CN116914582B - 一种模块化电力开关柜动态监控装置及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力开关柜技术领域，且公开了一种模块化电力开关柜动态监控装置及其监控方法，包括电力开关柜，所述电力开关柜的侧面固定连接有排气机构，所述电力开关柜的内部固定连接有传感器，所述排气机构的顶端固定连接有换向机构，所述换向机构的一侧固定连接有后排气管，换向机构的另一侧固定连接有前排气管，所述排气机构包括提供动力的伺服电机；本发明通过设有伺服电机、第一锥齿轮、叶片，当电力开关柜内温度较高或者灰尘多时，此时伺服电机启动，伺服电机启动后通过输出轴带动第一锥齿轮转动，进而使得风扇轴带动叶片转动，叶片转动时将电力开关柜内的气体以及灰尘抽到外部，从而降低电力开关柜内的温度且保证电力开关柜内灰尘较少。

Description

一种模块化电力开关柜动态监控装置及其监控方法

技术领域

本发明涉及电力开关柜技术领域，更具体地涉及一种模块化电力开关柜动态监控装置及其监控方法。

背景技术

开关柜是一种电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置，有的设有高压室与低压室开关柜，或者为保主要设备的低周减载，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、控制和保护用电设备，开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成；

随着网络通信以及计算机技术的迅猛发展，我国国家电网提出了智能变电站建设的计划，智能变电站是运用高速通信网络平台，自动对电网的各种信息进行智能化采集，动态监管和智能保护，能够实现对于整个电网系统的动态智能化监测、信息反馈以及故障修复等多种功能，而电力开关柜作为电网内的重要组成设备之一，也需要对其进行监控，从而保证其稳定运行，但是传统的电力开关柜用监控装置存在以下问题：

电力开关柜在进行运行时，由于其内部零件较多，且需要进行控制和保护用电工作，因此其内部温度较高，当其处于长期的高温工作环境下，此时其易产生损坏，而传统的监控装置仅能进行监测，无法起到降低的作用，并且当开关柜的内部灰尘较多时，此时无法将灰尘及时排出，而电力开关柜内部的灰尘较多时，此时易产生静电，会造成开关柜无法正常运行的情况；

当开关柜发生火灾时，此时一般是通过警报声音的方式进行报警，而发出声音的方式，仅能确定大概的位置，无法从众多的开关柜内快速寻找到问题开关柜，并且其报警方式不够明显。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施条例提供一种模块化电力开关柜动态监控装置及其监控方法，以解决背景技术中所提出的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模块化电力开关柜动态监控装置，包括电力开关柜，所述电力开关柜的侧面固定连接有排气机构，所述电力开关柜的内部固定连接有传感器，所述排气机构的顶端固定连接有换向机构，所述换向机构的一侧固定连接有后排气管，换向机构的另一侧固定连接有前排气管，所述排气机构包括提供动力的伺服电机，所述伺服电机的顶端固定连接有输出轴，所述输出轴的顶端固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的侧面啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的内部固定连接有风扇轴，所述风扇轴的侧面固定连接有叶片，所述输出轴的侧面活动连接有固定块，所述固定块的侧面与电力开关柜的侧面固定连接，所述固定块的顶端固定连接有锥形筒，所述锥形筒远离电力开关柜的侧面固定连接有气体管道。

在一个优选的实施方式中，所述锥形筒靠近电力开关柜的侧面固定连接有保护网，所述保护网位于电力开关柜的内，所述伺服电机的侧面与电力开关柜的侧面固定连接，所述气体管道经过换向机构。

在一个优选的实施方式中，所述气体管道顶端的侧面固定连接有球阀，所述球阀的内部活动连接有球芯，所述球芯的底端固定连接有转轴，所述转轴的侧面活动套接有弧形筒，所述弧形筒的侧面固定连接有固定板，所述转轴的侧面固定连接有转动板，所述固定板的侧面固定连接有气体箱，所述固定板的侧面固定连接有复位组件。

在一个优选的实施方式中，所述弧形筒的侧面开设有角度为九十度的避位槽，所述转动板可在弧形筒的避位槽内进行转动，且转动板未进行转动时，转动板与固定板处于同一平面且与弧形筒接触。

