CN209472220U - 一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置，包括：设备的外壳，固定在被监测的设备支架上；信号采集模块，设置在外壳内；***主控制模块，设置在外壳内，与信号采集模块连接；红外摄像头，设置在外壳上，与信号采集模块连接；局部放电传感器，设置在外壳上，与信号采集模块连接；可见光摄像头，设置在外壳上，与信号采集模块连接；补光灯，设置在设备外壳上，与***主控制模块连接；环境温度传感器，设置在外壳上，与***主控制模块连接；设备状态指示灯，设置在外壳上，与***主控制模块连接；数据存储模块，设置在外壳内，与***主控制模块连接；网络通信模块，设置在外壳内，与***主控制模块连接；电源模块，给设备供电。

Description

一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置，是在线监测控制技术领域。

背景技术

10 kV及35kV配电网是连接110 kV高压供电和380 V/220 V低压用户的重要枢纽和通道，而10kV及35kV开关柜是配电网的重要组成部分，其运行的稳定性对配电网供电可靠性有着举足轻重的作用。在开关柜的绝缘结构中，在长期运行过程中因灰尘沉积、绝缘受潮、绝缘老化等引起绝缘性能下降，容易发生局部放电现象，导致绝缘击穿。因此及时发现开关柜潜伏的绝缘缺陷，消除隐患，保证安全供电，这无疑具有重要的经济和社会效益。

目前国内众多变电站都曾发生过开关柜、封闭母线、隔离开关、电缆头等电气设备由于绝缘老化或者接触不良而造成温度异常，进而引发事故的现象。

由于各种原因，电力***运行的高压电气设备会产生发热现象。当设备温度超过一定限度时，不仅会降低设备强度，影响运行寿命，甚至还会引起设备毁坏，造成重大事故。同时电力设备的热效应又是多种故障和异常现象的重要原因及主要表现形式。所以为了保障安全生产和提高设备运行的可靠性，需要对容易产生过热现象的设备部位进行温度在线监测，做到温度逾限报警。

传统检测绝缘缺陷的方法是绝缘预防性试验，需要在停电的情况下做试验，效果并不理想，近年来，局部放电监测技术及红外在线监测技术日益成熟，随着局部放电及红外带电监测技术的使用，更能直接反映出开关柜内部及表面的绝缘状况和温度变化，并能及时有效地发现其绝缘缺陷，减少不必要的停电，从而提高供电可靠性。但如需局放、红外及柜内视频情况全面监测，需装入大量设备。因开关柜内空间有限，全面监测空间不足，且需要高额的产品费用，使其无法做到全面有效监测。

实用新型内容

本实用新型将在线监测终端采用局部放电、红外测温及视频图像一体化设计及前端数据的综合分析诊断算法，通过近距离非接触方式监测提高开关柜的监测数据及时率、准确率及有效率，使得体积更小，同时可以节省监测设备的投资，降低产品成本。

