隔离开关设备及开关柜远程监控装置的制作方法

本实用新型涉及高压开关柜技术领域，尤其是涉及一种隔离开关设备及开关柜远程监控装置。

背景技术：

我国的开关电器已经初步形成了智能型低压断路器、智能型接触器、智能型开关柜、智能型预装式变电站等一系列产品，并在电力系统中得到了应用。电器智能化是现代化社会生成和生活向开关电器领域提出了更高的要求，同时在开关电器中引入高新技术，对提升供配电系统的性能和可靠性具有重要意义。

目前，无人值守的变电站及开关柜日渐增多，隔离开关远程操作时，不能实时看到操作状态，存在故障隐患，给操作人员造成很大困扰。开关柜常见故障中，其中一类是由于隔离开关机构故障造成开关分合不到位，引起过热、烧蚀、绝缘破坏甚至危害人身安全的事故发生。因此，现有开关柜的设计中多数采用了玻璃观察窗，用于确认开关状况。

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的开关柜由于柜体机构位置、体积等限制，观察窗的视野角度、位置往往不便于观测，而且也增加了柜体制作工艺难度。特别是充气柜的箱体，增加的窗体改变了箱体应力结构，大幅提高了设计复杂度。因此，现有技术存在监测隔离开关的动作状态困难的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供隔离开关设备及开关柜远程监控装置，以缓解现有技术存在的监测隔离开关的动作状态困难的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种隔离开关设备，包括：开关装置、监控摄像头、存储器和开关数据传输装置；

所述开关装置根据隔离开关的分合闸动作生成开关动作信息；

所述监控摄像头根据所述开关动作信息采集开关动作影像；

所述开关数据传输装置读取并发送所述开关动作影像至存储器；

所述存储器接收并存储所述开关动作影像。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述开关装置为隔离开关或断路器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述监控摄像头为视角可调摄像头。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述存储器为闪存存储器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述开关数据传输装置通过串行总线与所述存储器连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种开关柜远程监控装置，包括微控制器、状态监测装置、显示器和上述的隔离开关设备；

所述状态监测装置、所述显示器、所述隔离开关设备分别和所述微控制器相连接；

所述微控制器读取所述隔离开关设备的存储器中的开关动作影像，并将所述开关动作影像发送至所述显示器；

所述状态监测装置监测开关柜内的运行状态，并生成监测数据；

所述显示器接收并显示所述开关动作影像。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述状态监测装置包括环境温湿度监测装置、真空监测装置和绝缘监测装置；

所述环境温湿度监测装置生成环境温湿度数据；

所述真空监测装置识别真空断路器的真空状态，生成真空监测数据；

所述绝缘监测装置根据绝缘子发出的放电超声波生成绝缘子监测数据。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括告警模块；

所述告警模块根据所述监测数据启动告警。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括热源感知模块；

所述热源感知模块判断环境范围内热源的距离，当距离小于响应距离时，发送照明响应信号。

结合第二方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述显示器还包括照明模块；

所述照明模块在用户对所述显示器进行触摸操作时启动照明；

所述照明模块还根据所述照明响应信号启动或关闭照明。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例所提供的隔离开关设备及开关柜远程监控装置，包括微控制器、状态监测装置、显示器和隔离开关设备，状态监测装置、显示器、隔离开关设备分别和微控制器相连接，微控制器读取隔离开关设备的存储器中的开关动作影像，并将开关动作影像发送至显示器，状态监测装置监测开关柜内的运行状态，并生成监测数据，显示器接收并显示开关动作影像。其中，隔离开关设备包括：开关装置、监控摄像头、存储器和开关数据传输装置，开关装置根据隔离开关的分合闸动作生成开关动作信息，监控摄像头根据开关动作信息采集开关动作影像，开关数据传输装置读取并发送开关动作影像至存储器，存储器接收并存储开关动作影像。该技术方案通过将影像远程传输技术与隔离开关状态实时监测相结合，实现了对高压开关柜内关键断点的实时监测，为故障排查及设备维修提供了依据，缓解了现有技术存在的监测隔离开关的动作状态困难的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的隔离开关设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的隔离开关设备的外观图；

图3为本实用新型实施例提供的开关柜远程监控装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的开关柜远程监控装置中，状态监测装置的具体结构示意图。

图标：

100-隔离开关设备；110-开关装置；120-监控摄像头；130-存储器；140-开关数据传输装置；200-微控制器；300-状态监测装置；310-环境温湿度监测装置；320-真空监测装置；330-绝缘监测装置；400-显示器；410-照明模块；500-告警模块；600-热源感知模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

目前，开关电器在电力系统中起着控制和保护等重要作用。随着电力系统自动化水平的不断提高以及智能电网技术发展，对开关柜可靠性要求越来越高，要求开关电器与变电站综合自动化、配电自动化的发展相适应和配套。智能化开关电器是在传统的开关设备中引入计算机技术、数字处理技术和网络通信技术而发展起来的新一代开关电器。现有的开关柜由于柜体机构位置、体积等限制，观察窗的视野角度、位置往往不便于观测，而且也增加了柜体制作工艺难度。特别是充气柜的箱体，增加的窗体改变了箱体应力结构，大幅提高了设计复杂度。基于此，本实用新型实施例提供的隔离开关设备及开关柜远程监控装置，可以实现对高压开关柜的关键断点的实时监测，为故障排查及设备维修提供依据。