在一个优选的实施方式中，所述换向机构包括与电力开关柜进行固定连接的导热块，所述气体管道经过导热块，所述球芯的侧面来设有呈九十度的通孔，所述球阀的侧面分别与后排气管、前排气管以及气体管道进行连通。

在一个优选的实施方式中，所述复位组件包括与固定板进行固定连接的弧形杆，所述弧形杆的侧面套接有弧形套筒，所述弧形套筒远离弧形杆的侧面与转动板的侧面固定连接，所述弧形杆与弧形套筒的侧面设有弧形弹簧。

在一个优选的实施方式中，所述后排气管的内部活动连接有防尘机构，所述后排气管的内部开设有与锥形块相适配的锥形槽，所述锥形块的侧面固定连接有连接杆，所述连接杆远离锥形块的侧面固定连接有滑块，所述连接杆的侧面设有支撑弹簧，所述滑块的侧面活动连接有限位筒，所述限位筒通过连接块与后排气管固定连接。

在一个优选的实施方式中，所述滑块的内部开设有与限位杆相适配的通过孔，所述支撑弹簧位于锥形块与限位筒之间，所述限位筒的侧面与后排气管的内部留有空间。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过设有伺服电机、第一锥齿轮、叶片，当电力开关柜内温度较高或者灰尘多时，此时伺服电机启动，伺服电机启动后通过输出轴带动第一锥齿轮转动，进而使得风扇轴带动叶片转动，叶片转动时将电力开关柜内的气体以及灰尘抽到外部，从而降低电力开关柜内的温度且保证电力开关柜内灰尘较少；

本发明通过设有导热块、转动板、转轴、球芯，当电力开关柜内失火时，此时导热块将电力开关柜内的热量传递给气体箱，气体箱内的气体膨胀，使得转动板转动，且转动板带动转轴转动，转轴转动时带动球芯转动，因此气体管道与前排气管连通，从而将烟雾排出到电力开关柜的前方，便于及时发现；

本发明通过设有锥形块、支撑弹簧、连接杆，当气体从后排气管内进行排出时，此时气体吹动锥形块从后排气管的锥形槽内移动，且锥形块移动时通过连接杆带动滑块移动，并压缩支撑弹簧，此时气体从锥形块的侧面排出，当气体排出后，此时支撑弹簧复位，并使得锥形块复位，锥形块回到锥形槽内，将后排气管密封，防止外界灰尘进入到电力开关柜内。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构侧面示意图。

图3为本发明的排气机构结构示意图。

图4为本发明的换向机构结构示意图。

图5为本发明的气体箱内部结构示意图。

图6为本发明的复位组件结构示意图。

图7为本发明的后排气管内部结构示意图。

图8为本发明的防尘机构结构示意图。

附图标记为：1、电力开关柜；2、传感器；3、排气机构；301、伺服电机；302、输出轴；303、第一锥齿轮；304、第二锥齿轮；305、风扇轴；306、叶片；307、固定块；308、锥形筒；309、保护网；310、气体管道；4、换向机构；401、导热块；402、球阀；403、球芯；404、转轴；405、弧形筒；406、固定板；407、气体箱；408、转动板；409、复位组件；4091、弧形杆；4092、弧形套筒；4093、弧形弹簧；5、后排气管；6、前排气管；7、防尘机构；701、锥形块；702、连接杆；703、滑块；704、支撑弹簧；705、限位筒；706、限位杆；707、连接块。

实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种模块化电力开关柜动态监控装置及其监控方法并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。

参照图1－图3，本发明提供了一种模块化电力开关柜动态监控装置，包括电力开关柜1，电力开关柜1的侧面固定连接有排气机构3，电力开关柜1的内部固定连接有传感器2，排气机构3的顶端固定连接有换向机构4，换向机构4的一侧固定连接有后排气管5，换向机构4的另一侧固定连接有前排气管6，排气机构3包括提供动力的伺服电机301，伺服电机301的顶端固定连接有输出轴302，输出轴302的顶端固定连接有第一锥齿轮303，第一锥齿轮303的侧面啮合有第二锥齿轮304，第二锥齿轮304的内部固定连接有风扇轴305，风扇轴305的侧面固定连接有叶片306，输出轴302的侧面活动连接有固定块307，固定块307的侧面与电力开关柜1的侧面固定连接，固定块307的顶端固定连接有锥形筒308，锥形筒308远离电力开关柜1的侧面固定连接有气体管道310，锥形筒308靠近电力开关柜1的侧面固定连接有保护网309，保护网309位于电力开关柜1的内，伺服电机301的侧面与电力开关柜1的侧面固定连接，气体管道310经过换向机构4。

