CN110323836A - 基于安全云平台的用电安全隐患监管***及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于安全云平台的用电安全隐患监管***及其工作方法，包括高压供电箱、低压配电柜和楼层配电箱，所述高压供电箱、低压配电柜和楼层配电箱内均装设有电气数据采集终端，电气数据采集终端与管理云平台相连接，管理云平台与运维服务器相连接，运维服务器与用户终端相连接。本发明通过各区域的电气数据采集终端分别采集各区域内电气数据，并将数据实时传输至管理云平台，及时发现电气安全隐患，进行声光报警，从而实现用电安全隐患监督管理，能够有效降低涉电事故，提高用电服务水平，具有明显的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及用电***的技术领域，尤其涉及一种基于安全云平台的用电安全隐患监管***及其工作方法。
背景技术
随着科技生产力的提高，人们的生产和生活已经进入高电气化时代，家用电器的普及达到了前所未有的程度。2017年，全国用电量6.3万亿千瓦时，人均用电量4538千瓦时，人均生活用电量625千瓦时。城市居民用电量的成倍增长使得电气火灾发生的次数随之上升。2011年至2016年，我国共发生电气火灾52.4万起，造成3261人死亡、2063人受伤，直接经济损失92亿余元。
在用电***方面主要还是依托人工巡检和传统火灾自动报警***，人工巡检检测数据不具有时效性性，起不到预防作用，火灾自动报警***对报警控制器依赖性高，需要人工干预，实时性差，也浪费了灾难救助的最佳时间，并且目前对电网中各级监控数据并不能实时全面监控，不利于供电整体调控预警，整体用电服务水平低。
目前电气设备在线监测技术，是指在电气设备正常运行时，通过对常规绝缘特征参数如电容量、电流、介质损耗因数等进行测量，来反映电气设备的运行是否存在问题，介质损耗因数对高压电气设备影响很大，还能反映运行时设备的缺陷，灵敏度高，而且操作简单，介质损耗因数主要有两种方法，一种是过零相位比较法，通过获得电流和电压信号进行过零整形成为过零反转的方波电流和电压，用或门电路对电流电压过零时间差方波宽度进行比较，并读取方波宽度，最终根据电流电压信号计算出介质损耗因数；另一种是谐波分析测试法，电流互感器检测设备末端引出电流信号，二次抽取电压信号后经过方法、滤波和程控放大后的信号，再经过同步采样最终得到离散数字信号，利用计算机对其快速的傅里叶变换后得到基波傅里叶系数，然后计算基波相位差，最终得到介质损耗因数；电气设备在线检测中主要利用传感器技术，传感器技术能够获取到电气设备较多的并且精准的状态量数据参数。
发明内容
针对目前对电网中各级供电设备并不能实时全面监控，不利于供电整体调控预警，整体用电服务水平低的技术问题，本发明提出一种基于安全云平台的用电安全隐患监管***及其工作方法。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于安全云平台的用电安全隐患监管***，包括高压供电箱、低压配电柜和楼层配电箱，所述高压供电箱、低压配电柜和楼层配电箱内均装设有电气数据采集终端，电气数据采集终端与管理云平台相连接，管理云平台与运维服务器相连接，运维服务器与用户终端相连接。
优选地，所述电气数据采集终端包括箱体，箱体两侧均与紧线盒固定连接，箱体上部和箱体下部均与固定板相连接，箱体上设有液晶显示屏和蜂鸣器，箱体内设有控制板，控制板通过通信线缆分别与电能质量检测组件和环境监测组件相连接且通信线缆与紧线盒相配合，控制板通过无线通讯模块与管理云平台相连接。
优选地，所述电能质量检测组件包括霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、漏电流传感器和第一温度传感器，霍尔电压传感器的输入端与三相出线端的输出端相连接且霍尔电压传感器的输出端通过通信线缆与控制板相连接，霍尔电流传感器的输入端与三相出线端的输出端相连接且霍尔电流传感器的输出端通过通信线缆与控制板相连接，漏电流传感器的输入端与三相出线端的输出端相连接且漏电传感器的输出端通过通信线缆与控制板相连接，第一温度传感器套设在三相出线端上且第一温度传感器通过通信线缆与控制板相连接。
