CN209767234U - 隔离开关位置分析系统及隔离开关 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种隔离开关位置分析系统，可以包括：操作机构状态采集设备、设于隔离开关上的位置标记装置、设于隔离开关间隔中的光信息采集传感器、连接操作机构状态采集设备的光信号发生器，以及分别连接所述光信息采集传感器、所述操作机构状态采集设备的处理器。通过操作机构状态采集设备、位置标记装置、光信息采集传感器、光信号发生器和处理器实现获取隔离开关分合闸状态。上述隔离开关位置分析系统避免了传统传感器易受环境的影响的缺点，提高了隔离开关位置检测的精确度。

Description

隔离开关位置分析系统及隔离开关

技术领域

本申请涉及电力技术领域，特别是涉及一种隔离开关位置分析系统及隔离开关。

背景技术

随着电力技术的发展，电网运检工作量的大幅提升，其中变电站倒闸操作是电网运检工作的重要部分，耗费大量的人力物力和财力。电网安全生产规程要求设备必须至少应有两个非同源指示发生对应变化，才能确认该设备已操作到位。

目前对于判断隔离开关分合闸状态，主要通过两个手段：1.通过采集辅助接点位置；2.通过传感器采集隔离开关分合闸位置信息。在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：使用传统传感器获得的数据准确度低。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高数据获取准确度的隔离开关位置分析系统。

为了实现上述目的，一方面，本实用新型实施例提供了一种隔离开关位置分析系统，包括操作机构状态采集设备、设于隔离开关上的位置标记装置、设于隔离开关间隔中的光信息采集传感器、连接操作机构状态采集设备的光信号发生器，以及分别连接光信息采集传感器、操作机构状态采集设备的处理器；

操作机构状态采集设备将分合闸状态图像传输给处理器，并将激发指令传输给光信号发生器；光信号发生器接收激发指令，将光信号投射至位置标记装置；光信息采集传感器将对采集到的光信号进行图像编码得到的图像码流、传输给处理器；处理器输出比对图像码流与分合闸状态图像的比对结果。

在其中一个实施例中，位置标记装置包括3M高反光胶条、反光膜、反光喷雾以及反光贴中的任一种或任意组合。

在其中一个实施例中，还包括连接所述光信息采集传感器的通讯设备。

在其中一个实施例中，通讯设备为以太网通信模块。

在其中一个实施例中，还包括显示设备，显示设备连接通讯设备。

在其中一个实施例中，光信息采集传感器为IP枪式摄像机。

在其中一个实施例中，处理器为嵌入式处理器。

在其中一个实施例中，还包括连接处理器的电源管理设备。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种隔离开关，包括隔离开关本体，其中，还包括上述的隔离开关位置分析系统；隔离开关位置分析系统设于隔离开关本体上。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本申请的光信号发生器依据操作机构状态采集设备传输的激发指令，向位置标记装置投射光信号。进一步的，操作机构状态采集设备在传输激发指令时，开始获取隔离开关的分合闸状态图像，使得本申请无需实时确定隔离开关的分合闸状态图像，设备大部分时间保持在待机状态，故障率低。光信息采集传感器采集位置标记装置上的光信号，并对采集到的光信号进行图像编码，进而将得到的图像码流传输给处理器；处理器通过比对图像码流与分合闸状态图像，得到隔离开关空间准确位置。上述隔离开关位置分析系统避免了传统传感器易受环境的影响的缺点，获取的数据准确度高，提高了隔离开关分合闸状态检测的精确度。

附图说明

通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明，本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1为一个实施例中隔离开关位置分析系统的第一示意性结构示意图；

图2为一个实施例中隔离开关位置分析系统的第二示意性结构示意图；

图3为一个实施例中隔离开关位置分析系统的第三示意性结构示意图；

图4为一个实施例中隔离开关位置分析系统的第四示意性结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“传输”、“设于”、“本体”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

