CN114646795A - 基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及配电监测技术领域，公开了一种基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置，通过在热插拔盒体内部设置磁电传感阵列，通过磁电传感阵列设置三个不同的采集频域的磁电传感元件，利用三个磁电传感元件分别采集满足其采集频域的中心频率的功能模组的磁信号，以对不同中心频率的功能模块进行精确采集其磁信号，并将磁信号转换为电压信号，对电压信号进行放大、滤波处理，提高电压信号的敏感性，并通过电压信号与预设的电压阈值进行比对，得到比对结果，以判断相应的功能模组是否异常，从而实现对热插拔模块的功能模组进行在线监测，提高了热插拔模块出现故障的预警及时性，也提高了配电柜运行的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及配电监测技术领域，尤其涉及一种基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置。
背景技术
目前，配电终端热插拔技术是配网自动化、智能化发展的重要标识，已成为现阶段配网升级、改造的关键。需要指出的是，由于终端架构体系的不完善、模块/数据端口的不统一，不同厂家模块产品存在不兼容等问题，现阶段配网热插拔技术的应用，依旧处于探索阶段。
从热插拔技术角度考虑，由于工程应用中各功能模块的频发投切，极易对各功能模块的功能及性能造成破坏，影响功能模块的可靠使用；从现场调研数据可知，相比于传统的配电柜，具有热插拔应用的智能配电柜的热插拔模块，其故障频次隐患大大增加，直接影响配电系统的可靠运行。
从日常运维角度考虑，现有配电终端热插拔模块的运行状态评估方法单一、且过于依赖后台数据及工程经验，不利于现场运维工作的快速开展。同时，在缺乏直观的功能模块运行状态监测环节，运维过程中无法快速定位异常模块，且异常模块的更换时间陈本较大。
在现有的主站-从站-终端通讯模式中，终端系统本身的智能化应用程度太低，对主站系统的依赖性较强，对于终端本身模块化出现异常事件的处理方案过于单一，缺少可靠的热插拔模块在线状态监测的闭环控制，从而导致难以及时预警热插拔模块的功能模块出现故障，降低了配电柜运行的可靠性。
发明内容
本发明提供了一种基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置，解决了难以及时预警热插拔模块的功能模块出现故障，降低配电柜运行的可靠性的技术问题。
有鉴于此，本发明提供了一种基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置，应用于热插拔模块，所述热插拔模块包括热插拔盒体，所述热插拔盒体内设有热插拔电路板，所述热插拔电路板上设有多个功能模组，每个功能模组所产生的磁信号的中心频率不同，监测装置包括滑道、磁电传感阵列、信号处理模块和监测模块；
所述滑道为若干个，若干个所述滑道等间距安装于所述热插拔盒体的上沿，且设于所述热插拔电路板的上方；
所述磁电传感阵列包括若干个磁电传感单元，若干个磁电传感单元分别设于相应的所述滑道内，且与相应的所述滑道滑动连接；每个磁电传感单元均包括第一磁电传感元件、第二磁电传感元件和第三磁电传感元件，所述第一磁电传感元件、所述第二磁电传感元件和所述第三磁电传感元件的采集频域不同，用于分别采集满足其采集频域的中心频率的功能模组的磁信号，还用于将所述磁信号转换为电压信号，将所述电压信号发送至所述信号处理模块；
所述信号处理模块用于对所述电压信号进行放大、滤波处理，将经过放大、滤波处理后的电压信号发送至所述监测模块；
所述监测模块用于将所述电压信号与预设的电压阈值进行比对，得到比对结果，还用于根据所述比对结果判断相应的功能模组是否异常。
优选地，所述第一磁电传感元件的采集频域为50Hz～300Hz，所述第二磁电传感元件的采集频域为300Hz～20kHz，所述第三磁电传感元件的采集频域为20kHz～30kHz。
优选地，所述第一磁电传感元件、所述第二磁电传感元件和所述第三磁电传感元件均由上至下依次设有第一磁致伸缩材料层、压电材料层和第二磁致伸缩材料层，所述第一磁致伸缩材料层、所述压电材料层和所述第二磁致伸缩材料层依次贴合连接。
优选地，本装置还包括：位置调整模块，用于根据用户预先输入的指令分别对所述第一磁电传感元件、所述第二磁电传感元件和所述第三磁电传感元件相对所述滑道进行滑动至预定位置，以得到最高电压峰值的电压信号。
