一种红外巡检报警电表箱及工作方法与流程

本发明涉及一种红外巡检报警电表箱及工作方法。

背景技术：

电表，电能表的简称，是用来测量电能的仪表，又称电度表、火表、电能表、千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。传统的电表是一户一表的，电表放在一个电表箱内，电表箱主要用于保护计量电力用量的电表，将电表与外界环境隔离。市政、小区、电信、电力、农网、工厂、企业、机关、热力、消防等有公共设施的地方都需要安装电表，也就需要电表箱。

电表的壳体以及空气开关的壳体通常为塑料的，在电表超负荷或者是短路的情况下，经常会导致电表箱内元器件烧毁，在发生的事故中，空气开关接线端一侧烧毁占到事故中的一半以上，而烧毁后需要人工依次进行排查，不能及时发现并自动报警，影响正常供电，严重情况可能引发火灾，造成不必要的伤害。

中国专利授权公开号CN2024342141U公开了一种电表箱智能监管系统，其包括电源部分、监控模块、微动开关、温度检测部分、以太网通讯接口模块和远程监控中心；本实用新型通过微动开关采样电表箱门的开关状态，通过温度检测部分得知系统工作温度，并可通过监控模块控制电力开关以控制电力供给。监控模块实时采集电表箱的状态，并可定时自检及将检测的状态发给远程监控中心，实时接收管理员手机及远程监控中心监控平台命令并做出相应动作。

此监管系统通过设置在电表箱各相线接点上的温度传感器检测各相线温度，所用材料成本高，大型电表箱或电控柜中不具有实施条件，同时检测装置直接安装在相线上，检测到的温度受环境影响巨大，存在相线温度还没达到温度传感器的报警温度时相线温度已经受环境温度影响而下降，造成发生事故时不能及时报警，响应缓慢，存在漏报风险。

中国专利授权公开号CN105471097A公开了一种户表箱监测装置及其监测反馈方法，属于电表箱监控装置领域，包括通信装置和数据处理装置，数据处理装置连接到通信装置的串口，数据处理装置的信号接收端接收温度信息和烟浓度信息，通信装置检测电表箱的开关开合信息、温度报警信息、户表箱门开合信息，由通信装置将温度信息、烟浓度信息、户表箱的开关开合信息、温度报警信息和户表箱门开合信息通过通讯装置上报主站调度系统。

此检测装置通过户表箱内的温度传感器检测箱体内的温度，不能检测出具体是哪个元器件或线路发生故障，且检测要求较高，需要产生较高的温度变化才能使温度传感器报警，此时电表箱内产生的温度变化已经对其他元器件产生了致命影响，因此检测效果不理想。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种红外巡检报警电表箱及工作方法，能够自动检测空气开关接线端烧损，确定空气开关烧损个数及位置，自动断电后报警，及时进行维护更换。

本发明解决其上述问题所采用的技术方案是：一种红外巡检报警电表箱，包括柜体和安装于柜体内的空气开关，所述空气开关安装有脱扣跳闸组件。

包括在所述柜体内侧壁上安装的纵向滑台组件，所述纵向滑台组件包括纵向支架，所述纵向支架上设置有相平行的纵向丝杠和纵向导杆，在所述纵向丝杠末端安装有纵向电机，所述纵向导杆两端分别安装上限位开关和下限位开关，在所述纵向丝杠和纵向导杆上滑动设置有一固定座，在所述固定座上设置有控制器，所述控制器中含有光敏传感器和电源模块，所述电源模块中包含充电组件。

在所述固定座上设置有横向滑台组件，所述横向滑台组件包括横向支架，所述横向支架上设置有相平行的横向丝杠和横向导杆，在所述横向丝杠末端安装有横向电机，所述横向导杆两端分别安装有左限位开关和右限位开关，在所述横向丝杠和横向导杆上滑动设置有一滑块，在所述滑块上设置有红外测温仪和报警触发组件，所述红外测温仪位于滑块底侧，并且所述红外测温仪工作面面向空气开关的接线端一侧，所述红外测温仪的底侧位于空气开关所处平面的空间上方并可以在空气开关上方通过。

