本实用新型涉及电力系统技术、电力监控技术、电力通信网络技术等领域，具体的说，是一种远程传输控制的供配电箱异常预警装置。
背景技术：
电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、优质的电能。
电力系统的主体结构有电源（各类发电厂、站，它将一次能源转换成电能），电力网络（变电所（升压变电所、负荷中心变电所等），输电、配电线路）和负荷中心。各电源点还互相联接以实现不同地区之间的电能交换和调节，从而提高供电的安全性和经济性。输电线路与变电所构成的网络通常称电力网络。电力系统的信息与控制系统由各种检测设备、通信设备、安全保护装置、自动控制装置以及监控自动化、调度自动化系统组成。电力系统的结构应保证在先进的技术装备和高经济效益的基础上，实现电能生产与消费的合理协调。
电力网络由电源的升压变电所、输电线路、负荷中心变电所、配电线路等构成。它的功能是将电源发出的电能升压到一定等级后输送到负荷中心变电所，再降压至一定等级后，经配电线路与用户连接。
电力系统中网络结点千百个交织密布，有功潮流、无功潮流、高次谐波、负序电流等以光速在全系统范围传播。它既能输送大量电能，创造巨大财富，也能在瞬间造成重大的灾难性事故。为保证系统安全、稳定、经济地运行，必须在不同层次上依不同要求配置各类自动控制装置与通信系统，组成信息与控制子系统。它成为实现电力系统信息传递的神经网络，使电力系统具有可观测性与可控性，从而保证电能生产与消费过程的正常进行以及事故状态下的紧急处理。
电力系统的运行指组成电力系统的所有环节都处于执行其功能的状态。电力系统运行中，由于电力负荷的随机变化以及外界的各种干扰（如雷击等）会影响电力系统的稳定，导致系统电压与频率的波动，从而影响系统电能的质量，严重时会造成电压崩溃或频率崩溃。电力系统运行分为正常运行状态与异常运行状态。其中，正常状态又分为安全状态和警戒状态；异常状态又分为紧急状态和恢复状态。电力系统运行包括了所有这些状态及其相互间的转移。各种运行状态之间的转移需通过不同控制手段来实现。
电力系统在保证电能质量、实现安全可靠供电的前提下，还应实现经济运行，即努力调整负荷曲线，提高设备利用率，合理利用各种动力资源，降低燃料消耗、厂用电和电力网络的损耗，以取得最佳经济效益。
根据电力系统中装机容量与用电负荷的大小，以及电源点与负荷中心的相对位置，电力系统常采用不同电压等级输电（如高压输电或超高压输电），以求得最佳的技术经济效益。根据电流的特征，电力系统的输电方式还分为交流输电和直流输电。交流输电应用最广。直流输电是将交流发电机发出的电能经过整流后采用直流电传输。
由于自然资源分布与经济发展水平等条件限制，电源点与负荷中心多处于不同地区。由于电能目前还无法大量储存，输电过程本质上又是以光速进行，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就成为制约电力系统结构和运行的根本特点 。
电力监控系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，为变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统，在变配电监控中发挥了核心作用，可以帮助企业消除孤岛、降低运作成本，提高生产效率，加快变配电过程中异常的反应速度。
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的。它同电力系统的继电保护及安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础；是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段；是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此，世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网。
我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成了一个以北京为中心覆盖全国30个省（市、区）的立体交叉通信网。整个中国电力通信的发展，从无到有，从小到大，从简单技术到当今先进技术，从较为单一的通信电缆和电力线载波通信手段到包含光纤、数字微波、卫星等多种通信手段并用，从局部点线通信方式到覆盖全国的干线通信网和以程控交换为主的全国电话网、移动电话网、数字数据网，无不展现出电力通信发展的辉煌成就。随着通信行业在社会发展中作用的提高，以电力通信网为基础的业务不再仅仅是最初的程控语音联网、调度时时控制信息传输等窄带业务，逐渐发展到同时承载客户服务中心、营销系统、地理信息系统（GIS）、人力资源管理系统、办公自动化系统（OA）、视频会议、IP电话等多种数据业务。电力通信在协调电力系统发、送、变、配、用电等组成部分的联合运转及保证电网安全、经济、稳定、可靠的运行方面发挥了应有的作用，并有利的保障了电力生产、基建、行政、防汛、电力调度、水库调度、燃料调度、继电保护、安全自动装置、远动、计算机通信、电网调度自动化等通信需要。虽然电力通信的自身经济效益暂时不能得以直接体现出来，但它所产生并隐含在电力生产及管理中的经济效益是巨大的。
