CN204481337U - 基于非接触式红外温度测量的环氧粉末固定式开关柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于非接触式红外温度测量的环氧粉末固定式开关柜，属于配电柜技术领域，其目的在于提供一种测量精度高且数据传输准确的环氧粉末固定式开关柜，其包括开关柜主体，开关柜主体包括多个依次连接的开关柜单元，开关柜单元的柜体外表面上由内往外依次涂覆有聚丙烯酸树脂电泳涂层、低温固化纯聚酯粉末涂料；开关柜单元的柜体内连接有GN24型隔离开关、ZN63型真空断路器和电流互感器；开关柜单元的柜体内表面上设置有多个触头，触头内设置有红外阵列传感器，红外阵列传感器采用MLX90620红外阵列传感器，红外阵列传感器依次连接A/D转换器、数字信号处理器和单片机，单片机与蜂鸣报警装置电连接。

Description

基于非接触式红外温度测量的环氧粉末固定式开关柜

技术领域

本实用新型属于配电柜技术领域，涉及一种开关柜，具体涉及一种基于非接触式红外温度测量的环氧粉末固定式开关柜柜。

背景技术

电力系统中，开关柜是重要的控制和保护设备，开关柜内导电连接处的接触特性将直接影响到开关柜工作的可靠性。现有的开关柜内各电气元件及线路接触良好、连接可靠，但是由于电气元件在工作时会产生大量的热量，且开关柜的散热效果不理想，某些电气元件和线路的连接端头处比较容易局部发热，造成局部温度过高，甚至产生发热、烧损现象，因而最终影响整个开关柜的正常使用。目前，开关柜的检修工作基本停留在定期停电检修的传统模式中，必须提前采取停电措施后再进行检修、试验和校验工作，因而造成一些不必要的电能损失和人力、物力上的浪费。近年来逐步发展开关柜的在线监测技术，使开关柜检修工作从计划检修过渡到状态检修，促进开关柜检修技术的科技进步，提高设备运行管理水平，特别是完善无人值班变电站设备监测的技术措施等，都起到了积极的作用。

目前应用在开关柜测温上的方法主要有：感温纸测温、表面声波测温、红外测温，红外成像，光纤测温，感应窃电测温这几种方法。感温纸测温是一种传统的测温方式，当温度超过某个限值，纸的颜色会发生改变，这种方法监测直观、价格低廉，但精度不高还需要人员巡视观察。 表面声波测温技术在国外用于高温气室的测量已经很成熟，但在国内用于开关柜的温度监测还不多见，表面声波测温的主要优点是传感器可以直接贴在被测物体表面，是无源器件，不用考虑绝缘问题，但这种方式一个传感器必须对应一个探头，并且有距离方向要求，安装复杂，价格偏贵。红外测温通常都是采用将热辐射信号转换为电信号测量点温，有非接触，精度高的特点，但通常一个传感器只能测量一个点，红外成像仪在成像距离内可以生成平面温度分布图，直观、精度高，但价格昂贵，不适合大面积推广。光纤测温方式体积小、重量轻、传输损耗小、绝缘性能优异，集测量与传输于一体但是安装复杂，成本高。感应窃电测温是新出现的一种测温方法，利用电场感应，收集存储到足够能量后，用传统PT100感应点温，然后用无线方式将数据传送出去，这种方式的优点是无需外接电源，无需电池，完全靠电场感应能量工作（外部接收装置需要外接电源）、绝缘性能优异、缺点是尺寸偏大，安装麻烦，价格偏贵。

发明内容

为解决上述测温方法的缺陷和不足，本实用新型的目的在于提供一种测量精度高且数据传输准确的基于非接触式红外温度测量的环氧粉末固定式开关柜。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种基于非接触式红外温度测量的环氧粉末固定式开关柜，包括开关柜主体，所述开关柜主体包括多个依次连接的开关柜单元，其特征在于：所述开关柜单元的柜体外表面上由内往外依次涂覆有聚丙烯酸树脂电泳涂层、环氧粉末涂料；所述开关柜单元的柜体内自上而下依次连接有GN24 型隔离开关、ZN63型真空断路器和电流互感器；所述开关柜单元的柜体内表面上设置有多个触头，所述触头内设置有红外阵列传感器，所述红外阵列传感器采用MLX90620红外阵列传感器，所述红外阵列传感器依次连接A/D转换器、数字信号处理器和单片机，所述单片机与蜂鸣报警装置电连接。

