CN116295664B - 一种中压配电柜 - Google Patents
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Abstract
本发明属于配电柜领域，涉及数据分析技术，用于解决现有技术中的中压配电柜，无法对机柜的内外部环境进行监测分析的问题，具体是一种中压配电柜，包括机柜以及安装在机柜内壁的处理器，处理器通信连接有环境监测模块、密封监测模块以及存储模块，环境监测模块用于对配电柜的运行环境进行监测分析，环境监测模块包括内环监测单元与外环监测单元，内环监测单元用于对配电柜内部运行环境进行监测分析并在机柜内部环境不满足要求时，通过处理器向密封监测模块发送密封监测信号；本发明是对配电柜的运行环境进行监测分析，在异常程度不满足要求时及时进行预警以及因素分析，以保证内部环境异常的处理效率。
Description
技术领域
本发明属于配电柜领域，涉及数据分析技术，具体是一种中压配电柜。
背景技术
配电柜分为动力配电柜和照明配电柜，是配电系统的末级设备，配电柜是电动机控制中心的统称，配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合，电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合，主要是将上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷，这级设备应对负荷提供保护、监视和控制；
但现有技术中的中压配电柜，无法对机柜的内外部环境进行监测分析，从而无法保证中压配电柜在合适的环境中运行，导致配电柜的故障率高、寿命缩短，同时现有技术中的中压配电柜也无法在内部运行环境异常时，对导致异常的原因进行分析，从而导致异常处理效率低下；
针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中压配电柜，用于解决现有技术中的中压配电柜，无法对机柜的内外部环境进行监测分析的问题。
本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以对机柜的内外部环境进行监测分析的中压配电柜。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种中压配电柜，包括机柜以及安装在机柜内壁的处理器，所述处理器通信连接有环境监测模块、密封监测模块以及存储模块；
所述环境监测模块用于对配电柜的运行环境进行监测分析，所述环境监测模块包括内环监测单元与外环监测单元，所述内环监测单元用于对配电柜内部运行环境进行监测分析并在机柜内部环境不满足要求时通过处理器向密封监测模块发送密封监测信号；所述外环监测单元用于对配电柜的外部运行环境进行监测分析：获取机柜在监测时段内的雨量数据YL与风力数据FL并进行数值计算得到环外系数HW，通过存储模块获取到环外阈值HWmax，将机柜在监测时段内的环外系数HW与环外阈值HWmax进行比较并通过比较结果对机柜在检测时段内的外部环境是否满足要求进行判定；
环外系数HW的计算公式为：HW=β1*YL+β2*FL，其中β1与β2均为比例系数，且β1＞β2＞1；
所述密封监测模块用于对机柜的密封性进行监测分析并得到压波值，通过存储模块获取到压波阈值，将压波值与压波阈值进行比较并通过比较结果对机柜的密封性是否满足要求进行判定；
内环监测单元对配电柜内部运行环境进行监测分析的具体过程包括：生成监测周期，将监测周期分割为若干个监测时段，获取机柜在监测时段内的内温数据NW、内湿数据NS以及内灰数据NH，通过对内温数据NW、内湿数据NS以及内灰数据NH进行数值计算得到机柜在监测时段内的环内系数HN；通过存储模块获取到环内阈值HNmax，将机柜在监测时段内的环内系数HN与环内阈值HNmax进行比较并通过比较结果对机柜在监测时段内的内部环境是否满足要求进行判定；
环内系数HN的计算公式为：HN=α1*NW+α2*NS+α3*NH，其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞1；
压波值的获取过程包括：将机柜内部空气温度值在监测时段内的最大值标记为空温值，将机柜内部空气压力值在监测时段内的最大值标记为空压值，以时间为X轴，空温值为Y轴建立直角坐标系，以监测时段的结束时刻为横坐标、监测时段的空温值为纵坐标在直角坐标系中标出若干个空温点，以监测时段的结束时刻为横坐标、监测时段的空压值为纵坐标在直角坐标系中标出若干个空压点，将空温点自左向右进行连线得到空温折线，将空压点自左向右进行连线得到空压折线，在密封监测模块接收到密封监测信号的时刻标记为监测时刻，以监测时刻为横坐标在直角坐标系的第一象限中作出一条与X轴垂直的监测射线，将空温折线、空压折线、监测射线以及Y轴构成的封闭图形标记为压波图形，将压波图形的面积值标记为压波值。
