开关柜智能监测系统、方法与存储介质与流程

本发明涉及开关柜维护，具体涉及开关柜智能监测系统、方法与存储介质。

背景技术：

1、开关柜是一种用于电力系统或电气设备中，用于控制和保护电路的开关设备。它通常由一个操作面板、一组开关、电缆、插头、接头、报警装置、熔断器等组成部分构成。开关柜的作用是在维护和检修电气设备时，能够切断电路、保护操作人员和设备安全。开关柜的主要类型包括：

2、户内式开关柜：主要用于电力系统中，对小型设备进行操作和维护。

3、箱式开关柜：主要用于配电系统中，用于控制和保护小型电动机、电容器等设备的电路。

4、柜式开关柜：主要用于控制和保护大型电气设备，如电动机、电容器、电抗器等。

5、开关柜的使用范围非常广泛，如电力系统、通信系统、石油化工、冶金、国防等各个领域。在大多数情况下，开关柜的故障由载流发热故障问题引起，载流发热故障问题会引起开关柜内的开关设备提前老化和绝缘被破坏，甚至会引发火灾，将开关柜内其他设备全部烧毁。因此，对于开关柜内的温度监测可以保障开关柜内设备的安全。但是现有开关柜内温度监测系统，不能针对电器元件进行检测和评价。针对性较差，不能实现智能控制。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供开关柜智能监测系统，用于对开关柜的内部的电器元件进行检测和管理，所述的开关柜智能监测系统包括：

2、坐标构建模块，用于构建平面坐标系，所述的平面坐标系覆盖开关柜内部所有的电器元件，所述的平面坐标系的数量与电器元件的安装平面数一一对应。

3、元件植入模块，用于获取电器元件信息，并将电器元件植入到对应的坐标系中，获得电器元件信息-平面坐标系。

4、温度检测模块，用于实时感应坐标及对应温度，并根据坐标查找电器元件信息-平面坐标系获得电器元件温度，温度检测模块可以检测获得各个电器元件的温度。

5、温度分析模块，用于接收热源点坐标的电器元件的实时温度ti，其中，i为实时温度时间排序编号。判断当前温度ti是否大于警告温度t1，如果是，则发送报警信号，通知维护人员进行到场维护，如果否，则不发送报警信号。如果维护人员没有到场，温度持续升高，判断当前温度ti是否大于等于惯性温度其中，γ为降温能力因子，与开关柜的降温能力有关，如果是，则对编号为i的电器元件关闭，如果否，则不关闭电器元件。

6、优选的：所述的电器元件信息包括电器元件类型、安装位置、控制设备、工作温度t0、警告温度t0、上限温度t1、控制设备影响值k等。电器元件类型可以包括开关、电缆、插头、接头、报警装置、熔断器等，安装位置是各个电器元件安装的具体位置坐标，各个电器元件安装平面上的电器元件置于到对应的平面坐标系中，可以通过各个电器元件位置坐标和电器元件信息之间可以相互查找。控制设备是这个电器元件是控制工厂的何种设备等。例如控制设备为电动机、运输机、定位工位等。

7、优选的：所述的温度检测模块是红外成像仪，红外成像仪的数量与电器元件安装平面一一对应，并安装在其相对的位置，红外成像仪可以检测电器元件安装平面上的所有电器元件，红外成像仪感应电器元件安装平面的温度，并生成热图像，对热图像进行标准化处理并植入到对应的平面坐标系中，获得坐标系内的热源点，通过对热源点进行分析获得热源温度，并通过坐标查找电器元件信息-平面坐标系获得电器元件信息，从而获得电器元件的温度。

8、优选的：热图像进行标准化处理的具体步骤包括：1、获取热图像，2、对热图像进行摊平并进行标准化缩放获得标准图，3、对标准图进行处理获得各个坐标对应温度，4、以温度为竖坐标对电器元件信息-平面坐标系进行升维处理，并以对应温度、坐标工作温度t0差值为z坐标值，获得绑定电器元件信息的三维坐标系，在此处以x坐标为横坐标，y坐标为纵坐标，来构建平面坐标系，5、构建温度坐标三维面，6、对温度坐标三维面进行求二次导数且z>平均工作温度的点作为热源点。

9、优选的：所述的热图像进行摊平并进行标准化缩放的方法包括：在安装平面上安装多个标识点，标识点的数量一般为4个，处于安装的平面四角，在热图像中识别获得标识点，将热图像按照一个预设的坐标进行等比例拉伸摊平获得标准图。

10、优选的：热图像等比例缩放的方法包括：将4个标识点连线构成矩形框，对矩形框横向宽度进行识别，获得横向长度为lx，并将x坐标按照进行缩放，其中lx标为对应标识点连线的横向设定距离；对矩形框纵向宽度进行识别，获得纵向长度为ly，并将y坐标按照进行缩放，其中ly标为对应标识点连线的纵向设定距离。

11、优选的：警告温度其中ɑ为警告偏向因子。

12、优选的：警告温度其中，t0为维护处理时效。

13、本发明还包括：影响值判定模块，当发送报警信号时，计算获得相关报警影响值k，并根据报警影响值k进行等级附加提醒。

14、优选的：所述的报警影响值k获得方法包括：根据电器元件信息的控制设备查找一个预先设置的关联设备信息表，从而获得相互关联设备，并根据关联设备获得其控制设备影响值kj，其中j为关联设备的编号。计算获得报警影响值其中，m为电器元件编号，s为同一电器元件相关联设备重合影响编号，u为不同电器元件相关联的重合控制设备。