优选地，所述环境监测组件包括包括第二温度传感器和烟雾传感器，第二温度传感器和烟雾传感器均与控制板相连接。
优选地，所述控制板包括蓄电池，蓄电池与MCU相连接，MCU与GPS定位模块相连接，MCU通过A/D信号转换器分别与电能质量检测组件中的霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、漏电流传感器和第一温度传感器相连接，MCU通过A/D信号转换器分别与环境监测组件中的第二温度传感器和烟雾传感器相连接，MCU通过无线通讯模块与管理云平台相连接。
优选地，所述紧线盒与箱体固定连接且紧线盒与箱体相连通，紧线盒上预留有若干个螺纹孔，螺纹孔与顶丝相配合且螺纹孔与紧线盒内部相连通，紧线盒内设有若干个穿线板，相邻穿线板之间形成一穿线槽，穿线槽内穿设通信线缆且相邻穿线板通过压紧座相连接，压紧座两端分别活动设置在两组穿线板内且顶丝穿过螺纹孔与压紧座上部相配合。
优选地，所述用户终端为智能手机或ipad。
基于安全云平台的用电安全隐患监管***的其工作方法，包括以下步骤：
S1，高压供电箱、低压配电柜和楼层配电箱中分别安装的电气数据采集终端监测的电气数据实时传输至管理云平台；
S2，管理云平台对来自不同位置的实时电气数据进行分类为电能质量数据和运行环境数据，分别建立电能质量数据和与位置来源关系映射表，运行环境数据与位置来源关系映射表；
S3，随后分别将电能质量数据与运维服务器中存储的电能质量安全数据进行关联比对，运行环境数据与运维服务器中存储的运行环境安全数据关联比对；
S4，若某个电能质量数据与对应的电能质量安全数据比对偏差大于10%，则判定电能质量下降，管理云平台调取其余位置处电能质量数据综合分析比对，查找电能质量影响因素，根据步骤S2查找相应电能质量下降位置来源信息，管理云平台向该位置来源用户终端发送报警信息；
S5，若运行环境数据与运行环境安全数据不匹配时，则判定运行环境异常，根据步骤S2查找相应运行异常位置来源信息，管理云平台向该位置来源用户终端发送报警信息。
本发明的有益效果：本发明通过各区域的电气数据采集终端分别采集各区域内电气数据，电气数据采集终端采集对三相线电压、电流、漏电状态和线缆温度实时探测，便于根据监测电流和电压分析电能质量，并且利用第二温度传感器和烟雾传感器对供电箱内温度和烟雾情况进行监测，一旦供电箱出现电气火灾，监管人员可及时得知出现火灾供电箱的位置，监测信息具有时效性，并将数据实时传输至管理云平台，及时发现电气安全隐患，进行声光报警，有助于整体供电调控，从而实现用电安全隐患监督管理，能够有效降低涉电事故，提高用电服务水平，具有明显的社会效益和经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的网络拓扑结构示意图。
图2为本发明中电气数据采集终端的结构示意图。
图3为本发明中电气数据采集终端的信号原理图。
图4为本发明的信号原理图。
图5为图2中紧线盒的结构示意图。
图6为图5中压紧座的结构示意图。
图7为图5中穿线板的结构示意图。
图中，1为固定板，2为液晶显示屏，3为蜂鸣器，4为紧线盒，5为箱体，6为螺纹孔，7为压紧座，8为穿线板，9为凹槽，10为复位弹簧，11为霍尔电压传感器，12为霍尔电流传感器，13为烟雾传感器，14为无线通讯模块，15为管理云平台，16为漏电流传感器，17为MCU，18为第一温度传感器，19为第二温度传感器，20为GPS定位模块，21为运维服务器，22为用户终端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于安全云平台的用电安全隐患监管***，包括高压供电箱、低压配电柜和楼层配电箱，所