作为本发明的一种优选实施方式，内温数据NW的获取过程包括：获取机柜内部空气温度值以及温度范围，将温度范围的最大值与最小值的平均值标记为内温均值，将机柜内部空气温度值与内温均值差值的绝对值标记为内温值，将机柜的内温值在监测时段内的最大值标记为内温数据NW；内湿数据NS的获取过程包括：获取机柜内部空气湿度值以及湿度范围，将湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿度均值，将机柜内部空气湿度值与湿度均值差值的绝对值标记为内湿值，将机柜的内湿值在监测时段内的最大值标记为内湿数据NS；内灰数据NH为机柜内部空气灰尘浓度值在监测时段内的最大值。
作为本发明的一种优选实施方式，将机柜在监测时段内的环内系数HN与环内阈值HNmax进行比较的具体过程包括：若环内系数HN大于等于环内阈值HNmax，则判定机柜在监测时段内的内部环境不满足要求，内环监测单元向处理器发送密封监测信号，处理器接收到密封监测信号后将密封监测信号发送至密封监测模块；若环内系数HN小于环内阈值HNmax，则判定机柜在监测时段内的内部环境满足要求。
作为本发明的一种优选实施方式，雨量数据YL为机柜外部环境在监测时段内的降雨总量，风力数据FL为机柜外部环境在监测时段内的风力等级最大值。
作为本发明的一种优选实施方式，将机柜在监测时段内的环外系数HW与环外阈值HWmax进行比较的具体过程包括：若环外系数HW小于环外阈值HWmax，则判定机柜在监测时段内的外部环境满足要求；若环外系数HW大于等于环外阈值HWmax，则判定机柜在监测时段内的外部环境不满足要求，外环监测单元向处理器发送外环调节信号，处理器接收到外环调节信号后将外环调节信号发送至管理人员的手机终端。
作为本发明的一种优选实施方式，将压波值与压波阈值进行比较的具体过程包括：若压波值小于压波阈值，则生成内温调节信号并将内温调节信号发送至处理器，处理器接收到内温调节信号后将内温调节信号发送至管理人员的手机终端；若压波值大于等于压波阈值，则生成密封检修信号并将密封检修信号发送至处理器，处理器接收到密封检修信号后将密封检修信号发送至管理人员的手机终端。
作为本发明的一种优选实施方式，该中压配电柜的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：对配电柜内部运行环境进行监测分析：生成监测周期，将监测周期分割为若干个监测时段，获取机柜在监测时段内的内温数据NW、内湿数据NS以及内灰数据NH并进行数值计算得到环内系数HN，通过环内系数HN的数值对机柜在监测时段内的内部环境是否满足要求进行判定；
步骤二：对配电柜的外部运行环境进行监测分析：获取机柜在监测时段内的雨量数据YL与风力数据FL并进行数值计算得到环外系数HW，通过环外系数HW的数值对机柜在监测时段内的外部环境是否满足要求进行判定；
步骤三：对机柜的密封性进行监测分析：将机柜内部空气温度值在监测时段内的最大值标记为空温值，将机柜内部空气压力值在监测时段内的最大值标记为空压值，以时间为X轴，空温值为Y轴建立直角坐标系，在直角坐标系中绘制空温折线与空压折线并获取压波值，通过压波值的数值大小对机柜的密封性是否满足要求进行判定。
本发明具备下述有益效果：
1、通过内环监测单元可以对配电柜的运行环境进行监测分析，通过对配电柜内部的多项环境参数进行综合分析与计算得到环内系数，从而通过环内系数对机柜内部运行环境的异常程度进行反馈，在异常程度不满足要求时及时进行预警以及因素分析，从而保证内部环境异常的处理效率；
2、通过外环监测单元可以对配电柜的外部运行环境进行监测分析，通过对配电柜外部的多项环境参数进行综合分析与计算的带环外系数，从而通过环外系数对机柜外部运行环境的异常程度进行反馈，结合内环监测单元对机柜的内外部环境同步进行监测，保证配电柜可以在适宜的环境中运行，延缓配电柜的使用寿命，降低其故障率；
3、通过密封监测模块可以对机柜的密封性进行监测分析，通过对机柜内部的空气温度变化与压力变化进行综合分析得到压波值，从而通过压波值对机柜内部气压受外部环境的影响程度进行反馈，从而对机柜内部环境异常与密封性异常之间的关联程度进行反馈，为内部环境异常处理提供数据支撑，提高异常处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，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。
