变电站屏柜防误碰报警装置及系统的制作方法

本公开涉及安全管控技术领域，具体而言，涉及一种变电站屏柜防误碰报警装置及系统。

背景技术：

变电站检修技改期间，管控好继电保护及自动装置屏柜箱门、机构箱门、端子箱门是防止作业人员走错间隔，误碰误动运行设备造成设备停运及人身触电的重要防线。

目前，屏柜门的管控通常采用悬挂“运行设备”警示牌及挂红布帘的形式来防止作业人员走错屏柜，但在检修技改期间，因检修和运行区域穿插交杂，管控难度极大。

技术实现要素：

基于上述研究，本公开提供一种变电站屏柜防误碰报警装置及系统。

第一方面，本公开提供一种变电站屏柜防误碰报警装置，包括开关单元、报警单元以及控制开关。

所述开关单元与所述报警单元电连接，所述报警单元与所述控制开关电连接；所述控制开关包括多个档位。

所述报警单元用于在所述开关单元闭合且所述控制开关被选择的档位与变电站屏柜箱门开启状态不对应时，进行报警。

进一步的，所述开关单元包括设置于变电站屏柜箱门门体的磁体部分以及设置于变电站屏柜箱门框体的开关部分；所述开关部分与所述报警单元电连接。

所述开关部分在所述变电站屏柜箱门开启且所述磁体部分远离变电站屏柜箱门框体时闭合，所述报警单元用于在所述开关部分闭合时启动。

进一步的，所述变电站屏柜防误碰报警装置还包括通讯模块；所述通讯模块与所述报警单元电连接。

所述控制开关包括运行档位、检修档位以及停用档位。

当所述控制开关被选择为运行档位时，所述报警单元用于在变电站屏柜箱门开启时，进行报警，并通过所述通讯模块将报警信息发送至终端和服务器；

当所述控制开关被选择为检修档位时，所述报警单元用于在变电站屏柜箱门每次开启时，进行警示，并通过所述通讯模块将箱门每次的开启信息发送至服务器和终端；

当所述控制开关被选择为关闭档位时，所述报警单元停止运行。

进一步的，所述通讯模块为wifi模块、zigbee模块以及蓝牙模块中的一种。

进一步的，所述变电站屏柜防误碰报警装置还包括语音模块；所述语音模块与所述报警单元电连接；

所述报警单元用于在所述开关单元闭合且所述控制开关被选择的档位与变电站屏柜箱门开启状态不对应时，通过所述语音模块进行报警。

进一步的，所述语音模块包括语音录入模块以及语音播放模块。

所述报警单元用于在所述开关单元闭合且所述控制开关被选择的档位与变电站屏柜箱门开启状态不对应时，使得所述语音播放模块根据所述语音录入模块录入的声音，进行语音报警。

进一步的，所述变电站屏柜防误碰报警装置还包括电源模块，所述电源模块与所述报警单元电连接，用于向所述报警单元提供电源。

进一步的，所述开关单元与所述报警单元可拆卸设置于变电站屏柜箱门。

进一步的，所述开关单元与变电站屏柜箱门接触的一面设置有粘胶，所述开关单元通过所述粘胶可拆卸设置于变电站屏柜箱门。

所述报警单元与变电站屏柜箱门接触的一面设置有粘胶，所述报警单元通过所述粘胶可拆卸设置于变电站屏柜箱门。

第二方面，本公开提供一种变电站屏柜防误碰报警系统，包括信号汇集装置、终端、服务器以及前述所述的变电站屏柜防误碰报警装置。

所述变电站屏柜防误碰报警装置与所述信号汇集装置通信连接；所述信号汇集装置与所述终端和所述服务器通信连接。

所述信号汇集装置用于接收并汇集所述变电站屏柜防误碰报警装置发送的报警信息和变电站屏柜箱门的开启信息，并将所述报警信息和开启信息发送至所述终端和所述服务器。

本公开提供的变电站屏柜防误碰报警装置及系统，包括开关单元、报警单元以及控制开关，开关单元与报警单元电连接，报警单元与控制开关电连接，其中，控制开关包括多个档位；报警单元用于在开关单元闭合，控制开关被选择的档位与变电站屏柜箱门开启状态不对应时，进行报警；如此设置，通过自动化报警，降低了管控难度。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本公开所提供的变电站屏柜防误碰报警装置的应用场景示意图。