所述报警触发组件分为相同结构功能的两组，即上触发组件和下触发组件，上触发组件和下触发组件分别位于滑块的上下两端，所述上触发组件包括朝向滑块底面的上安装腔，在上安装腔底部固连有上收缩弹簧，上收缩弹簧另一端为自由端，在所述上收缩弹簧的自由端上固连一横截面为T形的上铁芯，在上铁芯上套设一上电磁线圈，所述上铁芯可在上电磁线圈内滑动，所述下触发组件包括与上安装腔同侧对称设置的下安装腔，在下安装腔底部固连有下收缩弹簧，下收缩弹簧另一端为自由端，在所述下收缩弹簧的自由端上固连一横截面为T形的下铁芯，在下铁芯上套设一下电磁线圈，所述下铁芯可在下电磁线圈内滑动，所述柜体中在空气开关每相接线端两侧设置有位置开关，所述位置开关与空气开关每相接线端距离相同，所述位置开关与脱扣跳闸组件电性连接形成脱扣跳闸电器连接回路，以使空气开关自动断电。

所述固定座触碰到上限位开关后，上触发组件中的上铁芯弹出后与空气开关进线端的位置开关相触碰，所述固定座触碰到下限位开关后，下触发组件中的下铁芯弹出后与空气开关出线端的位置开关相触碰。

所述位置开关与空气开关的脱扣跳闸组件电性连接形成脱扣跳闸电气回路。

所述位置开关、纵向电机、上限位开关、下限位开关、横向电机、左限位开关、右限位开关、红外测温仪、上电磁线圈、下电磁线圈和光敏传感器分别与控制器电性连接。

优选的，所述位置开关与漏电保护型空气开关的漏电测试开关并接，以使漏电保护型空气开关断电，所述位置开关与分励脱扣跳闸开关并接，以使分励脱扣跳闸型空气开关断电。

优选的，所述固定座触碰到上限位开关后，红外测温仪与空气开关的进线端相对，所述固定座触碰到下限位开关后，红外测温仪与空气开关的出线端相对。

优选的，为了在发生电表箱停电后能与控制中心及时通信，所述充电组件包括设置在所述下限位开关上的一个与外部直流电源连接的插头，在所述控制器中的电源模块上电性连接有一插座，所述固定座触碰到下限位开关后，插座和插头相互插接，对电源模块进行充电。

优选的，为了能及时向控制中心报警，所述控制器包含有通信模块。

优选的，为了准确对故障点进行定位和断电操作，所述纵向电机和横向电机均采用伺服电机。

同时，基于以上的红外巡检报警电表箱，本发明还提供了红外巡检报警电表箱的工作方法，包括如下步骤：

步骤1：控制器处于待机状态，即：纵向丝杠上的固定座处于下限位开关处，横向丝杠上的滑块处于右限位开关处，报警触发组件中的上铁芯和下铁芯在上收缩弹簧和下收缩弹簧的作用下分别位于上安装腔和下安装腔中，插头与插座相插接，电源模块处于充电状态。

步骤2：控制器程序设定每经过△T时间，红外测温仪进行一次巡检。

步骤3：空气开关下方接线端的巡检。

步骤3.1：控制器控制横向电机正向工作，滑块在横向丝杠上向左运动，同时，红外测温仪开启，在运动过程中检测各空气开关接线端的红外热信号。

步骤3.2：在步骤3.1的红外测温仪检测过程中，如果红外测温仪没有检测到过热的红外热信号变化，则控制器控制横向电机继续正向工作，直到滑块碰触到左限位开关后，控制器控制横向电机停止工作并反转，滑块在横向丝杠上向右运动，直到滑块返回到右限位开关处后横向电机停止工作，空气开关下方接线端的巡检结束。

