CN215678701U - 一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置，包括超声波传感器、柜表温度传感器、暂态地电压传感器、环境温度传感器、内部核心电路板、可拆卸电源模块、无线通讯天线模块、指示灯以及开关按钮，各模块统一集成在绝缘壳体内。本检测装置使用磁吸方式固定在配网开关柜表面，无需外部供电，安装和移动方便、体积小、灵活性好，可对检测数据进行就地诊断，异常时通过报警指示灯进行就地报警，检测数据可远程传输到后端系统，可适应于配网开关柜的自动检测工作，大大提高配网开关柜的状态检测效率，减少一线工作人员的工作量。

Description

一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置

技术领域

本实用新型涉及检测设备技术领域，具体为一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置。

背景技术

开关柜是电力系统中非常重要的电气设备，尤其是高压开关柜是城市配电网中的重要基础设备，其运行的稳定性直接影响到城市经济的发展以及人民生活质量的提高，关系到整个电网的安全稳定及城市供电的可靠性。开关柜在长期运行中，由于各种客观原因造成开关柜在安装和投运后的过程中容易出现电缆头、母线、触头等绝缘故障，从而对电网的可靠运行带来了隐患，直接影响设备的安全稳定运行。因此，对配网开关柜进行绝缘检测，是提早发现隐患，防止事故发生的有效手段。由于近年来我国城镇化规模的快速发展，配网规模迅速增加，传统的人工带电检测方式耗时耗力、效率低下，而在线监测系统投入和运维成本较高，不适应于配网规模大、分散性大的特点。

实用新型内容

技术目的：本实用新型的目的在于提出一种低成本、安装便捷、小型化、可移动、集多种检测技术的配网开关柜检测装置。

技术方案：本实用新型公开一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置，包括长方体绝缘壳体，所述绝缘壳体右侧为可拆卸电源模块，通过一对搭扣与所述绝缘壳体连接，所述绝缘壳体内部还设有内部核心电路板，所述绝缘壳体侧壁还分别开孔安装超声波传感器、柜表温度传感器、暂态地电压传感器，与所述可拆卸电源模块相对的所述绝缘壳体一侧开孔安装环境温度传感器和无线通信天线模块，所述绝缘壳体侧壁上还开孔安装有指示灯以及USB数据传输接口，所述超声波传感器、柜表温度传感器、暂态地电压传感器、环境温度传感器分别连接于所述内部核心电路板输入端，所述内部核心电路板输出端分别与所述无线通信天线模块、指示灯连接。

进一步地，所述可拆卸电源模块内部通过2个触点与所述绝缘壳体上设置的触点连接，所述绝缘壳体上的触点通过导线连接于内部核心电路板。所述可拆卸电源模块，选用95mm*20mm*180mm的长方体可充电电源模块，通过使用一对搭扣固定在绝缘壳体右侧，其下部两个触点与绝缘壳体的触点紧密接触；可拆卸电源模块容量为10000mAh，在采集频率为5小时/次时，可持续供电200天以上，电能用完后可以通过更换可拆卸电源模块继续提供电能，换下的可拆卸电源模块可以充电再利用。

进一步地，所述内部核心电路板上设置有带通滤波器、对数放大检波器、MCU芯片，所述超声波传感器、柜表温度传感器、暂态地电压传感器、环境温度传感器分别与所述带通滤波器、对数放大检波器连接，采集超声波数据、暂态地电压数据、柜表温度数据、环境温度数据，所述带通滤波器、对数放大检波器与所述MCU芯片连接，采集的数据信号通过带通滤波器、对数放大检波器进行处理，通过MCU的A/D转换后进行存储、分析，所述MCU芯片的输出端分别与所述无线通信天线模块、指示灯连接，各项数据的幅值达到或超出所述MCU芯片中设定的预警阀值或告警阀值时，控制所述指示灯进行快速闪烁。

进一步地，所述USB数据传输接口通过USB连接线与所述MCU芯片连接，所述MCU芯片上设置有存储模块，当外部有移动存储设备接入USB数据传输接口时，所述MCU芯片控制将存储模块中的历史数据写入外部移动存储设备，开始写入时控制正面指示灯以蓝色进行快速闪烁，完成时结束快速闪烁。

