CN211579269U - 一种变电站断路器开关柜防误入装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变电站断路器开关柜防误入装置，其包括终端设备和开关柜门锁。其中，终端设备包括设备壳体、主控单元、传感监测单元以及交互输入单元等。传感监测单元用于监测是否有人靠近和开关柜内是否带电；交互输入单元用于采集人脸图像以及指纹信息等。本实用新型通过在断路器开关柜上设置终端设备，并利用通信模块与云端服务器计算机系统联动，能够实时感知断路器开关柜内是否带电，并授权特定工作人员进入断路器开关柜内进行操作，只有当工作人员经过人脸和指纹双重机制认证成功后，开关柜门锁才会打开，提高了工作人员对变电站断路器开关柜检修时的操作规范性，保障了工作人员的安全。

Description

一种变电站断路器开关柜防误入装置

技术领域

本实用新型属于输配电设备技术领域，尤其涉及一种变电站断路器开关柜防误入装置，该防误入装置尤其适用于在变电站断路器开关柜进行检修的工作领域。

背景技术

变电站断路器开关柜是变电站的重要组成部分，能够隔离电力故障，在保证电力安全运行方面起到重要作用。断路器开关柜内具有一定空间，方便工作人员进行检修。

近年来，在电力系统发生的安全事故中，因工作疏忽或安全保护措施不到位等原因，导致工作人员误入带电断路器开关柜，造成人员伤亡的事件时有发生。因此，如何提高安全保护措施，规范人员操作，减少此类事故的发生，成为目前迫切需要解决的问题。

目前，电力人员在维护变电站的断路器时，需要结合工作票机制，即先申请把需要维护的断路器柜设置为可进入状态，正常的断路器柜设置为禁止进入状态，对于断路器柜是否带电还需要进行专门的检测，检测完成后工作人员进入断路器开关柜进行检修操作。

此种断路器柜的检修操作流程在实际应用中存在如下缺陷：①.操作流程不规范，用户操作时容易疏忽进入到带电断路器开关柜内，造成不必要的安全隐患；②.一些工作人员的安全意识淡薄，存在临时找人代替，现场进行非授权的操作，这种情况比较难控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种变电站断路器开关柜防误入装置，以提高工作人员在对变电站断路器开关柜检修时的操作规范性，保障工作人员的安全。

本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种变电站断路器开关柜防误入装置，包括：

终端设备、开关柜门锁以及云端服务器计算机；

其中，终端设备安装于开关柜门上；

终端设备包括设备壳体、主控单元、传感监测单元以及交互输入单元；

其中，主控单元安装于设备壳体内；

传感监测单元包括红外感应探头以及电场感应探头；

其中，红外感应探头安装于设备壳体上；

电场感应探头安装于设备壳体上且伸入到所述开关柜门的内侧；

交互输入单元包括摄像头、指纹采集器以及按键；

其中，摄像头、指纹采集器以及按键分别安装于设备壳体上；

红外感应探头、电场感应探头、摄像头、指纹采集器、按键分别通过线路与主控单元连接；开关柜门锁采用电控门锁，且通过线路与主控单元连接；

主控单元通过通信模块与云端服务器计算机通信。

优选地，设备壳体安装于开关柜门的中部。

优选地，主控单元采用ARM处理器芯片。

优选地，通信模块包括4G、5G或WIFI。

优选地，终端设备还包括输出单元；

其中，输出单元包括显示屏以及扬声器；显示屏和扬声器分别安装于设备壳体上；

其中，显示屏和扬声器分别通过线路与主控单元连接。

优选地，设备壳体采用方形结构；在设备壳体的前侧面板上设有显示屏安装孔、红外感应探头安装孔、摄像头安装孔、扬声器安装孔、按键安装孔和指纹采集器安装孔；

其中，显示屏安装孔安装于前侧面板的左侧，显示屏安装孔内安装有显示屏；

红外感应探头安装孔、摄像头安装孔均位于显示屏安装孔的上侧；

红外感应探头安装孔内安装有红外感应探头，摄像头安装孔内安装有摄像头；

扬声器安装孔、按键安装孔和指纹采集器安装孔均位于显示屏安装孔的右侧，且扬声器安装孔、按键安装孔和指纹采集器安装孔由上向下依次布置；

扬声器安装孔、按键安装孔和指纹采集器安装孔内分别安装扬声器、按键和指纹采集器。

优选地，红外感应探头在竖向上对齐设备壳体中部，摄像头在竖向上对齐显示屏中部。

本实用新型具有如下优点：

如上所述，本实用新型公开了一种变电站断路器开关柜防误入装置，该防误入装置通过在断路器开关柜上设置终端设备，该终端设备利用通信模块与云端服务器计算机系统联动，能够实时感知断路器开关柜内是否带电，并授权特定工作人员进入断路器开关柜内进行操作，只有当工作人员经过人脸和指纹双重机制认证成功后，开关柜门锁才会打开，大大提高工作人员在对变电站断路器开关柜检修时的操作规范性，很好保障了工作人员的安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中变电站断路器开关柜防误入装置的结构框图；