传统技术主要通过压力传感器、激光定位设备、姿态传感器等确定隔离开关分合闸状态。然而，压力传感器的缺点较多，至少包括：1.长时间使用压力传感器需要校准，一般1—2年会校验一次，否则会有零点漂移现象出现，导致所测数据不准确；2.压力传感器是需要用外接电源的，电池的好坏直接影响到压力传感器的工作时长，而变电站一般需要最少5年的长期工作，电池的连续工作时间无法持续长期供电；3.隔离开关品类众多，许多没有弹簧的隔离开关就无法测量，所以压力传感器只能解决一部分开关的位置确认。

姿态传感器还处于实验室研究阶段，目前没有能够在高电压强磁场环境下稳定工作的传感器芯片，而且高精度高可靠性的姿态传感器成本太高，又无法大面积推广使用。激光定位设备可以直接的精确测量被测部件的位置变化及相对位移，可以实现非接触式测量，实现被测对象的全天候在线监测。但是激光定位技术的光路设计复杂，价格昂贵，容易受外界影响，导致可靠性降低。

而本申请提供的隔离开关位置分析系统可以有效的解决传统技术的问题。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种隔离开关位置分析系统，包括操作机构状态采集设备110、设于隔离开关上的位置标记装置120、设于隔离开关间隔中的光信息采集传感器130、连接操作机构状态采集设备130的光信号发生器140，以及分别连接光信息采集传感器130、操作机构状态采集设备110的处理器150；

操作机构状态采集设备110将分合闸状态图像传输给处理器150，并将激发指令传输给光信号发生器140；光信号发生器140接收激发指令，将光信号投射至位置标记装置120；光信息采集传感器130将对采集到的光信号进行图像编码得到的图像码流、传输给处理器150；处理器150输出比对图像码流与分合闸状态图像的比对结果。

具体而言，操作机构状态采集设备在隔离开关操作机构状态发生变化时，向光信号发生器传输激发指令；并对隔离开关操作机构进行状态采集，得到分合闸状态图像。光信号发生器在收到激发指令时，向位置标记装置投射光信号。光信息采集传感器实时采集位置标记装置上的光信号，并对采集到的光信号进行图像编码，将得到的图像码流传输给处理器，处理器将图像码流进行处理和计算，确定隔离开关当前分合闸状态，将隔离开关当前分合闸状态与操作机构状态采集设备获取分合闸状态图像对比，并输出对比结果。

进一步的，光信号发生器、光信息采集器可设于隔离开关间隔中；位置标记装置可设于隔离开关上；在一个具体的示例中，位置标记装置可以是反光的标记或物质；例如，反光胶条、反光膜以及荧光物质。

操作机构状态采集设备和处理器连接，可以采用干接点、湿接点的方式。操作机构状态采集装置采用干接点的方式连接隔离开关操作机构，能够实现随便接入，从而降低工程成本和人员要求。

具体而言，3M高反光胶条、反光膜、反光喷雾以及反光贴中的任一种或任意组合反射光信号发生器投射的可见光信号，并被光信息采集传感器采集到。

本申请中光信号发生器依据操作机构状态采集设备传输的激发指令，向位置标记装置投射光信号，进一步的，操作机构状态采集设备从传输激发指令时，开始获取隔离开关的分合闸状态图像，使得本申请无需实时确定隔离开关的分合闸状态图像，设备大部分时间保持在待机状态，故障率低。光信息采集传感器采集位置标记装置上的光信号，并对采集到的光信号进行图像编码，进而将得到的图像码流传输给处理器；处理器通过比对图像码流与分合闸状态图像，得到隔离开关空间准确位置。上述隔离开关位置分析系统避免了传统传感器易受环境的影响的缺点，提高了隔离开关分合闸状态检测的精确度。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种隔离开关位置分析系统，包括操作机构状态采集设备210、设于隔离开关上的位置标记装置220、设于隔离开关间隔中的光信息采集传感器230、连接所述操作机构状态采集设备230的光信号发生器240，以及分别连接所述光信息采集传感器130、所述操作机构状态采集设备110的处理器150；