为了达到以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置，其特征包括：

设备的外壳，固定在开关柜的支架上；

信号采集模块，设置在设备的外壳内；

***主控制模块，设置在设备的外壳内，与所述信号采集模块连接；

红外摄像头，设置在设备的外壳上，与所述信号采集模块连接；

局部放电传感器，设置在设备的外壳上，与所述信号采集模块连接；

可见光摄像头，设置在设备的外壳上，与所述信号采集模块连接；

数据存储模块，设置在设备的外壳内，与所述***主控制模块连接；

网络通信模块，设置在设备的外壳内，与所述***主控制模块连接；

通信接口，与所述网络通信模块连接，且以有线的方式与数据需求方连接。

电源模块，给设备供电。

优选地，还包含补光灯，设置在设备的外壳上，与所述***主控制模块连接。

优选地，其特征在于，局部放电传感器、红外摄像头、补光灯、可见光摄像头设置在设备设备的外壳的正面。

优选地，还包含环境温度传感器，设置在设备的外壳上，与所述***主控制模块连接；

设备状态指示灯，设置在设备的外壳上，与所述***主控制模块连接；

所述环境温度传感器、设备状态指示灯设置在设备设备的外壳的背面。

优选地，设备的正面和背面外壳用5个螺栓固定。

优选地，设备的背面预留5个螺孔，与开关柜的支架用螺栓连接。

优选地，所述通信接口设置在设备外壳的侧面上。

优选地，所述设备外壳的侧面设置调试接口，与所述***主控制模块连接。

优选地，所述可见光摄像头是工业级可见光摄像头。

本实用新型的优点在通过近距离非接触方式监测提高开关柜的监测数据及时率、准确率及有效率，使得体积更小，同时可以节省监测设备的投资，降低产品成本。

附图说明

图1是本实用新型的正面外壳结构示意图；

图2是本实用新型的背面外壳结构示意图；

图3是本实用新型的侧面外壳结构示意图；

图4是本实用新型的各模块连接结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明，但不以任何方式限制本实用新型的范围。

如附图4所示，本实用新型包括：设备的外壳，固定在开关柜的支架上；信号采集模块（400），设置在设备的外壳内；***主控制模块（500），设置在设备的外壳内，与所述信号采集模块（400）连接；红外摄像头（102），设置在设备的外壳上，与所述信号采集模块（400）连接；局部放电传感器（101），设置在设备的外壳上，与所述信号采集模块（400）连接；工业级可见光摄像头（103），设置在设备的外壳上，与所述信号采集模块（400）连接；补光灯（104），设置在设备的外壳上，与所述***主控制模块（500）连接；环境温度传感器（105），设置在设备的外壳上，与所述***主控制模块（500）连接；设备状态指示灯（106），设置在设备的外壳上，与所述***主控制模块（500）连接；数据存储模块（600），设置在设备的外壳内，与所述***主控制模块（500）连接；网络通信模块（300），设置在设备的外壳内，与所述***主控制模块（500）连接；电源模块（200），给设备供电。

如附图1所示，局部放电传感器（101）、红外摄像头（102）、补光灯（104）、可见光摄像头（103）设置在设备设备的外壳的正面。如附图2所示，环境温度传感器（105）、设备状态指示灯（106）设置在设备设备的外壳的背面。设备的正面和背面外壳用5个螺栓（108）固定。并且设备的背面预留5个螺孔（107），与开关柜的支架用螺栓连接。

如附图3所示，所述设备外壳的侧面设置通信接口（110），与网络通讯模块（300）连接；所述通信接口（110）用有线的方式与数据需求方连接。

所述设备外壳的侧面设置调试接口（109），与所述***主控制模块（500）连接，以便工程人员调试使用。

本实用新型的工作原理如下：

电源模块供电后，***主控制模块及信号采集模块进行初始化，信号采集模块初始化后开始读取局部放电传感器、红外摄像头及可见光摄像头上传的信号，并将信号上传至***主控制模块，主控制模块对数据进行综合分析后将信号存储至数据存储模块，同时将综合数据信号通过网络通信模块发送至数据接收端进行整体的电力调度指挥。

开关柜设备本身具备一些基本的保护功能，但均为故障发生后的故障后保护，如过电压及过电流保护；智能变电站仅有这些保护措施是无法实现无人值守的，该实用新型采用的是对图像、视频等多媒体信号的数字化处理及远距离传输，实现将开关柜内部的运行环境情况实施的通过多媒体信号传输至电力调度及监控中心，通过对图像及视频类信息的综合分析及处理后，最终转化为电力运维人员所需的运维指导意见。

视频及图片信息通过可见光摄像头定时对开关柜进行视频录制或图片拍摄，图片或视频信号通过信号采集模块调制后上送至信号主控制模块，主控制模块将筛选并分析后的图片或视频通过网络通讯模块及通信接口以有线通信方式发送给后台服务器，同时将信息也存储在数据存储模块中，为横向对比分析做基本参照因素。

红外摄像头常规情况下为定期对开关柜内部被监测部分拍摄红外图片，对开关柜内部组件的温度进行监测，拍摄后的信息通过信号采集模块调制后上送只信号主控制模块，主控制模块将有效的红外图片通过有线通信方式发送给后台服务器，同时将信息也存储在数据存储模块中，为后续横向对比分析做基本参照因素。

