CN211880176U - 一种基于物联网技术的智慧配电设备终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网技术的智慧配电设备终端，包括处理终端本体和全密封金属机箱，所述处理终端本体固定连接在全密封金属机箱内部，所述处理终端本体内部设有中央处理器。本实用新型通过多级处理器，多个光电式互感器和霍尔传感器分别对各个子电路进行检测，并利用重合闸继电器和看门狗定时器对子电路进行三段相间过流保护，运行数据上传中心处理器，快速排查故障点，实现微机控制保护、温湿度监测、烟感报警、电力监测、噪音监测及无线测温功能，利用硬件监测方式，降低干扰，可全面监视电力设备运行状态及运行环境，并在必要时控制电力设备动作，大大提高了工作效率。

Description

一种基于物联网技术的智慧配电设备终端

技术领域

本实用新型涉及智慧配电设备领域，具体涉及一种基于物联网技术的智慧配电设备终端。

背景技术

智慧配电设备测控终端是针对配网智能化设计的智能模块，一般安装在常规的开闭所(站)、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处，完成对开关设备的位置信号、电压、电流、铜排的温度、有功功率、无功功率、功率因数、电能量、环境温度、湿度、噪音、烟感等数据的采集与计算，并将数据实时上传运维中心，在模块失电时数据自动保存在内存中。供恢复时自动将数据补传至运维中心或根据设置等待运维中心召传。通过运维中心系统的分析判断实现对开关的故障识别、并根据运维中心的指令对开关进行分合闸操作和对非故障区间备用电源自动投入恢复供电，有效提高供电可靠性。

目前，国内环网柜设置存在普遍的监测控制空白，当某一电路发生故障后，需要人工排查线路，浪费时间，且存在一定风险性，人工巡查难度大，故障点难定位等一系列问题，导致效率低下，影响处理效率，也容易造成元器件的短路，产生不可挽回的经济损失。

因此，发明一种基于物联网技术的智慧配电设备终端来解决上述问题很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于物联网技术的智慧配电设备终端，通过通过多级处理器，多个光电式互感器和霍尔传感器分别对各个子电路进行检测，并利用重合闸继电器和看门狗定时器对子电路进行三段相间过流保护，运行数据上传中心处理器，快速排查故障点，实现微机控制保护、温湿度监测、烟感报警、电力监测、噪音监测及无线测温功能，利用硬件监测方式，降低干扰，可全面监视电力设备运行状态及运行环境，并在必要时控制电力设备动作，大大提高了工作效率，采用手持液晶屏在外部短时连接，避免了显示器在高温环境下的损坏，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于物联网技术的智慧配电设备终端，包括处理终端本体和全密封金属机箱，所述处理终端本体固定连接在全密封金属机箱内部，所述处理终端本体内部设有中央处理器，所述中央处理器的连接端设有若干阵列分布的接口，所述接口内部电性连接有子电路，所述子电路与中央处理器的连接端口处设有子处理器，所述子处理器的连接端设有看门狗定时器，所述子电路上设有重合闸继电器，所述重合闸继电器外侧并联有监测组件，所述全密封金属机箱内部设有环境检测组件和安保防护组件，所述处理终端本体外侧设有信号指示灯，所述全密封金属机箱底部设有通讯接口，所述通讯接口与中央处理器通过数据线电性连接，所述中央处理器的连接端设有手持液晶屏，且手持液晶屏与通讯接口插接；

所述监测组件包括光电式互感器和霍尔传感器，所述光电式互感器和霍尔传感器均通过子电路与子处理器电性连接；

所述环境检测组件包括烟雾传感器、温湿度传感器、声波传感器和RFID无线测温模块元器件，所述烟雾传感器、温湿度传感器、声波传感器和RFID无线测温模块均与中央处理器输入端电性连接，且中央处理器输入端与环境检测组件元器件之间设有A/D转换器；

所述安保防护组件包括加热块、报警器和控母开关，所述加热块、报警器和控母开关均与中央处理器输出端电性连接，且中央处理器输出端与安保防护组件元器件之间设有D/A转换器，所述加热块、报警器和控母开关均固定在全密封金属机箱内壁上。

优选的，所述中央处理器的连接端设有存储器，所述子处理器的连接端均设有掉电存储芯片，所述掉电存储芯片用于存储各子电路监控数据的实时参数，所述存储器用于备份历史数据。

优选的，所述处理终端本体的连接端设有运维中心端，所述中央处理器的连接端设有无线通讯模块，所述运维中心端与处理终端本体通过无线通讯模块远程通信连接。

优选的，所述全密封金属机箱一侧设有观察窗，所述观察窗与信号指示灯相匹配。

优选的，所述信号指示灯包括L1运行状态灯、L2事件指示灯和L3模块故障灯，所述L1运行状态灯用于指示电源运行状态，所述L2事件指示灯用于提示信息更新，所述L3模块故障灯用于警示电路故障。

