CN212410676U - 一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置 - Google Patents

Abstract

实用新型涉及一种基于NB‑lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置，包括柜体、安装在柜体内的电压监测仪，柜体内设有故障监控装置，故障监控装置包括位移监控模块、处理模块、通讯模块以及天线，处理模块的输入端耦接于位移监控模块，处理模块的输出端耦接于通讯模块并将位移监控信号传递到通讯模块，通讯模块与天线连接，通讯模块为NB‑lot通讯模块。电压监测仪没有进行数据上传时，工作人员根据故障监控装置上传的数据判断是否因电压监测仪脱离与电网电路的连接而导致的故障；并且当电压监测仪存在逐渐脱离电路电网的趋势时，工作人员可以提前对电压监测仪的位置进行调整，将导致故障的因素提前排除，避免后续出现故障而导致额外损失。

Description

一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置

技术领域

本实用新型涉及电压监测装置的技术领域，尤其是涉及一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置。

背景技术

电压监测仪是对电力***正常运行状态缓慢变化所引起的电压偏差进行连续的监测和统计的统计型电压监测仪。随着电网的不断发展，布点规模的扩大，电压监测仪的使用量也在不断增加。

目前，公告号为CN204142812U的中国专利公开了一种电压监测仪，所述电压监测仪包含有安装于主板上的主电路以及安装于扩展板上的通讯模块，所述主板和扩展板通过排插和插座配合相连接，所述主板上安装有处理模块以及与处理模块相连的信号采集模块和加密模块，所述扩展板上装有与处理模块相连接的通讯模块。电压监测仪将相应节点上采集到的电网信息通过通讯模块进行上传，工作人员在后台能够实时对整个电网进行监控。

在实际使用时，电压监测仪大多是安装在室外，为了降低电压监测仪受到外界环境的影响，会配置专门的电器柜，将电压监测仪安装到电器柜中。但室外环境复杂，即使有电器柜为电压监测仪提供了一定的保护，但无论是人为因素还是环境因素，都有可能使电压监测仪出现移动，导致电压监测仪无法对电网进行实时监控，而体现到后台数据上时，工作人员很容易误判成电网出现故障，导致工作人员做出错误的处理。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之一是提供一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置，其通过设置故障监控装置，方便工作人员判断造成电压监测仪故障的原因，以便于工作人员做出合理的处理。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置，包括柜体、安装在柜体内的电压监测仪以及AC/DC转换模块，所述柜体上设有柜门，所述AC/DC转换模块电连接在电网电路和电压监测仪之间，所述柜体内还设有故障监控装置，所述AC/DC转换模块的输出端耦接在故障监控装置的供电接口上，所述故障监控装置包括位移监控模块、处理模块、通讯模块以及天线，所述位移监控模块用于检测电压监测仪是否发生移动并输出相应的位移监控信号，所述处理模块的输入端耦接于位移监控模块以接收位移监控信号，所述处理模块的输出端耦接于通讯模块并将位移监控信号传递到通讯模块，所述通讯模块与天线连接并经天线发出位移监控信号，所述通讯模块为NB-lot通讯模块。

通过采用上述技术方案，根据位移监控模块，能够反馈电压监测仪的位置，并定期通过通讯模块上传到后台，工作人员将最初安装时电压监测仪的位置与当前电压监测仪的位置进行对比，当电压监测仪的位置变化超过一定限度时，电压监测仪与电网电路之间的连接容易出现断开，此时电压监测仪没有进行数据上传时，工作人员可以判断是电压监测仪脱离与电网电路的连接，并进行相应的处理即可，并且当电压监测仪存在逐渐脱离电路电网的趋势时，工作人员可以通过数据分析进行预判，提前对电压监测仪的位置进行调整，将导致故障的因素提前排除，避免后续出现故障而导致额外损失；而当电压监测仪没有数据上传的同时，故障监控装置反馈电压监测仪并没有出现大幅度的位移，则造成故障的原因很大可能并不是电压监测仪与电网电路脱离。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述柜门上安装有柜门监控模块，所述柜门监控模块用于检测柜门是否被打开并输出相应的启闭信号，所述处理模块的输入端耦接于柜门监控模块以接收启闭信号并将启闭信号传递给通讯模块，所述通讯模块接收启闭信号后同样通过天线发出启闭信号。