进入信息与通信技术时代。电信技术的发展趋势是：网络业务应用ip化，网络交换技术分组化，网络基础设施宽带化，网络功能结构简单化，三网融合的一体化。
电力系统发展电信具有潜力和资源优势。潜力即电力通信拥有覆盖全国电力系统的专用通信网，拥有丰富的通信网络基础设施。资源优势，首先体现在长途传输方面，利用输电线路敷设地线缠绕光缆（gwwop）、自承式光缆（adss）、地线复合光缆（opgw）等电力特殊光缆可迅速形成长途通信能力。电力特殊光缆受外力破坏的可能性小，可靠性高，而且技术已经成熟，特别是opgw技术，在国内已经广泛应用。其次体现在本地传输方面，城市内电力系统的杆路、沟道可用于通信服务，在宽带接入网方面发挥重要作用。
配电箱（供配电箱）是数据上的海量参数，一般是构成低压林按电气接线，要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，构成低压配电箱。正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。
配电箱具有体积小、安装简便，技术性能特殊、位置固定，配置功能独特、不受场地限制，应用比较普遍，操作稳定可靠，空间利用率高，占地少且具有环保效应的特点。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种远程传输控制的供配电箱异常预警装置，利用传感器技术对供配电箱内的设施设备进行实时监测，并能够实时监测供配电箱设置区域内的非电量信息，且通过录波技术将供配电箱内电气设备瞬态信号进行波形记录，并当出现运行故障或周围出现可疑状况时，能够及时报警操作，从而达到预警的目的；并结合云端和远程管理设备进行多节点管理，使得使用者（技术员）能够及时知晓该供配电箱的运行状态及周边环境情况，为供配电箱安全稳定的运行提供保障。
本实用新型通过下述技术方案实现：一种远程传输控制的供配电箱异常预警装置，依附于供配电箱而设置，设置有传感器电路、录波仪、报警设备、采集系统、云端系统及管理系统，所述传感器电路、录波仪设置于供配电箱上，所述报警设备设置在供配电箱外部，传感器电路、录波仪、报警设备皆与采集系统相连接，采集系统通过Internet与云端系统信息交互，采集系统还通过电力通信网络与管理系统进行信息交互。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述采集系统内设置有PLC电路、数据采集器、热成像仪及无线通信电路，所述PLC电路通过总线连接传感器电路、录波仪及报警设备，PLC电路连接数据采集器，数据采集器连接无线通信电路，无线通信电路通过Internet与云端系统信息交互，且无线通信电路还通过电力通信网络与管理系统进行信息交互；所述热成像仪设置在供配电箱安装区域内且与数据采集器相连接。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述传感器电路内设置有通过总线与PLC电路相连接的温度传感器和湿度传感器，且温度传感器和湿度传感器在供配电箱的内部和外部皆有设置。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述传感器电路内还设置有通过总线与PLC电路相连接的电压传感器和电流传感器，且电压传感器和电流传感器采集供配电箱内电气设备的出入端电压和电流值。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述数据采集器上还设置有数据存储器组。数据存储器组优选采用SD卡、FLASH储存及网络储存器构成的存储器组合设备，其中，网络储存器优选采用西部数据My Book Live(WDBACG0020HCH)。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述无线通信电路包括WIFI、3G、4G中的一种或多种通信模块电路接入Internet；且无线通信电路还包括电力网络桥接器接入电力通信网络。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述管理系统通过由路由器和防火墙所构成的网关设备及电力猫接入电力通信网络。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述管理系统连接路由器，路由器连接防火墙，防火墙连接电力猫，电力猫接入电力通信网络。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述防火墙采用VPN防火墙。
进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述总线采用CAN总线或I2C总线。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本实用新型利用传感器技术对供配电箱内的设施设备进行实时监测，并能够实时监测供配电箱设置区域内的非电量信息，且通过录波技术将供配电箱内电气设备瞬态信号进行波形记录，并当出现运行故障或周围出现可疑状况时，能够及时报警操作，从而达到预警的目的；并结合云端和远程管理设备进行多节点管理，使得使用者（技术员）能够及时知晓该供配电箱的运行状态及周边环境情况，为供配电箱安全稳定的运行提供保障；整个预警装置具有设计科学、工作稳定、监控效果好、预警效果优良等优点。
