CN209264695U - 一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置，涉及报警装置领域，包括气体传感模块、无线数据传输模块、报警模块、电源模块、显示模块、基准电压产生模块和单片机模块，还包括与单片机模块相连的主动调节模块；所述基准电压产生模块包括第一基准电压产生模块和第二基准电压产生模块；第二基准电压高于第一基准电压；所述报警模块用于当单片机模块检测到气体浓度信息超过第一阈值时进行报警；主动调节模块用于当单片机模块检测到气体浓度信息超过第二阈值时对箱式变压器内部的空气与外界进行连通。本实用新型解决了现有报警装置在检修人员无法快速到达导致变压器仍然存在安全隐患的问题。

Description

一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置

技术领域

本实用新型涉及报警装置领域，尤其涉及一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置。

背景技术

箱式变压器作为整套配电设备，其是由变压器、高压电压控制设备、低压电压控制设备有机组合而成。其基本原理在于，通过压力启动系统、铠装线、变电站全自动系统、直流点和相应的技术设备，按照规定顺序进行合理的装配，并将所有的组件安装到特定的防水、防尘与防鼠等完全密封的钢化箱体结构中，从而形成的一种特定变压器。目前，箱式变压器已经被广泛应用到电力工程施工之中。

箱式变压器内部对于可燃性有机气体的检测要求较高，具体地，可燃性气体包括一氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯等。箱式变压器如果内部的温度、电压过高，这些可燃性气体容易发生爆炸，造成损害。户外的箱式变压器大多位于与控制中心较远的地区，虽然现有技术中已存在，户外箱式变压器气体测量报警装置，但是这些报警装置未考虑到箱式变压器位置偏远的原因，检修人员无法快速达到，延迟的检修并没有减小多少安全隐患。并且，户外箱式变压器气体测量报警装置无线传输的要求也较高，不能按照普通的无线传输方式。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置，解决的报警装置在检修人员无法快速到达导致变压器仍然存在安全隐患的问题。

本实用新型的内容如下：

一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置，包括气体传感模块、无线数据传输模块、报警模块、电源模块、显示模块、基准电压产生模块和单片机模块，还包括与单片机模块相连的主动调节模块；

所述基准电压产生模块包括第一基准电压产生模块和第二基准电压产生模块；第二基准电压高于第一基准电压；

所述报警模块用于当单片机模块检测到气体浓度信息超过第一阈值时进行报警；

主动调节模块用于当单片机模块检测到气体浓度信息超过第二阈值时对箱式变压器内部的空气与外界进行连通；

第二阈值高于第一阈值，第一阈值对应第一基准电压，第二阈值对应第二基准电压。

具体地，箱式变压器侧壁设有通气孔，所述主动调节模块电磁铁、磁铁、拉杆、弹簧和活塞，与磁铁连接的拉杆的一端，拉杆的另一端连接弹簧的一端，弹簧的另一端固定在箱式变压器内壁，活塞穿接在拉杆上，拉杆用于改变活塞与通气孔的相对位置。

进一步地，所述主动调节模块还包括腔体，所述腔体上设有与所述通气孔连接的通道A，还设有与箱式变压器气内部连通的通道B，所述活塞位于腔体内。

具体地，所述活塞包括刚性内环和弹性外套，所述弹性外套为吸水膨胀材料。

优选地，所述弹性外套的材料为氢化丁腈材料。

具体地，所述气体传感模块为一氧化碳传感器、甲烷传感器、乙炔传感器、乙烯传感器中的一种或多种。

优选地，所述无线数据传输模块采用NB-IOT模组通信，所述无线数据传输模块包括NB-IOT芯片、复位单元和串口电平转换单元。

优选地，所述报警模块为光报警单元。

综上所述，采用方案后，本实用新型的有益效果如下：

（1）本实用新型在报警后检测到可燃气体的浓度超过了第二阈值后进行主动防御措施，解决了在检修人员无法快速到达导致变压器仍然存在安全隐患的问题。

（2）将活塞位于腔体内，对活塞起到了限位的作用，在活塞堵住箱式变压器时，即使从外部向活塞横向施加压力（如风力），活塞也不会在发生横向位移，保证了安全性。

（3）在活塞堵住通气孔后，如果遭遇大雨、大学天气，弹性外套稍微膨胀，加强了活塞处的密封性，是的雨水无法进入箱式变压器内部。

（4）本实用新型的无线数据传输模块采用NB-IoT模组，实现远距离稳定传输的同时降低功耗，适合户外箱式变压器，尤其是信号不好的地区。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型的原理框图；

图2为实用新型的主动调节模块结构示意图；

图3为本实用新型的活塞剖视图；

图4为本实用新型的无线数据传输模块和单片机的结构示意图；

图中标记：1-箱式变压器侧壁，2-通气孔，3-电磁铁，4-磁铁，5-拉杆，6-弹簧，7-活塞，71-刚性内环，72-弹性外套，8-腔体，81-通道A，82-通道B。