进一步地，所述绝缘壳体一侧还固定有一对吸附磁铁，所述吸附磁铁为两块体积为20mm*10mm*100mm的钕铁硼磁铁，通过使用ABS胶水，连接在绝缘壳体背面左右两侧内部，将装置吸附在开关柜表面。无需对开关柜进行二次改造，不影响开关柜原始状态。磁铁吸附方式拆装简便，移动性好。

进一步地，所述绝缘壳体上还设置有开关按钮，所述开关按钮为薄膜开关按钮，其通过导线与所述内部核心电路板连接。

进一步地，所述无线通信天线模块选用可适用于4G通讯的微带天线，以贴片的形式安装在所述绝缘壳体侧壁，通过导线与所述内部核心电路板连接。

进一步地，所述指示灯选用具备蓝、橙、红三色灯，通过所述MCU芯片控制输出不同颜色和闪烁频率。当检测数据分析正常时，使用蓝色表示，间隔5s闪烁一次；当检测数据分析预警时，使用橙色灯表示，间隔3s闪烁一次；当检测数据分析为告警时，使用红色灯表示，间隔1s闪烁一次。同时当外部移动存储设备通过USB数据传输接口连接后，自动将存储的历史数据写入外部移动存储设备，开始写入时指示灯以蓝色、间隔1s的模式进行闪烁，数据写入完成时结束快速闪烁。

进一步地，所述超声波传感器，其检测带宽的中心频率为40kHz，测量范围为-10dB~70dB，精度为1dB，误差为±1dB。

进一步地，所述柜表温度传感器和左侧环境温度传感器，其测量范围为-10℃~100℃，灵敏度为0.09℃@30℃。

进一步地，所述暂态地电压传感器，其检测带宽为3MHz~100MHz，测量范围为0~60dB，精度为1dB，误差为±1dB。

有益效果：

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本配网开关柜检测装置包含超声波、暂态地电压、柜表温度、环境温度四通道检测传感器，使用磁吸方式固定在配网开关柜表面，无需外部供电，安装和移动方便、体积小、灵活性好，可对检测数据进行就地诊断，异常时通过指示灯进行就地报警，检测数据可远程传输到后端系统，可适应于配网开关柜的自动检测工作，大大提高配网开关柜的状态检测效率，减少一线工作人员的工作量。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型所涉及的核心电路板。

图3为本实用新型所涉及的电源模块。

图中：1-绝缘壳体，2-可拆卸电源模块，3-吸附磁铁A，4-内部核心电路板，5-超声波传感器，6-柜表温度传感器，7-暂态地电压传感器，8-环境温度传感器，9-吸附磁铁B，10-无线通信天线模块，11-指示灯，12-开关按钮，13-USB数据传输接口，14-第一搭扣，15-第二搭扣，16-可拆卸电源模块触点1，17-可拆卸电源模块触点2。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置，包括绝缘壳体1，绝缘壳体1为200mm*95mm*180mm的长方体，其右侧为可拆卸电源模块2，通过一对搭扣与所述绝缘壳体连接，参见附图1，可拆卸电源模块2上端为第一搭扣14，可拆卸电源模块2下端为第二搭扣15，通过第一搭扣14、第二搭扣15可拆卸连接于绝缘壳体1上。绝缘壳体1内部设置内部核心电路板4，绝缘壳体1背面右侧固定吸附磁铁A3，绝缘壳体1背面左侧固定吸附磁铁B9，绝缘壳体1背面开孔安装了超声波传感器5、柜表温度传感器6、暂态地电压传感器7，绝缘壳体1左侧开孔安装了环境温度传感器8和无线通信天线模块10，绝缘壳体1的正面左侧开孔安装了指示灯11和开关按钮12，绝缘壳体1的正面右侧开孔安装了USB数据传输接口13。