本申请实施例中，通过传感器2采集电力开关柜1内的温度信息以及灰尘信息，当电力开关柜1内温度较高或者灰尘较多时，此时为了保证电力开关柜1稳定运行，因此排气机构3进行运转，排气机构3内的叶片306进行转动，从而将电力开关柜1内的抽到气体管道310内，因此电力开关柜1内的温度会降低，并且可将灰尘抽出，而输出轴302的侧面设有固定块307，从而对输出轴302进行保护，并且而叶片306的侧面设有保护网309，因此当工作人员对电力开关柜1内进行维修时，可以防止其接触叶片306而受伤。

参照图3、图4、图5以及图6，气体管道310顶端的侧面固定连接有球阀402，球阀402的内部活动连接有球芯403，球芯403的底端固定连接有转轴404，转轴404的侧面活动套接有弧形筒405，弧形筒405的侧面固定连接有固定板406，转轴404的侧面固定连接有转动板408，固定板406的侧面固定连接有气体箱407，固定板406的侧面固定连接有复位组件409，弧形筒405的侧面开设有角度为九十度的避位槽，转动板408可在弧形筒405的避位槽内进行转动，且转动板408未进行转动时，转动板408与固定板406处于同一平面且与弧形筒405接触，换向机构4包括与电力开关柜1进行固定连接的导热块401，气体管道310经过导热块401，球芯403的侧面来设有呈九十度的通孔，球阀402的侧面分别与后排气管5、前排气管6、以及气体管道310进行连通，复位组件409包括与固定板406进行固定连接的弧形杆4091，弧形杆4091的侧面套接有弧形套筒4092，弧形套筒4092远离弧形杆4091的侧面与转动板408的侧面固定连接，弧形杆4091与弧形套筒4092的侧面设有弧形弹簧4093。

本申请实施例中，气体管道310内的气体可通过球芯403后进入到后排气管5内进行排出，而当电力开关柜1内失火时，此时电力开关柜1内温度较高，因此气体箱407内的气体会进行膨胀，因此转动板408会进行转动，并带动转轴404转动，转轴404带动球芯403转动，球芯403从连接气体管道310与后排气管5的状态转为连接气体管道310与前排气管6，此时气体管道310内所吸收电力开关柜1内的烟气从前排气管6排出，便于及时发现发生火灾的电力开关柜1，而弧形筒405的侧面设有九十度的避位槽，因此转动板408可进行九十度的转动，而当转动板408转动时，可带动球芯403进行九十度的调节，从而改变气体管道310的连接状态，而转动板408转动时带动弧形套筒4092转动并压缩弧形弹簧4093，当火灾结束后，此时弧形弹簧4093会进行复位，并带动转动板408复位，此外，需要说明的是，转动板408、弧形筒405、（46）将气体箱407的内部进行密封为本领域技术人员的一种常规技术手段。

参照图7与图8，后排气管5的内部活动连接有防尘机构7，后排气管5的内部开设有与锥形块701相适配的锥形槽，锥形块701的侧面固定连接有连接杆702，连接杆702远离锥形块701的侧面固定连接有滑块703，连接杆702的侧面设有支撑弹簧704，滑块703的侧面活动连接有限位筒705，限位筒705通过连接块707与后排气管5固定连接，滑块703的内部开设有与限位杆706相适配的通过孔，支撑弹簧704位于锥形块701与限位筒705之间，限位筒705的侧面与后排气管5的内部留有空间。

本申请实施例中，气体进入到后排气管5内时，气体吹动锥形块701从后排气管5内的锥形槽移动，因此气体可从锥形块701的侧面与限位筒705的侧面排到外界，锥形块701未被气体吹动，因此支撑弹簧704进行复位，支撑弹簧704复位时带动锥形块701复位，锥形块701进入到后排气管5的锥形槽内，将后排气管5密封，防止外界灰尘进入到电力开关柜1内。