优选地，所述监测模块还用于当根据所述比对结果判断相应的功能模组为异常时，生成异常预警信号，将所述异常预警信号发送至调度主站。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明通过在热插拔盒体内部设置磁电传感阵列，通过磁电传感阵列设置三个不同的采集频域的磁电传感元件，利用三个磁电传感元件分别采集满足其采集频域的中心频率的功能模组的磁信号，以对不同中心频率的功能模块进行精确采集其磁信号，并将磁信号转换为电压信号，对电压信号进行放大、滤波处理，提高电压信号的敏感性，并通过电压信号与预设的电压阈值进行比对，得到比对结果，以判断相应的功能模组是否异常，从而实现对热插拔模块的功能模组进行在线监测，提高了热插拔模块出现故障的预警及时性，也提高了配电柜运行的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置的结构示意图。
具体实施方式
在现有的主站-从站-终端通讯模式中，终端系统本身的智能化应用程度太低，对主站系统的依赖性较强，对于终端本身模块化出现异常事件的处理方案过于单一，缺少可靠的热插拔模块在线状态监测的闭环控制，从而导致难以及时预警或切除功能模块出现故障的现象，降低了配电柜运行的可靠性。
在热插拔模块的监测中，可以选用电信号的采集，以评估模块的应用现状，但是，较难实现热插拔模块中某个单一功能的可靠监测，如某模块电源功能正常但信号采集功能存在问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
为了便于理解，请参阅图1，本发明提供的一种基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置，应用于热插拔模块，所述热插拔模块包括热插拔盒体1，所述热插拔盒体1内设有热插拔电路板2，所述热插拔电路板2上设有多个功能模组3，每个功能模组3所产生的磁信号的中心频率不同，监测装置包括滑道5、磁电传感阵列、信号处理模块和监测模块；
在一个示例中，热插拔电路板2包括电源功能模块、信号采集功能模块和通讯功能模块，而每个功能模块所产生的磁信号的中心频率是不同的。
所述滑道5为若干个，若干个所述滑道5等间距安装于所述热插拔盒体1的上沿，且设于所述热插拔电路板2的上方；
所述磁电传感阵列包括若干个磁电传感单元4，若干个磁电传感单元4分别设于相应的所述滑道5内，且与相应的所述滑道5滑动连接；每个磁电传感单元4均包括第一磁电传感元件41、第二磁电传感元件42和第三磁电传感元件43，所述第一磁电传感元件41、所述第二磁电传感元件42和所述第三磁电传感元件43的采集频域不同，用于分别采集满足其采集频域的中心频率的功能模组3的磁信号，还用于将所述磁信号转换为电压信号，将所述电压信号发送至所述信号处理模块；
所述信号处理模块用于对所述电压信号进行放大、滤波处理，将经过放大、滤波处理后的电压信号发送至所述监测模块；
所述监测模块用于将所述电压信号与预设的电压阈值进行比对，得到比对结果，还用于根据所述比对结果判断相应的功能模组是否异常。
其中，监测模块可以为外部设置的PC端。
本实施例提供的一种基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置，通过在热插拔盒体内部设置磁电传感阵列，通过磁电传感阵列设置三个不同的采集频域的磁电传感元件，利用三个磁电传感元件分别采集满足其采集频域的中心频率的功能模组的磁信号，以对不同中心频率的功能模块进行精确采集其磁信号，并将磁信号转换为电压信号，对电压信号进行放大、滤波处理，提高电压信号的敏感性，并通过电压信号与预设的电压阈值进行比对，得到比对结果，以判断相应的功能模组是否异常，从而实现对热插拔模块的功能模组进行在线监测，提高了热插拔模块出现故障的预警及时性，也提高了配电柜运行的可靠性。
在一个具体实施例中，所述第一磁电传感元件41的采集频域为50Hz～300Hz，所述第二磁电传感元件42的采集频域为300Hz～20kHz，所述第三磁电传感元件43的采集频域为20kHz～30kHz。
可以理解的是，通过对第一磁电传感元件41、第二磁电传感元件42和第三磁电传感元件43的采集频域进行不同频域的限定，从而可以对不同的中心频率的功能模块进行采集，在一个示例中，对于热插拔电路板2，在工作时均可能产生低频、中频和高频信号，通过预先调试的磁电传感元件的采集频域作为观测对象，如：通过第一磁电传感元件41采集电源模块的磁信号，第二磁电传感元件42采集信号采集模块的磁信号，第三磁电传感元件43采集通讯模块的磁信号，这样就能保证电磁信号的全频段100％的监测，以实现采集的可靠性。其中，若仅监测某一频段的信号，则会因实际功能模块的工作模式的差异，其所产生的谐振频率是会存在较大的漂移的，这就会影响到可靠性的评估。
在一个具体实施例中，所述第一磁电传感元件41、所述第二磁电传感元件42和所述第三磁电传感元件43均由上至下依次设有第一磁致伸缩材料层、压电材料层和第二磁致伸缩材料层，所述第一磁致伸缩材料层、所述压电材料层和所述第二磁致伸缩材料层依次贴合连接。
