一种开关柜运行状态监测诊断系统的制作方法

1.本实用新型涉及电力设备技术领域，特别是涉及一种开关柜运行状态监测诊断系统。


背景技术：

2.开关柜是变电站内的重要设备，运行过程中，开关柜内开关触点、母线连接头、电缆终端易因接触电阻过大而发生发热现象；但由于开关柜密闭运行、内部空间狭小，目前这些缺陷在运行状态下几乎无法监测，给开关柜设备的运维管理带来很大的难度，高压室内开关柜发生火灾险情时时常伴有浓烟，无法判断现场情况，贸然进行灭火将危及生命安全，面对火情发展束手无策。在极端的情况下，无法及时隔离故障，导致事故扩大。因此，急需可以基于互联网的能实现开关柜运行数据实时监测的系统实现开关柜的在线运维。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种开关柜运行状态监测诊断系统，能够采集局放、温度、湿度等多项状态参数，对开关柜运行状态进行多维度实时监测诊断，并将数据上传到服务器端以及客户终端，实现远程监测控制，提升开关柜运检工作质量。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.一种开关柜运行状态监测诊断系统，包括：开关柜采集运维终端、服务器端和客户终端，所述开关柜采集运维终端包括控制器以及与控制器电性连接的摄像头、局部放电传感器、温度传感器、湿度传感器、风机、加热除湿装置、灭火装置以及无线通信模块，所述局部放电传感器、温度传感器、湿度传感器设置在开关柜的内部，分别用于采集开关柜内部的局部放电信号、温度信号和湿度信号，所述摄像头设置在开关柜内，用于采集开关柜内的图像；所述风机设置在开关柜的柜体上，用于为所述开关柜通风散热；所述加热除湿装置设置在开关柜内，用于通过加热方式为开关柜除湿；所述灭火装置设置于开关柜旁，用于进行灭火；
6.所述控制器还电性连接开关柜的断路器，用于控制断路器的分合闸；所述控制器通过无线通信模块与所述服务器端无线通信连接，所述服务器端与所述客户终端通信连接。
7.进一步的，所述开关柜内还设置有辅助照明灯，所述辅助照明灯与所述控制器电性连接，用于辅助所述摄像头在黑暗环境下采集图像。
8.进一步的，所述温度传感器采用saw测温传感器。
9.进一步的，所述局部放电传感器采用uhf局部放电传感器。
10.进一步的，所述灭火装置采用七氟丙烷感温自启动灭火装置，包括探火管、容器阀、灭火剂贮存容器，所述灭火剂贮存容器安装于开关柜的外部，所述探火管通过容器阀连接到灭火剂贮存容器，所述探火管固定在开关柜内火源最可能发生处的上方，进行火源探测。
11.进一步的，所述开关柜采集运维终端还包括声光报警装置，所述声光报警装置与所述控制器电性连接。
12.进一步的，所述服务器端为远程监控计算机，所述客户终端为手机或平板。
13.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的开关柜运行状态监测诊断系统，通过设置局部放电传感器、温度传感器、湿度传感器以及摄像头，实现开关柜运行状态参数的实时监测，避免了传统运维方式下潜在缺陷发现不及时，受人为、环境干扰因素大的问题；并通过风机、加热除湿装置、灭火装置能够及时处理开关柜内部运行故障，对开关柜绝缘状态、火灾发生等情况进行集中有效防控，保障电力开关柜的运行，实现开关柜室的全面集中监控与管理，变被动运维为主动运维，简化日常复杂、费时的现场巡检和维护工作，节省人力，提高供用电的可靠性；发生故障时，电力抢修人员可通过客户终端第一时间得知故障信息，判断故障位置，主动抢修，主动联络用电客户，最大限度的减少停电时间；该系统可针对性地大幅提升运检工作质量，且产品与传统变电站兼容良好，普适性较强，适合在电网系统内大范围推广。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型实施例开关柜运行状态监测诊断系统的原理框图；