（2）本实用新型传感器数据采集的对象主要是供配电箱内外的温度、湿度，供配电箱内电气设备输入输出的电压值、电流值，录波仪主要记录供电源输入配电箱内电气设备的瞬态信号波形和供配电箱内电气设备输出后的瞬态信号波形。
（3）本实用新型结合PLC技术将各传感器所采集信号以及录波仪所记录的波形数据汇总值数据采集器内，并利用数据采集器下达报警设备工作指令；而后通过无线通信的方式将汇总的数据通过Internet传输到云端系统，通过电力通信网络传输值管理系统，使得管理者能够基于两种通信网络进行远程管理，从而当某一种通信网络架构出现故障时，还能够用另一种通信网络进行远程管理，达到长期有效的远程监管的目的。
（4）本实用新型无线通信电路采用基于WIFI、3G、4G中任一中模式接入Internet与云端系统进行数据通信；且无线通信电路还通过电力网络桥接器接入电力通信网络，实现与管理系统进行数据通信，使得前端和远程之间的连接更加便捷。
（5）本实用新型设置的管理系统和云端系统皆可以实时获取数据，并存储、统计和管理，对传感器采集到的数据进行分析处理及参数预设等，同时能够接收有热成像仪所拍摄的实时图像数据，判断周围环境状态，并能够下发控制指令，使得报警设备能够当出现异常状况时及时报警。
（6）本实用新型能够实现当温度、湿度、电流或电压值超过阈值时，声光报警，并可以记录异常产生前后的各类数据，也可通过RS485输出至无线通信电路上，而后通过Internet或电力通信网络与远端进行数据交互。
附图说明
图1为本实用新型架构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
值得注意的是，在本实用新型的实际应用中，不可避免的会应用到软件程序，但申请人在此声明，该技术方案在具体实施时所应用的软件程序皆为现有技术，在本申请中，不涉及到软件程序的更改及保护，只是对为实现发明目的而设计的硬件架构的保护。
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横 向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也 可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1：
本实用新型设计出一种远程传输控制的供配电箱异常预警装置，利用传感器技术对供配电箱内的设施设备进行实时监测，并能够实时监测供配电箱设置区域内的非电量信息，且通过录波技术将供配电箱内电气设备瞬态信号进行波形记录，并当出现运行故障或周围出现可疑状况时，能够及时报警操作，从而达到预警的目的；并结合云端和远程管理设备进行多节点管理，使得使用者（技术员）能够及时知晓该供配电箱的运行状态及周边环境情况，为供配电箱安全稳定的运行提供保障；整个预警装置具有设计科学、工作稳定、监控效果好、预警效果优良等优点，如图1所示，特别采用下述设置结构：依附于供配电箱而设置，设置有传感器电路、录波仪、报警设备、采集系统、云端系统及管理系统，所述传感器电路、录波仪设置于供配电箱上，所述报警设备设置在供配电箱外部，传感器电路、录波仪、报警设备皆与采集系统相连接，采集系统通过Internet与云端系统信息交互，采集系统还通过电力通信网络与管理系统进行信息交互。
在设计使用时，优选的将传感器电路设置在供配电箱上，用于对供配电箱内外的温度变化值、供配电箱内外的湿度变化值、供配电箱内电气设备输入输出的电压值、电流值等信息进行采集；录波仪主要记录供电源输入配电箱内电气设备的瞬态信号波形和供配电箱内电气设备输出后的瞬态信号波形；
所述采集系统用于对传感器电路所输出的数据及录波仪所输出的数据进行收集，并能够下发指令至报警设备上；
所述报警设备，优选采用声光报警器，用于进行异常状态报警，当出现供配电箱运行异常时，能够在采集系统的控制下自动报警，亦可通过云端系统或管理系统下发报警指令进行被动报警；
所述管理系统，部署在远端，能够将采集系统传输至电力通信网络中的监控信息进行收集，并将收集到的监控信息进行数据整合、储存、统计、管理等操作，并能够实现各种控制策略或处理策略的预制，同时能够下发控制指令或操作指令到采集系统内，然后通过采集系统管理控制及操作控制传感器电路或/和录波仪或/和报警设备。
实施例2：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述采集系统内设置有PLC电路、数据采集器、热成像仪及无线通信电路，所述PLC电路通过总线连接传感器电路、录波仪及报警设备，PLC电路连接数据采集器，数据采集器连接无线通信电路，无线通信电路通过Internet与云端系统信息交互，且无线通信电路还通过电力通信网络与管理系统进行信息交互；所述热成像仪设置在供配电箱安装区域内且与数据采集器相连接，优选的数据采集器与无线通信电路之间采用RS485通信协议电路连接。
在设计使用时，PLC电路，基于PLC（Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器）技术而设计，能够提高数据采集的可靠性，避免出现采集失误或漏采的情况发生，从而使得整个预警装置的稳定性和数据有效性得到提高；