图2为本公开所提供的变电站屏柜防误碰报警装置的一种结构示意图。

图3为本公开所提供的变电站屏柜防误碰报警装置的另一种结构示意图。

图4为本公开所提供的电源控制电路的一种电路示意图。

图5为本公开所提供的变电站屏柜防误碰报警系统的一种结构示意图。

图6为本公开所提供的变电站屏柜防误碰报警系统的另一种结构示意图。

图标：100-变电站屏柜防误碰报警系统；10-变电站屏柜防误碰报警装置；11-开关单元；111-磁体部分；112-开关部分；12-报警单元；13-控制开关；14-语音模块；15-通讯模块；16-电源模块；20-信号汇集装置；21-第一无线通信模块；22-处理器；23-第二无线通信模块；24-声光报警模块；25-第一有线通信模块；30-终端；40-服务器；41-第三无线通信模块；42-第二有线通信模块；43-信息传输模块。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开中的附图，对本公开中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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，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例，都属于本公开保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，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公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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公开中的具体含义。

变电站检修技改期间，管控好继电保护及自动装置屏柜箱门、机构箱门、端子箱门是防止作业人员走错间隔，误碰误动运行设备造成设备停运及人身触电的重要防线。

目前，屏柜门的管控通常采用悬挂“运行设备”警示牌及挂红布帘的形式来防止作业人员走错屏柜。大多机构箱门、端子箱门都是通过装设安全围栏及悬挂“止步，高压危险！”标识牌的方式管控，只有少部分机构箱门、端子箱门采用挂锁方式管控。但在变电站检修技改期间，因检修和运行区域穿插交杂，管控难度极大。在工作中，若是作业人员无意识走错间隔或擅自扩大工作范围，现场监督人员或运行人员无法及时发现，作业人员误碰放置于柜里的电力设备，将会造成重大后果，引发安全事故。

基于上述研究，本公开提供一种变电站屏柜防误碰报警装置，以改善上述问题。

请结合参阅图1，本公开提供的变电站屏柜防误碰报警装置10可设置于继电保护及自动装置屏柜箱门、机构箱门以及端子箱门等，用于继电保护及自动装置屏柜箱门、机构箱门以及端子箱门等的防误碰管控。

请结合参阅图2和图3，本公开提供变电站屏柜防误碰报警装置10，包括开关单元11、报警单元12以及控制开关13。

所述开关单元11与所述报警单元12电连接，所述报警单元12与所述控制开关13电连接，所述控制开关13包括多个档位。

所述报警单元12用于在所述开关单元11闭合，所述控制开关13被选择的档位与变电站屏柜箱门开启状态不对应时，进行报警。

进一步的，所述开关单元11包括设置于变电站屏柜箱门门体的磁体部分111以及设置于变电站屏柜箱门框体的开关部分112；所述开关部分112与所述报警单元12电连接；所述开关部分112在所述变电站屏柜箱门开启，所述磁体部分111远离变电站屏柜箱门框体时闭合，所述报警单元12用于在所述开关部分112闭合时启动。

其中，开关单元11的磁体部分111为永久磁体，设置于箱门的门体上。开关单元11的开关部分112为一弹性件，例如，干簧管，设置于箱门的框体上，与报警单元12电连接。磁体部分111位于箱门门体的位置与开关部分112位于箱门框体的位置平行，当箱门处于关闭状态时，箱门的框体和门体闭合，磁体部分111与开关部分112的距离很近，此时开关部分112处于断开状态，报警单元12不启动，当箱门开启时，箱门的框体和门体分开，磁体部分111与开关部分112的距离增大，此时开关部分112闭合，报警单元12启动。报警单元12启动后，若此时控制开关13被选择的档位与箱门开启的状态不对应，报警单元12启动，进行报警，以使现场管控人员或值班人员能及时掌握箱门开启的状态，降低管控难度，确保了屏柜箱门管控的可靠性。