16.附图标记：1、控制器；2、摄像头；3、局部放电传感器；4、温度传感器；5、湿度传感器；6、声光报警装置；7、断路器；8、灭火装置；9、加热除湿装置；10、风机；11、辅助照明灯；12、无线通信模块；13、服务器端；14、客户终端。
具体实施方式
17.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。
18.本实用新型的目的是提供一种开关柜运行状态监测诊断系统，能够采集局放、温度、湿度等多项状态参数，对开关柜运行状态进行多维度实时监测诊断，并将数据上传到服务器端以及客户终端，实现远程监测控制，提升开关柜运检工作质量。
19.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
20.如图1所示，本实用新型实施例提供的开关柜运行状态监测诊断系统，包括：开关柜采集运维终端、服务器端12和客户终端13，所述开关柜采集运维终端包括控制器1以及与控制器1电性连接的摄像头2、局部放电传感器3、温度传感器4、湿度传感器5、风机10、加热除湿装置9、灭火装置8以及无线通信模块11，所述局部放电传感器3、温度传感器4、湿度传感器5设置在开关柜的内部，分别用于采集开关柜内部的局部放电信号、温度信号和湿度信
号，所述摄像头2设置在开关柜内，用于采集开关柜内的图像；所述风机10设置在开关柜的柜体上，对应容易堆积热量的设备，用于为所述开关柜通风散热；所述加热除湿装置9设置在开关柜内，用于通过加热方式为开关柜除湿；所述灭火装置8设置于开关柜旁，用于进行灭火；
21.所述控制器1还电性连接开关柜的断路器7，通过断路器的执行机构，用于控制断路器的分合闸，发生故障时，例如在发生火灾，或者开关柜的温湿度数据异常时，控制器可以直接控制断路器分闸，实现开关柜电源的切断；所述控制器1通过无线通信模块11与所述服务器端12无线通信连接，所述服务器端12与所述客户终端13通信连接。
22.其中，所述开关柜内还设置有辅助照明灯11，所述辅助照明灯11与所述控制器1电性连接，用于辅助所述摄像头2在黑暗环境下采集图像。在夜间或照明不良情况下，需要启动摄像头摄像时，联动辅助灯光、开启照明灯。
23.摄像头安装安装于开关室的摄像机应根据所需监控的范围、角度、场景以及现场条件来选择安装方法。本实用新型选择带云带可360度旋转网络球机作为监控摄像头，球机采用吊顶安装。在球机包装内提供有安装支架及膨胀螺丝，先固定好支架，再安装球机。
24.所述温度传感器和湿度传感器为壁挂式设计，外壳密封防尘防雾，适用于较为潮湿或粉尘较大的环境。
25.所述温度传感器4采用saw测温传感器。saw测温传感器工作原理特点：
26.全硅胶灌封传感器，内部天线防振设计，ip65防护等级；
27.绝缘安全，内部采用无源芯片，超长使用寿命；
28.可承受545kv，20ka；
29.测温范围-25℃～+150℃。
30.所述局部放电传感器3采用uhf局部放电传感器。
31.所述灭火装置8采用七氟丙烷感温自启动灭火装置，包括探火管、容器阀、灭火剂贮存容器，灭火剂贮存容器设置在开关柜的外部，所述探火管通过容器阀连接到灭火剂贮存容器，所述探火管固定在开关柜内火源最可能发生处的上方，进行火源探测。遇火时探火管在受热温度最高处被软化并爆破，利用探火管中的压力下降，启动容器阀，灭火剂由探火管爆破孔释放灭火。探火管的主要参数如表1所示，七氟丙烷感温自启动灭火装置的主要技术参数如表2所示。