具体实施方式

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，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域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例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为解决的报警装置在检修人员无法快速到达导致变压器仍然存在安全隐患的问题，本实用新型提供一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置。包括气体传感模块、无线数据传输模块、报警模块、电源模块、显示模块、基准电压产生模块和单片机模块。这些模块为现有模块，具体的连接关系如图1所示，气体传感模块与单片机模块连接，无线数据传输模块与单片机连接，报警模块与单片机练级，电源模块与单片机连接，显示模块与单片机连接，基准电压产生模块与单片机连接。具体地，气体传感模块包括各类检测易燃气体的传感器，为一氧化碳传感器、甲烷传感器、乙炔传感器、乙烯传感器中的一种或多种。根据不同的工作环境需要而设置，比如，在距离地下煤矿工业区近的地方适用于安装甲烷传感器，在化工生产工业园区附近适用于安装一氧化碳传感器，在水果加工处理工业园区适用于安装作乙烯传感器，在金属钢铁工业加工的确适用于安装乙炔传感器，当然，以上的这些传感器可以多个联合使用，气体传感器模块也不限于以上传感器，根据实际情况的需求进行调整即可。气体传感模块采用对以上气体（之一）敏感的元器件，气体传感模块用于将采集到的模拟信号采集放大成能够进行比较的电压信号，然后发送给单片机。单片机连接基准电压产生模块，基准电压和传感器采集并转换后的电压进行比较可以得出是否超过阈值的结论。报警模块采用普通的声光报警或者远程报警即可。无线数据传输模块用于将气体传感模块采集到的信息发送给远程的控制中心，显示模块用于对采集到的信息进行显示，显示模块直接安装在箱式变压器上，方便检修人员在检修时实时进行查看，电源模块为其他模块供电。以上是非常现有的现有技术，在此，就不再作过多赘述。

本实用新型的创新之处在于，所述箱式变压器内还包括与单片机模块相连的主动调节模块；

所述基准电压产生模块包括第一基准电压产生模块和第二基准电压产生模块；第二基准电压高于第一基准电压；

所述报警模块用于当单片机模块检测到气体浓度信息超过第一阈值时进行报警；

主动调节模块用于当单片机模块检测到气体浓度信息超过第二阈值时对箱式变压器内部的空气与外界进行连通；

第二阈值高于第一阈值，第一阈值对应第一基准电压，第二阈值对应第二基准电压。

主动调节模块用于当单片机模块检测到气体浓度信息超过第二阈值时对箱式变压器内部的空气与外界进行连通。单片机模块与主动调节模块连接，当气体传感模块采集放大后的电压大于第一基准电压时候，此时气体浓度信息超过第一阈值，单片机发出高电平信号给报警模块，同时发送高电平信号给无线数据传输模块，将采集到的信息远程发送给控制中心。检修人员无法及时赶到，检修时间的延迟会使得箱式变压器内部的可燃气体的浓度持续升高。因此，本实用新型增加了第二基准电压产生模块，第二基准电压产生模块和第一基准电压产生模块的结构相同，只是产生的基准电压高于第一基准电压。虽然箱变压器内部的可燃气体的浓度升高，气体传感模块采集并放大得到的电压就越大，其电压超过第二基准电压时，说明可燃气体的浓度高于第二阈值，此时，单片机发送高电平信号给主动调节模块，主动调节模块开始工作，将箱式变压器内部的空气与外界连通进行排气，从而改变箱式变压器内部的可燃气体的浓度。

本实用新型在报警后检测到可燃气体的浓度超过了第二阈值后进行主动防御措施，解决了在检修人员无法快速到达导致变压器仍然存在安全隐患的问题。虽然采取了主动防御措施，但是还是需要检修人员对内部器件的进行检修，查看内部是否有异常情况。

实施例1

本实施例中，如图2所示，箱式变压器侧壁1设有通气孔2，通气孔2通常设置在侧壁，因为如果设置在顶部，如果在室外的雨天、雪天，箱式变压器内部进水过多会使得整个箱式变压器报废。所述主动调节模块电磁铁43、磁铁4、拉杆5、弹簧6和活塞7，与磁铁4连接的拉杆5的一端，拉杆5的另一端连接弹簧6的一端，弹簧6的另一端固定在箱式变压器内壁，活塞7穿接在拉杆5上，拉杆5用于改变活塞7与通气孔2的相对位置。电磁铁43的线圈一端连接单片机，另一端接地，当单片机输出高电平时，电磁铁43通电，电磁铁43的吸引力将磁铁4吸引，磁铁4带动与磁铁4连接的拉杆5运动，拉杆5带动活塞7运动，活塞7是堵住通气孔2的，活塞7运动后通气孔2被打开，从而使得箱式变压器内部空气与外部连通。