步骤3.3：在步骤3.1的红外测温仪检测过程中，如果红外测温仪检测到有过热的红外热信号变化，则控制器控制横向电机立即停止工作，滑块上的红外测温仪此时与相应空气开关的温度异常接线端即出线端相对，此时滑块上的下触发组件中的下铁芯位于空气开关下方相应的位置开关上方，控制器控制下触发组件中的下电磁线圈通电，下电磁线圈产生磁场将收缩的下铁芯弹出，下铁芯触发空气开关下方的位置开关，位置开关导通，使相对应空气开关的脱扣跳闸组件通电跳闸，断开相应的空气开关，同时控制器通过通信模块向控制中心发出报警信号，显示故障信息和位置，通知工作人员进行查看，随后系统执行未完的空气开关下方接线端的巡检。

步骤4：空气开关上方接线端的巡检。

空气开关下方接线端巡检结束后，控制器控制纵向电机正转，固定座在纵向丝杠上向上运动，当固定座触碰到上限位开关后，纵向电机停止工作，然后执行上述步骤3，在步骤3.3中，下触发组件停止工作，改为上触发组件工作。

步骤5：以上步骤完成一次接线端温度情况周期巡检，控制器控制纵向电机反转，固定座在纵向丝杠上向下运动，当固定座触碰到下限位开关后，纵向电机停止工作，控制器恢复待机状态。

步骤6：在红外测温仪处于待机状态时，空气开关接线端发生烧相故障，故障处会发出光，处于控制器上的光敏传感器检测到光亮变化，将变化信号传到控制器，控制器控制红外测温仪立即执行一次从步骤3到步骤5的巡检工作。

本发明具有以下有益效果：

1、通过控制器程序设定，可自动定时检测空气开关接线端故障；

2、通过光敏传感器可以在突发故障后快速自动检测空气开关接线端故障；

3、通过红外测温仪可以准确确定故障点位置和数量；

4、在检测到故障后，触发组件故障点自动断电保护；

5、在触发组件进行断电操作同时，控制器可在故障后自动上报故障信息。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明；

图1是本发明优选实施例的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的报警触发组件结构示意图。

附图中：

1、柜体，11、空气开关，12、位置开关，

2、纵向支架，21、纵向丝杠，22纵向电机，

23、纵向导杆，231、上限位开关，232、下限位开关，

24、固定座，25、插头，

3、横向支架，31、横向丝杠，311、横向电机，

32、横向导杆，321、左限位开关，322、右限位开关，

33、滑块，331、红外测温仪，

34、上触发组件，341、上安装腔，342、上收缩弹簧，343、上铁芯，344、上电磁线圈，

35、下触发组件，351、下安装腔，352、下收缩弹簧，353、下铁芯，354、下电磁线圈，

4、控制器；

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

此外,需要说明的是,除非特别说明或者指出,否则说明书中的可能涉及的术语“左”、“右”、“上”、“下”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等,而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

纵向电机22，横向电机311的“正转”“反转”等相关词语仅是用于描述的方便，不代表电机的具体运行方向。

如图1所示，一种红外巡检报警电表箱，包括柜体1和安装于柜体1内的空气开关11，空气开关11在柜体1内整齐排列，每个空气开关11安装有脱扣跳闸组件，对于漏电保护型空气开关11可以通过接通漏电测试开关使空气开关11自动断电，对于分励脱扣跳闸型空气开关11可以通过接通串接于电源和分励线圈中的分励开关使空气开关11自动断电。

脱扣跳闸组件在本发明中为脱扣器，脱扣器是用以释放保持机构并使断路器(空气开关)自动断开的装置，脱扣器包括但不限于漏电脱扣器和分励脱扣器。

分励脱扣器是一种远距离操纵分闸的附件。当电源电压等于额定控制电源电压的70％-110％之间的任一电压时，就能可靠分断断路器。分励脱扣器是短时工作制，线圈通电时间一般不能超过1S，否则线圈会被烧断。塑壳断路器为防止线圈烧毁，在分励脱扣器串联一个微动开关，当分励脱扣器通过衔铁吸合，微动开关从闭合状态转换成断开，由于分励脱扣器电源的控制线路被切断，即使人为地按住按纽，分励线圈始终不再通电就避免了线圈烧损情况的产生。当断路器再扣合闸后，微动开关重新回到闭合位置。但万能式DW45产品在出厂时要由用户在使用时在分励脱扣器线圈之前串联一组常开触头。