PLC电路将采集并转换后代表温度、湿度、电压、电流、瞬态信号的电量信息传输至数据采集器内，使得数据采集器能够对所采集的数据进行分类整合、储存、统计、管理等操作，并将需要传输至管理系统或云端系统的数据处理成能够通过无线通信带宽传输的信号，而后通过无线通信电路分别接入到Internet和电力通信网络内，使得云端系统能够从Internet内拾得数据采集器所传输出来的数据，管理系统能够从电力通信网络中拾得数据采集器所传输出来的数据；在供配电箱安装区域内还设置有用于监测该处环境状态的热成像仪，热成像仪全天候的对该处环境状态进行监测，当出现有人异常对待供配电箱时，数据采集器、管理系统、云端系统能够根据环境异常图像自动化的对报警设备下达报警指令。
实施例3：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述传感器电路内设置有通过总线与PLC电路相连接的温度传感器和湿度传感器，且温度传感器和湿度传感器在供配电箱的内部和外部皆有设置。
在设计使用时，湿度传感器能够对供配电箱的外部环境湿度信息、供配电箱内部湿度信息进行实时采集，并将湿度变化值信息转换为电量信号变化值信息以便通过PLC电路上传到数据采集器内；
温度传感器能够对供配电箱内温度值（变化值）信息、供配电箱内电气设备温度值（变化值）信息和供配电箱设置区域温度值（变化值）信息进行实时采集，并将温度值（变化值）信息转换为电量信号以便通过PLC电路上传到数据采集器内。
实施例4：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述传感器电路内还设置有通过总线与PLC电路相连接的电压传感器和电流传感器，且电压传感器和电流传感器采集供配电箱内电气设备的出入端电压和电流值。
所述电压传感器用于采集供配电箱内电气设备输入端的电压值信息和从供配电箱内电气设备输出端的电压值信息；所述电流传感器用于采集供配电箱内电气设备输入端的电流值信息和从供配电箱内电气设备输出端的电流值信息；并将采集所得电压值信息和电流值信息通过PLC电路传输至数据采集器内。
实施例5：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述数据采集器上还设置有数据存储器组。数据存储器组优选采用SD卡、FLASH储存及网络储存器构成的存储器组合设备，其中，网络储存器优选采用西部数据My Book Live(WDBACG0020HCH)，在设计使用时，数据存储器组能够将数据采集器所收集的前端传感器采集信息、热成像仪拍摄信息，云端系统和管理系统下发的指令信息等进行备份储存。
实施例6：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述无线通信电路包括WIFI、3G、4G中的一种或多种通信模块电路接入Internet；且无线通信电路还包括电力网络桥接器接入电力通信网络，采用基于WIFI、3G、4G中任一中模式进行数据通信，使得数据采集器和云端系统之间的连接更加便捷，并去利用电力网络桥接器实现数据采集器所采集的信息通过电力通信网络传输至管理系统内；在设置时，无线通信电路包括采用WIFI、3G、4G中任一种或多种通信模块电路和电力网络桥接器，且两者（WIFI模块、3G模块、4G模块和电力网络桥接器）采用同一封装结构或单独设置。
实施例7：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述管理系统通过由路由器和防火墙所构成的网关设备及电力猫接入电力通信网络。
实施例8：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述管理系统连接路由器，路由器连接防火墙，防火墙连接电力猫，电力猫接入电力通信网络，在使用时，管理系统将通过由路由器和防火墙所构成的网关设备以及电力猫接入到电力通信网络上，在进行网关设备的搭建时，优选的采用路由器与管理系统进行数据交互，防火墙电力猫进行数据交互，电力猫与电力通信网络进行数据交互，最终实现管理系统与数据采集器的信息交互。
电力网络桥接器俗称电力猫，是PLC（电力线通信）技术的最新应用和发展。
电力网络桥接器，是一种把网络信号调制到电线上，利用现有的电线来解决网络布线问题的设备。作为科技催生的第三代网络传输设备，电力猫正在以其独特优势风靡全球。其工作原理就是利用电线传送高频信号，把载有信息的高频信号加载于电流上，然后利用电力传输。接受信息的电力网络桥接器再把高频信号从电流中分解出来，从而在不需要重新布线的基础上实现上网、打电话、观看IPTV和使用监控设备等多种应用。
实施例9：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述防火墙采用VPN防火墙，能够避免电力通信网络中的病毒对管理系统进行攻击，使得整个预警装置的运行可靠性得到保障。
实施例10：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述总线采用CAN总线或I2C总线。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。