CN211627714U - 一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，安装在带有避雷装置的高压配电设备附近；包括机箱和太阳能板，机箱内装有电路板、无线通讯模块；电路板上装有MCU最小系统、零磁通互感器、罗氏线圈、串口通讯模块，避雷装置的避雷接地线上串接有上感应圈和下感应圈，上感应圈连接罗氏线圈输入侧；下感应圈连接零磁通互感器输入侧；电路板上的MCU最小系统与串口通讯模块双向连接、与零磁通互感器、罗氏线圈连接后采集信号；太阳能板用于通过MCU最小系统为机箱内各个模块和器件供电；串口通讯模块与无线通讯模块双向连接。本实用新型的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，对避雷器装置进行性能监测，保证电力系统安全运行。

Description

一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置

技术领域

本实用新型涉及高压配电设备的避雷在线监测领域，特别是涉及一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置。

背景技术

近年来，为减少室外输电线路受到雷击产生过电压而造成断路器动作，高电压等级输电线路MOA避雷器发挥了巨大的作用，得到了广泛的应用，MOA避雷器性能的好坏直接影响电力系统安全运行；由于MOA避雷器长期在工频高电压的作用下，会逐渐老化，在运行中可能发生击穿损坏，保护特性下降，因此将会产生极其严重的后果，为保障MOA避雷器安全运行，必须对MOA避雷器进行严格的监测。然而由于高电压等级的电网很多设置在山区偏远地区，并且避雷器监测装置均安装在杆塔高处，避雷器参数抄表和检修工作难度较大；现有的方法是采用定期轮换避雷器，并在每年一次的标准检修中上杆塔检查、清扫避雷器及接地装置；这种更换避雷器和清洁的方法费用高、工作劳动强度大、且需申请停电工期长，不利于输电线路的经济和稳定运行。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，依托泛在电力物联网平台，采用光伏供电和以微控制器为核心的智能检测电路，通过对高电压等级输配电设备中避雷器装置的性能监测和故障预判，实现了无线网络技术的数据分析和信息共享，保证了电力系统的安全运行。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，安装在带有避雷装置的高压配电设备附近；预警装置包括机箱和太阳能板，机箱内装有电路板、无线通讯模块；所述电路板上装有MCU最小系统、零磁通互感器、罗氏线圈、串口通讯模块，避雷装置连接有避雷接地线；所述避雷接地线上串接有上感应圈和下感应圈，上感应圈连接机箱内部的罗氏线圈输入侧；下感应圈连接机箱内部的零磁通互感器输入侧；所述电路板上的MCU最小系统与串口通讯模块双向连接，所述MCU最小系统分别与零磁通互感器、罗氏线圈连接后采集信号；所述太阳能板用于通过MCU最小系统为机箱内的各个模块和器件供电；所述串口通讯模块与无线通讯模块双向连接。

所述机箱内还装有光伏控制器、蓄电池组、电平转换模块；所述电路板上还装有电源模块；所述光伏控制器上还设有储能端、输入端和输出端，所述太阳能板通过一根光伏电缆与机箱内光伏控制器的输入端连接，所述光伏控制器的储能端与蓄电池组双向连接，所述光伏控制器的输出端连接电平转换模块的输入端，所述电平转换模块的输出端连接电路板上电源模块的输入端，所述电源模块的输出端连接MCU最小系统。

所述机箱内还安装有内置天线；所述电路板上还装有SD卡；所述SD卡与MCU最小系统双向连接；所述无线通讯模块与内置天线连接，所述无线通讯模块利用内置天线通过授权的SD卡与外部电信设备联网。

所述电路板上还装有存储模块；所述存储模块与MCU最小系统双向连接，用于保存和读取数据。

所述机箱内还装有温湿度模块、与温湿度模块连接的温湿度探头；所述MCU最小系统与温湿度模块连接后采集信号，用于检测机箱内的温度和湿度。

所述电路板上还装有数码显示器，所述电路板上的MCU最小系统与数码显示器连接后提供驱动信号；所述数码显示器用于显示雷击计数值和避雷器工作参数。

所述机箱为由机箱门、机箱体和机箱顶组成的防水箱式结构，所述机箱体为立式摆放的前侧敞开形式，机箱体的前侧为门框，所述机箱门安装在门框上并朝外开启，机箱门的中间右侧设有门锁，机箱门的中间设有一个矩形显示框，所述显示框内镶嵌有液晶触摸屏；所述液晶触摸屏与MCU最小系统双向连接，用于获取设置指令和调看数据。

