CN207993155U - 一种智能绝缘安全工具柜 - Google Patents

Abstract

一种智能绝缘安全工具柜以PLC为控制器，通过各采集模块实时检测智能安全工具柜内的温度、湿度等参数，接地线的在位信息及离位信息，绝缘工器具及安全工器具的存储信息等，并实时驱动空气调节装置进行柜内温湿度的调节。门锁采用指纹门禁锁，识别人员身份，并记录开门信息。二维码识别模块，识别存取工器具相关信息。安装红外传感器，当人员靠近时，自动点亮柜内照明灯，方便人员查看柜内工器柜的情况。安装语音模块，实时提醒人员相关信息及注意事项，并通过触摸屏实时显示当前设备信息。

Description

一种智能绝缘安全工具柜

技术领域

本实用新型涉及自动化领域，特别是一种智能绝缘安全工具柜。

背景技术

在全国各大电力公司、煤矿变电所、高压变电所等高压配电室中，都必须配备电力工作人员的一些防护工器具，比如：绝缘手套、绝缘靴、验电器、标志牌、红布幔、拉闸杆、接地线、接地棒、仪器仪表等产品，而这些产品需要一个储藏的空间，这个空间不仅要保持各种绝缘安全工器具的放置保证，还得防止这些工器具的使用不符合要求，所以就有了安全工具柜。安全工具柜可以很好的保证这些工器具的存放，还具有防尘、除湿、降温等功能。高压变电所智能安全工具柜一般包括：除湿加热系统、微电脑控制系统、微电脑控制调节柜内温湿度装置、安全防护功能装置、通讯功能装置。

在国内电力行业中，广泛使用绝缘工具进行带电作业或操作。受潮后的绝缘工具性能下降，严重危及检修人员的生命安全。因此，绝缘工具的存放一致使业内人士关注的热点之一，现有的措施多是采用木质或铁质的柜体或绝缘工具库存房进行绝缘工具的存放或保管。木质、铁质工具柜都不具备长期恒定的防潮作用，极易受潮，存在安全隐患；将绝缘工具放在一个干燥库房内，使用时从库房内去除，但是库房不仅干燥过程比较慢，而且投资大、能耗高，很大程度上限制了库房的推广使用；现有工具柜控制柜内需温度高于柜外温度，由于柜内的温度低于柜外的温度，工具拿出时容易导致凝露，从而引发闪络事故的发生。由此可见，绝缘工具的存放是必须要解决的问题，使用电力安全工具柜存放，才能保证绝缘工具不会受潮。

目前，现有的电力绝缘安全工具柜控制系统是以有线控制为主。有线控制系统布线复杂，不易维护；现有产品没有远程通信功能，不利于管理者远程监控查询工具柜环境和统计工具使用信息。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能绝缘安全工具柜，以解决现有技术中的不足。

为达到以上目的，提供以下技术方案：

一种智能绝缘安全工具柜，包括3个独立柜体，分别为1号柜、2号柜和3 号柜，所述1号柜内安装有控制器、IEC61850协议转换模块、模拟量采集模块、数据显示存储模块、二维码识别模块、语音模块、指纹门禁主机、人体红外传感器和空气调节设备组，所述空气调节设备组包括加热装置、除湿装置和排风扇，所述模拟量采集模块通过信号电缆同时连接双路温度传感器和湿度传感器，所述2号柜内安装有接地线架，每个接地线架的底部均安装有一个射频卡读卡器，所述3号柜内安装有置物架，所述1号柜、2号柜和3号柜均安装有指纹门禁锁和柜内照明灯，所述IEC61850协议转换模块与数据显示存储模块的485接口串联后，与控制器的485接口1连接，所述模拟量采集模块、指纹门禁主机、二维码识别模块和语音模块的485接口并联后，与控制器的485接口2连接，所述2号柜内各个射频卡读卡器并联后，与控制器的485接口3连接，所述人体红外传感器与控制器的输入接口连接，所述柜内照明灯和空气调节设备组与控制器的输出接口连接。

优选地，所述IEC61850协议转换模块与数据显示存储模块通信，将 MODBUS-RTU协议数据转换为IEC61850协议，并通过以太网接口与变电站后台管理系统通信，从而实现后台管理系统与智能绝缘安全工具柜的通信，将设备所有信息实时上传至后台管理系统。