一种模块化电力开关柜动态监控方法，还包括采集单元、处理单元、分析单元、中心单元以及控制单元，采集单元通过传感器2采集电力开关柜1内的温度信息以及灰尘信息，处理单元接收采集单元所采集的温度信息以及灰尘信息，并转化为温度信息数据WD以及灰尘信息数据HC后发送给分析单元，分析单元接收温度信息数据WD以及灰尘信息数据HC，并进行关联处理后计算出预警值J，其预警值J的计算公式为，且所述分析单元将预警值J发送给中心单元，所述中心单元接收预警值J并与阈值进行对比，中心单元内阈值包括第一阈值Y1以及第二阈值Y2，且第一阈值Y1＜第二阈值Y2，当预警值J＜第一阈值Y1时，此时中心单元不发送信号，当第二阈值Y2＞预警值J≥第一阈值Y1时，此时中心单元发送排气指令给控制单元，当预警值J≥第二阈值Y2，此时中心单元发送给火灾指令给控制单元，所述控制单元接收排气指令并控制排气机构3进行工作，当控制单元接收火灾指令时进行警报并安排人员进行救援工作。且式中k1、k2均为权重，0≤k1≤1，0≤k2≤1，k1+k2=1。

本发明的工作原理：通过传感器2对电力开关柜1内的温度以及灰尘度进行检测，当温度过高或者灰尘过多时，此时伺服电机301启动，伺服电机301启动后通过输出轴302带动第一锥齿轮303转动，第一锥齿轮303通过第二锥齿轮304转动后带动风扇轴305转动，风扇轴305转动时带动叶片306转动，叶片306转动时将电力开关柜1内的气体抽到气体管道310内，进而降低电力开关柜1内的温度以及灰尘度；

当电力开关柜1内发生火灾时，此时将电力开关柜1内的热空气抽到气体管道310内，可以延缓火灾发生，其电力开关柜1内失火时，此时电力开关柜1内温度升高，电力开关柜1内的温度通过导热块401传递给气体箱407，气体箱407内的气体发生膨胀，使得转动板408带动转轴404转动，转轴404转动时带动球芯403转动，球芯403从连接气体管道310与后排气管5的状态转为连接气体管道310与前排气管6，此时气体管道310内所吸收电力开关柜1内的烟气从前排气管6排出，便于及时发现发生火灾的电力开关柜1；

当电力开关柜1未发生火灾时，电力开关柜1内的气体抽入到气体管道310内，此时经过球芯403进入到后排气管5内，气体吹动锥形块701从后排气管5内的锥形槽移动，因此气体可从锥形块701的侧面与限位筒705的侧面排到外界，而当锥形块701移动时会带动连接杆702与滑块703移动，锥形块701移动会压缩支撑弹簧704，滑块703在限位杆706侧面移动，保证锥形块701移动时的稳定性，当排气机构3未进行工作时，此时锥形块701未被气体吹动，因此支撑弹簧704进行复位，支撑弹簧704复位时带动锥形块701复位，锥形块701进入到后排气管5的锥形槽内，将后排气管5密封，防止外界灰尘进入到电力开关柜1内。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种模块化电力开关柜动态监控装置，包括电力开关柜（1），其特征在于：还包括采集单元、处理单元、分析单元、中心单元以及控制单元，所述电力开关柜（1）的侧面固定连接有排气机构（3），所述电力开关柜（1）的内部固定连接有传感器（2），所述排气机构（3）的顶端固定连接有换向机构（4），所述换向机构（4）的一侧固定连接有后排气管（5），换向机构（4）的另一侧固定连接有前排气管（6）；

所述排气机构（3）包括提供动力的伺服电机（301），所述伺服电机（301）的顶端固定连接有输出轴（302），所述输出轴（302）的顶端固定连接有第一锥齿轮（303），所述第一锥齿轮（303）的侧面啮合有第二锥齿轮（304），所述第二锥齿轮（304）的内部固定连接有风扇轴（305），所述风扇轴（305）的侧面固定连接有叶片（306），所述输出轴（302）的侧面活动连接有固定块（307），所述固定块（307）的侧面与电力开关柜（1）的侧面固定连接，所述固定块（307）的顶端固定连接有锥形筒（308），所述锥形筒（308）远离电力开关柜（1）的侧面固定连接有气体管道（310）；