为了进一步提高报警的及时性，所述变电站屏柜防误碰报警装置10还包括通讯模块15，所述通讯模块15与所述报警单元12电连接。

其中，通讯模块15用于在报警单元12进行报警时，将报警信息发送至终端和服务器。

进一步的，在本公开中，所述控制开关13包括运行档位、检修档位以及停用档位。

当所述控制开关13被选择为运行档位时，所述报警单元12用于在变电站屏柜箱门开启时，进行报警，并通过所述通讯模块15将报警信息发送至终端和服务器。

当所述控制开关13被选择为检修档位时，所述报警单元12用于在变电站屏柜箱门每次开启时，进行警示，并通过所述通讯模块15将箱门每次的开启信息发送至服务器和终端。

当所述控制开关13被选择为关闭档位时，所述报警单元12停止运行。

其中，在屏柜箱门内的设备正常运行时，其箱门是不允许被打开的，此时，将控制开关13设置为运行档位，若作业人员走错屏柜位置，打开箱门，开关部分112闭合，则会触发报警单元12，进行报警，警示作业人员走错间隔，同时，通过通讯模块15将报警信息发送终端和服务器，以提示终端的管控人员或值班人员注意某屏柜被非正常开启，请及时到达现场检查，避免作业人员在打开箱门后，进一步触碰箱门里的设备，引发安全事故，而服务器在接收到报警信息后，将该报警信息进行存储，便于管控人员后续进行查询。

当屏柜箱门内部分设备需要检修时，将控制开关13设置为检修档位，此时，报警单元12在箱门每次开启关闭时，通过通讯模块15将箱门每次的开启关闭信息发送至终端和服务器，以便终端的管控人员及时知晓检修信息，同时，该屏柜箱门每次的开启关闭信息将作为该屏柜工作规程的记录保存在服务器中，以便在检修工作终结后，管控人员可以通过记录查看所有的屏柜门是否都已关闭。

当屏柜内所有的设备不存在任何的误碰误动风险时，例如，该屏柜内所有的设备都处于检修状态，将控制开关13设置在“停用”位置，此时，报警单元12为停止运行状态，开启箱门时，不再进行报警。

作为一种可选的实施方式，本公开中，报警单元12连接有一声光报警模块，报警单元12可通过声光报警模块进行报警。可选的，本公开中，声光报警模块为lte-1101报警器。

进一步的，所述通讯模块15可以为wifi模块、蓝牙模块或zigbee模块。

作为一种可选的实施方式，本公开所提供的通讯模块15还可以为433mhz无线模块。

本公开提供的变电站屏柜防误碰报警装置10，在屏柜箱门开启状态与控制开关13被选择的档位不对应时，进行报警，并通过通讯模块15将报警信息发送至终端以及服务器，以使管控人员及时掌握屏柜箱门的异常开启情况，便于及时管控，避免了安全事故的发生，降低了管控难度。

进一步的，变电站屏柜防误碰报警装置10还包括语音模块14；所述语音模块14与所述报警单元12电连接。

所述报警单元12用于在所述开关单元11闭合且所述控制开关13被选择的档位与变电站屏柜箱门开启状态不对应时，通过所述语音模块14进行报警。

进一步的，所述语音模块14包括语音录入模块以及语音播放模块。

所述报警单元12用于在所述开关单元11闭合且所述控制开关13被选择的档位与变电站屏柜箱门开启状态不对应时，使得所述语音播放模块根据所述语音录入模块录入的声音，进行语音报警。

其中，在本公开中，语音模块14包括语音录入模块以及语音播放模块，管控人员可通过语音录入模块预先录入播讲的内容，进而，在控制开关13被选择的档位与变电站屏柜箱门开启状态不对应时，报警单元12驱动语音播放模块根据语音录入模块预先录入的内容，进行语音告警，以警示作业人员箱门打开错误。可选的，在本公开中，对于处于检修状态的屏柜，本公开也可以预先录入播讲内容，在箱门开启后，报警单元12驱动语音播放模块播讲预先录入的内容，以提示作业人员。例如，对于处于运行状态的屏柜，其预先录入的内容可以为“箱门开启错误，请检查”等警告内容，对于处于检修状态的屏柜，其预先录入的内容可以为“请核实检修设备”等提示内容。

作为一种可选的实施方式，本公开所提供的语音播放模块可以为mp3播放模块，例如，n9200mp3模块；语音录入模块可以为内存卡，例如tf卡(trans-flashcard)，通过tf卡预先录入待播放的内容，然后利用mp3播放模块播放预先录入的内容。