优选地，所述指纹门禁主机控制各柜门上指纹门禁锁的开与关，将操作人员指纹提前输入指纹门禁主机，非操作人员无法打开柜门，以防止工器具乱拿乱放。

优选地，当人员接近智能绝缘安全工具柜5米内以时，所述人体红外传感器采集到人体信号并上传至控制器，进而控制柜内照明灯点亮，方便人员查看柜内工器柜的情况。

优选地，存放在柜内的所有绝缘工器具及安全工器具本体上，均粘有贴唯一身份识别的二维码，所述二维码识别模块通过二维码识别，读取工器具信息并上传至控制器，完成对工器具的存取管理。

优选地，所述2号柜内主要存放接地线，所述3号柜内主要存放安全工器具。

优选地，所述2号柜内的每个射频卡读卡器均设置识别唯一的射频磁卡信息，每个接地线上均安装有唯一身份信息的射频磁卡，射频卡读卡器识别对应接地线上的射频磁卡信息，射频卡读卡器与射频磁卡采用13.56MHz非接触式通信，读卡距离(0-45)mm。

优选地，所述1号柜内主要存放绝缘工器具，1号柜内的模拟量采集模块通过双路温度传感器及湿度传感器，实时采集1号柜内及柜外环境参数，并通过空气调节设备组实时调节柜内环境，确保绝缘工器具使用时的安全。

优选地，所述语音模块可在控制器的控制下，根据工作人员的不同需求播报柜内工器具的信息，并在必要时发出语音警报。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型具有环境的恒温、恒湿控制、工器具检验提醒、存取管理等功能，以确保绝缘工器具使用时的安全性。

2.本实用新型通过智能监控系统，实现工器具的安全、规范管理，功能更全面，管理更规范，可有效的减少因绝缘工器具保存不当造成使用时的安全事故，同时可有效的改善工器具的取还不及时、工器具乱扔乱放等现象。

附图说明

图1为本实用新型的结构图；

图2为本实用新型智能系统的逻辑框图；

图中所示附图标记为：1-1号安全柜，2-2号安全柜，3-3号安全柜，4-人体红外传感器，5-二维码识别模块，6-数据显示存储模块，7-语音模块，8-IEC61850 协议转换模块，9-加热装置，10-除湿装置，11-指纹门禁锁，12-柜内照明灯，13- 双路温度传感器，14-湿度传感器，15-指纹门禁主机，16-接地线架，17-模拟量采集模块，18-控制器，19-射频卡读卡器，20-安全工器具，21-置物架，22-排风扇。

具体实施方式

以下结合附图对本设计方案进行详细说明。

如图1和图2所示，一种智能绝缘安全工具柜，包括3个独立柜体，分别为1号柜1、2号柜2和3号柜3，1号柜1内安装有控制器18、IEC61850协议转换模块8、模拟量采集模块17、数据显示存储模块6、二维码识别模块5、语音模块7、指纹门禁主机15、人体红外传感器4和空气调节设备组，空气调节设备组包括加热装置9、除湿装置10和排风扇22，模拟量采集模块17通过信号电缆同时连接双路温度传感器13和湿度传感器14，2号柜2内安装有接地线架16，每个接地线架16的底部均安装有一个射频卡读卡器19，所述3号柜3 内安装有置物架21，1号柜1、2号柜2和3号柜3均安装有指纹门禁锁11和柜内照明灯12，IEC61850协议转换模块8与数据显示存储模块6的485接口串联后，与控制器18的485接口1连接，模拟量采集模块17、指纹门禁主机15、二维码识别模块5和语音模块7的485接口并联后，与控制器18的485接口2 连接，2号柜内各个射频卡读卡器19并联后，与控制器18的485接口3连接，人体红外传感器4与控制器18的输入接口连接，柜内照明灯12和空气调节设备组与控制器18的输出接口连接。

其中，IEC61850协议转换模块8与数据显示存储模块6通信，将MODBUS-RTU 协议数据转换为IEC61850协议，并通过以太网接口与变电站后台管理系统通信，从而实现后台管理系统与智能绝缘安全工具柜的通信，将设备所有信息实时上传至后台管理系统。

其中，指纹门禁主机15控制各柜门上指纹门禁锁11的开与关，将操作人员指纹提前输入指纹门禁主机15，非操作人员无法打开柜门，以防止工器具乱拿乱放。

其中，当人员接近智能绝缘安全工具柜5米内以时，人体红外传感器4采集到人体信号并上传至控制器18，进而控制柜内照明灯12点亮，方便人员查看柜内工器柜的情况。

其中，存放在柜内的所有绝缘工器具及安全工器具本体上，均粘有贴唯一身份识别的二维码，二维码识别模块5通过二维码识别，读取工器具信息并上传至控制器18，以完成对工器具的存取管理。