其中，磁致伸缩材料的材质为Tb0.3Dy0.7Fe2合金，压电材料的材质为PMN-PT单晶元件，因功能模块能够产生电磁信号，通过两个磁电传感元件可以通过电磁信号对压电材料层进行压缩，从而在压电材料层产生压力作用，通过压电材料层将电磁信号转换为电压信号输出，从而实现空间磁场信号的电输出。
在一个示例中，其磁电传感元件的左右端部分别设置有左永磁体和右永磁体体。
在一个具体实施例中，本装置还包括：位置调整模块，用于根据用户预先输入的指令分别对所述第一磁电传感元件41、所述第二磁电传感元件42和所述第三磁电传感元件43相对所述滑道进行滑动至预定位置，以得到最高电压峰值的电压信号。
具体地，通过三个不同频域的磁电传感元件采集不同中心频率的功能模块，其中，第一磁电传感元件41监测功能模块的低频信号，其预设谐振峰值的频率为50Hz，第二磁电传感元件42监测功能模块的中频信号，其预设谐振峰值的频率为1kHz，第三磁电传感元件43监测功能模块的高频信号，其预设谐振峰值的频率为100kHz，通过将第一磁电传感元件41、所述第二磁电传感元件42和所述第三磁电传感元件43相对所述滑道进行滑动至预定位置，以得到最高电压峰值的电压信号，从而提高采集的灵敏性和精确性。
在一个具体实施例中，所述监测模块还用于当根据所述比对结果判断相应的功能模组为异常时，生成异常预警信号，将所述异常预警信号发送至调度主站。
可以理解的是，在所采集到的功能模块的电压信号小于预设的电压信号阈值时，则判定该功能模块存在异常，则需要生成异常预警信号，将所述异常预警信号发送至调度主站，以实现设备档案的及时更新以及及时运维。同时，还可以在配电终端预警界面显示预警信号。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
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 (5)
1.基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置，应用于热插拔模块，所述热插拔模块包括热插拔盒体，所述热插拔盒体内设有热插拔电路板，所述热插拔电路板上设有多个功能模组，每个功能模组所产生的磁信号的中心频率不同，其特征在于，监测装置包括滑道、磁电传感阵列、信号处理模块和监测模块；
所述滑道为若干个，若干个所述滑道等间距安装于所述热插拔盒体的上沿，且设于所述热插拔电路板的上方；
所述磁电传感阵列包括若干个磁电传感单元，若干个磁电传感单元分别设于相应的所述滑道内，且与相应的所述滑道滑动连接；每个磁电传感单元均包括第一磁电传感元件、第二磁电传感元件和第三磁电传感元件，所述第一磁电传感元件、所述第二磁电传感元件和所述第三磁电传感元件的采集频域不同，用于分别采集满足其采集频域的中心频率的功能模组的磁信号，还用于将所述磁信号转换为电压信号，将所述电压信号发送至所述信号处理模块；
所述信号处理模块用于对所述电压信号进行放大、滤波处理，将经过放大、滤波处理后的电压信号发送至所述监测模块；
所述监测模块用于将所述电压信号与预设的电压阈值进行比对，得到比对结果，还用于根据所述比对结果判断相应的功能模组是否异常。
2.根据权利要求1所述的基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置，其特征在于，所述第一磁电传感元件的采集频域为50Hz～300Hz，所述第二磁电传感元件的采集频域为300Hz～20kHz，所述第三磁电传感元件的采集频域为20kHz～30kHz。
3.根据权利要求1所述的基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置，其特征在于，所述第一磁电传感元件、所述第二磁电传感元件和所述第三磁电传感元件均由上至下依次设有第一磁致伸缩材料层、压电材料层和第二磁致伸缩材料层，所述第一磁致伸缩材料层、所述压电材料层和所述第二磁致伸缩材料层依次贴合连接。
4.根据权利要求1所述的基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置，其特征在于，还包括：位置调整模块，用于根据用户预先输入的指令分别对所述第一磁电传感元件、所述第二磁电传感元件和所述第三磁电传感元件相对所述滑道进行滑动至预定位置，以得到最高电压峰值的电压信号。
5.根据权利要求1所述的基于频域分析的配电终端热插拔模块监测装置，其特征在于，所述监测模块还用于当根据所述比对结果判断相应的功能模组为异常时，生成异常预警信号，将所述异常预警信号发送至调度主站。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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