图1为本发明实施例一的系统框图。
图2为本发明实施例二的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，一种中压配电柜，包括机柜以及安装在机柜内壁的处理器，处理器通信连接有环境监测模块、密封监测模块以及存储模块。
环境监测模块用于对配电柜的运行环境进行监测分析，环境监测模块包括内环监测单元与外环监测单元，内环监测单元用于对配电柜内部运行环境进行监测分析：生成监测周期，将监测周期分割为若干个监测时段，获取机柜在监测时段内的内温数据NW、内湿数据NS以及内灰数据NH，内温数据NW的获取过程包括：获取机柜内部空气温度值以及温度范围，将温度范围的最大值与最小值的平均值标记为内温均值，将机柜内部空气温度值与内温均值差值的绝对值标记为内温值，将机柜的内温值在监测时段内的最大值标记为内温数据NW；内湿数据NS的获取过程包括：获取机柜内部空气湿度值以及湿度范围，将湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿度均值，将机柜内部空气湿度值与湿度均值差值的绝对值标记为内湿值，将机柜的内湿值在监测时段内的最大值标记为内湿数据NS；内灰数据NH为机柜内部空气灰尘浓度值在监测时段内的最大值；通过公式HN=α1*NW+α2*NS+α3*NH得到机柜在监测时段内的环内系数HN，环内系数是一个反映机柜内部环境异常程度的数值，环内系数的数值越大，则表示机柜内部环境异常程度越高；其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞1；通过存储模块获取到环内阈值HNmax，将机柜在监测时段内的环内系数HN与环内阈值HNmax进行比较：若环内系数HN大于等于环内阈值HNmax，则判定机柜在监测时段内的内部环境不满足要求，内环监测单元向处理器发送密封监测信号，处理器接收到密封监测信号后将密封监测信号发送至密封监测模块；若环内系数HN小于环内阈值HNmax，则判定机柜在监测时段内的内部环境满足要求；对配电柜的运行环境进行监测分析，通过对配电柜内部的多项环境参数进行综合分析与计算得到环内系数，从而通过环内系数对机柜内部运行环境的异常程度进行反馈，在异常程度不满足要求时及时进行预警以及因素分析，从而保证内部环境异常的处理效率。
外环监测单元用于对配电柜的外部运行环境进行监测分析：获取机柜在监测时段内的雨量数据YL与风力数据FL，雨量数据YL为机柜外部环境在监测时段内的降雨总量，风力数据FL为机柜外部环境在监测时段内的风力等级最大值，通过公式HW=β1*YL+β2*FL得到机柜在监测时段内的环外系数HW，环外系数是一个反映机柜外部环境异常程度的数值，环外系数的数值越大，则表示机柜外部环境异常程度越高；其中β1与β2均为比例系数，且β1＞β2＞1；通过存储模块获取到环外阈值HWmax，将机柜在监测时段内的环外系数HW与环外阈值HWmax进行比较：若环外系数HW小于环外阈值HWmax，则判定机柜在监测时段内的外部环境满足要求；若环外系数HW大于等于环外阈值HWmax，则判定机柜在监测时段内的外部环境不满足要求，外环监测单元向处理器发送外环调节信号，处理器接收到外环调节信号后将外环调节信号发送至管理人员的手机终端；对配电柜的外部运行环境进行监测分析，通过对配电柜外部的多项环境参数进行综合分析与计算的带环外系数，从而通过环外系数对机柜外部运行环境的异常程度进行反馈，结合内环监测单元对机柜的内外部环境同步进行监测，保证配电柜可以在适宜的环境中运行，延缓配电柜的使用寿命，降低其故障率。
密封监测模块用于对机柜的密封性进行监测分析：将机柜内部空气温度值在监测时段内的最大值标记为空温值，将机柜内部空气压力值在监测时段内的最大值标记为空压值，以时间为X轴，空温值为Y轴建立直角坐标系，以监测时段的结束时刻为横坐标、监测时段的空温值为纵坐标在直角坐标系中标出若干个空温点，以监测时段的结束时刻为横坐标、监测时段的空压值为纵坐标在直角坐标系中标出若干个空压点，将空温点自左向右进行连线得到空温折线，将空压点自左向右进行连线得到空压折线，在密封监测模块接收到密封监测信号的时刻标记为监测时刻，以监测时刻为横坐标在直角坐标系的第一象限中作出一条与X轴垂直的监测射线，将空温折线、空压折线、监测射线以及Y轴构成的封闭图形标记为压波图形，将压波图形的面积值标记为压波值，通过存储模块获取到压波阈值，将压波值与压波阈值进行比较：若压波值小于压波阈值，则生成内温调节信号并将内温调节信号发送至处理器，处理器接收到内温调节信号后将内温调节信号发送至管理人员的手机终端；若压波值大于等于压波阈值，则生成密封检修信号并将密封检修信号发送至处理器，处理器接收到密封检修信号后将密封检修信号发送至管理人员的手机终端；对机柜的密封性进行监测分析，通过对机柜内部的空气温度变化与压力变化进行综合分析得到压波值，从而通过压波值对机柜内部气压受外部环境的影响程度进行反馈，从而对机柜内部环境异常与密封性异常之间的关联程度进行反馈，为内部环境异常处理提供数据支撑，提高异常处理效率。