超声波传感器5、柜表温度传感器6、暂态地电压传感器7、环境温度传感器8分别连接于内部核心电路板4输入端，内部核心电路板4输出端分别与无线通信天线模块10、指示灯11连接。

绝缘壳体1使用ABS绝缘材料，制成200mm*95mm*180mm的长方体，厚度为6mm；其背面上部开三个孔，分别用于安装超声波传感器5、柜表温度传感器6、暂态地电压传感器7；其背面左右两侧通过ABS胶水，将两块吸附磁铁固定在内壁上。其左侧上部开孔，安装环境温度传感器8，左侧下部开孔安装无线通信天线模块10；其正面左侧开二个孔，分别用于安装指示灯11、开关按钮12，正面右侧开一个孔，安装USB数据传输接口13；其右侧通过使用搭扣与可拆卸电源模块2固定。

可拆卸电源模块2，通过2个触点与所述绝缘壳体上设置的触点连接，所述绝缘壳体上的触点通过导线连接于内部核心电路板。参见附图3，2个触点为可拆卸电源模块触点116、可拆卸电源模块触点2 17，选用95mm*20mm*180mm的长方体可充电电源模块，通过使用搭扣固定在绝缘壳体1右侧，其下部两个触点与绝缘壳体1上设置的2个触点紧密接触；可拆卸电源模块2容量为10000mAh，在采集频率为5小时/次时，可持续供电200天以上，电能用完后可以通过更换电源模块继续提供电能，换下的可拆卸电源模块2可以充电再利用。

吸附磁铁为两块体积为20mm*10mm*100mm的钕铁硼磁铁，通过使用ABS胶水，连接在绝缘壳体1背面左右两侧内部，将装置吸附在开关柜表面。无需对开关柜进行二次改造，不影响开关柜原始状态。磁铁吸附方式拆装简便，移动性好。

内部核心电路板4上设置有带通滤波器、对数放大检波器、MCU芯片，超声波传感器5、柜表温度传感器6、暂态地电压传感器7、环境温度传感器8分别与带通滤波器、对数放大检波器连接，采集超声波数据、暂态地电压数据、柜表温度数据、环境温度数据，所述带通滤波器、对数放大检波器与MCU芯片连接，采集的数据信号通过带通滤波器、对数放大检波器进行处理，通过MCU的A/D转换后进行存储、分析，MCU芯片的输出端分别与无线通信天线模块10、指示灯11连接，各项数据的幅值达到或超出MCU芯片中设定的预警阀值或告警阀值时，控制指示灯11进行快速闪烁。

内部核心电路板4通过接入柜表温度传感器6、暂态地电压传感器7、超声波传感器5、环境温度传感器8，信号通过带通滤波器、对数放大检波器进行处理，通过MCU的A/D转换后进行存储、分析，指示灯11控制模块根据分析结果控制指示灯11状态；USB数据传输接口13通过导线与USB通信模块连接，USB通信模块对USB接口进行扫描，当外部移动存储设备通过USB连接后，自动将存储的历史数据写入外部移动存储设备。无线通信天线模块10可通过4G网络将数据传输到无端系统。同时通过嵌入式程序，根据检测数据的幅值大小，按预设的预警告警规则进行诊断，指示灯11控制模块根据不同的诊断结果，控制指示灯11颜色和闪烁频率。

无线通信天线模块选用可适用于4G通讯的微带天线，以贴片的形式安装在绝缘壳体1侧壁，通过导线与内部核心电路板4连接。

指示灯11选用具备蓝、橙、红三色灯，通过MCU芯片控制输出不同颜色和闪烁频率。当检测数据分析正常时，使用蓝色表示，间隔5s闪烁一次；当检测数据分析预警时，使用橙色灯表示，间隔3s闪烁一次；当检测数据分析为告警时，使用红色灯表示，间隔1s闪烁一次。同时当外部移动存储设备通过USB数据传输接口13连接后，自动将存储的历史数据写入外部移动存储设备，开始写入时指示灯以蓝色、间隔1s的模式进行闪烁，数据写入完成时结束快速闪烁。