所述气体管道（310）顶端的侧面固定连接有球阀（402），所述球阀（402）的内部活动连接有球芯（403），所述球芯（403）的底端固定连接有转轴（404），所述转轴（404）的侧面活动套接有弧形筒（405），所述弧形筒（405）的侧面固定连接有固定板（406）的一端，所述转轴（404）的侧面固定连接有转动板（408），所述固定板（406）的另一端固定连接有气体箱（407）的内侧壁，所述固定板（406）的侧面固定连接有复位组件（409）；

所述弧形筒（405）的侧面开设有角度为九十度的避位槽，所述转动板（408）可在弧形筒（405）的避位槽内进行转动，且转动板（408）未进行转动时，转动板（408）与固定板（406）处于同一平面且与弧形筒（405）接触；

所述换向机构（4）包括与电力开关柜（1）进行固定连接的导热块（401），所述气体管道（310）经过导热块（401），所述球芯（403）的侧面来设有呈九十度的通孔，所述球阀（402）的侧面分别与后排气管（5）、前排气管（6）以及气体管道（310）进行连通，所述导热块（401）的一侧与电力开关柜（1）的侧面相接触，所述导热块的另一侧与气体箱（407）的侧面相接触；

所述复位组件（409）包括与固定板（406）进行固定连接的弧形杆（4091），所述弧形杆（4091）的侧面套接有弧形套筒（4092），所述弧形套筒（4092）远离弧形杆（4091）的侧面与转动板（408）的侧面固定连接，所述弧形杆（4091）与弧形套筒（4092）的侧面设有弧形弹簧（4093）。

2.根据权利要求1所述的一种模块化电力开关柜动态监控装置，其特征在于：所述锥形筒（308）靠近电力开关柜（1）的侧面固定连接有保护网（309），所述保护网（309）位于电力开关柜（1）的内，所述伺服电机（301）的侧面与电力开关柜（1）的侧面固定连接，所述气体管道（310）经过换向机构（4）。

3.根据权利要求1所述的一种模块化电力开关柜动态监控装置，其特征在于：所述后排气管（5）的内部活动连接有防尘机构（7），所述后排气管（5）的内部开设有与锥形块（701）相适配的锥形槽，所述锥形块（701）的侧面固定连接有连接杆（702），所述连接杆（702）远离锥形块（701）的侧面固定连接有滑块（703），所述连接杆（702）的侧面设有支撑弹簧（704），所述滑块（703）的侧面活动连接有限位筒（705），所述限位筒（705）通过连接块（707）与后排气管（5）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种模块化电力开关柜动态监控装置，其特征在于：所述滑块（703）的内部开设有与限位杆（706）相适配的通过孔，所述支撑弹簧（704）位于锥形块（701）与限位筒（705）之间，所述限位筒（705）的侧面与后排气管（5）的内部留有空间。

5.一种如权利要求1所述的模块化电力开关柜动态监控装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、采集单元通过传感器（2）采集电力开关柜（1）内的温度信息以及灰尘信息，处理单元接收采集单元所采集的温度信息以及灰尘信息，并转化为温度信息数据WD以及灰尘信息数据HC后发送给分析单元；

步骤S2、分析单元接收温度信息数据WD以及灰尘信息数据HC，并进行关联处理后计算出预警值J，其预警值J的计算公式为，且所述分析单元将预警值J发送给中心单元，式中k1、k2均为权重，0≤k1≤1，0≤k2≤1，k1+k2=1；

步骤S3、所述中心单元接收预警值J并与阈值进行对比，中心单元内阈值包括第一阈值Y1以及第二阈值Y2，且第一阈值Y1＜第二阈值Y2，当预警值J＜第一阈值Y1时，此时中心单元不发送信号；

步骤S4、当第二阈值Y2＞预警值J≥第一阈值Y1时，此时中心单元发送排气指令给控制单元，当预警值J≥第二阈值Y2，此时中心单元发送给火灾指令给控制单元；

步骤S5、所述控制单元接收排气指令并控制排气机构（3）进行工作，当控制单元接收火灾指令时进行警报并安排人员进行救援工作。