由于漏电保护器是一个保护装置，因此应定期检查器是否完好、可靠。漏电保护器的实验装置就是通过实验按钮和限流电阻的串联，模拟漏电路径，以检查装置能否正常动作。

红外巡检报警电表箱包括在柜体1内侧壁上安装的纵向滑台组件，纵向滑台组件包括纵向支架2，纵向支架2上设置有相平行的纵向丝杠21和纵向导杆23，在纵向丝杠21末端安装有纵向电机22，纵向导杆23两端分别安装上限位开关231和下限位开关232，在纵向丝杠21和纵向导杆23上滑动设置有一固定座24，在固定座24上设置有控制器4，控制器4中含有光敏传感器和电源模块，电源模块中包含充电组件，进一步的，充电组件包括设置在下限位开关232上的一个与外部直流电源连接的插头25，在控制器4中的电源模块上电性连接有一插座，固定座24触碰到下限位开关232后，插座和插头25相互插接，对电源模块进行充电。

在固定座24上设置有横向滑台组件，横向滑台组件与纵向滑台组件相似，包括横向支架3，横向支架3上设置有相平行的横向丝杠31和横向导杆32，在横向丝杠31末端安装有横向电机311，横向导杆32两端分别安装有左限位开关321和右限位开关322，在横向丝杠31和横向导杆32上滑动设置有一滑块33。

如图2所示，在滑块33上设置有红外测温仪331和报警触发组件，红外测温仪331位于滑块33底侧，并且红外测温仪331工作面面向空气开关11的接线端一侧，红外测温仪331的底侧位于空气开关11所处平面的空间上方并可以在空气开关11上方通过。

红外测温仪331通过物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，可以确定物体的温度。

红外测温仪331由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内置的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

报警触发组件分为上触发组件34和下触发组件35，上触发组件34和下触发组件35分别位于滑块33的上下两端，上触发组件34包括朝向滑块33底面的上安装腔341，在上安装腔341底部固连有上收缩弹簧342，上收缩弹簧342另一端为自由端，在上收缩弹簧342的自由端上固连一横截面为T形的上铁芯343，在上铁芯343上套设一上电磁线圈344，上铁芯343可在上电磁线圈344内滑动，下触发组件35包括与上安装腔341同侧对称设置的下安装腔351，在下安装腔351中有与上触发组件34结构功能相同的下收缩弹簧352、下铁芯353和下电磁线圈354，柜体1中在空气开关11每相接线端两侧设置有位置开关12，位置开关12与空气开关11每相接线端距离相同，脱扣跳闸组件与位置开关12电性连接，以使空气开关11自动断电。

位置开关12、纵向电机22、上限位开关231、下限位开关232、横向电机311、左限位开关321、右限位开关322、红外测温仪331、上电磁线圈344、下电磁线圈354和光敏传感器分别与控制器4电性连接。

进一步的，位置开关12与漏电保护型空气开关11的漏电测试开关并接，以使漏电保护型空气开关11断电，位置开关12与分励脱扣跳闸开关并接，以使分励脱扣跳闸型空气开关11断电。

进一步的，固定座24触碰到上限位开关231后，红外测温仪331与空气开关11的进线端相对，固定座24触碰到下限位开关232后，红外测温仪331与空气开关11的出线端相对。

进一步的，，固定座24触碰到上限位开关231后，上触发组件34中的上铁芯343弹出后与空气开关11进线端的位置开关12相触碰，固定座24触碰到下限位开关232后，下触发组件35中的下铁芯353弹出后与空气开关11出线端的位置开关12相触碰。