优选的，所述通讯接口包括RS485、以太网、GPRS和/CDMA接口，所述通讯接口与手持液晶屏连接端相匹配。

优选的，所述处理终端本体与全密封金属机箱之间设有绝缘垫层，所述绝缘垫层由橡胶材料制成，所述全密封金属机箱内壁设有电磁防护膜。

在上述技术方案中，本实用新型提供的技术效果和优点：

1、通过多级处理器，多个光电式互感器和霍尔传感器分别对各个子电路进行检测，并利用重合闸继电器和看门狗定时器对子电路进行三段相间过流保护，运行数据上传中心处理器，快速排查故障点，实现微机控制保护、温湿度监测、烟感报警、电力监测、噪音监测及无线测温功能，利用硬件监测方式，降低干扰，可全面监视电力设备运行状态及运行环境，并在必要时控制电力设备动作，大大提高了工作效率，采用手持液晶屏在外部短时连接，避免了显示器在高温环境下的损坏；

2、通过掉电存储芯片存储子电路实时参数，并将数据发送至中央处理器，处理后发送至存储器存储，用于数据源差点比较，便于快速定位故障点和后期排查，当检测到电路发生故障时，L3模块故障灯发红光，中央处理器通过无线通讯模块发送信号运维中心端通知维护，本技术方案元器件高度集成，使得装置整体结构简单，体积小，适应性强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的拓扑结构图；

图2为本实用新型的整体系统结构图；

图3为本实用新型监测组件的结构示意图；

图4为本实用新型环境检测组件的结构示意图；

图5为本实用新型安保防护组件的结构示意图。

附图标记说明：

1处理终端本体、2全密封金属机箱、3中央处理器、4子电路、5子处理器、6看门狗定时器、7重合闸继电器、8监测组件、81光电式互感器、82霍尔传感器、9环境检测组件、91烟雾传感器、92温湿度传感器、93声波传感器、94 RFID无线测温模块、10安保防护组件、101加热块、102报警器、103控母开关、11信号指示灯、12通讯接口、13手持液晶屏、14运维中心端、15无线通讯模块、16观察窗。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

本实用新型提供了如图1-5所示的一种基于物联网技术的智慧配电设备终端，包括处理终端本体1和全密封金属机箱2，所述处理终端本体1固定连接在全密封金属机箱2内部，所述处理终端本体1内部设有中央处理器3，所述中央处理器3的连接端设有若干阵列分布的接口，所述接口内部电性连接有子电路4，所述子电路4与中央处理器3的连接端口处设有子处理器5，所述子处理器5的连接端设有看门狗定时器6，所述子电路4上设有重合闸继电器7，所述重合闸继电器7外侧并联有监测组件8，所述全密封金属机箱2内部设有环境检测组件9和安保防护组件10，所述处理终端本体1外侧设有信号指示灯11，所述全密封金属机箱2底部设有通讯接口12，所述通讯接口12与中央处理器3通过数据线电性连接，所述中央处理器3的连接端设有手持液晶屏13，且手持液晶屏13与通讯接口12插接；

所述监测组件8包括光电式互感器81和霍尔传感器82，所述光电式互感器81和霍尔传感器82均通过子电路4与子处理器5电性连接；

所述环境检测组件9包括烟雾传感器91、温湿度传感器92、声波传感器93和RFID无线测温模块94元器件，所述烟雾传感器91、温湿度传感器92、声波传感器93和RFID无线测温模块94均与中央处理器3输入端电性连接，且中央处理器3输入端与环境检测组件9元器件之间设有A/D转换器；

所述安保防护组件10包括加热块101、报警器102和控母开关103，所述加热块101、报警器102和控母开关103均与中央处理器3输出端电性连接，且中央处理器3输出端与安保防护组件10元器件之间设有D/A转换器，所述加热块101、报警器102和控母开关103均固定在全密封金属机箱2内壁上；

所述三段相间过流保护分别设置为一段(速断)、二段(限时速断)和三段(过流)，每段保护跳闸时间分别整定，每段可选择带方向元件闭锁，每段可通过软压板自由投退；

重合闸最多可以选择1次，启动方式为保护动作启动，带开关两侧有压闭锁逻辑，带方向闭锁逻辑，当后加速保护投入时，重合闸动作后在设定定值中的重合闸复位时间内再次发生故障，三段相间过流保护动作，模块加速动作，后加速保护可通过软压板自由投退，且加速时限可整定，当重合闸动作次数到达定值中设定的次数后，10秒钟内三段过流保护又一次动作，模块逻辑判断为永久性故障，在输出跳闸命令的同时也输出闭锁继电器信号，该信号保持0.5s后自动返回，用于外部闭锁开关分合闸。