图2为本实用新型实施例中终端设备的结构框图；

图3为本实用新型实施例中变电站断路器开关柜防误入装置的安装示意图；

图4为本实用新型实施例中变电站断路器开关柜防误入装置的俯视图(去除开关柜顶板)；

其中，1-终端设备，2-开关柜门锁，3-开关柜门，4-设备壳体，5-主控单元，6-设备壳体安装孔，7-红外感应探头，8-电场感应探头，9-摄像头；

10-指纹采集器，11-按键，12-显示屏，13-扬声器，14-云端服务器计算机，15-通信模块，16-电源盒，17-通信天线，18-散热孔，19-开关柜门。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

结合图1和图2所示，一种变电站断路器开关柜防误入装置，包括终端设备1、开关柜门锁2以及云端服务器计算机14。终端设备1安装于开关柜门3上，如图3所示。

终端设备1包括设备壳体4、主控单元5、传感监测单元以及交互输入单元等部件。

其中，设备壳体4采用方形结构，其优选安装于开关柜门19的中部。

具体安装方式例如为：

在开关柜门19的中部设置设备壳体安装孔6，设备壳体4通过螺栓安装于此处。

主控单元5安装于设备壳体4内，安装方式例如通过螺栓进行安装。

本实施例中主控单元5优选采用ARM处理器芯片。

传感监测单元包括红外感应探头7以及电场感应探头8。其中，红外感应探头7、电场感应探头8分别通过线路与主控单元5连接。

红外感应探头7安装于设备壳体4上，用于监测断路器柜前是否有人员出现。

电场感应探头8安装于设备壳体4上，且伸入到开关柜门19的内侧(即断路器开关柜内)，能够通过电场感应的方式检测开关柜内是否带电，并将信息传输至主控单元5。

交互输入单元包括摄像头9、指纹采集器10以及按键11。

其中，摄像头9、指纹采集器10以及按键11分别通过线路与主控单元5连接。

摄像头9用于采集人脸图像并传输至主控单元5。

指纹采集器10用于采集人员指纹并传输至主控单元5。

主控单元5在接收到摄像头9和指纹采集器10上传的人脸图像和指纹信息后，会与下发到该主控单元5的人脸图像和指纹信息分别进行对比，从而实现人脸和指纹双重认证。

当人脸和指纹信息两者同时认证成功，可触发进行后续开锁操作。

按键11有4个，各个按键的作用分别是：

按键一为开关键，用于开启和关闭终端设备1；

按键二为重置键，用于重新开启摄像头9和指纹采集器10；

按键三为锁开关键，用于在人脸和指纹双重认证成功后开启或者关闭开关柜门锁2；

按键四为设置键，用于开启屏幕设置功能，设置通信模块IP地址、设置红外感应探头等。

摄像头9、指纹采集器10以及按键11分别安装于设备壳体4上。

此外，终端设备1还包括输出单元，如图1所示。

该输出单元包括显示屏12以及扬声器13；显示屏12和扬声器13分别安装于设备壳体4上。其中，显示屏12和扬声器13分别通过线路与主控单元5连接。

显示屏12用于显示开关柜的带电状况、摄像头采集的人脸图像、人脸和指纹双重认证结果以及报警提示信息等，扬声器13用于对重要提示信息、报警信息进行声音提醒。

开关柜门锁2采用电控门锁，且通过线路与主控单元5连接。

如图4所示，开关柜门锁2设置于断路器开关柜的门框两侧，且由主控单元5控制，操作人员在认证成功后通过按键11(锁开关键)控制开关柜门锁2的开启和关闭。

主控单元5通过通信模块15与云端服务器计算机14通信。

通信模块包括4G、5G或WIFI等。

云端服务器计算机14在接收到主控单元5实时上传的开关柜带电状况后进行全局显示，供运维人员参考，其中，带电开关柜禁止作业，非带电开关柜可经过授权后作业。

另外，云端服务器计算机14还存储有工作人员的身份信息，包括人脸、指纹等信息，可为工作人员配置操作权限，为指定人员配置作业权限和生成工作票，以简化操作流程。

本实施例将断路器的运维调度与工作票和人员权限管理关联结合，对可现场检修的人员进行授权，杜绝非授权用户操作，现场人员在经人脸和指纹双重识别后才可操作。

下面结合附图2对终端设备1的安装结构作进一步详细说明。

在设备壳体4的前侧面板上设有显示屏安装孔、红外感应探头安装孔、摄像头安装孔、扬声器安装孔、按键安装孔和指纹采集器安装孔。

其中，显示屏安装孔安装于前侧面板的左侧，显示屏安装孔内安装有显示屏12。

红外感应探头安装孔、摄像头安装孔均位于显示屏安装孔的上侧。

红外感应探头安装孔内安装有红外感应探头7，摄像头安装孔内安装有摄像头9。

在安装后，红外感应探头7在竖向上对齐设备壳体中部，即红外感应探头7位于设备壳体4的中线上，摄像头9在竖向上对齐显示屏中部，即摄像头9位于显示屏的中线上。