通过采用上述技术方案，柜门开启后，电压监测仪和故障监控装置都将暴露在外界，因此设置柜门监控模块，对柜门非正常的开启进行监控，并将启闭信号及时上传到后台，使工作人员能够及时赶到现场，将柜门进行关闭，降低出现安全事故的可能性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述柜门监控模块为门磁或是微控开关。

通过采用上述技术方案，当柜门闭合在柜体上时，无论是门磁还是微控开关，都夹在柜体和柜门之间，而当柜门打开后，失去柜体的阻挡后，有足够的空间供柜门监控模块伸展，改变柜门监控模块的状态，使处理模块接收到相反的信号，说明柜门被打开。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述故障监控装置还包括电池以及第一选择模块，所述第一选择模块用于选择电池或是AC/DC转换模块来与故障监控装置内的其他模块的供电接口实现电连接。

通过采用上述技术方案，当故障监控装置被移动而导致与AC/DC转换模块之间的连接断开时，第一选择模块切换到由电池进行供电，使故障监控装置能够继续使用，使故障监控装置检测到的各类信号都能及时发送出去。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述天线包括内置天线和外置天线，所述内置天线与通讯模块安装在同一电路板上，所述外置天线安装在柜体外，所述天线与通讯模块之间设有第二选择模块，所述第二选择模块用于选择内置天线或是外置天线来上传信号。

通过采用上述技术方案，外置天线处在柜体外，信号传递不受柜体的阻挡，正常情况下，通讯模块使用外置天线来发送信号，增强信号的传递能力；内置天线处在柜体内，内置天线不容易出现损坏，当外置天线无法正常进行信号发送时，切换到内置天线进行工作，以确保故障监控装置能够将检测到的信号进行上传。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二选择模块包括状态检测器和电磁开关，所述状态检测器用于检测外置天线的连接情况并输出相应的状态信号，所述电磁开关耦接于状态检测器以接收状态信号并响应状态信号以连通通讯模块和内置天线。

通过采用上述技术方案，当外置天线能够正常使用时，电磁开光将内置天线和通讯模块之间的连接线路断开，使通讯模块只能使用外置天线进行信号传递；而当通讯模块与外置天线之间脱离连接时，状态检测器控制电磁开关闭合，使通讯模块通过内置天线发送信号。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述故障监控装置还包括温湿度检测模块，所述温湿度检测模块用于检测柜体内的温度、湿度并输出相应的温湿度信号，所述处理模块的输入端耦接于温湿度检测模块以接收温湿度信号并通过通讯模块发出温湿度信号。

通过采用上述技术方案，温湿度检测模块对于柜体内的内部环境进行监控，当柜体内出现温度过高、过低，湿度过大等会影响到电压监测仪工作的情况时，能够使工作人员及时观察到并作出相应的处理，降低柜体内的设备受损。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述位移监控模块包括3轴加速度传感器和3轴磁场传感器，所述3轴加速度传感器和3轴磁场传感器均安装到电压监测仪上。

通过采用上述技术方案，当电压监测仪出现移动时，3轴加速度传感器随电压监测仪一起出现移动，在移动过程中3轴加速度传感器因加速度产生相应的信号，从而能够反应出电压监测仪发生移动，而3轴磁场传感器是通过感应所处磁场的变化来体现电压监测仪的移动，但是由于磁场的变化并非只有电压监测仪的移动而造成，外界环境的变化也可能导致磁场变化，因此3轴磁场传感器只是辅助3轴加速度传感器，对电压监测仪的移动进行更精准的监控。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置故障监控装置，对电压监测仪的位置进行监控，根据故障监控装置反馈的信号，使工作人员能够更准确地判断出电压监测仪出现故障时的原因，精准进行故障处理；