述高压供电箱、低压配电柜和楼层配电箱内均装设有电气数据采集终端，利用各区域的电气数据采集终端分别对高压供电箱内、低压配电柜内和楼层配电箱内的电气数据和运行环境数据进行监测，电气数据采集终端与管理云平台15相连接，管理云平台为监控中心的监控主机，配网中各级供电区域内电气数据和运行环境数据实时传输至管理云平台15，管理云平台15与运维服务器21相连接，管理云平台将各项数据存储至运维服务器内，运维服务器21与用户终端22相连接，各区域内负责人可以利用用户终端实时查看区域内电气数据和运行环境数据，在发生异常情况时，管理云平台向用户终端发送报警信息，便于区域负责人及时进行抢修，提高用电服务水平。
如图2所示，所述电气安全数据综合采集终端包括箱体5，箱体5上设有液晶显示屏2和蜂鸣器3，液晶显示屏用于显示各项监测数据，便于巡检人员定期巡检时记录，蜂鸣器用于对监测数据出现异常时，及时发出语音报警，箱体5上部和箱体5下部均设有固定板1，固定板1通过螺栓与供电箱可拆卸连接，所述箱体5两侧均设有紧线盒4，紧线盒4与箱体5焊接且紧线盒4与箱体5相连通，箱体5内固定设有控制板。
如图5所示，紧线盒4上预留有若干个螺纹孔6，螺纹孔6与顶丝相配合即螺纹孔与顶丝螺纹连接，顶丝为平头顶丝且螺纹孔6与紧线盒4内部相连通用于顶丝穿入紧线盒内顶紧压紧座后对通信线缆进行限位，紧线盒4内设有若干个穿线板8，相邻穿线板8之间形成一穿线槽，穿线槽内穿设通信线缆且相邻穿线板8通过压紧座7相连接，如图6所示，压紧座7的形状为U字形，压紧座7两端分别活动设置在两组穿线板8内，如图7所示，穿线板8上设有一凹槽9，凹槽9内设有复位弹簧10，复位弹簧10与压紧座7底部固定连接，利用复位弹簧带动压紧座在穿线板内上下动作，且顶丝穿过螺纹孔6与压紧座7上部相配合，压紧座7上部设有一活动孔且活动孔与螺纹孔处于同一竖直轴线上，活动孔直径大于螺纹孔直径便于顶丝穿过螺纹孔6后活动设置在活动孔内，本发明整体结构设计紧凑，方便供电箱内安装，同时利用紧线盒对各传感器的通信线缆进行限位，整体布线整齐美观，便于工作人员检修。
所述供电箱内三相出线端设有电能质量检测组件，供电箱箱体内壁上设有环境监测组件，电能质量检测组件和环境监测组件分别通过通信线缆与控制板相连接且通信线缆与紧线盒4相配合，控制板与管理云平台15相连接。
所述电能质量检测组件包括霍尔电压传感器11、霍尔电流传感器12、漏电流传感器16和第一温度传感器18，霍尔电压传感器11的输入端与三相出线端的输出端相连接，霍尔电压传感器11并联在三相出线端的火线和地线上用于测量三相电压且霍尔电压传感器11的输出端通过通信线缆与控制板相连接，霍尔电流传感器12的输入端与三相出线端的输出端相连接，霍尔电流传感器12串联在三相出线端用于测量三相电流且霍尔电流传感器12的输出端通过通信线缆与控制板相连接，漏电流传感器16的输入端与三相出线端的输出端相连接，漏电流传感器16串联在三相出线端用于监测三相出线端是否出现漏电且漏电传感器16的输出端通过通信线缆与控制板相连接，第一温度传感器18套设在三相出线端上且第一温度传感器18通过通信线缆与控制板相连接，第一温度传感器用于探测三相线缆温度，第一温度传感器采用TS2229旋入式传感器的温度电缆传感器。
所述环境监测组件包括第二温度传感器19和烟雾传感器13，第二温度传感器19和烟雾传感器13均固定在供电箱内壁上，第二温度传感器用于监测供电箱内温度，烟雾传感器用于监测供电箱内是否出现电气火灾，第二温度传感器19和烟雾传感器13均与控制板相连接。