扬声器安装孔、按键安装孔和指纹采集器安装孔均位于显示屏安装孔的右侧，且扬声器安装孔、按键安装孔和指纹采集器安装孔由上向下依次布置。

在扬声器安装孔、按键安装孔和指纹采集器安装孔内分别安装扬声器13、按键11和指纹采集器10。以显示屏为例说明各个部件在前侧面板上的安装方式。

显示屏12采用已有的显示屏组件，显示屏12置于显示屏安装孔内并通过螺栓固定。

此处需要说明的是，红外感应探头7、摄像头9、指纹采集器10、按键11以及扬声器13等均可参照显示屏12的安装方式安装于对应的安装孔内并固定。

通过以上结构布置，使得工作人员操作更加方便。

此外，在设备壳体4的上侧面板上还设有电源盒16以及通信天线17等。在设备壳体4的侧部面板上还设有散热孔18，以方便终端设备1进行散热。

本实施例中变电站断路器开关柜防误入装置的大致工作过程为：

1.终端设备1和开关柜门锁2布置完成并开机。

2.电场感应探头8实时监测断路器开关柜内带电状况，并传输给主控单元5，由主控单元5通过通信模块15(将开关柜内带电情况)同步至云端服务器计算机14。

3.运维人员根据云端服务器计算机14显示的全局设备状况，指派人员进行现场作业，带电设备禁止指派操作，将生成的人员人脸和指纹信息下发到主控单元5内。

4.现场人员作业时，当红外感应探头7监测到人员近距离出现在断路器开关柜旁时，会将信息传输至主控单元5，由主控单元5控制显示屏12和扬声器13进行显示和声音提示；

提示语例如为：“本断路器为xx KV xx线xx断路器，设备带电，请误操作”等。

5.作业人员进行人脸和指纹识别，双重认证成功后，显示屏12和扬声器13提示“认证成功”，可进行后续操作，否则提示“认证失败”,拒绝后续操作；

6.作业人员利用按键11(锁开关键)开启断路器开关柜门，进入到断路器开关柜内进行作业，完成检修作业后，利用按键11(锁开关键)关闭断路器开关柜门；

7.终端设备1其他配置功能可通过按键11(设置键)，开启屏幕设置功能后进行设置。

本实用新型能够实时、全面了解变电站断路器柜间隔带电状态，同时通过人员权限管理加强对现场人员的管控，杜绝施工人员进入到带电开关柜内操作。

当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (7)

1.一种变电站断路器开关柜防误入装置，其特征在于，包括：

终端设备、开关柜门锁以及云端服务器计算机；

其中，终端设备安装于开关柜门上；

终端设备包括设备壳体、主控单元、传感监测单元以及交互输入单元；

其中，主控单元安装于设备壳体内；

传感监测单元包括红外感应探头以及电场感应探头；

其中，红外感应探头安装于设备壳体上；

电场感应探头安装于设备壳体上且伸入到所述开关柜门的内侧；

交互输入单元包括摄像头、指纹采集器以及按键；

其中，摄像头、指纹采集器以及按键分别安装于设备壳体上；

红外感应探头、电场感应探头、摄像头、指纹采集器、按键分别通过线路与主控单元连接；开关柜门锁采用电控门锁，且通过线路与主控单元连接；

主控单元通过通信模块与云端服务器计算机通信。

2.根据权利要求1所述的变电站断路器开关柜防误入装置，其特征在于，

所述设备壳体安装于开关柜门的中部。

3.根据权利要求1所述的变电站断路器开关柜防误入装置，其特征在于，

所述主控单元采用ARM处理器芯片。

4.根据权利要求1所述的变电站断路器开关柜防误入装置，其特征在于，

所述通信模块包括4G、5G或WIFI。

5.根据权利要求1所述的变电站断路器开关柜防误入装置，其特征在于，

所述终端设备还包括输出单元；

其中，输出单元包括显示屏以及扬声器；显示屏和扬声器分别安装于设备壳体上；

其中，显示屏和扬声器分别通过线路与主控单元连接。

6.根据权利要求5所述的变电站断路器开关柜防误入装置，其特征在于，

所述设备壳体采用方形结构；在设备壳体的前侧面板上设有显示屏安装孔、红外感应探头安装孔、摄像头安装孔、扬声器安装孔、按键安装孔和指纹采集器安装孔；

其中，显示屏安装孔安装于前侧面板的左侧，显示屏安装孔内安装有显示屏；

红外感应探头安装孔、摄像头安装孔均位于显示屏安装孔的上侧；

红外感应探头安装孔内安装有红外感应探头，摄像头安装孔内安装有摄像头；

扬声器安装孔、按键安装孔和指纹采集器安装孔均位于显示屏安装孔的右侧，且扬声器安装孔、按键安装孔和指纹采集器安装孔由上向下依次布置；

扬声器安装孔、按键安装孔和指纹采集器安装孔内分别安装扬声器、按键和指纹采集器。

7.根据权利要求6所述的变电站断路器开关柜防误入装置，其特征在于，

所述红外感应探头在竖向上对齐设备壳体中部，摄像头在竖向上对齐显示屏中部。

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