2.通过设置第二选择模块，完成外置天线和内置天线之间的自动切换，保障信号传输的顺畅；

3.通过设置第一选择模块，在电网电路无法为故障监控装置提供电能时，切换到电池供电，使故障监控装置能够长时间保持工作。

附图说明

图1是实施例中电压监测装置的整体结构示意图；

图2是实施例中故障监控装置的电路连接图；

图3是实施例中第一选择模块的电路连接示意图；

图4是实施例中第二选择模块的电路连接示意图。

图中，1、柜体；2、柜门；3、电压监测仪；4、AC/DC转换模块；5、故障监控装置；51、位移监控模块；52、处理模块；53、通讯模块；54、第二选择模块；541、状态检测器；542、电磁开关；55、第一选择模块；561、外置天线；562、内置天线；57、柜门监控模块；58、温湿度检测模块；59、电池。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置，包括具有内腔的柜体1，柜体1的内腔在柜体1的一侧侧壁上开有开口，柜体1上铰接有柜门2。当柜门2覆盖在开口上时，柜门2将柜体1的内腔和外界隔断。柜体1的内腔中安装有电压监测仪3和故障监控装置5。柜体1的外壁的顶部上架设有外置天线561，外置天线561和故障监控装置5连接。

参见图1、图2，故障监控装置5包括位移监控模块51、温湿度检测模块58、柜门监控模块57、处理模块52和通讯模块53。位移监控模块51安装在电压监测仪3上，且位移监控模块51用于检测电压监测仪3是否发生移动并输出相应的位移监控信号。温湿度检测模块58安装在柜体1内，且温湿度检测模块58用于检测柜体1内的温度、湿度并输出相应的温湿度信号。柜门监控模块57安装在柜门2的顶部，且柜门监控模块57用于检测柜门2是否被打开并输出相应的启闭信号。处理模块52具有多个输入端，处理模块52的输入端分别与位移监控模块51、温湿度检测模块58、柜门监控模块57的输出端耦接，处理模块52的输出端与通讯模块53耦接，处理模块52接收到位移监控信号、温湿度检测信号以及启闭信号后，将这些信号都传输到通讯模块53上，通讯模块53在通过外置天线561上传到后台。

位移监控模块51包括3轴加速度传感器和3轴磁场传感器，3轴加速度传感器和3轴磁场传感器均安装到电压监测仪3上。在最初将电压监测仪3安装完成后，将3轴加速度传感器和3轴磁场传感器的检测出的数据做为初始数据。当柜体1受到碰撞，或是电压监测仪3被人为搬运时，工作人员根据3轴加速度传感器和3轴磁场传感器上传的变化后的数据来判断电压监测仪3是否接触对电网电路的检测。柜门监控模块57为门磁或是微控开关。温湿度检测模块58为温度传感器和湿度传感器的组合。

电压监测仪3和电网电路之间设有AC/DC转换模块4。参见图2，AC/DC转换模块4的输出端还与故障监控装置5电连接。故障监控装置5还包括电池59以及第一选择模块55，第一选择模块55用于选择电池59或是AC/DC转换模块4来与故障监控装置5内的其他模块的供电接口实现电连接。而为了电池59能够长时间进行供电，处理模块52为低功耗的CPU，并且处理模块52并不是一直处在工作状态，处理模块52会定期启动对数据进行处理后再次进入休眠。电池59为锂-亚硫酰氯电池59，可在-60℃~+85℃的温度之间使用，标称容量6500mAh，3.6V开路电压，最大持续工作电流1000mA，可以直接为通讯模块53和处理模块52供电。

参见图3，第一选择模块55为中间继电器KM1，中间继电器KM1的一端耦接于AC/DC转换模块4的输出端，中间继电器KM1的另一端与中间继电器KM1的常闭触点KM1-1的一端耦接，常闭触点KM1-1的另一端耦接于电池59，中间继电器KM1和常闭触点KM1-1之间的连接点输出电压Ui，电压Ui为故障监控装置5内的其他模块供电。

当AC/DC转换模块4能够正常使用，且电网电路能够正常供电时，中间继电器KM1一直处在工作状态，中间继电器KM1的常闭触点KM1-1断开，使电池59不再接入到电路中。而当AC/DC转换模块4或是电网电路出现问题，导致中间继电器KM1失电后，中间继电器KM1的常闭触点KM1-1闭合，使电池59接入到电路中，此时由电池59来为故障监控装置5供电。

