CN204758748U - 一种开关柜智能综合监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种开关柜智能综合监测装置，包括监测仪表、供电装置、电流采集装置和温度采集装置，其中供电装置、电流采集装置和温度采集装置均与监测仪表相连；监测仪表包括电流指示单元、温度指示单元、开关状态指示单元、带电指示单元、故障报警单元、数据记录单元和通讯单元。本实用新型解决了开关柜各种监测装置分散凌乱的问题，使监测方面无盲点，提高了开关柜运行的安全性可靠性，提高了自动化管理水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关柜检测领域，尤其涉及一种开关柜智能综合监测装置。
背景技术
国内外对于开关柜综合智能监测方面尚无成熟产品；目前需要多套产品组合才能实现对开关柜的监测，电流指示、故障报警、温度指示等状态分别采用各自一套传感器和仪表来完成，各种检测结果无法通过电网信道上传SCADA系统，因此开关柜自动化程度较低。
例如目前在北京配网中运行的开关柜，包括较多面板仪表，如机械电流表、故障指示面板、温湿度表指示、开关位置指示、带电指示器等表计，不利于开关柜就地数据的检测；并且柜内电缆小室传感器多，不同的仪器仪表要配不同的传感器，而这些传感器都要安装在电缆小室或电缆上，传感器接线多且凌乱，会增加安全隐患；而且这些仪器仪表都只是就地显示，信息不能上传，自动化程度较低，安全可靠性低。目前使用的故障指示器，其传感器无法测量电流，同时故障判断精度低，误差较大；温度指示只检测柜内环境温度，并没有监测作为开关柜主要故障点的电缆头部分的温度。
实用新型内容
本实用新型解决了开关柜各种监测装置分散凌乱的问题，提供一种安全可靠性高的自动化开关柜智能综合监测装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种开关柜智能综合监测装置，包括监测仪表、供电装置、电流采集装置和温度采集装置；其中所述供电装置、所述电流采集装置和所述温度采集装置均与监测仪表通过导线相连；
所述电流采集装置为电流互感器，所述电流采集装置的一端采用卡式结构安装在开关柜的电缆上，另一端与所述监测仪表相连；
所述温度采集装置为温度传感器，所述温度采集装置的一端采用绑扎结构安装在开关柜的电缆肘头位置，另一端与所述监测仪表相连；
所述监测仪表包括电流指示单元、温度指示单元、开关状态指示单元、带电指示单元、故障报警单元、数据记录单元和通讯单元。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步地，所述供电装置的供电方式包括三种：第一种方式为通过供电电流互感器供电，第二种方式为外接48V直流，第三种方式为外接220V交流。
进一步地，所述电流指示单元用于将所述电流采集装置采集的电流信号经AD转换以数字的形式显示，实时显示A相、B相、C相和零序电流。
进一步地，所述温度指示单元用于将所述温度采集装置采集的温度信号经AD转换以数字的形式显示，实时显示A、B、C三相电缆头温度。
进一步地，所述开关状态指示单元用于实时判断并显示开关状态。
进一步地，所述带电指示单元包括内置纳安级芯片和过电压放电器件，通过LED闪烁指示灯来显示带电信息，并留有带电指示核相孔。
进一步地，所述故障报警单元包括短路故障报警子单元、接地故障报警子单元和温度异常报警子单元；
所述短路故障报警子单元采用短路波形判断法，有效躲避涌流，当发生短路故障时，通过LED闪烁指示灯来显示产生短路故障的短路相；
所述接地故障报警子单元采用时间延时法，当发生永久性接地故障时，通过LED闪烁指示灯来显示接地故障；
所述温度异常报警子单元用于在温度超过设定值或相间温度相差超过20℃时，通过LED闪烁指示灯来显示温度异常。