实施例2

在实施例1的基础上，所述主动调节模块还包括腔体8，所述腔体8上设有与所述通气孔2连接的通道A81，还设有与箱式变压器气内部连通的通道B82，所述活塞7位于腔体8内。将活塞7位于腔体8内，对活塞7起到了限位的作用，在活塞7堵住箱式变压器时，即使从外部向活塞7横向施加压力（如风力），活塞7也不会在发生横向位移，保证了安全性。当活塞7移动，空气通过通道A81和通道B82进行流通。具体地，如图3所示，所述活塞7包括刚性内环71和弹性外套72，所述弹性外套72为吸水膨胀材料。

实施例3

在实施例2的基础上，刚性内环71套设在拉杆5上，弹性外套72是吸水膨胀材料，优选为氢化丁腈材料，在活塞7堵住通气孔2后，如果遭遇大雨、大学天气，弹性外套72稍微膨胀，加强了活塞7处的密封性，是的雨水无法进入箱式变压器内部。在水分蒸发后，弹性外套72会收缩成膨胀前的大小。

所述气体传感模块为一氧化碳传感器、甲烷传感器、乙炔传感器、乙烯传感器中的一种或多种。

实施例4

在实施例1-3中任意一个实施例的基础上，无线数据传输模块采用NB-IOT模组通信，所述无线数据传输模块包括NB-IOT芯片、复位单元和串口电平转换单元。串口电平转换单元的电路连接如下：NB-IOT芯片U3的RXD引脚连接二极管D4阳极，二极管D4阴极连接单片机43引脚，NB-IOT芯片U3的TXD引脚连接三极管Q1发射极，三极管Q1集电极连接单片机42引脚，还连接电阻R11后连接电源VDD；三极管Q1基极连接电阻R8后连接电源VDD；其他电路连接如图4所示。单片机采用STM32F030R8T6，NB-IOT芯片采用BC26，三极管均采用8050。

本实施例中，电源模块包括电源转换电路和滤波电路，电源转换电路输入端连接电池或接线端子，输出端连接滤波电路输入端，滤波电路输出端分别连接NB-IOT模组和单片机电源端。滤波电路包括滤波电容，采用10电容和0.1uF电容并联，电容正极连接VDD或者3.3V，负极接地，实现滤除电源的杂波或者干扰，确保供电稳定，促进实现无线传输更加稳定。本实施例中，所述报警模块为光报警单元，当检测到超过阈值时候，报警模块亮出红灯。

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 (8)

1.一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置，包括气体传感模块、无线数据传输模块、报警模块、电源模块、显示模块、基准电压产生模块和单片机模块，其特征在于，还包括与单片机模块相连的主动调节模块；

所述基准电压产生模块包括第一基准电压产生模块和第二基准电压产生模块；第二基准电压高于第一基准电压；

所述报警模块用于当单片机模块检测到气体浓度信息超过第一阈值时进行报警；

主动调节模块用于当单片机模块检测到气体浓度信息超过第二阈值时对箱式变压器内部的空气与外界进行连通；

第二阈值高于第一阈值，第一阈值对应第一基准电压，第二阈值对应第二基准电压。

2.根据权利要求1所述的一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置，其特征在于，箱式变压器侧壁(1)设有通气孔(2)，所述主动调节模块电磁铁(4)(3)、磁铁(4)、拉杆(5)、弹簧(6)和活塞(7)，与磁铁(4)连接的拉杆(5)的一端，拉杆(5)的另一端连接弹簧(6)的一端，弹簧(6)的另一端固定在箱式变压器内壁，活塞(7)穿接在拉杆(5)上，拉杆(5)用于改变活塞(7)与通气孔(2)的相对位置。

3.根据权利要求2所述的一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置，其特征在于，所述主动调节模块还包括腔体(8)，所述腔体(8)上设有与所述通气孔(2)连接的通道A(81)，还设有与箱式变压器气内部连通的通道B(82)，所述活塞(7)位于腔体(8)内。

4.根据权利要求2或3所述的一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置，其特征在于，所述活塞(7)包括刚性内环(71)和弹性外套(72)，所述弹性外套(72)为吸水膨胀材料。

5.根据权利要求4所述的一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置，其特征在于，所述弹性外套(72)的材料为氢化丁腈材料。

6.根据权利要求1所述的一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置，其特征在于，所述气体传感模块为一氧化碳传感器、甲烷传感器、乙炔传感器、乙烯传感器中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置，其特征在于，所述无线数据传输模块采用NB-IOT模组通信，所述无线数据传输模块包括NB-IOT芯片、复位单元和串口电平转换单元。

8.根据权利要求1所述的一种互信息的户外箱式变压器气体测量报警装置，其特征在于，所述报警模块为光报警单元。