32.表1
[0033][0034][0035]
表2
[0036][0037]
该类灭火装置采用柔性可弯曲的探火管作为火灾的探测报警部件，同时这种探火管还可以兼作灭火剂的输送及喷放管道。柔性的探火管可以很方便地布置到每一个潜在的着火源的最近处，一旦发生火灾，探火管受热破裂失压，启动灭火装置容器阀，灭火剂通过探火管在破口处(即需实施灭火的部位)喷射灭火剂实施灭火。感温自启动灭火装置的最大特点是：第一，不需要电源以及传统的火灾报警控制部件，从而降低成本及安装难度，也大大提高了灭火装置的可靠性，避免了电控报警部件的误动作；第二，传统固定灭火系统只对整体防护空间进行火灾探测，不论火的大小对整个空间实施灭火，从而造成探测响应时间慢，灭火剂大量浪费的情况。探火管可以铺设到可能着火的设备、仪器内部，可以最快时间探测火灾，以最快速度对只着火的部位实施点对点灭火，从而相应时间更快，灭火剂用量更省。
[0038]
所述开关柜采集运维终端还包括声光报警装置6，所述声光报警装置6与所述控制器1电性连接，用于在开关柜内部的温度、湿度等参数超出控制器设定的安全阈值情况下进行声光报警提示，所述声光报警装置设置有红色、黄色等多种颜色的提示led灯。
[0039]
所述服务器端13为远程监控计算机，所述客户终端14为手机或平板。
[0040]
所述控制器1可以采用联动控制边缘计算主机(cmu)，其工作原理如表3所示：通过不同设备之间的通信，应能实现用户自定义的设备联动，包括消防、环境监测、报警等相关设备联动。在夜间或照明不良情况下，需要启动摄像头摄像时，联动辅助灯光、开启照明灯。发生火灾时，联动报警设备所在区域的摄像机跟踪拍摄火灾情况、自动切断风机电源、照明设备电源。通过对室内环境温度、湿度的实时采集，自动启动或关闭通风系统。
[0041]
表3
[0042][0043]
此外，感温自启动灭火装置应将探火管设在防护区内，置于靠近或在火源最可能发生的上方或周围，探火管距离被保护处最远点不应超过1米，不应紧贴在超过80℃的表面，探火管的最小弯曲半径应不小于60mm。感温自启动灭火装置的安装方式如下：
[0044]
1、选定放置灭火剂瓶组的合适位置，在能够承受载荷的梁等部位安装灭火剂瓶组的固定支架；在灭火剂瓶组附近选定便于安装和观测压力表的位置，打上压力表安装孔；
[0045]
2、将灭火剂瓶组(瓶组包括钢瓶、容器阀和容器阀侧的小球阀)牢靠的固定在支架上。注意：卸掉容器阀的出口堵头，连接专用的出口转换接头。
[0046]
3、截长约400mm探火管，一端套上卡套螺母，穿在容器阀侧小球阀连接的卡套接头上，拧紧卡套螺母；同样，将探火管另一端连接在容器阀出口转换接头的“进口”(与连接内螺纹为180度的卡套接头)卡套接头上。
[0047]
4、截适当长度的探火管，按探火管布置要求在防护区布置探火管，并每隔500mm用扎线带将探火管固定在支、吊架上。
[0048]
5、将探火管一端拧紧在容器阀出口转换接头的“出口”(与连接内螺纹为90度的卡套接头)卡套接头上；另一端依次与压力表开关、压力表连接；固定好压力表。适当长度＝容
器阀“出口”卡套距终端压力表的距离+探火管的弯曲半径+富余量。
[0049]
所述加热除湿装置可以安装在开关柜的底部，所述加热除湿装置为绝缘耐热外壳包裹的电热丝，能够通过加热方式烘干实现开关柜内部的除湿；也可根据需要采用其他设备。
[0050]
本实用新型中开关柜及其内部各个部件可以根据实际使用需求调整安装方位，通过本技术提供的系统构建实现了：1.当开关柜内温度、局放传感器同时响应高级别的报警时，启动开关跳闸控制回路告警，及时有效隔离故障；2.启动灭火装置防止火势蔓延；3.高压室视频监控、风机、开关柜内除湿等装置联动。