操作机构状态采集设备210将分合闸状态图像传输给处理器250，并将激发指令传输给光信号发生器240；光信号发生器240接收激发指令，将光信号投射至位置标记装置220；光信息采集传感器230将对采集到的光信号进行图像编码得到的图像码流、传输给处理器250；处理器250输出比对图像码流与分合闸状态图像的比对结果。

其中，隔离开关位置分析系统还包括连接光信息采集传感器220的通讯设备260。

具体而言，该通讯设备用于接收远程控制中心的控制指令，并将光信息采集传感器采集到的视觉信息传送到远程控制中心。在一个具体示例中，通讯设备可采用以太网通信模块实现相应的功能。

上述隔离开关位置分析系统，采用通讯设备可以建立远程控制中心与隔离开关位置分析系统的主从控制，实现远程控制中心与隔离开关位置分析系统的信息交互，使得隔离开关位置分析系统功能更加完善。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种隔离开关位置分析系统，包括：

操作机构状态采集设备310、设于隔离开关上的位置标记装置320、设于隔离开关间隔中的光信息采集传感器330、连接所述操作机构状态采集设备330的光信号发生器340，以及分别连接所述光信息采集传感器330、所述操作机构状态采集设备310的处理器350；

操作机构状态采集设备310将分合闸状态图像传输给处理器350，并将激发指令传输给光信号发生器340；光信号发生器340接收激发指令，将光信号投射至位置标记装置320；光信息采集传感器330将对采集到的光信号进行图像编码得到的图像码流、传输给处理器350；处理器350输出比对图像码流与分合闸状态图像的比对结果。

其中，隔离开关位置分析系统还包括连接光信息采集传感器320的通讯设备360。

其中，隔离开关位置分析系统还包括显示设备370，显示设备370连接通讯设备360。

具体而言，显示设备接收通讯设备传输的视觉信息，为操作人员提供现场实时图像，以便工作人员及时了解隔离开关的异常情况，及时进行检修和维护。

进一步的，处理器为嵌入式处理器。处理器可以采用嵌入式处理器，在一个具体示例中，嵌入式处理器可以采用ARM CORTEX A7芯片，运行Linux操作系统。ARM CORTEX A7芯片对光信息采集传感器传输的图像码流进行解码，并对解码之后的RGB图像数据和YUV图像数据进行处理，得到隔离开关刀闸双臂的特征线段图像。ARM CORTEX A7芯片对得到的特征线段图像进行处理，得到隔离开关刀闸分合角度，从而确定隔离开关分合闸状态。ARMCORTEX A7芯片还用于对所述隔离开关分合闸状态与操作机构状态采集设备获取的隔离开关分合闸状态进行对比，得到对比结果。当对比一致时，ARM CORTEX A7芯片发出分合闸状态确认信号。

上述隔离开关位置分析系统中，连接通讯设备的显示设备为操作人员提供了隔离开关位置的监测图像，方便工作人员判断隔离开关的异常情况，节省人力成本。同时，采用的ARM CORTEX A7芯片是一种低功耗、低成本的嵌入式芯片，有利于大范围实施。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种隔离开关位置分析系统，包括：

操作机构状态采集设备410、设于隔离开关上的位置标记装置420、设于隔离开关间隔中的光信息采集传感器430、连接所述操作机构状态采集设备430的光信号发生器440，以及分别连接所述光信息采集传感器430、所述操作机构状态采集设备410的处理器450；

操作机构状态采集设备410将分合闸状态图像传输给处理器450，并将激发指令传输给光信号发生器440；光信号发生器440接收激发指令，将光信号投射至位置标记装置420；光信息采集传感器430将对采集到的光信号进行图像编码得到的图像码流、传输给处理器450；处理器450输出比对图像码流与分合闸状态图像的比对结果。