进一步地，所述数据记录单元为非易失性存储器；所述数据记录单元包括短路故障记录子单元、接地故障记录子单元、电流信息记录子单元和温度信息记录子单元；
所述短路故障记录子单元用于记录最近一次短路故障时间和历史短路故障时间；
所述接地故障记录子单元用于记录最近一次接地故障时间和历史接地故障时间；
所述电流信息记录子单元用于记录当日最高电流和历史最高电流；
所述温度信息记录子单元用于记录当日最高温度和历史最高温度。
进一步地，所述通讯单元用于采用RS485或无线通讯方式与后台控制室的通讯。
进一步地，所述监测仪表的仪表面板包括显示屏、按键、带电显示灯、短路报警灯、接地报警灯、温度报警灯和带电指示核相孔，其中所述按键为多个，包括上调键、下调键、取消键、确认键和复位/测试键，所述短路报警灯包括A相短路报警灯、B相短路报警灯和C相短路报警灯，所述带电指示核相孔为多个。
本实用新型的有益效果是：本实用新型解决了开关柜各种监测装置分散凌乱的问题，使监测方面无盲点，提高了开关柜运行的安全性可靠性，提高了自动化管理水平。
附图说明
图1为本实用新型所述开关柜智能综合监测装置结构图；
图2为本实用新型所述开关柜智能综合监测装置的监测仪表结构图；
图3为本实用新型所述开关柜智能综合监测装置中故障报警单元的具体结构图；
图4为本实用新型所述开关柜智能综合监测装置中数据记录单元的具体结构图；
图5为本实用新型所述监测仪表的仪表面板结构图；
图6为供电方式为供电电流互感器供电的接线图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
101、显示屏，102、按键，103、带电显示灯，104、短路报警灯，105、接地报警灯，106、温度报警灯，107、带电指示核相孔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
开关柜综合智能监测功能全面化、动态监测、远程通讯、智能化是未来电力配网系统的发展趋势。国内外其他研究单位尚无电流互感器直采信号并判断系统接地与短路故障方面的研究和产品；无法实现电流显示的功能；不具备电缆头直触式测温技术；通讯功能应用在开关柜综合状态的案例和产品比较少见。目前配网SCADA系统无法实时监控和采集开关柜中的电流量，开关状态，电缆头温度，故障定位，故障报警，原因是开关柜的综合状态不具备“遥测”“遥信”的功能，本实用新型能够实现开关柜的综合状态通过配电网信道送达监控计算机，最终提升配网自动化水平。
图1为本实用新型所述开关柜智能综合监测装置结构图。
如图1所示，一种开关柜智能综合监测装置，包括监测仪表、供电装置、电流采集装置和温度采集装置，其中供电装置、电流采集装置和温度采集装置均与监测仪表相连。
供电装置的供电方式有以下三种：第一种方式为通过供电电流互感器(取电CT)供电，第二种方式为外接48V直流，第三种方式为外接220V交流。其中第一种方式中将在线取电的供电电流互感器安装在开关柜内的电缆上，电流互感器的二次绕组采用特殊绕线工艺，保证开关柜的一次电流大于额定电流的5％时或大于10A时为监测仪表提供工作电流。第一种方式能够解决监测仪表在不带内置电池情况下，通过供电电流互感器为其供电，解决监测仪表受制于电池寿命的问题。
电流采集装置可以为现有的电流互感器或加装开启式电流互感器。电流采集装置可以采用卡式结构安装在开关柜的电缆上；既能实现电流测量同时也能实现故障电流检测，从而实现故障越限、告警一体化。
温度采集装置可以为温度传感器。温度采集装置可以采用绑扎结构安装在开关柜的电缆肘头位置；电缆肘头为故障率最高的位置，因此可以实现温度监测与告警一体化。
监测仪表可以安装在开关柜的开关柜面板上，开孔尺寸为88*88(mm)。供电装置、电流采集装置和温度采集装置均与监测仪表之间通过导线连接。