局部放电传感器实时的对开关柜各组件部分泄漏出来的特高频（UHF）信号进行采集及检测，信号通过信号采集模块实时传输至主控制模块，主控制模块对实时采集回来的局放信号进行分析处理，将分析的数据及结果通过有线通信方式发给后台服务器，同时将信息存储在数据存储模块中，为后续横向对比分析做基本参照因素。

主控制模块将实时采集回来的视频、红外及局放信号进行横向对比，如某一项有异常，则下发采集命令给信号采集模块，缩短或连续的对开关柜内部进行多种信号采集，主控制模块根据多次连续采集的数据进行处理并分析，若两个因素以上的信号超过设定的报警阈值，则触发报警指令，报警指令通过有线通信方式上送到后台服务器，为开关柜监控及维护人员提供第一时间的潜在故障信息。

环境温度传感器定期采集外部环境的温度，将环境温度信号通过信号采集模块上送至主控制模块，为主控制模块分析开关柜的红外温度数据作为参考数据。

补光灯的功能是在外部环境光强度偏弱，可见光摄像头无法拍出足够清晰推向或视频时起到补光作用的设备。

与传统的单一的在线监测终端相比，该实用新型在同样实现开关柜内部多种元素在线监测的情况下，可以减少***的复杂度，如视频多媒体在线监测、红外在线监测及局放在线监测能够通过一个装置实现，能大大降低设备投资费用和产品成本；与单独采用三个在线监测***相比，该实用新型采用多传感器非接触式设计创新采用非接触式传感终端，融合了多种传感器或信号采集前端设备，将采集到的多种信号在前端进行综合横向对比处理，彻底避免了不同***数据从总服务器中互相调取导致的时间过长，无法在故障前期进行预判的重大隐患，从而可以大幅提高电力开关柜安全运行的稳定性与可靠程度。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求。

Claims (9)

1.一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置，其特征在于，包括：

设备的外壳，固定在开关柜的支架上；

信号采集模块(400)，设置在设备的外壳内；

***主控制模块(500)，设置在设备的外壳内，与所述信号采集模块(400)连接；

红外摄像头(102)，设置在设备的外壳上，与所述信号采集模块(400)连接；

局部放电传感器(101)，设置在设备的外壳上，与所述信号采集模块(400)连接；

可见光摄像头(103)，设置在设备的外壳上，与所述信号采集模块(400)连接；

数据存储模块(600)，设置在设备的外壳内，与所述***主控制模块(500)连接；

网络通信模块(300)，设置在设备的外壳内，与所述***主控制模块(500)连接；

通信接口(110)，与所述网络通信模块(300)连接，且以有线的方式与数据需求方连接，

电源模块(200)，给设备供电。

2.如权利要求1所述的一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置，其特征在于，还包含补光灯(104)，设置在设备的外壳上，与所述***主控制模块(500)连接。

3.如权利要求1所述的一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置，其特征在于，局部放电传感器(101)、红外摄像头(102)、补光灯(104)、可见光摄像头(103)设置在设备设备的外壳的正面。

4.如权利要求3所述的一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置，其特征在于，还包含环境温度传感器(105)，设置在设备的外壳上，与所述***主控制模块(500)连接；

设备状态指示灯(106)，设置在设备的外壳上，与所述***主控制模块(500)连接；

所述环境温度传感器(105)、设备状态指示灯(106)设置在设备设备的外壳的背面。

5.如权利要求4所述的一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置，其特征在于，设备的正面和背面外壳用5个螺栓(108)固定。

6.如权利要求1所述的一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置，其特征在于，设备的背面预留5个螺孔(107)，与开关柜的支架用螺栓连接。

7.如权利要求1所述的一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置，其特征在于，所述通信接口(110)设置在设备外壳的侧面上。

8.如权利要求1所述的一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置，其特征在于，所述设备的外壳的侧面设置调试接口(109)，与所述***主控制模块(500)连接。

9.如权利要求1所述的一种开关柜智能一体化非接触式在线监测装置，其特征在于，所述可见光摄像头(103)是工业级可见光摄像头。