其中，隔离开关位置分析系统还包括连接光信息采集传感器420的通讯设备460。

其中，隔离开关位置分析系统还包括显示设备470，显示设备470连接通讯设备460。

其中，隔离开关位置分析系统还包括电源管理设备，电源管理设备480连接处理器450。

具体而言，电源管理设备采用后备电池及低压交流电双备份模式，提高了电源的可靠性。在一个具体示例中，电源管理设备可以采用220V转24V的电压模块，10A适配器。

进一步的，光信息采集传感器为IP枪式摄像机。IP枪式摄像头连接处理器，IP枪式摄像头采集位置标记装置上的光信号，并将光信号进行图像编码，将编码得到的图像码流传输给处理器。IP枪式摄像头还用于实时采集隔离开关的视觉信息，并将视觉信息传送到远程控制中心。在一个具体示例中，IP枪式摄像机为IP66防护等级和200万像素IP枪式摄像机，在保证图像清晰和足够的防水功能的前提下，成本也比较低，有利于大规模使用。

上述隔离开关位置分析系统运用了嵌入式处理器、反光物质、光信号发生器、操作机构状态采集设备和IP枪式摄像机实现对隔离开关分合闸状态的检测，电源管理设备的双备份模式提高了隔离开关位置分析系统的可靠性；通讯设备和显示设备实现了为操作人员提供现场实时图像，以便工作人员及时了解隔离开关的异常情况，及时进行检修和维护；而且本实施例中采用的反光物质、操作机构状态采集设备、光信号发生器的成本低廉，易于推广。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种隔离开关，包括隔离开关本体，其中，还包括上述的隔离开关位置分析系统；隔离开关位置分析系统设于隔离开关本体上。

具体而言，隔离开关本体可以为本领域的任一种隔离开关，在一个具体的示例中，隔离开关本体可以采用西门子3LD2504-1TD51隔离开关或西门子3LD2545-1TL53隔离开关。

本申请提供的一种可以检测自身分合闸状态的隔离开关，该隔离开关能够检测自身分合闸状态，可以降低大量的人力成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种隔离开关位置分析系统，其特征在于，包括操作机构状态采集设备、设于隔离开关上的位置标记装置、设于隔离开关间隔中的光信息采集传感器、连接所述操作机构状态采集设备的光信号发生器，以及分别连接所述光信息采集传感器、所述操作机构状态采集设备的处理器；其中，所述处理器为嵌入式处理器；所述嵌入式处理器为ARM CORTEX A7芯片；

所述操作机构状态采集设备将分合闸状态图像传输给所述处理器，并将激发指令传输给所述光信号发生器；所述光信号发生器接收所述激发指令，将光信号投射至所述位置标记装置；所述光信息采集传感器将对采集到的光信号进行图像编码得到的图像码流、传输给所述处理器；所述处理器输出比对所述图像码流与所述分合闸状态图像的比对结果。

2.根据权利要求1所述的隔离开关位置分析系统，其特征在于，

所述位置标记装置包括3M高反光胶条、反光膜、反光喷雾以及反光贴中的任一种或任意组合。

3.根据权利要求1所述的隔离开关位置分析系统，其特征在于，还包括连接所述光信息采集传感器的通讯设备。

4.根据权利要求3所述的隔离开关位置分析系统，其特征在于，所述通讯设备为以太网通信模块。

5.根据权利要求3所述的隔离开关位置分析系统，其特征在于，还包括显示设备；

所述显示设备连接所述通讯设备。

6.根据权利要求1所述的隔离开关位置分析系统，其特征在于，所述光信息采集传感器为IP枪式摄像机。

7.根据权利要求1所述的隔离开关位置分析系统，其特征在于，还包括连接所述处理器的电源管理设备。

8.一种隔离开关，其特征在于，包括隔离开关本体，还包括权利要求1至7任意一项所述的隔离开关位置分析系统；

所述隔离开关位置分析系统设于在所述隔离开关本体上。