15、本发明还提供了开关柜智能监测方法，包括如下步骤：

16、s1、构建平面坐标系。

17、s2、获取电器元件信息，并将电器元件植入到对应的坐标系中，获得电器元件信息-平面坐标系。

18、s3、实时感应坐标及对应温度，并根据坐标获得电器元件温度。

19、s4、接收热源点坐标的电器元件的实时温度ti，其中，i为实时温度时间排序编号。

20、s5、判断当前温度ti是否大于警告温度t1，如果是，则执行s6，如果否，则不发送报警信号。

21、s6、发送报警信号，通知维护人员进行到场维护。

22、s7、计算获得相关报警影响值k，并根据报警影响值k进行等级附加提醒。

23、s8、判断当前温度ti是否大于等于惯性温度其中，γ为降温能力因子，如果是，则执行s8，如果否，则不关闭电器元件。

24、s9、关闭编号为i的电器元件。

25、本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。程序被处理器执行时，实现开关柜智能监测方法的步骤。开关柜智能监测方法在应用时，可以软件的形式进行应用，如设计成计算机可读存储介质可独立运行的程序，计算机可读存储介质可以是u盘，设计成u盾，通过u盘设计成通过外在触发启动整个方法的程序。

26、本发明的技术效果和优点：通过当前温度与预警温度进行对比，可以根据温度提升速度进行控制报警，实现了报警温度的智能预算，考虑到了维护时间和到场速度，评价更加智能和贴切实际，避免了不必要的报警失误和报警不及时。通过报警附加报警影响值k，可以根据具体的影响进行报警，维护人员可以根据具体情况进行紧急处理。

技术特征：

1.开关柜智能监测系统，其特征在于，所述的开关柜智能监测系统包括：

2.根据权利要求1所述的开关柜智能监测系统，其特征在于，所述温度检测模块是红外成像仪，红外成像仪的数量与电器元件安装平面一一对应，红外成像仪感应电器元件安装平面的温度，并生成热图像，对热图像进行标准化处理并植入到对应的平面坐标系中，获得坐标系内的热源点，通过对热源点进行分析获得热源温度，并通过坐标查找电器元件信息-平面坐标系获得电器元件信息，从而获得电器元件的温度。

3.根据权利要求2所述的开关柜智能监测系统，其特征在于，所述热图像进行标准化处理的具体步骤包括：1、获取热图像；2、对热图像进行摊平并进行标准化缩放获得标准图；3、对标准图进行处理获得各个坐标对应温度；4、以温度为竖坐标对电器元件信息-平面坐标系进行升维处理，并以对应温度、坐标工作温度t0差值为z坐标值，获得绑定电器元件信息的三维坐标系；5、构建温度坐标三维面；6、对温度坐标三维面进行求二次导数且z>平均工作温度的点作为热源点。

4.根据权利要求3所述的开关柜智能监测系统，其特征在于，所述的热图像进行摊平并进行标准化缩放的方法包括：在安装平面上安装多个标识点，标识点的数量为4个，处于安装的平面四角，在热图像中识别获得标识点，将热图像按照一个预设的坐标进行等比例拉伸摊平获得标准图。

5.根据权利要求4所述的开关柜智能监测系统，其特征在于，所述热图像等比例缩放的方法包括：将4个标识点连线构成矩形框，对矩形框横向宽度进行识别，获得横向长度lx，并将x坐标按照进行缩放，其中lx标为对应标识点连线的横向设定距离；对矩形框纵向宽度进行识别，获得纵向长度为ly，并将y坐标按照进行缩放，其中ly标为对应标识点连线的纵向设定距离。

6.根据权利要求1所述的开关柜智能监测系统，其特征在于，所述开关柜智能监测系统还包括：影响值判定模块，当发送报警信号时，计算获得相关报警影响值k，并根据报警影响值k进行等级附加提醒。

7.根据权利要求6所述的开关柜智能监测系统，其特征在于，所述的报警影响值k获得方法包括：根据电器元件信息的控制设备查找一个预先设置的关联设备信息表，从而获得相互关联设备，并根据关联设备获得其控制设备影响值kj，其中j为关联设备的编号，计算获得报警影响值k。

8.根据权利要求7所述的开关柜智能监测系统，其特征在于，所述报警影响值其中，m为电器元件编号，s为同一电器元件相关联设备重合影响编号，u为不同电器元件相关联的重合控制设备。

9.开关柜智能监测方法，其特征在于，所述开关柜智能监测方法包括如下步骤：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时，实现权利要求9开关柜智能监测方法的步骤。

技术总结
本发明涉及开关柜维护技术领域，具体涉及开关柜智能监测系统、方法与存储介质。所述的开关柜智能监测系统包括：坐标构建模块用于构建平面坐标系。元件植入模块用于获取电器元件信息，并将电器元件植入到对应的坐标系中。温度检测模块用于实时感应坐标及对应温度，获得电器元件温度。温度分析模块用于接收热源点坐标的电器元件的实时温度。判断当前温度是否大于警告温度，如果是，则发送报警信号，如果否，则不发送报警信号。如果维护人员没有到场，温度持续升高，判断当前温度是否大于等于惯性温度，如果否，则不关闭电器元件。通过当前温度与预警温度进行对比，实现了报警温度的智能预算，评价更加智能和贴切实际，避免了报警失误和报警不及时。

技术研发人员：姚茂法,许齐伟,董泉鑫
受保护的技术使用者：浙江茂丰电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15