板7移动的距离少，从而使滚动齿9转动的圈数较少，气压腔12挤压到压力阀13上方的气体量较少无法到达压力阀13压力承受极限，压力阀13关闭，这时由于电吸盘5无法吸住吸球16，因此电转盘15无法启动，一方面降低该装置运行能耗，另一方面避免电流表8多次测量导致电流表8内部芯片损耗过度，防止后续电流表8无法正常测量电流；
S4中，智能控制模块通过电驱动使电转盘15转动，电转盘15带动吸球16使电吸盘5绕电转盘15中心转动，带动电动滑轨6使齿板7绕电转盘15中心转动，齿板7带动电流表8绕电转盘15中心转动，控制电转盘15转动圈数：
当
Figure BDA0003551925570000081
时：
Figure BDA0003551925570000082
M为电转盘15转动圈数，Vmax为电转盘15的最大转动圈数，
Figure BDA0003551925570000083
为便于计算结果取整，针对高压线温度越高，电转盘15转动圈数越少，从而使电流表8绕高压线四周转动圈数越少，这时在保证测量数据准确的情况下，对电流表8进一步保护，防止电流表8在转动过程中持续的测量导致内部芯片损耗程度增大，提高保护效果，针对高压线温度越低，电转盘15转动圈数越多，从而使电流表8绕高压线四周转动圈数越多，这时为保证测量数据，使电流表8进行长时间的测量，充分确保高压线的电流是否断开，进一步加大对操作人员的安全保护效果；
当
Figure BDA0003551925570000084
时：电转盘15不转动，这时的温度较高，为保护电流表8的测量精度，使电转盘15无法带动电流表8绕高压线四周进行转动，电流表8在受到高温影响的同时避免转动时带动高温气流流动导致电流表8被高温加深影响，防止电流表8损坏；
S4中，智能控制模块根据高压线温度改变电转盘15转动的速度，从而使电流表8绕电转盘15中心转动的速度发生改变：
当
Figure BDA0003551925570000085
时：
Figure BDA0003551925570000086
V为电转盘15转动的速度，Vmax为电转盘15转动的最大速度，针对高压线温度越高，电转盘15转动速度越慢，从而使电流表8绕高压线四周转动速度越慢，这时为避免高速转动时的高温气流对电流表8的损坏，降低其转动速度，防止电流表8测量时被高温影响损害，进一步加大保护效果，同时测量的时间也能够增大，充分判断到高压线的电流大小，保证维修的安全性，针对高压线温度越低，电转盘15转动速度越快，从而使电流表8绕高压线四周转动速度越快，这时既能够保证测量数据，又能够加快测量速度，加快维修效率；
当
Figure BDA0003551925570000091
时：电转盘15不转动，保护电流表8。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
最后需要指出的是：以上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精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于物联网的高压电路安全保护系统，包括高压电箱（1）和智能保护系统，其特征在于：所述高压电箱（1）内部设置有断路器（2），所述断路器（2）下方电连接有高压线，所述高压电箱（1）上方固定安装有保护腔（3），所述保护腔（3）内部设置有测试腔（4），所述高压线穿插于断路器（2）和测试腔（4），所述测试腔（4）内部设置有温度感应模块，所述温度感应模块用于感应高压线的温度大小，所述测试腔（4）内壁轴承连接有电吸盘（5），所述电吸盘（5）上方固定安装有电动滑轨（6），所述电动滑轨（6）内壁滑动连接有齿板（7），所述齿板（7）内端固定安装有电流表（8）；
所述智能保护系统分别与外部电源、断路器（2）、温度感应模块、电吸盘（5）、电动滑轨（6）、电流表（8）电连接，电动滑轨（6）根据高压线的温度大小驱动齿板（7）的移动距离发生变化，从而控制电流表（8）和高压线之间的距离，对电流表（8）进行保护，同时驱动电流表（8）运行。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的高压电路安全保护系统，其特征在于：所述齿板（7）上方齿轮啮合有滚动齿（9），所述滚动齿（9）与测试腔（4）内壁轴承连接，所述滚动齿（9）外侧固定安装有曲柄连杆（10），所述曲柄连杆（10）上端固定安装有挤压板（11），所述测试腔（4）内壁上方轴承连接有气压腔（12），所述气压腔（12）与外界管道连接且管道内设置有单向阀，所述挤压板（11）与气压腔（12）内壁滑动连接，所述气压腔（12）外侧管道连接有压力阀（13），所述测试腔（4）内壁底部轴承连接有伸缩腔（14），所述伸缩腔（14）上方固定安装有电转盘（15），所述电转盘（15）上端固定安装有吸球（16），所述伸缩腔（14）与压力阀（13）管道连接，所述伸缩腔（14）与外部控制器管道连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的高压电路安全保护系统，其特征在于：所述智能保护系统包括数据采集模块、智能换算模块、智能控制模块，所述数据采集模块与温度感应模块电连接，所述智能换算模块分别与数据采集模块、智能控制模块电连接，所述智能控制模块分别与电动滑轨（6）、电转盘（15）电连接；
所述数据采集模块用于采集温度感应模块中的数据，所述智能换算模块用于根据采集到的数据进行换算并将结果输入到智能控制模块中，所述智能控制模块用于控制电动滑轨（6）、电转盘（15）运行。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的高压电路安全保护系统，其特征在于：所述智能保护系统的运行过程包括：
S1、操作人员开始对高压电路进行维修，这时需要对高压电路进行断电工作，从而通过外部电源驱动智能保护系统运行，智能保护系统通过电驱动使断路器（2）运行，断路器（2）将高压电流断开；
S2、智能保护系统通过电驱动使温度感应模块对高压线温度进行检测，并将数据输入到数据采集模块中，再由智能换算模块对数据进行换算，并将换算后的数据输入到智能控制模块中；
S3、智能控制模块驱动电动滑轨（6）使电流表（8）移动，对电流表（8）到高压线之间的距离进行控制，并驱动电流表（8）运行，测量高压线电流，当高压线温度小时进入S4，反之进入S5；
S4、压力阀（13）状态改变，再驱动电转盘（15）运行，控制电转盘（15）的转动圈数和转动速度进行控制，对电流表（8）进一步加深保护，之后进入S5；
S5、测量到高压线的电流后，通过物联网将电流数据传输给操作人员。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的高压电路安全保护系统，其特征在于：所述S3中，智能控制模块使电动滑轨（6）运行，电动滑轨（6）驱动齿板（7）移动，从而带动电流表（8）移动向高压线靠近，电动滑轨（6）根据高压线的温度大小驱动齿板（7）的移动距离发生变化，从而控制电流表（8）和高压线之间的距离。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的高压电路安全保护系统，其特征在于：所述S4中，电动滑轨（6）运行过程中，高压线温度大小影响压力阀（13）的运行状态，进一步控制电流测量数据的准确性。
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的高压电路安全保护系统，其特征在于：所述S4中，智能控制模块通过电驱动使电转盘（15）转动，电转盘（15）带动吸球（16）使电吸盘（5）绕电转盘（15）中心转动，带动电动滑轨（6）使齿板（7）绕电转盘（15）中心转动，齿板（7）带动电流表（8）绕电转盘（15）中心转动，控制电转盘（15）转动圈数。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的高压电路安全保护系统，其特征在于：所述S4中，智能控制模块根据高压线温度改变电转盘（15）转动的速度，从而使电流表（8）绕电转盘（15）中心转动的速度发生改变。
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