作为本实用新型的优选方案，还包括GSM模块，所述GSM模块与单片机电连接，单片机输出的控制线号输送至GSM模块并由GSM模块发出由手机用户以短信方式接受的报警信号。

作为本实用新型的优选方案，所述开关柜单元的柜体上还设置有柜门回复装置，所述柜门回复装置包括回复杆、回复弹簧、柜体连接件、柜门连接件，所述回复杆一端折弯，所述回复杆另一端固定与柜门连接件上，所述柜门连接件固定安装于柜体的前门或后门上，所述回复杆折弯部转动连接于柜体连接件上，所述柜体连接件固定安装于柜体上，所述回复杆上设有滑套，所述滑套与回复弹簧一端连接，所述回复弹簧另一端与柜体连接件连接，所述回复杆上位于滑套与柜体连接件之间适当位置设有滑套止挡块，所述前门或后门闭合，所述滑套止挡块止挡滑套，所述回复弹簧处于自由不受力状态。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型中，开关柜单元的柜体外表面上涂覆有聚丙烯酸树脂电泳涂层、环氧粉末涂料，电泳涂层的设置可以很好的防止静电效应的产生，涂装有环氧粉末涂料，环氧粉末涂料固化时无副产物生成，涂膜外观平整，与配电柜的金属底材附着力好、耐划伤，有极好的电绝缘性和较好的三防性能；且该开关柜采用非接触式红外温度测量方式，测量精度更高、数据传输准确简易、安装简便、尺寸小型化、运行维护方便。

2、本实用新型中，基于GSM网络实现了手机短信及现场的同时报警；因而该系统具有误报率较低、能以适配于市面主流手机的短信方式实时向场外用户报警、方便实用、节能环保、成本低等特点。

3、本实用新型中，通过在柜体和柜门上设置柜门回复装置，回复装置通过回复杆及回复弹簧的作用可使柜门自动处于关闭状态；且回复装置的结构简单，使用可靠，进一步的回复杆上位于滑套与柜体连接件之间适当位置设有一滑套止挡块，柜门闭合，滑套止挡块止挡滑套，回复弹簧处于自由不受力状态，可避免回复弹簧长期处于受力状态下形变损坏，同时也可以防止柜门意外快速关闭。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中开关柜单元柜体的主视图；

图3为本实用新型中开关柜单元柜体的侧视图；

图4为本实用新型的结构框图；

图5为本实用新型GSM模块的电路图；

图6为本实用新型中柜门回复装置的主视图；

图7为图6的俯视图；

其中，附图标记为：1—开关柜单元、2—触头、3—红外阵列传感器、4—A/D转换器、5—数字信号处理器、6—单片机、7—蜂鸣报警装置、8—GSM模块、11—GN24 型隔离开关、12—ZN63型真空断路器、13—电流互感器、92—前门、93—后门、94—回复杆、95—回复弹簧、96—柜体连接件、97—柜门连接件、98—滑套、99—滑套止挡块、910—冲压凸起部。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

一种基于非接触式红外温度测量的环氧粉末固定式开关柜，包括开关柜主体，所述开关柜主体包括多个依次连接的开关柜单元。每个开关柜单元的柜体前后两侧分别设有前门和后门，前门和后门两端分别通过连接装置与所述柜体活动连接成一体；其中前门为单开门，后门为双开门，前门和后门均采用2mm冷轧板制作而成；配电柜的侧面采用1.5mm冷轧板制作而成，配电柜的箱盖采用2mm冷轧板制作而成。在维护、检修配电柜时，可将相应的柜门打开，避免操作人员在无法观看的情况下进行误操作，从而，提高了配电柜维护的方便性，且使配电柜维护更加安全，确保配电柜不会因误操作而受损。