作为一种可选的实施方式，本公开所提供的报警单元12可以为处理器，例如，集成电路芯片。可选的，本公开所提供的报警单元12为stm32l151(cotexm3)处理器，开关单元11通过普通i/o口与报警单元12连接，控制开关13通过普通i/o口与报警单元12连接，语音模块14通过串口与报警单元12连接，通讯模块15通过串口与报警单元12连接。

本公开提供的变电站屏柜防误碰报警装置10，通过设置语音模块14、通讯模块15、报警单元12以及控制开关13，一方面，在作业人员错误开启箱门后，能有效提醒管控人员，使得管控人员能及时介入处理，另一方面，在箱门开启后，通过语音播讲，提醒作业人员，避免作业人员进一步的误碰柜内的运行设备，造成严重后果，显著提高了作业现场的管控质量以及效率。

进一步的，所述变电站屏柜防误碰报警装置10还包括电源模块16，所述电源模块16与所述报警单元12电连接，用于向所述报警单元12提供电源。

其中，电源模块16包括电源控制电路以及电池模块，电源控制电路与电池模块电连接。电池模块由可充电的电池组成，在电池的电量低于设定阈值时(例如，低于50％的电量时)，电源控制电路发出低电量提示，这时，即可对电池进行充电，以避免因电量不足，导致报警单元12无法正常运行。

作为一种可选的实施方式，本公开所提供的电源控制电路，可以如图4所示，图4中，电池模块与低压降压管的输入端相连，低压降压管的输出端与比较器的同相输入端(+)相连。低压降稳压管输出端的电压即为比较器同相输入端的电压vdd，比较器的反向输入端(-)连接有分压电阻(r3、r4)，比较器反向输入端的电压为分压电阻分压后的电压(即设定的电压)，比较器的输出端与报警单元12以及一发光二极管连接。比较器反向输入端的电压作为参考基准电压，当同向输入端的电压高于反向输入端的电压，比较器输出高电平，为报警单元12供电，此时，发光二极管不发光，当同向输入端的电压低于反向输入端的电压，比较器输出低电平，为报警单元12供电，此时，发光二极管发光，同时报警单元12接收到低电平信号后，进行报警。

可选的，本公开中，低压降稳压管为ams1117adj稳压管，低压降稳压管的adj端还连接有可调电阻r1和负载电阻r2，低压降稳压管输出端的电压vout可根据可调电阻r1和负载电阻r2进行调节。低压降稳压管输出端的电压由下列公式得到:

在此需要说明的是，本公开所提供的电路图还包括一些用于辅助电路正常运行的连线和电路元件，例如，电容器c1、c2等，为了描述的方便和简洁，在此不过多赘述。

进一步的，为了降低使用成本，所述开关单元11与所述报警单元12可拆卸设置于变电站屏柜箱门。

进一步的，所述开关单元11与变电站屏柜箱门接触的一面设置有粘胶，所述开关单元11通过所述粘胶可拆卸设置于变电站屏柜箱门。

所述报警单元12与变电站屏柜箱门接触的一面设置有粘胶，所述报警单元12通过所述粘胶可拆卸设置于变电站屏柜箱门。

如图1和图3所示，开关单元11的磁体部分111通过粘胶可拆卸地设置于箱门的门体，开关部分112与报警单元12通过粘胶可拆卸地设置于箱门的框体，其中，为了使用的便捷性，控制开关13与报警单元12电连接，可共同设置于箱门的框体。

在本公开，为了防止作业人员擅自调整控制开关13的运行方式，控制开关13采用隐形设计，控制开关13的档位仅用数字或字母等标识，例如，运行档位对应数字2，检修档位对应数字1，停止档位对应数字3。

本公开提供的变电站屏柜防误碰报警装置10通过可拆卸设置于屏柜箱门上，一方面，降低了管控成本、维护方便，另一方面，又提高变电站屏柜防误碰报警装置10的便捷性。

在上述基础上，请结合参阅图5，本公开提供一种变电站屏柜防误碰报警系统100。本公开提供的变电站屏柜防误碰报警系统100包括信号汇集装置20、终端30、服务器40以及上述所述的变电站屏柜防误碰报警装置10。