所述机箱门的右侧下方还镶嵌有红外探头，所述机箱内还装有红外感应模块，所述红外感应模块与红外探头连接；用于在有人体接近机箱时向唤醒内部MCU最小系统并驱动液晶触摸屏和数码显示器点亮，在没有人体接近机箱时液晶触摸屏和数码显示器均熄灭。

所述机箱体门框上还镶嵌有门禁探头；所述机箱内还装有与门禁探头连接的门禁模块；所述MCU最小系统与门禁模块连接后采集信号；所述门禁探头用于防止机箱门被误开和损坏。

所述机箱安装在室外立杆上，所述室外立杆竖立在高压配电设备的附近，所述室外立杆的下方设有接地装置；所述避雷接地线与接地装置连接；所述机箱顶的上部呈斜面结构，机箱顶的下部比机箱体横截面大出一圈并罩在机箱体上部；所述太阳能板由框架和光伏芯片阵列构成，并安装在机箱顶侧；机箱体的两侧各设有一排自上而下的散热条窗；机箱体通过后侧的上下两个抱箍套装在室外立杆的上方部位并固定。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，依托泛在电力物联网平台，采用光伏供电和以微控制器为核心的智能检测电路，通过对高电压等级输配电设备中避雷器装置的性能监测和故障预判，实现了无线网络技术的数据分析和信息共享，减少了对避雷器设备不必要的更换并降低了设备维护费用，减轻了管理人员的工作劳动强度，保障了输配电设备的安全、经济和可靠地运行。

附图说明

图1为实施例的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置的整体结构示意图；

图2为实施例的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置的电路原理示意图；

图3为实施例的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置的安装结构示意图；

其中：1-机箱，1a-机箱门，1a1-显示框，1a2-门锁，1b-机箱体，1b1-散热条窗，1c-机箱顶，1d-安装衬板，2-太阳能板，2a-框架，2b-光伏芯片阵列，2c-光伏电缆，3-电路板，3a-MCU最小系统，3b-存储模块，3c-SD卡，3d-零磁通互感器，3d1-下感应圈，3e-罗氏线圈，3e1-上感应圈，3f-电源模块，3g-串口通讯模块，3h-数码显示器，4-光伏控制器，5-蓄电池组，6-电平转换模块，7-红外感应模块，7a-红外探头，8-温湿度模块，8a-温湿度探头，9-门禁模块，9a-门禁探头，10-无线通讯模块，10a-内置天线，11-液晶触摸屏，12-高压配电设备，13-避雷装置，14-室外立杆，15-抱箍，16-避雷接地线，17-接地装置。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。

实施例

如图1所示，是本实施例的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置的整体结构示意图；一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，它包括机箱1和太阳能板2，所述机箱包括机箱门1a、机箱体1b和机箱顶1c，为不锈钢材料的防水箱式结构，所述机箱门可朝外开启，机箱门的中间右侧设有门锁1a2、右侧下方镶嵌装有一个红外探头7a，用于感应人体接近的状态，可以使机箱内的显示设备在待机和唤醒间转换；所述机箱门的中间设有一个矩形显示框1a1，所述显示框内镶嵌有液晶触摸屏11，用于人机对话操作，可以进行运行参数设置和调看数据显示；所述机箱顶上部呈斜面结构，用于室外防水；机箱顶下部比机箱体横截面大出一圈并罩在机箱体上部，可以挡住雨水淋到机箱；所述太阳能板由框架2a和光伏芯片阵列2b构成，并安装在机箱顶的上面，所述太阳能板底部有一根光伏电缆2c接入机箱内部；所述机箱体为立式摆放的前侧敞开形式，箱体的前侧为门框，在门框右侧上方镶嵌装有一个门禁探头9a，用于监测机箱门的关闭状况，防止非正常作业情况下机箱门开启后造成的雨水和灰尘的侵入；机箱体的两侧各设有一排自上而下的散热条窗1b1，用于散去内部器件工作时产生的热量；所述机箱体的后侧设有上下两个抱箍15，为安装固定所用；所述机箱体内部设有安装衬板1d，上面装有电路板3和控制检测器件。