每个开关柜单元的柜体的外表面上涂覆有聚丙烯酸树脂电泳涂层，该聚丙烯酸树脂电泳涂层的厚度为5um至10um。工作时，由于聚丙烯酸树脂电泳涂层的主体材料为高分子树脂，它可以起到一个绝缘的作用，当配电柜内部产生静电后，静电不会传导至配电柜的外表面上而引起静电效应。聚丙烯酸树脂电泳涂层外还涂覆有一层环氧粉末涂料，该环氧粉末涂料通过静电粉末涂装法涂装在柜体的外壳上，其涂装过程为：环氧粉末涂料由供粉系统借压缩空气送入喷枪，在喷枪前段加有高压静电发生器产生的高压，由于电晕放电，在其附近产生密集的电荷，粉末由枪嘴喷出时，形成带电粒子，它受静电力的作用，被吸到与其带相反电荷的工件上去，随着喷上的粉末增多，电荷积聚也越多，当达到一定厚度时，由于产生静电排斥作用，便不在继续吸附，从而使工件获得一定厚度的粉末涂层；然后经加热使粉末熔融、流平、固化，从而在工件表面上形成坚硬的涂膜。环氧粉末涂料除具有一般粉末涂料的优点外，还具有固化时无副产物生成，涂膜外观平整，与金属底材附着力好，耐划伤，有极好的电绝缘性和较好的三防性能，粉末涂料本身也易于保管等诸多优点，在使用过程中效果良好。

每个开关柜单元的柜体内由上至下依次连接有隔离开关、真空断路器、电流互感器，隔离开关采用GN24型隔离开关，所述真空断路器采用ZN63型真空断路器，ZN63型真空断路器集开关机构于一身，既完全匹配，性能又很可靠；而且环保、操作简单。

每个开关柜单元的柜体内表面上固定安装有多个触头，本实施例中，触头数设置六个，且六个触头分别设置在柜体上除柜门以外的三个侧面内壁上。触头内设置有红外阵列传感器，该红外阵列传感器采用MLX90620红外阵列传感器，该传感器的测温范围从-50°C到300°C，在0°C到50°C的测温范围内，精度可保持在±1.5°C内。这款16x4远红外热电堆传感器可实时测量目标区域温度并产生温度读值的映射图，避免使用单点传感器扫描测温区域或是使用昂贵的微型辐射热仪。MLX90620可大大简化2D热成像系统，并立即捕获64个像素的热图像。它有两个视场(FoV)可以选择，分别是60ox15o和40ox 10o。该MLX90620红外阵列传感器与A/D转换器电连接，该A/D转换器与数字信号处理器电连接，该数字信号处理器与单片机，该单片机与蜂鸣报警装置电连接。本实施例中，该单片机采用MSP430单片机，蜂鸣报警装置采用型号为yacite PN001231的蜂鸣报警装置。MLX90620红外阵列传感器将其采集的温度信号输送至A/D转换器转变为电信号，转变后的电信号经过数字信号处理器的处理后输入单片机，单片机根据MLX90620红外阵列传感器采集的温度信号产生相应的控制信号，该控制信号输送至蜂鸣报警装置进行现场报警，提醒相关工作人员。

实施例二

在实施例一的基础上，每个开关柜单元的柜体内还设置有GSM模块，该GSM模块与单片机电连接。该GSM模块是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块，属于现有的模块，其中GSM模块内设有SIM300集成芯片,SIM300模块是一款三频段GSM/GPRS模块，具有低功耗设计，睡眠模式下的电流消耗仅为2.5mA；SIM300模块内部集成了TCP/IP协议，并且扩展了TCP/IP的AT指令，使模块开发数据传输设备变得简单方便；该SIM300模块采用4.5V供电，可以直接使用电池供电；单片机通过串行接口与SIM300模块进行通信，短信内容由程序提前编好，通过此模块可以直接发送。单片机根据MLX90620红外阵列传感器采集的温度信号产生两种控制信号，一路控制信号输送至蜂鸣报警装置进行现场报警，另一路控制信号输送至GSM模块并由GSM模块发出由手机用户以短信方式接收的报警信号。