图2为本实用新型所述开关柜智能综合监测装置的监测仪表结构图。
如图2所示，监测仪表包括电流指示单元、温度指示单元、开关状态指示单元、带电指示单元、故障报警单元、数据记录单元和通讯单元。
电流指示单元用于将电流采集装置采集的二次电流信号进行处理，经AD转换以数字的形式显示，可以实时显示A相、B相、C相和零序电流。
温度指示单元用于将温度采集装置采集的温度信号进行处理，经AD转换以数字的形式显示，可以实时显示A、B、C三相电缆头温度。
开关状态指示单元通过监测开关辅助触点，实时判断开关状态，并显示‘合’或‘分’来分别代表开或关。
带电指示单元包括内置纳安级芯片和过电压放电器件，通过LED闪烁指示灯来显示带电信息，并留有带电指示核相孔。
图3为本实用新型所述开关柜智能综合监测装置中故障报警单元的具体结构图。
如图3所示，故障报警单元包括短路故障报警子单元、接地故障报警子单元和温度异常报警子单元；短路故障报警子单元采用短路波形判断法，有效躲避涌流，当发生短路故障时，通过LED闪烁指示灯来显示相应的短路相。接地故障报警子单元采用时间延时法，当发生永久性接地故障时，通过LED闪烁指示灯来显示接地故障。温度异常报警子单元用于在温度超过设定值或相间温度相差超过20℃时，通过LED闪烁指示灯来显示温度异常。
图4为本实用新型所述开关柜智能综合监测装置中数据记录单元的具体结构图。
如图4所示，数据记录单元包括短路故障记录子单元、接地故障记录子单元、电流信息记录子单元和温度信息记录子单元，短路故障记录子单元用于记录最近一次短路故障时间和历史短路故障时间，其中历史短路故障时间的记录上限可以设置为30条；接地故障记录子单元用于记录最近一次接地故障时间和历史接地故障时间，其中历史接地故障时间的记录上限可以设置为30条；电流信息记录子单元用于记录当日最高电流和历史最高电流，电流信息记录子单元记录的当日最高电流和历史最高电流均附带时间信息；温度信息记录子单元用于记录当日最高温度和历史最高温度，温度信息记录子单元记录的当日最高温度和历史最高温度均附带时间信息。数据记录单元可以为非易失性存储器，最多可以记录5000条信息。
通讯单元用于实现与后台控制室的通讯，可以采用RS485或无线通讯方式将监测信息经信息转发器或经过现场已安装的DTU传到后台控制室。配合后台监控系统软件，实现配电网故障、运行状态监控系统。其中通讯单元与后台控制室之间通讯的通讯协议采用101平衡传输方式，故障信息主动上报。
图5为本实用新型所述监测仪表的仪表面板结构图；
如图5所示，监测仪表的仪表面板包括显示屏101、按键102、带电显示灯103、短路报警灯104、接地报警灯105、温度报警灯106和带电指示核相孔107，其中按键102为多个，可以包括上调键、下调键、取消键、确认键和复位/测试键等，短路报警灯104包括A相短路报警灯、B相短路报警灯和C相短路报警灯，带电指示核相孔107为多个。
显示屏101可以显示机械指示、故障点、电缆头温度和故障电流等。
图6为供电方式为供电电流互感器供电的接线图。
当本实用新型中供电装置的供电方式采用供电电流互感器(取电CT)供电时，接线方式如图6所示，其中1、2为通讯接口，可以采用RS485或无线通讯模块方式将监测信息经信息转发器或经过现场已安装的DTU传到控制室；3、4、5、6为温度测量接口，其中3为温度信号输入公共端，4、5、6分别为C、B、A三相温度信号输入；7、8、9、10、11为电流测量接口，其中7为电流信号输入公共端，11、10、9、8分别为A、B、C三相和零序电流信号输入；12、13为供电电流互感器接口，为监测仪表提供电源；14、15、16、17为带电指示接口，14、15、16为三相带电信号输入，17为安全地；20、21、22为开关状态接口，其中20、21为开关辅助触点输入端，22为开关辅助触点输入公共端。