参见图2、图4，还设有内置天线562，内置天线562和通讯模块53焊接在同一电路板上，在该电路板上还安装有第二选择模块54。第二选择模块54包括状态检测器541和电磁开关542，状态检测器541用于检测外置天线561的连接情况并输出相应的状态信号，电磁开关542的一端耦接于通讯模块53，电磁开关542的另一端耦接于内置天线562，电磁开关542的信号接收端耦接于状态检测器541以接收状态信号并响应状态信号。当外置天线561出现脱落或是损坏等原因导致外置天线561无法发送信号时，状态检测器541向电磁开关542输送相应的状态信号，使电磁开关542闭合，将内置天线562与通讯模块53连通，由内置天线562来发送通讯模块53传递的信号。通讯模块53为NB-lot通讯模块53，NB-IoT采用窄带技术，相比2G网络，具有链路预算大、传输距离远等特点，使得采用内置天线562，也能具有良好地信号传输能力。

在实际使用过程中，故障监控装置5定时地对电压监测仪3的位置以及柜门2的启闭状态进行监控，监控产生的数据上传到后台。当AC/DC转换模块4受损而无法继续供电时，故障监控装置5将切换到由电池59进行供电，使得故障监控装置5能够继续进行数据上传，使工作人员能够了解到AC/DC转换模块4出现故障并及时进行维修。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置，包括柜体(1)、安装在柜体(1)内的电压监测仪(3)以及AC/DC转换模块(4)，所述柜体(1)上设有柜门(2)，所述AC/DC转换模块(4)电连接在电网电路和电压监测仪(3)之间，其特征在于：所述柜体(1)内还设有故障监控装置(5)，所述AC/DC转换模块(4)的输出端耦接在故障监控装置(5)的供电接口上，所述故障监控装置(5)包括位移监控模块(51)、处理模块(52)、通讯模块(53)以及天线，所述位移监控模块(51)用于检测电压监测仪(3)是否发生移动并输出相应的位移监控信号，所述处理模块(52)的输入端耦接于位移监控模块(51)以接收位移监控信号，所述处理模块(52)的输出端耦接于通讯模块(53)并将位移监控信号传递到通讯模块(53)，所述通讯模块(53)与天线连接并经天线发出位移监控信号，所述通讯模块(53)为NB-lot通讯模块(53)。

2.根据权利要求1所述的一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置，其特征在于：所述柜门(2)上安装有柜门监控模块(57)，所述柜门监控模块(57)用于检测柜门(2)是否被打开并输出相应的启闭信号，所述处理模块(52)的输入端耦接于柜门监控模块(57)以接收启闭信号并将启闭信号传递给通讯模块(53)，所述通讯模块(53)接收启闭信号后同样通过天线发出启闭信号。

3.根据权利要求2所述的一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置，其特征在于：所述柜门监控模块(57)为门磁或是微控开关。

4.根据权利要求1所述的一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置，其特征在于：所述故障监控装置(5)还包括电池(59)以及第一选择模块(55)，所述第一选择模块(55)用于选择电池(59)或是AC/DC转换模块(4)来与故障监控装置(5)内的其他模块的供电接口实现电连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置，其特征在于：所述天线包括内置天线(562)和外置天线(561)，所述内置天线(562)与通讯模块(53)安装在同一电路板上，所述外置天线(561)安装在柜体(1)外，所述天线与通讯模块(53)之间设有第二选择模块(54)，所述第二选择模块(54)用于选择内置天线(562)或是外置天线(561)来上传信号。

6.根据权利要求5所述的一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置，其特征在于：所述第二选择模块(54)包括状态检测器(541)和电磁开关(542)，所述状态检测器(541)用于检测外置天线(561)的连接情况并输出相应的状态信号，所述电磁开关(542)耦接于状态检测器(541)以接收状态信号并响应状态信号以连通通讯模块(53)和内置天线(562)。

7.根据权利要求1所述的一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置，其特征在于：所述故障监控装置(5)还包括温湿度检测模块(58)，所述温湿度检测模块(58)用于检测柜体(1)内的温度、湿度并输出相应的温湿度信号，所述处理模块(52)的输入端耦接于温湿度检测模块(58)以接收温湿度信号并通过通讯模块(53)发出温湿度信号。

8.根据权利要求1所述的一种基于NB-lot技术具备故障自诊断功能的电压监测装置，其特征在于：所述位移监控模块(51)包括3轴加速度传感器和3轴磁场传感器，所述3轴加速度传感器和3轴磁场传感器均安装到电压监测仪(3)上。

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