进一步的，为了能及时向控制中心报警，控制器4包含有通信模块。

进一步的，为了准确对故障点进行定位和断电操作，纵向电机22和横向电机311均采用伺服电机。

实施本发明的方法包括如下步骤：

步骤1：控制器4处于待机状态，即：纵向丝杠21上的固定座24处于下限位开关232处，横向丝杠31上的滑块33处于右限位开关322处，报警触发组件中的上铁芯343和下铁芯353在上收缩弹簧342和下收缩弹簧352的作用下分别位于上安装腔341和下安装腔351中，插头25与插座相插接，电源模块处于充电状态。

步骤2：控制器4程序设定每经过△T时间，红外测温仪331进行一次巡检。

步骤3：空气开关11下方接线端的巡检。

步骤3.1：控制器4控制横向电机311正向工作，滑块33在横向丝杠31上向左运动，同时，红外测温仪331开启，在运动过程中检测各空气开关11接线端的红外热信号。

步骤3.2：在步骤3.1的红外测温仪331检测过程中，如果红外测温仪331没有检测到过热的红外热信号变化，则控制器4控制横向电机311继续正向工作，直到滑块33碰触到左限位开关321后，控制器4控制横向电机311停止工作并反转，滑块33在横向丝杠31上向右运动，直到滑块33返回到右限位开关322处后横向电机311停止工作，空气开关11下方接线端的巡检结束。

步骤3.3：在步骤3.1的红外测温仪331检测过程中，如果红外测温仪331检测到有过热的红外热信号变化，则控制器4控制横向电机311立即停止工作，滑块33上的红外测温仪331此时与相应空气开关11的温度异常接线端即出线端相对，此时滑块33上的下触发组件35中的下铁芯353位于空气开关11下方相应的位置开关12上方，控制器4控制下触发组件35中的下电磁线圈354通电，下电磁线圈354产生磁场将收缩的下铁芯353弹出，下铁芯353触发空气开关11下方的位置开关12，位置开关12导通，使相对应空气开关11的脱扣跳闸组件通电跳闸，断开相应的空气开关11，同时控制器4通过通信模块向控制中心发出报警信号，显示故障信息和位置，通知工作人员进行查看，随后系统执行未完的空气开关11下方接线端的巡检。

步骤4：空气开关11上方接线端的巡检。

空气开关11下方接线端巡检结束后，控制器4控制纵向电机22正转，固定座24在纵向丝杠21上向上运动，当固定座24触碰到上限位开关231后，纵向电机22停止工作，然后执行红外测温仪331上方接线端的检测，如果红外测温仪331没有检测到明显的红外热信号变化，则系统执行步骤3.2程序。

如果红外测温仪331检测到有明显的红外热信号变化，则控制器4控制横向电机311立即停止工作，滑块33上的红外测温仪331此时与相应空气开关11的温度异常接线端即进线端相对，此时滑块33上的上触发组件34中的上铁芯343位于空气开关11上方相应的位置开关12上方，控制器4控制上触发组件34中的上电磁线圈344通电，上电磁线圈344产生磁场将收缩的上铁芯343弹出，上铁芯343触发空气开关11上方的位置开关12，位置开关12导通，使相对应空气开关11的脱扣跳闸组件通电跳闸，断开相应的空气开关11，同时控制器4通过通信模块向控制中心发出报警信号，显示故障信息和位置，通知工作人员进行查看，随后系统执行未完的空气开关11下方接线端的巡检。

步骤5：以上步骤完成一次接线端温度情况周期巡检，控制器4控制纵向电机22反转，固定座24在纵向丝杠21上向下运动，当固定座24触碰到下限位开关232后，纵向电机22停止工作，控制器4恢复待机状态。

步骤6：在红外测温仪331处于待机状态时，空气开关11接线端发生烧相故障，故障处会发出光，处于控制器4上的光敏传感器检测到光亮变化，将变化信号传到控制器4，控制器4控制红外测温仪331立即执行一次从步骤3到步骤5的巡检工作。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的范围，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡依本发明的要求范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均等变化与修饰，均应包括与本发明的权利要求范围内。