本实用新型所述的开关柜智能综合监测装置尤其为一种DCU开关柜智能综合监测装置，其中D表示Date,C表示Collect，U表示Unit。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种开关柜智能综合监测装置，其特征在于，包括监测仪表、供电装置、电流采集装置和温度采集装置；其中所述供电装置、所述电流采集装置和所述温度采集装置均与监测仪表通过导线相连；
所述电流采集装置为电流互感器，所述电流采集装置的一端采用卡式结构安装在开关柜的电缆上，另一端与所述监测仪表相连；
所述温度采集装置为温度传感器，所述温度采集装置的一端采用绑扎结构安装在开关柜的电缆肘头位置，另一端与所述监测仪表相连；
所述监测仪表包括电流指示单元、温度指示单元、开关状态指示单元、带电指示单元、故障报警单元、数据记录单元和通讯单元。
2.根据权利要求1所述的开关柜智能综合监测装置，其特征在于，所述供电装置的供电方式包括三种：第一种方式为通过供电电流互感器供电，第二种方式为外接48V直流，第三种方式为外接220V交流。
3.根据权利要求1所述的开关柜智能综合监测装置，其特征在于，所述电流指示单元用于将所述电流采集装置采集的电流信号经AD转换以数字的形式显示，实时显示A相、B相、C相和零序电流。
4.根据权利要求1所述的开关柜智能综合监测装置，其特征在于，所述温度指示单元用于将所述温度采集装置采集的温度信号经AD转换以数字的形式显示，实时显示A、B、C三相电缆头温度。
5.根据权利要求1所述的开关柜智能综合监测装置，其特征在于，所述开关状态指示单元用于实时判断并显示开关状态。
6.根据权利要求1所述的开关柜智能综合监测装置，其特征在于，所述带电指示单元包括内置纳安级芯片和过电压放电器件，通过LED闪烁指示灯来显示带电信息，并留有带电指示核相孔。
7.根据权利要求1所述的开关柜智能综合监测装置，其特征在于，所述故障报警单元包括短路故障报警子单元、接地故障报警子单元和温度异常报警子单元；
所述短路故障报警子单元采用短路波形判断法，有效躲避涌流，当发生短路故障时，通过LED闪烁指示灯来显示产生短路故障的短路相；
所述接地故障报警子单元采用时间延时法，当发生永久性接地故障时，通过LED闪烁指示灯来显示接地故障；
所述温度异常报警子单元用于在温度超过设定值或相间温度相差超过20℃时，通过LED闪烁指示灯来显示温度异常。
8.根据权利要求1所述的开关柜智能综合监测装置，其特征在于，所述数据记录单元为非易失性存储器；所述数据记录单元包括短路故障记录子单元、接地故障记录子单元、电流信息记录子单元和温度信息记录子单元；
所述短路故障记录子单元用于记录最近一次短路故障时间和历史短路故障时间；
所述接地故障记录子单元用于记录最近一次接地故障时间和历史接地故障时间；
所述电流信息记录子单元用于记录当日最高电流和历史最高电流；
所述温度信息记录子单元用于记录当日最高温度和历史最高温度。
9.根据权利要求1所述的开关柜智能综合监测装置，其特征在于，所述通讯单元用于采用RS485或无线通讯方式与后台控制室的通讯。
10.根据权利要求1所述的开关柜智能综合监测装置，其特征在于，所述监测仪表的仪表面板包括显示屏(101)、按键(102)、带电显示灯(103)、短路报警灯(104)、接地报警灯(105)、温度报警灯(106)和带电指示核相孔(107)，其中所述按键(102)为多个，包括上调键、下调键、取消键、确认键和复位/测试键，所述短路报警灯(104)包括A相短路报警灯、B相短路报警灯和C相短路报警灯，所述带电指示核相孔(107)为多个。
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