如图3和图4所示，所述控制板内设有蓄电池，蓄电池与MCU17相连接且蓄电池分别向霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、漏电流传感器、第一温度传感器、A/D信号转换器、第二温度传感器、烟雾传感器和无线通讯模块供电，MCU17与GPS定位模块20相连接，MCU17通过A/D信号转换器分别与电能质量检测组件中的霍尔电压传感器11、霍尔电流传感器12、漏电流传感器16和第一温度传感器18相连接，MCU17通过A/D信号转换器分别与环境监测组件中的第二温度传感器19和烟雾传感器13相连接，MCU17通过无线通讯模块14与管理云平台15相连接，无线通讯模块14为4G通讯模块或GPRS-DTU通讯模块，通过对各区域供电设备出线端的霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、漏电流传感器和第一温度传感器对三相线电压、电流、漏电状态和线缆温度实时探测，探测数据实时传输至MCU，MCU将探测数据通过无线通讯模块传输到管理云平台，监控中心工作人员便于根据监测电流和电压分析电能质量，并且利用第二温度传感器和烟雾传感器对供电箱内温度和烟雾情况进行监测，一旦供电箱出现电气火灾，监管人员可及时得知出现火灾供电箱的位置。
基于安全云平台的用电安全隐患监管***的工作方法，包括以下步骤：
S1，高压供电箱、低压配电柜和楼层配电箱中分别安装的电气数据采集终端监测的电气数据实时传输至管理云平台15；
S2，管理云平台15对来自不同位置的实时电气数据进行分类为电能质量数据和运行环境数据，电气数据包括三相电压、三相电流、漏电流和线缆温度，运行环境数据包括环境温度和烟雾探测数据，分别建立电能质量数据和与位置来源关系映射表，运行环境数据与位置来源关系映射表；
S3，随后分别将电能质量数据与运维服务器中存储的电能质量安全数据进行关联比对，电能质量安全数据为安全运行中的标准数据，运行环境数据与运维服务器21中存储的运行环境安全数据关联比对；
S4，若某个电能质量数据与对应的电能质量安全数据比对偏差大于10%，则判定电能质量下降，管理云平台15调取其余位置处电能质量数据综合比对，根据步骤S2查找相应电能质量下降位置来源信息，管理云平台15向该位置来源用户终端22发送报警信息，若发现配网中各级供电设备电气数据均出现偏差，则管理云平向高压供电箱区域负责人发送异常信息，区域负责人进行排查高压供电箱供电设备运行情况；若低压配电柜电气数据异常，高压供电箱数据运行正常，则管理云平台向低压配电柜区域负责人发送异常信息，区域负责人进行排查低压配电柜供电设备运行情况；若高压供电箱、低压配电柜电气数据均正常，楼层配电箱内电气异常，则管理云平台向楼层配电箱区域负责人发送异常信息，区域负责人进行楼层配电箱内供电设备运行情况；
S5，若运行环境数据与运行环境安全数据不匹配时，则判定运行环境异常，根据步骤S2查找相应运行异常位置来源信息，管理云平台15向该位置来源用户终端22发送报警信息，该区域负责人及时进行赶往事发地点进行检修。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于安全云平台的用电安全隐患监管***，包括高压供电箱、低压配电柜和楼层配电箱，其特征在于，所述高压供电箱、低压配电柜和楼层配电箱内均装设有电气数据采集终端，电气数据采集终端与管理云平台（15）相连接，管理云平台（15）与运维服务器（21）相连接，运维服务器（21）与用户终端（22）相连接。
2.根据权利要求1所述的基于安全云平台的用电安全隐患监管***，其特征在于，所述电气数据采集终端包括箱体（5），箱体（5）两侧均与紧线盒（4）固定连接，箱体（5）上部和箱体（5）下部均与固定板（1）相连接，箱体（5）上设有液晶显示屏（2）和蜂鸣器（3），箱体（5）内设有控制板，控制板通过通信线缆分别与电能质量检测组件和环境监测组件相连接且通信线缆与紧线盒（4）相配合，控制板通过无线通讯模块与管理云平台（15）相连接。
3.根据权利要求2所述的基于安全云平台的用电安全隐患监管***，其特征在于，所述电能质量检测组件包括霍尔电压传感器（11）、霍尔电流传感器（12）、漏电流传感器（16）和第一温度传感器（18），霍尔电压传感器（11）的输入端与三相出线端的输出端相连接且霍尔电压传感器（11）的输出端通过通信线缆与控制板相连接，霍尔电流传感器（12）的输入端与三相出线端的输出端相连接且霍尔电流传感器（12）的输出端通过通信线缆与控制板相连接，漏电流传感器（16）的输入端与三相出线端的输出端相连接且漏电传感器（16）的输出端通过通信线缆与控制板相连接，第一温度传感器（18）套设在三相出线端上且第一温度传感器（18）通过通信线缆与控制板相连接。