[0051]
本实用新型提供的开关柜运行状态监测诊断系统，通过设置局部放电传感器、温度传感器、湿度传感器以及摄像头，实现开关柜运行状态参数的实时监测，避免了传统运维方式下潜在缺陷发现不及时，受人为、环境干扰因素大的问题；并通过风机、加热除湿装置、灭火装置能够及时处理开关柜内部运行故障，对开关柜绝缘状态、火灾发生情况进行集中有效监测，保障电力开关柜的运行，实现开关柜室的全面集中监控与管理，变被动运维为主动运维，简化日常复杂、费时的现场巡检和维护工作，节省人力，提高供用电的可靠性；发生故障时，电力抢修人员可通过客户终端第一时间得知故障信息，判断故障位置，主动抢修，主动联络用电客户，最大限度的减少停电时间；该系统可针对性地大幅提升运检工作质量，且产品与传统变电站兼容良好，普适性较强，适合在电网系统内大范围推广。
[0052]
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：
1.一种开关柜运行状态监测诊断系统，其特征在于，包括：开关柜采集运维终端、服务器端和客户终端，所述开关柜采集运维终端包括控制器以及与控制器电性连接的摄像头、局部放电传感器、温度传感器、湿度传感器、风机、加热除湿装置、灭火装置以及无线通信模块，所述局部放电传感器、温度传感器、湿度传感器设置在开关柜的内部，分别用于采集开关柜内部的局部放电信号、温度信号和湿度信号，所述摄像头设置在开关柜内，用于采集开关柜内的图像；所述风机设置在开关柜的柜体旁，用于为所述开关柜通风散热；所述加热除湿装置设置在开关柜内，用于通过加热方式为开关柜除湿；所述灭火装置设置于开关柜上，用于进行灭火；所述控制器还电性连接开关柜的断路器，用于控制断路器的分合闸；所述控制器通过无线通信模块与所述服务器端无线通信连接，所述服务器端与所述客户终端通信连接。2.根据权利要求1所述的开关柜运行状态监测诊断系统，其特征在于，所述开关柜内还设置有辅助照明灯，所述辅助照明灯与所述控制器电性连接，用于辅助所述摄像头在黑暗环境下采集图像。3.根据权利要求1所述的开关柜运行状态监测诊断系统，其特征在于，所述温度传感器采用saw测温传感器。4.根据权利要求1所述的开关柜运行状态监测诊断系统，其特征在于，所述局部放电传感器采用uhf局部放电传感器。5.根据权利要求1所述的开关柜运行状态监测诊断系统，其特征在于，所述灭火装置采用七氟丙烷感温自启动灭火装置，包括探火管、容器阀、灭火剂贮存容器，所述灭火剂贮存容器安装于开关柜的外部，所述探火管通过容器阀连接到灭火剂贮存容器，所述探火管固定在开关柜内火源最可能发生处的上方，进行火源探测。

技术总结
本实用新型提供了一种开关柜运行状态监测诊断系统，包括：开关柜采集运维终端、服务器端和客户终端，开关柜采集运维终端包括控制器以及与控制器电性连接的摄像头、局部放电传感器、温度传感器、湿度传感器、风机、加热除湿装置、灭火装置以及无线通信模块，局部放电传感器、温度传感器、湿度传感器分别用于采集开关柜内部的局部放电信号、温度信号和湿度信号；控制器还电性连接开关柜的断路器，用于控制断路器的分合闸；控制器通过无线通信模块与服务器端无线通信连接，服务器端与客户终端通信连接。本实用新型能够对开关柜运行状态进行多维度实时监测诊断，并将数据上传到服务器端以及客户终端，实现远程监测控制，提升开关柜运检工作质量。工作质量。工作质量。


技术研发人员：舒恋 伍太萍 肖礼荣 朱玉莲 付理祥 王颖 曾欢欢 钟柯 夏阳 熊信恒 吴家明 李姗姗 曾祺 邹辉 万震骏
受保护的技术使用者：国网江西省电力有限公司南昌供电分公司
技术研发日：2021.11.11
技术公布日：2022/5/25