如图2所示，是本实施例的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置的电路原理示意图；图中的机箱内装有光伏控制器4、蓄电池组5、电平转换模块6、红外感应模块7、温湿度模块8、门禁模块9、无线通讯模块10和内置天线10a；所述电路板3上装有MCU最小系统3a、存储模块3b、SD卡3c、零磁通互感器3d、罗氏线圈3e、电源模块3f、串口通讯模块3g和数码显示器3h；所述太阳能板底部有一根光伏电缆将电源接入机箱内光伏控制器的输入端，所述光伏控制器上还设有储能端和输出端，所述光伏控制器的储能端与蓄电池组双向连接；在有阳光照射太阳能板时，光伏阵列产生的电能通过光伏电缆输送到光伏控制器，所述光伏控制器在对内部电路供电的同时对蓄电池组充电；在没有阳光照射太阳能板时，光伏控制器输入端得不到光伏电能，由蓄电池组释放电能给光伏控制器进而给内部电路供电；所述光伏控制器的输出端连接电平转换模块的输入端，所述电平转换模块的输出端连接电路板上电源模块的输入端，所述电源模块的输出端连接MCU最小系统，通过所述MCU最小系统给机箱内各个模块和器件供电，这样就能保证机箱内的器件不论天气阴晴变化，都能持续得到电源；所述电路板上的MCU最小系统与存储模块和SD卡连接后可以保存数据和获取授权代码，和液晶触摸屏连接后可以获取设置指令和调看数据，和串口通讯模块连接可以进行RS-485双向通讯；所述MCU最小系统分别与零磁通互感器、罗氏线圈、红外感应模块、温湿度模块和门禁模块连接后可以采集漏电流信号、雷电流信号、人体感应信号、温湿度信号和门禁信号；所述电路板上的MCU最小系统与数码显示器连接提供驱动信号，显示雷击计数值和避雷器工作参数；所述红外感应模块与镶嵌在机箱门上的红外探头连接，当有人体接近机箱时向唤醒内部MCU最小系统并驱动液晶触摸屏和数码显示器点亮，在没有人体接近机箱时液晶触摸屏和数码显示器均熄灭；所述温湿度模块与一个固定在机箱内部温湿度探头连接，检测机箱内的温度和湿度；所述门禁模块与镶嵌在机箱体门框上的门禁探头连接，防止机箱门被误开和损坏；所述串口通讯模块双向连接机箱内的无线通讯模块，所述无线通讯模块与一根固定在机箱内部的内置天线连接，通过无线通讯模块可以和附近电信基站建立网络连接，通过SD卡授权后实现和管理设备的信息共享。

如图3所示，是本实施例的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置的安装结构示意图；所述机箱和太阳能板的套件组合体一般安装在户外高压配电设备12附近，所述高压配电设备中配备有避雷装置13，所述高压配电设备的附近要设有一根室外立杆14，所述室外立杆的下方设有接地装置17，所述接地装置的接地电阻要小于4欧姆；在安装时，所述机箱体通过后侧的上下两个抱箍套装在室外立杆的上方部位固定；所述高压配电设备中的避雷装置连接一根避雷接地线16后沿着室外立杆与下方的接地装置相连接；所述避雷接地线中串接有上感应圈和下感应圈，所述上感应圈连接机箱内部的罗氏线圈输入侧；所述下感应圈连接机箱内部的零磁通互感器输入侧，在避雷装置将要失效时，在高压的作用下，通过避雷接地线对大地会有微小的漏电流产生，采用零磁通互感器可以精确检测到漏电流的大小，就可以预测避雷装置将要失效，提请管理人员及时处理更换设备；在高压配电设备受到雷电冲击时，通过避雷装置可以导通放电，采用罗氏线圈可以感应雷击次数和记录雷电脉冲波形，雷电流经过避雷接地线和接地装置迅速泄放到大地，保证了输配电设备的安全运行。

综上所述，本实用新型的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，依托泛在电力物联网平台，采用光伏供电和以微控制器为核心的智能检测电路，通过对高电压等级输配电设备中避雷器装置的性能监测和故障预判，实现了无线网络技术的数据分析和信息共享，减少了对避雷器设备不必要的更换，并降低了设备维护费用，减轻了管理人员的工作劳动强度，保障了输配电设备的安全、经济和可靠地运行。