实施例二
如图2所示，一种中压配电柜的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：对配电柜内部运行环境进行监测分析：生成监测周期，将监测周期分割为若干个监测时段，获取机柜在监测时段内的内温数据NW、内湿数据NS以及内灰数据NH并进行数值计算得到环内系数HN，通过环内系数HN的数值对机柜在监测时段内的内部环境是否满足要求进行判定；
步骤二：对配电柜的外部运行环境进行监测分析：获取机柜在监测时段内的雨量数据YL与风力数据FL并进行数值计算得到环外系数HW，通过环外系数HW的数值对机柜在监测时段内的外部环境是否满足要求进行判定；
步骤三：对机柜的密封性进行监测分析：将机柜内部空气温度值在监测时段内的最大值标记为空温值，将机柜内部空气压力值在监测时段内的最大值标记为空压值，以时间为X轴，空温值为Y轴建立直角坐标系，在直角坐标系中绘制空温折线与空压折线并获取压波值，通过压波值的数值大小对机柜的密封性是否满足要求进行判定。
本发明在工作时，生成监测周期，将监测周期分割为若干个监测时段，获取机柜在监测时段内的内温数据NW、内湿数据NS以及内灰数据NH并进行数值计算得到环内系数HN，通过环内系数HN的数值对机柜在监测时段内的内部环境是否满足要求进行判定；获取机柜在监测时段内的雨量数据YL与风力数据FL并进行数值计算得到环外系数HW，通过环外系数HW的数值对机柜在监测时段内的外部环境是否满足要求进行判定；将机柜内部空气温度值在监测时段内的最大值标记为空温值，将机柜内部空气压力值在监测时段内的最大值标记为空压值，以时间为X轴，空温值为Y轴建立直角坐标系，在直角坐标系中绘制空温折线与空压折线并获取压波值，通过压波值的数值大小对机柜的密封性是否满足要求进行判定。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式HN=α1*NW+α2*NS+α3*NH；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的环内系数；将设定的环内系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1、α2以及α3的取值分别为4.19、3.25和2.53；
系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的环内系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如环内系数与内温数据的数值成正比。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种中压配电柜，其特征在于，包括机柜以及安装在机柜内壁的处理器，所述处理器通信连接有环境监测模块、密封监测模块以及存储模块；
所述环境监测模块用于对配电柜的运行环境进行监测分析，所述环境监测模块包括内环监测单元与外环监测单元，所述内环监测单元用于对配电柜内部运行环境进行监测分析并在机柜内部环境不满足要求时通过处理器向密封监测模块发送密封监测信号；所述外环监测单元用于对配电柜的外部运行环境进行监测分析：获取机柜在监测时段内的雨量数据YL与风力数据FL并进行数值计算得到环外系数HW，通过存储模块获取到环外阈值HWmax，将机柜在监测时段内的环外系数HW与环外阈值HWmax进行比较并通过比较结果对机柜在检测时段内的外部环境是否满足要求进行判定；
环外系数HW的计算公式为：HW=β1*YL+β2*FL，其中β1与β2均为比例系数，且β1＞β2＞1；
所述密封监测模块用于对机柜的密封性进行监测分析并得到压波值，通过存储模块获取到压波阈值，将压波值与压波阈值进行比较并通过比较结果对机柜的密封性是否满足要求进行判定；
内环监测单元对配电柜内部运行环境进行监测分析的具体过程包括：生成监测周期，将监测周期分割为若干个监测时段，获取机柜在监测时段内的内温数据NW、内湿数据NS以及内灰数据NH，通过对内温数据NW、内湿数据NS以及内灰数据NH进行数值计算得到机柜在监测时段内的环内系数HN；通过存储模块获取到环内阈值HNmax，将机柜在监测时段内的环内系数HN与环内阈值HNmax进行比较并通过比较结果对机柜在监测时段内的内部环境是否满足要求进行判定；