进一步的，在上述技术方案中，所述全密封金属机箱2一侧设有观察窗16，所述观察窗16与信号指示灯11相匹配，减少全密封金属机箱2的打开频率。

进一步的，在上述技术方案中，所述信号指示灯11包括L1运行状态灯、L2事件指示灯和L3模块故障灯，所述L1运行状态灯用于指示电源运行状态，所述L2事件指示灯用于提示信息更新，所述L3模块故障灯用于警示电路故障；

模块上电后，L1运行状态灯发绿光，指示电源正常，当处理终端本体1内部模块发生新的事件时，L2事件指示灯1Hz频率闪烁，当运行人员查阅事件记录菜单后，通过笔记本电脑调试软件或MMI人机界面模块，L2事件指示灯自动熄灭，模块自检到内部故障时，L3模块故障灯发红光，此时需对模块进行维修工作。

进一步的，在上述技术方案中，所述通讯接口12包括RS485、以太网、GPRS和/CDMA接口，所述通讯接口12与手持液晶屏13连接端相匹配，通讯接口12采用模块化设计，可以采用屏蔽电缆连接方式，也可以采用无线连接方式，方便不同的应用。

进一步的，在上述技术方案中，所述处理终端本体1与全密封金属机箱2之间设有绝缘垫层，所述绝缘垫层由橡胶材料制成，所述全密封金属机箱2内壁设有电磁防护膜，处理器模块与信号输入输出模块金属屏蔽隔离，抗干扰能力强，能经受高压、雷电、及高频信号干扰等恶劣电磁环境，电磁兼容性高，能够满足户外恶劣动行条件。

所述光电式互感器81的型号设置为KPS-CT，所述霍尔传感器82的型号设置为ES300C。

所述烟雾传感器91的型号设置为MQ-2，所述温湿度传感器92的型号设置为MS6503，所述声波传感器93的型号设置为BR-ZS1，所述RFID无线测温模块94的型号设置为EE-SY110超高频RFID传感器。

所述中心处理器和子处理器均采用三星Exynos 4210。

实施方式具体为：本设备在实际使用时，通过多级处理器，设置多个光电式互感器81和霍尔传感器82分别对各个子电路进行检测，并利用重合闸继电器7和看门狗定时器6对子电路进行三段相间过流保护，通过一次重合闸、后加速保护和开关闭锁的自动控制方式，实现子电路系统的自检测与恢复，并将运行数据上传中心处理器3，快速排查故障点，在对处理终端本体1的保护中，利用烟雾传感器91、温湿度传感器92、声波传感器93和RFID无线测温模块94配合中心处理器3，实现微机控制保护、温湿度监测、烟感报警、电力监测、噪音监测及无线测温功能，利用硬件监测方式，降低干扰，数据来源精准，配合加热块101、报警器102和控母开关103加强对处理终端本体1元器件和电路的智能防护，降低短路风险，可全面监视电力设备运行状态及运行环境，并在必要时控制电力设备动作，不仅节省了成本，而且简化了接线，大大提高了工作效率，在对电路故障进行检修时，将手持液晶屏13插入通讯接口12，实现外部短时连接，无需打开机箱，避免了显示器在高温环境下的损坏，该实施方式具体解决了现有技术中存在的故障线路排查不便易造成元器件短路损坏的问题。

如图1-2所示，所述中央处理器3的连接端设有存储器，所述子处理器5的连接端均设有掉电存储芯片，所述掉电存储芯片用于存储各子电路4监控数据的实时参数，所述存储器用于备份历史数据，掉电存储芯片存储各子电路实时参数，且能自动复位。

进一步的，在上述技术方案中，所述处理终端本体1的连接端设有运维中心端14，所述中央处理器3的连接端设有无线通讯模块15，所述运维中心端14与处理终端本体1通过无线通讯模块15远程通信连接。

实施方式具体为：通过掉电存储芯片存储子电路实时参数，并将数据发送至中央处理器3，处理后发送至存储器存储，用于数据源差点比较，便于快速定位故障点和后期排查，当检测到电路发生故障时，L3模块故障灯发红光，中央处理器3通过无线通讯模块15发送信号运维中心端14通知维护，本技术方案元器件高度集成，使得装置整体结构简单，体积小，适应性强。