其中，2号柜2内主要存放接地线，3号柜3内主要存放安全工器具。接地线放置在2号柜2内的接地线架16上，每个接地线架16底部的射频卡读卡器19均设置识别唯一的射频磁卡信息，同时，每个接地线上均安装有唯一身份信息的射频磁卡，当接地线放置到接地线架16上时，射频卡读卡器19可识别对应接地线上的射频磁卡信息，并上传至控制器18，完成对接地线的存取管理。射频卡读卡器19与射频磁卡采用13.56MHz非接触式通信，读卡距离0-45mm。

其中，1号柜1内主要存放绝缘工器具，1号柜内的模拟量采集模块17通过双路温度传感器13及湿度传感器14，实时采集1号柜1内及柜外环境参数，并通过空气调节设备组实时调节柜内环境，确保绝缘工器具使用时的安全。双路温度传感器13和湿度传感器14实时采集1号柜1内及柜外的环境温度和湿度，并将模拟信号上传至模拟量采集模块17，模拟量采集模块17将模拟信号转换为数字信号并传达给控制器18，控制器18根据采集到的柜内实时温、湿度情况，及柜内温度与柜外环境温度对比情况，控制空气调节设备组做相应的调节。

其中，语音模块7可在控制器18的控制下，根据工作人员取用工器具或存放工器具时的不同需求，播报柜内工器具的信息，并在有危险时发出语音警报。

实施例

当工作人员需从智能绝缘安全工具柜中取用工器具时，先在1号柜1的数据显示存储模块6的触摸屏上点选需取用的工器具名称及数量，数据显示存储模块6相关信息发送至控制器18，控制器18依据对应的工器具摆放位置，向指纹门禁主机15发送开锁指令，对应柜门的指纹门禁锁11处于等待开锁状态，工作人员在指纹门禁主机15上录入指纹后，对应柜门打开。工作人员取出需用的工器具后，需进行二维码扫码确认，并设定在一定的时间内进行语音提醒，操作人员扫码结束后，关闭柜门，工器具取用操作结束。如超过设定时间未进行扫码确认，控制器18会记录违规人员信息及违规内容，并将信息上传至变电站后台监控系统。

当工作人员存放工器具时，先在1号柜1数据显示存储模块6的触摸屏上点选归还指令，数据显示存储模块6将指令发送至控制器18，控制器18依据所缺工器具摆放位置，向指纹门禁主机15发送开锁指令，对应柜门的指纹门禁锁 11处于等待开锁状态，工作人员在指纹门禁主机上录入指纹后，对应柜门打开。存放时，工作人员将工器具进行扫码确认，二维码识别模块每识别一个工器具，并将信息上传给控制器18，控制器18与语音模块7通信，并通过语音播报出此工器具的名称及具体摆放位置，如归还66kV 1号绝缘杆、摆放位置1号柜，第 1层右侧。从而方便人员快速找到位置并摆放。

如果控制器18识别到有出未归还的工器具，控制器18与语音模块7通信，并通过语音定期播报未归还的工器具名称及数量，如超过时限，控制器18会记录违规人员信息及违规内容，并将信息上传至变电站后台监控系统。

当取用接地线时，工作人员无需进行扫码确认，拿走接地线后，射频读卡器19检测不到接地线的射频磁卡信息，会向控制器上传该接地线离位信息。归还接地线时，工作人员将接地线摆放到2号柜内相应的接地线架后，对应位置的射频卡读卡器19自动识别当前接地线上的射频磁卡信息，如放置错误，射频卡读卡器19向控制器18上传错误摆放信息，控制器18通过语音模块7提示工作人员，放置错误，及正确的摆放位置。如控制器18识别出有接地线未归还时，除进行语音播报外，控制器18还会向变电站后台监控系统发送“某某号接地线未拆回，禁止送电操作”报警，直至接地线归还后，报警解除。

当人员接近智能绝缘安全工具柜5米内以时，控制器18采集到人体红外传感器动4作信号，控制器18输出控制，点亮智能绝缘安全工具柜的柜内照明灯 12，方便人员查看柜内工器柜的情况。同时，如有绝缘工器具的检验日期还剩 60天以内时，通过语音模块7播报“某某绝缘工器具距离下次检验时间还剩xx 天，请及时检验”，以提示工作人员提前做好准备。