实施例一：

参见图1，本实用新型实施例提供的隔离开关设备的结构示意图。本实用新型实施例提供的隔离开关设备100，包括：开关装置110、监控摄像头120、存储器130和开关数据传输装置140。

开关装置根据隔离开关的分合闸动作生成开关动作信息。具体的，高压开关柜内的开关装置在接收到控制信号之后，会对该控制信号做出分闸或合闸的动作响应，来实现电路的调整切换，针对与每次控制信号所做出的响应动作，开关装置都会生成开关动作信息，动作信息包括动作元器件的名称、编码、动作时间和动作类型。

监控摄像头根据开关动作信息采集开关动作影像。具体的，监控摄像头安装在高压开关柜内部，保证视野范围内记录到的开关装置的影像清晰完整，设备正常运行时，监控摄像头开启，对目标区域内的开关装置进行摄像记录，当开关装置进行动作而生成开关动作信息时，监控摄像头将开关动作后的运行状态进行图片采集，生成静态的图像记录，摄像记录与图像记录组成了开关装置的开关动作影像。该技术方案通过对开关动作的静态及动态的采集，精准的掌握了开关装置的工作状态，能够清晰的观察到开关装置的分(合)闸到位情况，避免由于开关装置故障，造成开关分(合)闸不到位，引起过热、烧蚀、绝缘破坏甚至危害人身安全的事故发生。

开关数据传输装置读取并发送开关动作影像至存储器。具体的，开关数据传输装置通过数据传输的方式读取监控摄像头记录生成的开关动作影像，并将该影像即时发送至与其连接的存储器。

存储器接收并存储开关动作影像。具体的，存储器接收开关数据传输装置发送的开关动作影像，并存储该影像。该技术方案保证了开关影像数据的安全性，以防数据文件因设备故障等原因丢失或损坏，为后续的故障排查和维修检测提供了查询依据。

本实用新型实施例提供的隔离开关设备中，开关装置为隔离开关或断路器。具体的，隔离开关即在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件下的电流的开关设备。断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。

如图2所示，为本实用新型实施例提供的隔离开关设备的外观图。本实用新型实施例提供了第一方面的隔离开关设备中，监控摄像头为视角可调摄像头。具体的，开关柜在使用过程中，可能由于维修或更换元器件等原因，监控摄像头的当前摄录范围因目标对象的位置调整不能完整清晰的进行记录，监控摄像头采用视角可调摄像头，能够根据目标对象的位置调整进行视角的调整，便于对目标元器件的观察监测。

本实用新型实施例提供的隔离开关设备中，存储器为闪存存储器。具体的，闪存存储器为计算机可读取存储介质，存储介质还可以为U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储数据文件的介质。

本实用新型实施例提供的隔离开关设备中，开关数据传输装置通过串行总线与存储器连接。串行总线是连接外部设备的一个串口总线标准，其具有支持热插拔和即插即用的特点。当设备插入时，主机枚举此设备并加载所需的驱动程序。

本实用新型实施例所提供的隔离开关设备通过将影像远程传输技术与隔离开关状态实时监测相结合，实现了对高压开关柜的关键断点的实时监测，为故障排查及设备维修提供了依据。

实施例二：

如图3所示，本实用新型实施例提供的开关柜远程监控装置的结构示意图。本实用新型实施例还提供一种开关柜远程监控装置，包括微控制器200、状态监测装置300、显示器400和上述的隔离开关设备100。

本实用新型实施例提供的隔离开关设备，与上述实施例提供的隔离开关设备具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

状态监测装置、显示器、隔离开关设备分别和微控制器相连接。具体的，状态监测装置的输出端与微控制器的输入端相连接，将监测数据传输至微控制器，显示器的输入端与微控制器的输出端相连接，显示监测数据及隔离开关设备的开关动作影像，隔离开关设备的输出端与微控制器的输入端相连接，传输隔离开关设备的开关动作影像。

微控制器读取隔离开关设备的存储器中的开关动作影像，并将开关动作影像发送至显示器。具体的，微控制器与隔离开关设备的存储器进行数据连接，存储器通过数据传输的方式将开关动作影像传送至微控制器。微控制器再将开关动作影像传输至显示器进行显示。

状态监测装置监测开关柜内的运行状态，并生成监测数据。具体的，开关柜内各元器件及装置设备的运行情况直接影响电力系统网络的安全性和可靠性，因此，对开关柜内的运行状态的监测是电力系统安全保障的重要环节，监测数据包括环境温湿度数据、开关动作信息、开关动作影像、真空监测数据和绝缘子监测数据。

显示器接收并显示开关动作影像。具体的，显示器接收微控制器发送的开关动作影像，并在显示器中进行显示。该技术方案中操作人员能够选择监测时间，直观的观察到隔离开关设备的运行状态，为设备维修和故障排查提供了依据。