所述变电站屏柜防误碰报警装置10与所述信号汇集装置20通信连接；所述信号汇集装置20与所述终端30和所述服务器40通信连接。

所述信号汇集装置20用于接收并汇集所述变电站屏柜防误碰报警装置10发送的报警信息和变电站屏柜箱门的开启信息，并将所述报警信息和开启信息发送至所述终端30和所述服务器40。

其中，终端30可以是，但不限于，智能手机、个人电脑(personalcomputer，pc)、平板电脑、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)、移动上网设备(mobileinternetdevice，mid)等。

所述服务器40可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力的处理器。可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等；还可以是数字信号处理器(dsp))、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

可选的，本公开所提供的服务器40可以为stm32f407(cotexm4)处理器。

作为一种可选的实施方式，请结合参阅图5，本公开所提供的信号汇集装置20可设置于室内，由市电进行供电。信号汇集装置20可以包括第一无线通信模块21、第二无线通信模块23、处理器22以及声光报警模块24；其中，处理器22分别与第一无线通信模块21、第二无线通信模块23以及声光报警模块24连接。

处理器22通过第一无线通信模块21与变电站屏柜防误碰报警装置10中的通讯模块15通信连接，以使报警单元12通过通讯模块15将报警信息或箱门的开启信息传输到处理器22，处理器22在接收到报警信息后，通过声光报警模块24进行报警，并通过第二无线通信模块23将报警信息或箱门的开启信息传输到设置于室外的服务器40和终端30，以使处于室内的管控人员或处于室外的终端30管控人员及时到达现场，对现场进行管控。

当采用第二无线通信模块23与服务器40通信时，服务器40连接有与第二无线通信模块23通信的第三无线通信模块41。

其中，第一无线通信模块21、第二无线通信模块23以及第三无线通信模块41可以为蓝牙模块、wifi模块或zigbee模块等。

作为一种可选的实施方式，第一无线通信模块21、第二无线通信模块23以及第三无线通信模块41还可以为433mhz无线模块。

作为一种可选的实施方式，本公开中，声光报警模块为lte-1101报警器。

作为一种可选的实施方式，请结合参阅图6，为了保证信息传递的可靠性，信号汇集装置20还可以包括第一有线通信模块25；其中，处理器22与第一有线通信模块25连接。

处理器22通过第一无线通信模块21与变电站屏柜防误碰报警装置10中的通讯模块15通信连接，以使报警单元12通过通讯模块15将报警信息或箱门的开启信息传输到处理器22，处理器22在接收到报警信息后，通过声光报警模块24进行报警，并通过第一有线通信模块25将报警信息或箱门的开启信息传输到设置于室外的服务器40，服务器40再将报警信息或箱门的开启信息传输至终端30，以使处于室内的管控人员或处于室外的终端30管控人员及时到达现场，对现场进行管控。

当采用第一有线通信模块25与服务器40通信时，服务器40连接有与第一有线通信模块25通信的第二有线通信模块42以及将信息传输至终端30的信息传输模块43。

可选的，第一有线通信模块25、第二有线通信模块42可以为rs485通讯模块，信息传输模块43可以为sim800c模块。

可选的，处理器22可以为可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等；还可以是数字信号处理器(dsp))、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。可选的，在本公开中，处理器22可以为stm32f407(cotexm4)处理器。

变电站屏柜防误碰报警装置10通过通讯模块15与信号汇集装置20通信连接，信号汇集装置20在接收到变电站屏柜防误碰报警装置10发送的告警信息和箱门的开启信息后，将告警信息和开启信息发送至终端30，以使终端30的管控人员及时到达现场，对现场进行管控，同时，也将告警信息和开启信息发送至服务器40，使得服务器40对告警信息和开启信息进行存储，以便后续有需要时，调取查看。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的变电站屏柜防误碰报警系统100的具体工作过程，可以参考变电站屏柜防误碰报警装置10的对应过程，在此不再过多赘述。

综上所述，本公开提供的变电站屏柜防误碰报警装置及系统，包括开关单元、报警单元以及控制开关，开关单元与报警单元电连接，报警单元与控制开关电连接，其中，控制开关包括多个档位；报警单元用于在开关单元闭合，控制开关被选择的档位与变电站屏柜箱门开启状态不对应时，进行报警；如此设置，使得变电站屏柜在非正常开启时，能及时被管控，降低了管控难度。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。