上述实施例不应以任何方式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，其特征在于：安装在带有避雷装置的高压配电设备附近；预警装置包括机箱和太阳能板，机箱内装有电路板、无线通讯模块；所述电路板上装有MCU最小系统、零磁通互感器、罗氏线圈、串口通讯模块，避雷装置连接有避雷接地线；所述避雷接地线上串接有上感应圈和下感应圈，上感应圈连接机箱内部的罗氏线圈输入侧；下感应圈连接机箱内部的零磁通互感器输入侧；所述电路板上的MCU最小系统与串口通讯模块双向连接，所述MCU最小系统分别与零磁通互感器、罗氏线圈连接后采集信号；所述太阳能板用于通过MCU最小系统为机箱内的各个模块和器件供电；所述串口通讯模块与无线通讯模块双向连接。

2.根据权利要求1所述的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，其特征在于：所述机箱内还装有光伏控制器、蓄电池组、电平转换模块；所述电路板上还装有电源模块；所述光伏控制器上还设有储能端、输入端和输出端，所述太阳能板通过一根光伏电缆与机箱内光伏控制器的输入端连接，所述光伏控制器的储能端与蓄电池组双向连接，所述光伏控制器的输出端连接电平转换模块的输入端，所述电平转换模块的输出端连接电路板上电源模块的输入端，所述电源模块的输出端连接MCU最小系统。

3.根据权利要求1所述的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，其特征在于：所述机箱内还安装有内置天线；所述电路板上还装有SD卡；所述SD卡与MCU最小系统双向连接；所述无线通讯模块与内置天线连接，所述无线通讯模块利用内置天线通过授权的SD卡与外部电信设备联网。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，其特征在于：所述电路板上还装有存储模块；所述存储模块与MCU最小系统双向连接，用于保存和读取数据。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，其特征在于：所述机箱内还装有温湿度模块、与温湿度模块连接的温湿度探头；所述MCU最小系统与温湿度模块连接后采集信号，用于检测机箱内的温度和湿度。

6.根据权利要求1所述的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，其特征在于：所述电路板上还装有数码显示器，所述电路板上的MCU最小系统与数码显示器连接后提供驱动信号；所述数码显示器用于显示雷击计数值和避雷器工作参数。

7.根据权利要求6所述的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，其特征在于：所述机箱为由机箱门、机箱体和机箱顶组成的防水箱式结构，所述机箱体为立式摆放的前侧敞开形式，机箱体的前侧为门框，所述机箱门安装在门框上并朝外开启，机箱门的中间右侧设有门锁，机箱门的中间设有一个矩形显示框，所述显示框内镶嵌有液晶触摸屏；所述液晶触摸屏与MCU最小系统双向连接，用于获取设置指令和调看数据。

8.根据权利要求7所述的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，其特征在于：所述机箱门的右侧下方还镶嵌有红外探头，所述机箱内还装有红外感应模块，所述红外感应模块与红外探头连接；用于在有人体接近机箱时向唤醒内部MCU最小系统并驱动液晶触摸屏和数码显示器点亮，在没有人体接近机箱时液晶触摸屏和数码显示器均熄灭。

9.根据权利要求7所述的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，其特征在于：所述机箱体门框上还镶嵌有门禁探头；所述机箱内还装有与门禁探头连接的门禁模块；所述MCU最小系统与门禁模块连接后采集信号；所述门禁探头用于防止机箱门被误开和损坏。

10.根据权利要求7所述的一种泛在电力物联网浪涌监测预警装置，其特征在于：所述机箱安装在室外立杆上，所述室外立杆竖立在高压配电设备的附近，所述室外立杆的下方设有接地装置；所述避雷接地线与接地装置连接；所述机箱顶的上部呈斜面结构，机箱顶的下部比机箱体横截面大出一圈并罩在机箱体上部；所述太阳能板由框架和光伏芯片阵列构成，并安装在机箱顶侧；机箱体的两侧各设有一排自上而下的散热条窗；机箱体通过后侧的上下两个抱箍套装在室外立杆的上方部位并固定。

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