如图4所示，本实用新型实施例提供的开关柜远程监控装置中，状态监测装置的具体结构示意图。本实用新型实施例提供的开关柜远程监控装置中，状态监测装置300包括环境温湿度监测装置310、真空监测装置320和绝缘监测装置330。

环境温湿度监测装置生成环境温湿度数据。具体的，该环境温湿度监测装置为温湿度传感器，进一步的，为SHT11单芯片传感器，该传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度符合传感器，具有高可靠性与高稳定性的特点。SHT11单芯片传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，湿度值输出分辨率为14位，温度值输出分辨率为12位。该温湿度传感器能够实时检测并记录电力设备空间环境内的温度变化，预测可能因其火灾或者开关柜故障的局部过热情况，提高了供电可靠性。

温湿度传感器将检测到的温度信息T_e和湿度信息φ_e生成环境温湿度数据。其中，开关柜的温度信息T_e超过异常温度阈值T_a且不高于故障温度阈值T_f时，则定义设备运行异常，此时的T_e即为异常数据。温度信息T_e超过故障温度阈值T_f时，则定义设备运行故障。同理，开关柜的湿度信息φ_e超过异常温度阈值φ_a且不高于故障温度阈值φ_f时，则定义设备运行异常，此时的φ_e即为异常数据。湿度信息φ_e超过故障温度阈值φ_f时，则定义设备运行故障。当设备运行异常时，环境温度和湿度都已超出设备的正常工作范围值，是设备发生故障的过渡阶段，对设备运行状况实时监控，为设备维修争取准备时间。通过实时检测开关柜内的环境温湿度的变化情况，有效防止开关柜内因空间温度或触头温度过高而引起火灾、爆炸，保证了用户用电的安全可靠。

真空监测装置识别真空断路器的真空状态，生成真空监测数据。具体的，由于长期的扩散、波纹管疲劳引起的泄漏或者灭弧室内吸气材料活性丧失等原因，使真空灭弧室内的压强升高，当达到一定程度时将对真空开关的性能产生不利影响，严重时将导致断路器动作的失败。真空监测装置通过检测真空灭弧室周围的电场变化，能够实时分辨真空断路器的真空状态，识别真空断路器漏气阶段、大气状态故障，并准确报告故障相，生成真空监测数据。

绝缘监测装置根据绝缘子发出的放电超声波生成绝缘子监测数据。具体的，绝缘子是用来支持和固定母线与带电导体、并使带电导体间或导体与大地之间有足够的距离和绝缘。绝缘子应具有足够的电气绝缘强度和耐潮湿性能，保证了线路的使用和运行寿命。当绝缘子内部出现裂隙、绝缘子表面破损、绝缘阻抗降低、污闪等情况时，绝缘子会由于放电发出声波，通过特殊设计的七阶滤波器将背景噪声去除，监测放电超声波的特征参数可判断是否存在劣质绝缘子，并能具体将其定位，生成相应的绝缘子监测数据。

本实用新型实施例提供的开关柜远程监控装置中，还包括告警模块500，告警模块根据监测数据启动告警。具体的，告警包括异常告警和故障告警，当监测数据出现异常时，即设备运行出现异常，告警模块启动异常告警；当设备运行出现故障时，告警模块启动故障告警。告警方式分别为异常指示灯常亮和故障指示灯常亮。

本实用新型实施例提供的开关柜远程监控装置中，还包括热源感知模块600。具体的，热源感知模块判断环境范围内热源的距离，当距离小于响应距离时，发送照明响应信号。具体的，当有移动的热源经过其正前方3米内的响应距离的范围时，热源感知模块发送照明响应信号至显示器，当移动热源移动至响应距离范围之外时，发送对应的照明响应信号至显示器。

本实用新型实施例提供的开关柜远程监控装置中，显示器还包括照明模块410。照明模块在用户对显示器进行触摸操作时启动照明，便于操作人员进行操作查看。照明模块还根据照明响应信号启动或关闭照明。具体的，照明模块还根据照明响应信号自动点亮屏幕或关闭屏幕，以节约电力并延长寿命。

本实用新型实施例所提供的隔离开关设备及开关柜远程监控装置，包括微控制器、状态监测装置、显示器和隔离开关设备，状态监测装置、显示器、隔离开关设备分别和微控制器相连接，微控制器读取隔离开关设备的存储器中的开关动作影像，并将开关动作影像发送至显示器，状态监测装置监测开关柜内的运行状态，并生成监测数据，显示器接收并显示开关动作影像。其中，隔离开关设备包括：开关装置、监控摄像头、存储器和开关数据传输装置，开关装置根据隔离开关的分合闸动作生成开关动作信息，监控摄像头根据开关动作信息采集开关动作影像，开关数据传输装置读取并发送开关动作影像至存储器，存储器接收并存储开关动作影像。该技术方案通过将影像远程传输技术与隔离开关状态实时监测相结合，实现了对高压开关柜的关键断点的实时监测，为故障排查及设备维修提供了依据，缓解了现有技术存在的监测隔离开关的动作状态困难的技术问题。

本实用新型实施例的描述中，所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。