本实用新型工作原理：

参照说明书附图1-5，通过多级处理器，设置多个光电式互感器81和霍尔传感器82分别对各个子电路进行检测，并利用重合闸继电器7和看门狗定时器6对子电路进行三段相间过流保护，通过一次重合闸、后加速保护和开关闭锁的自动控制方式，实现子电路系统的自检测与恢复，并将运行数据上传中心处理器3，快速排查故障点，在对处理终端本体1的保护中，利用烟雾传感器91、温湿度传感器92、声波传感器93和RFID无线测温模块94配合中心处理器3，实现微机控制保护、温湿度监测、烟感报警、电力监测、噪音监测及无线测温功能，利用硬件监测方式，降低干扰，数据来源精准，配合加热块101、报警器102和控母开关103加强对处理终端本体1元器件和电路的智能防护在对电路故障进行检修时，将手持液晶屏13插入通讯接口12，实现外部短时连接；

参照说明书附图1-2，掉电存储芯片存储子电路实时参数，并将数据发送至中央处理器3，处理后发送至存储器存储，用于数据源差点比较，便于快速定位故障点和后期排查，当检测到电路发生故障时，L3模块故障灯发红光，中央处理器3通过无线通讯模块15发送信号运维中心端14通知维护。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (7)

1.一种基于物联网技术的智慧配电设备终端，包括处理终端本体(1)和全密封金属机箱(2)，所述处理终端本体(1)固定连接在全密封金属机箱(2)内部，其特征在于：所述处理终端本体(1)内部设有中央处理器(3)，所述中央处理器(3)的连接端设有若干阵列分布的接口，所述接口内部电性连接有子电路(4)，所述子电路(4)与中央处理器(3)的连接端口处设有子处理器(5)，所述子处理器(5)的连接端设有看门狗定时器(6)，所述子电路(4)上设有重合闸继电器(7)，所述重合闸继电器(7)外侧并联有监测组件(8)，所述全密封金属机箱(2)内部设有环境检测组件(9)和安保防护组件(10)，所述处理终端本体(1)外侧设有信号指示灯(11)，所述全密封金属机箱(2)底部设有通讯接口(12)，所述通讯接口(12)与中央处理器(3)通过数据线电性连接，所述中央处理器(3)的连接端设有手持液晶屏(13)，且手持液晶屏(13)与通讯接口(12)插接；

所述监测组件(8)包括光电式互感器(81)和霍尔传感器(82)，所述光电式互感器(81)和霍尔传感器(82)均通过子电路(4)与子处理器(5)电性连接；

所述环境检测组件(9)包括烟雾传感器(91)、温湿度传感器(92)、声波传感器(93)和RFID无线测温模块(94)元器件，所述烟雾传感器(91)、温湿度传感器(92)、声波传感器(93)和RFID无线测温模块(94)均与中央处理器(3)输入端电性连接，且中央处理器(3)输入端与环境检测组件(9)元器件之间设有A/D转换器；

所述安保防护组件(10)包括加热块(101)、报警器(102)和控母开关(103)，所述加热块(101)、报警器(102)和控母开关(103)均与中央处理器(3)输出端电性连接，且中央处理器(3)输出端与安保防护组件(10)元器件之间设有D/A转换器，所述加热块(101)、报警器(102)和控母开关(103)均固定在全密封金属机箱(2)内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧配电设备终端，其特征在于：所述中央处理器(3)的连接端设有存储器，所述子处理器(5)的连接端均设有掉电存储芯片，所述掉电存储芯片用于存储各子电路(4)监控数据的实时参数，所述存储器用于备份历史数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧配电设备终端，其特征在于：所述处理终端本体(1)的连接端设有运维中心端(14)，所述中央处理器(3)的连接端设有无线通讯模块(15)，所述运维中心端(14)与处理终端本体(1)通过无线通讯模块(15)远程通信连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧配电设备终端，其特征在于：所述全密封金属机箱(2)一侧设有观察窗(16)，所述观察窗(16)与信号指示灯(11)相匹配。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧配电设备终端，其特征在于：所述信号指示灯(11)包括L1运行状态灯、L2事件指示灯和L3模块故障灯，所述L1运行状态灯用于指示电源运行状态，所述L2事件指示灯用于提示信息更新，所述L3模块故障灯用于警示电路故障。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧配电设备终端，其特征在于：所述通讯接口(12)包括RS485、以太网、GPRS和/CDMA接口，所述通讯接口(12)与手持液晶屏(13)连接端相匹配。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧配电设备终端，其特征在于：所述处理终端本体(1)与全密封金属机箱(2)之间设有绝缘垫层，所述绝缘垫层由橡胶材料制成，所述全密封金属机箱(2)内壁设有电磁防护膜。

Images