超声波传感器5检测带宽的中心频率为40kHz，测量范围为-10dB~70dB，精度为1dB，误差为±1dB。

柜表温度传感器6和环境温度传感器8，其测量范围为-10℃~100℃，灵敏度为0.09℃@30℃。

暂态地电压传感器7检测带宽为3MHz~100MHz，测量范围为0~60dB，精度为1dB，误差为±1dB。

开关按钮12，为薄膜开关按钮，通过导线与内部核心电路板4连接。通过开关按钮12可以控制本装置的开启检测和关闭。

该检测装置包含超声波、暂态地电压、柜表温度、环境温度四通道检测传感器，使用磁吸方式固定在配网开关柜表面，无需外部供电，安装和移动方便、体积小、灵活性好，可对检测数据进行就地诊断，异常时通过报警指示灯进行就地报警，检测数据可远程传输到后端系统，可适应于配网开关柜的自动检测工作，大大提高配网开关柜的状态检测效率，减少一线工作人员的工作量。

上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置，包括长方体绝缘壳体（1），其特征在于：所述绝缘壳体（1）右侧为可拆卸电源模块（2），通过一对搭扣与所述绝缘壳体（1）连接，所述绝缘壳体（1）内部还设有内部核心电路板（4），所述绝缘壳体（1）侧壁还分别开孔安装超声波传感器（5）、柜表温度传感器（6）、暂态地电压传感器（7），与所述可拆卸电源模块（2）相对的所述绝缘壳体（1）一侧开孔安装环境温度传感器（8）和无线通信天线模块（10），所述绝缘壳体（1）侧壁上还开孔安装有指示灯（11）以及USB数据传输接口（13），所述超声波传感器（5）、柜表温度传感器（6）、暂态地电压传感器（7）、环境温度传感器（8）分别连接于所述内部核心电路板（4）输入端，所述内部核心电路板（4）输出端分别与所述无线通信天线模块（10）、指示灯（11）连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置，其特征在于：所述可拆卸电源模块（2）内部通过2个触点与所述绝缘壳体（1）上设置的触点连接，所述绝缘壳体（1）上的触点通过导线连接于内部核心电路板（4）。

3.根据权利要求1所述的一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置，其特征在于：所述内部核心电路板（4）上设置有带通滤波器、对数放大检波器、MCU芯片，所述超声波传感器（5）、柜表温度传感器（6）、暂态地电压传感器（7）、环境温度传感器（8）分别与所述带通滤波器、对数放大检波器连接，采集超声波数据、暂态地电压数据、柜表温度数据、环境温度数据，所述带通滤波器、对数放大检波器与所述MCU芯片连接，所述MCU芯片的输出端分别与所述无线通信天线模块（10）、指示灯（11）连接，各项采集数据的幅值达到或超出所述MCU芯片中设定的预警阀值或告警阀值时，控制所述指示灯（11）进行快速闪烁。

4.根据权利要求3所述的一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置，其特征在于：所述USB数据传输接口（13）通过USB连接线与所述MCU芯片连接，所述MCU芯片上设置有存储模块，当外部有移动存储设备接入USB数据传输接口（13）时，所述MCU芯片控制将存储模块中的历史数据写入外部移动存储设备，开始写入时控制正面指示灯（11）以蓝色进行快速闪烁，完成时结束快速闪烁。

5.根据权利要求1所述的一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置，其特征在于：所述绝缘壳体（1）一侧还固定有一对吸附磁铁。

6.根据权利要求1所述的一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置，其特征在于：所述绝缘壳体（1）上还设置有开关按钮（12），所述开关按钮（12）为薄膜开关按钮，其通过导线与所述内部核心电路板（4）连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置，其特征在于：所述无线通信天线模块（10）选用可适用于4G通讯的微带天线，以贴片的形式安装在所述绝缘壳体（1）侧壁，通过导线与所述内部核心电路板（4）连接。

8.根据权利要求3所述的一种基于多通道检测技术的配网开关柜检测装置，其特征在于：所述指示灯（11）选用具备蓝、橙、红三色灯，通过所述MCU芯片的控制输出不同颜色和闪烁频率。

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