4.根据权利要求2所述的基于安全云平台的用电安全隐患监管***，其特征在于，所述环境监测组件包括第二温度传感器（19）和烟雾传感器（13），第二温度传感器（19）和烟雾传感器（13）均与控制板相连接。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的基于安全云平台的用电安全隐患监管***，其特征在于，所述控制板包括蓄电池，蓄电池与MCU相连接，MCU（17）与GPS定位模块（20）相连接，MCU（17）通过A/D信号转换器分别与电能质量检测组件中的霍尔电压传感器（11）、霍尔电流传感器（12）、漏电流传感器（16）和第一温度传感器（18）相连接，MCU（17）通过A/D信号转换器分别与环境监测组件中的第二温度传感器（19）和烟雾传感器（13）相连接，MCU（17）通过无线通讯模块（14）与管理云平台（15）相连接。
6.根据权利要求2所述的基于安全云平台的用电安全隐患监管***，其特征在于，所述紧线盒（4）与箱体（5）固定连接且紧线盒（4）与箱体（5）相连通，紧线盒（4）上预留有若干个螺纹孔（6），螺纹孔（6）与顶丝相配合且螺纹孔（6）与紧线盒（4）内部相连通，紧线盒（4）内设有若干个穿线板（8），相邻穿线板（8）之间形成一穿线槽，穿线槽内穿设通信线缆且相邻穿线板（8）通过压紧座（7）相连接，压紧座（7）两端分别活动设置在两组穿线板（8）内且顶丝穿过螺纹孔（6）与压紧座（7）上部相配合。
7.根据权利要求1所述的基于安全云平台的用电安全隐患监管***，其特征在于，所述用户终端（22）为智能手机或ipad。
8.根据权利要求1所述的基于安全云平台的用电安全隐患监管***的作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，高压供电箱、低压配电柜和楼层配电箱中分别安装的电气数据采集终端监测的电气数据实时传输至管理云平台（15）；
S2，管理云平台（15）对来自不同位置的实时电气数据分类为电能质量数据和运行环境数据，分别建立电能质量数据和与位置来源关系映射表，运行环境数据与位置来源关系映射表；
S3，随后分别将电能质量数据与运维服务器中存储的电能质量安全数据进行关联比对，运行环境数据与运维服务器（21）中存储的运行环境安全数据关联比对；
S4，若某个电能质量数据与对应的电能质量安全数据比对偏差大于10%，则判定电能质量下降，管理云平台（15）调取其余位置处电能质量数据综合比对，根据步骤S2查找相应电能质量下降位置来源信息，管理云平台（15）向该位置来源用户终端（22）发送报警信息；
S5，若运行环境数据与运行环境安全数据不匹配时，则判定运行环境异常，根据步骤S2查找相应运行异常位置来源信息，管理云平台（15）向该位置来源用户终端（22）发送报警信息。
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| CN201910748541.5A Pending CN110323836A (zh) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 基于安全云平台的用电安全隐患监管***及其工作方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2019-08-14 CN CN201910748541.5A patent/CN110323836A/zh active Pending
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