环内系数HN的计算公式为：HN=α1*NW+α2*NS+α3*NH，其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞1；
压波值的获取过程包括：将机柜内部空气温度值在监测时段内的最大值标记为空温值，将机柜内部空气压力值在监测时段内的最大值标记为空压值，以时间为X轴，空温值为Y轴建立直角坐标系，以监测时段的结束时刻为横坐标、监测时段的空温值为纵坐标在直角坐标系中标出若干个空温点，以监测时段的结束时刻为横坐标、监测时段的空压值为纵坐标在直角坐标系中标出若干个空压点，将空温点自左向右进行连线得到空温折线，将空压点自左向右进行连线得到空压折线，在密封监测模块接收到密封监测信号的时刻标记为监测时刻，以监测时刻为横坐标在直角坐标系的第一象限中作出一条与X轴垂直的监测射线，将空温折线、空压折线、监测射线以及Y轴构成的封闭图形标记为压波图形，将压波图形的面积值标记为压波值；
内温数据NW的获取过程包括：获取机柜内部空气温度值以及温度范围，将温度范围的最大值与最小值的平均值标记为内温均值，将机柜内部空气温度值与内温均值差值的绝对值标记为内温值，将机柜的内温值在监测时段内的最大值标记为内温数据NW；内湿数据NS的获取过程包括：获取机柜内部空气湿度值以及湿度范围，将湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿度均值，将机柜内部空气湿度值与湿度均值差值的绝对值标记为内湿值，将机柜的内湿值在监测时段内的最大值标记为内湿数据NS；内灰数据NH为机柜内部空气灰尘浓度值在监测时段内的最大值。
2.根据权利要求1所述的一种中压配电柜，其特征在于，将机柜在监测时段内的环内系数HN与环内阈值HNmax进行比较的具体过程包括：若环内系数HN大于等于环内阈值HNmax，则判定机柜在监测时段内的内部环境不满足要求，内环监测单元向处理器发送密封监测信号，处理器接收到密封监测信号后将密封监测信号发送至密封监测模块；若环内系数HN小于环内阈值HNmax，则判定机柜在监测时段内的内部环境满足要求。
3.根据权利要求2所述的一种中压配电柜，其特征在于，雨量数据YL为机柜外部环境在监测时段内的降雨总量，风力数据FL为机柜外部环境在监测时段内的风力等级最大值。
4.根据权利要求3所述的一种中压配电柜，其特征在于，将机柜在监测时段内的环外系数HW与环外阈值HWmax进行比较的具体过程包括：若环外系数HW小于环外阈值HWmax，则判定机柜在监测时段内的外部环境满足要求；若环外系数HW大于等于环外阈值HWmax，则判定机柜在监测时段内的外部环境不满足要求，外环监测单元向处理器发送外环调节信号，处理器接收到外环调节信号后将外环调节信号发送至管理人员的手机终端。
5.根据权利要求4所述的一种中压配电柜，其特征在于，将压波值与压波阈值进行比较的具体过程包括：若压波值小于压波阈值，则生成内温调节信号并将内温调节信号发送至处理器，处理器接收到内温调节信号后将内温调节信号发送至管理人员的手机终端；若压波值大于等于压波阈值，则生成密封检修信号并将密封检修信号发送至处理器，处理器接收到密封检修信号后将密封检修信号发送至管理人员的手机终端。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种中压配电柜，其特征在于，该中压配电柜的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：对配电柜内部运行环境进行监测分析：生成监测周期，将监测周期分割为若干个监测时段，获取机柜在监测时段内的内温数据NW、内湿数据NS以及内灰数据NH并进行数值计算得到环内系数HN，通过环内系数HN的数值对机柜在监测时段内的内部环境是否满足要求进行判定；
步骤二：对配电柜的外部运行环境进行监测分析：获取机柜在监测时段内的雨量数据YL与风力数据FL并进行数值计算得到环外系数HW，通过环外系数HW的数值对机柜在监测时段内的外部环境是否满足要求进行判定；
步骤三：对机柜的密封性进行监测分析：将机柜内部空气温度值在监测时段内的最大值标记为空温值，将机柜内部空气压力值在监测时段内的最大值标记为空压值，以时间为X轴，空温值为Y轴建立直角坐标系，在直角坐标系中绘制空温折线与空压折线并获取压波值，通过压波值的数值大小对机柜的密封性是否满足要求进行判定。
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Applications Claiming Priority (1)
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