实施例三

在实施例一或实施例二的基础上，开关柜单元的柜体上还设置有柜门回复装置，该柜门回复装置包括回复杆、回复弹簧、柜体连接件、柜门连接件，回复杆一端折弯，另一端固定于柜门连接件上，回复杆折弯部转动连接于柜体连接件上，回复杆上设有一滑套，回复弹簧一端连接滑套，另一端连接柜体连接件，回复杆上位于滑套与柜体连接件之间适当位置设有一滑套止挡块，柜门闭合，滑套止挡块止挡滑套，回复弹簧处于自由不受力状态。其中，滑套止挡块可以是设置于回复杆上的销钉也可以为为螺接于回复杆上的螺母。柜门上设有向外的冲压凸起部，冲压凸起部下部与柜门分离并构成与柜体内部连通的孔，冲压凸起部宽度大为5-8cm，可用于柜体散热，也可用作把手。冲压凸起部上部及两侧部与柜门光滑曲线过渡。通过在柜体和柜门上设置柜门回复装置，回复装置通过回复杆及回复弹簧的作用可使柜门自动处于关闭状态；且回复装置的结构简单，使用可靠，进一步的回复杆上位于滑套与柜体连接件之间适当位置设有一滑套止挡块，柜门闭合，滑套止挡块止挡滑套，回复弹簧处于自由不受力状态，可避免回复弹簧长期处于受力状态下形变损坏，同时也可以防止柜门意外快速关闭。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于非接触式红外温度测量的环氧粉末固定式开关柜，包括开关柜主体，所述开关柜主体包括多个依次连接的开关柜单元（1），其特征在于：所述开关柜单元（1）的柜体外表面上由内往外依次涂覆有聚丙烯酸树脂电泳涂层、环氧粉末涂料；所述开关柜单元（1）的柜体内自上而下依次连接有GN24 型隔离开关（11）、ZN63型真空断路器（12）和电流互感器（13）；所述开关柜单元（1）的柜体内表面上设置有多个触头（2），所述触头（2）内设置有红外阵列传感器（3），所述红外阵列传感器（3）采用MLX90620红外阵列传感器，所述红外阵列传感器（3）依次连接A/D转换器（4）、数字信号处理器（5）和单片机（6），所述单片机（6）与蜂鸣报警装置（7）电连接。

2.如权利要求1所述的基于非接触式红外温度测量的环氧粉末固定式开关柜，其特征在于：还包括GSM模块（8），所述GSM模块（8）与单片机（6）电连接，单片机（6）输出的控制线号输送至GSM模块（8）并由GSM模块（8）发出由手机用户以短信方式接受的报警信号。

3.如权利要求1所述的基于非接触式红外温度测量的环氧粉末固定式开关柜，其特征在于：所述开关柜单元（1）的柜体上还设置有柜门回复装置，所述柜门回复装置包括回复杆（94）、回复弹簧（95）、柜体连接件（96）、柜门连接件（97），所述回复杆（4）一端折弯，所述回复杆（94）另一端固定与柜门连接件（97）上，所述柜门连接件（97）固定安装于柜体的前门(92)或后门(93)上，所述回复杆（94）折弯部转动连接于柜体连接件（96）上，所述柜体连接件（96）固定安装于柜体（91）上，所述回复杆（94）上设有滑套（98），所述滑套（98）与回复弹簧（95）一端连接，所述回复弹簧（95）另一端与柜体连接件（96）连接，所述回复杆（94）上位于滑套（98）与柜体连接件（96）之间适当位置设有滑套止挡块（99），所述前门(92)或后门(93)闭合，所述滑套止挡块（99）止挡滑套（98），所述回复弹簧（95）处于自由不受力状态。