控制器实时收集模拟量采集模块17上传的1号柜1内及柜外环境的实时温、湿度值，并将柜内温度与柜外环境温度对比，当柜内环境温度低于柜外环境温度的设定值1回差时，控制器18启动加热装置9，为柜内环境加热，当环境温度高于柜外环境温度的设定值1回差时，控制器18发出指令停止加热装置9。当柜内温度高于设定值2时，启动排风扇22工作，强迫柜内通风，当柜内温度值低于设定值2回差时，停止排风扇。当柜内湿度值高于湿度设定值回差时，启动除湿装置10工作，当柜内湿度低于湿度设定值回差时，停止除湿装置10工作，从而实现对1号柜1内恒温、恒湿的控制，确保绝缘工器具的存储环境满足使用要求。

Claims (9)

1.一种智能绝缘安全工具柜，其特征在于，包括3个独立柜体，分别为1号柜、2号柜和3号柜，所述1号柜内安装有控制器、IEC61850协议转换模块、模拟量采集模块、数据显示存储模块、二维码识别模块、语音模块、指纹门禁主机、人体红外传感器和空气调节设备组，所述空气调节设备组包括加热装置、除湿装置和排风扇，所述模拟量采集模块通过信号电缆同时连接双路温度传感器和湿度传感器，所述2号柜内安装有接地线架，每个接地线架的底部均安装有一个射频卡读卡器，所述3号柜内安装有置物架，所述1号柜、2号柜和3号柜均安装有指纹门禁锁和柜内照明灯，所述IEC61850协议转换模块与数据显示存储模块的485接口串联后，与控制器的485接口1连接，所述模拟量采集模块、指纹门禁主机、二维码识别模块和语音模块的485接口并联后，与控制器的485接口2连接，所述2号柜内各个射频卡读卡器并联后，与控制器的485接口3连接，所述人体红外传感器与控制器的输入接口连接，所述柜内照明灯和空气调节设备组与控制器的输出接口连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能绝缘安全工具柜，其特征在于，所述IEC61850协议转换模块与数据显示存储模块通信，将MODBUS-RTU协议数据转换为IEC61850协议，并通过以太网接口与变电站后台管理系统通信，从而实现后台管理系统与智能绝缘安全工具柜的通信，将设备所有信息实时上传至后台管理系统。

3.根据权利要求1所述的一种智能绝缘安全工具柜，其特征在于，所述指纹门禁主机控制各柜门上指纹门禁锁的开与关，将操作人员指纹提前输入指纹门禁主机，非操作人员无法打开柜门，以防止工器具乱拿乱放。

4.根据权利要求1所述的一种智能绝缘安全工具柜，其特征在于，当人员接近智能绝缘安全工具柜5米内以时，所述人体红外传感器采集到人体信号并上传至控制器，进而控制柜内照明灯点亮，方便人员查看柜内工器柜的情况。

5.根据权利要求1所述的一种智能绝缘安全工具柜，其特征在于，存放在柜内的所有绝缘工器具及安全工器具本体上，均粘有贴唯一身份识别的二维码，所述二维码识别模块通过二维码识别，读取工器具信息并上传至控制器，完成对工器具的存取管理。

6.根据权利要求1所述的一种智能绝缘安全工具柜，其特征在于，所述2号柜内主要存放接地线，所述3号柜内主要存放安全工器具。

7.根据权利要求1所述的一种智能绝缘安全工具柜，其特征在于，所述2号柜内的每个射频卡读卡器均设置识别唯一的射频磁卡信息，每个接地线上均安装有唯一身份信息的射频磁卡，射频卡读卡器识别对应接地线上的射频磁卡信息，射频卡读卡器与射频磁卡采用13.56MHz非接触式通信，读卡距离0-45mm。

8.根据权利要求1所述的一种智能绝缘安全工具柜，其特征在于，所述1号柜内主要存放绝缘工器具，1号柜内的模拟量采集模块通过双路温度传感器及湿度传感器，实时采集1号柜内及柜外环境参数，并通过空气调节设备组实时调节柜内环境，确保绝缘工器具使用时的安全。

9.根据权利要求1所述的一种智能绝缘安全工具柜，其特征在于，所述语音模块可在控制器的控制下，根据工作人员的不同需求播报柜内工器具的信息，并发出语音警报。