专利名称：变电站接地线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种变电站接地线的管理系统，特别是一种用于实时监控接地线 使用状态的管理装置。
背景技术：
在电业生产工作中，接地线是保证工作人员免遭触电伤害最直接的保护措施。装 拆接地线的操作是电气操作中危险性较大的操作，电力系统中带电挂接接地线或带接地线 送电的事故是导致人身伤亡事故和人为设备事故的主要根源，因此，确保装拆接地线的正 确性是变电所安全可靠运行的一项重要工作。一般地，电力系统在《安规》中有明确规定每组接地线均应编号，并存放在固定地 点，存放位置亦应编号，办理工作票及使用操作票时按编号使用，必须保证接地线号码与存 放位置号码的一致。目前变电所普遍采用集中管理的集控(操作)站管理模式，变电所实 行无人值班，集控站由于管辖变电所较多，操作量比较大，运行人员经常会疏忽使用中的接 地线，由于接地线的操作多属于临时性，一些变电所不重视接地线的管理，接地线既不编号 (或不规范)，也不定点存放，若接地线在使用时随便拿，用后也不作清点检查，就很容易造 成遗漏过失，从而造成漏拆接地线而发生带接地线送电的恶性事故。现有技术中，如有申请号为200910065808. 7《数字接地线实时监测管理系统》的中 国发明专利公开了一种数字接地线实时监测管理系统，包括接地极线夹、数字地线桩、地线 柜、无线通讯控制器、无线通讯基站、计算机终端、数据库及其管理软件。其中，数字地线桩 上设置有接地极线夹安装孔、无源RFID标签、磁性材料；接地极线夹上设置有内置RFID标 签识读器的无线通讯控制器，外部设置有丝杆，丝杆与数字地线桩的地线安装孔紧密连接。 该专利通过变电站接地线信息的数字化，实现对变电站接地线的自动实时监测管理，但是， 上述专利的管理系统采用的是无线通讯方式的信号检测，需要在地线柜的每格内设置无源 RFID标签，还要配备具有无源RFID标示识读器的无线通讯控制器，建立这样一套无线射频 通讯系统需要涉及无线射频的发射器、读取器、编码器和天线等一系列配套设备，使得设备 改造和配置的成本高；而且，由于国家对于无限电频和发射功率都有特别的规定，每种频率 都有不同的应用，这使得无线射频的工作频率只能在固定在范围内选择，受环境和技术参 数的限制较大，也不便于维护。因此，鉴于上述原因，还需要对现有的变电站接地线数字化管理系统作出进一步 的改进，使其能够更好地适应工程建设中对成本、准确性以及设备维护简单等各特性的要 求。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种配置成本 低、适应性强且能够更好地实现对接地线的信息化管理的变电站接地线监测装置。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为该变电站接地线监测装置，包括有设置在变电站的接地线柜，该接地线柜具有多个相互独立且内置有接地线的抽屉， 其特征在于所述抽屉内设置有能上下活动的层板，该层板的下方设置有弹性件，该弹性件 使得所述层板具有始终向上抬起的趋势；其中，所述的变电站接地线监测装置还包括有传感器，设置在每一所述抽屉的层板下方，该传感器能感应所述弹性件的形变量 并在该弹性件的形变量发生变化的状态下发出开关信号；采集器，设置在所述接地线柜内，所述的采集器和所述传感器电连接，该采集器采 集并存储每一所述传感器发送的所述开关信号；汇集器，与所述采集器电连接并实现和该采集器的信息传输；显示屏，与所述汇集器电连接并实现和该汇集器的信息传输，该显示屏用于显示 所述接地线柜内相应接地线的当前使用状态；以及服务器，安装有数据库和后台管理软件，用于实现对所述接地线使用状态的记录、 统计和管理，该服务器通过电力局域网和所述汇集器网络连接。为了能够快速监测到抽屉内接地线的使用状态变化，并且不占用接地线的存放空 间，作为优选，可以通过以下结构实现所述的弹性件为弹簧，所述抽屉在底板的四角分别 设置有一个所述的弹簧，所述层板设置在所述抽屉底板的上方，并且，每一所述弹簧的一端 和所述底板相连，该弹簧的另一端和所述抽屉的层板底部相连，所述的传感器固定设置在 所述抽屉的底板上，该传感器的顶部具有一控制开关，在所述抽屉的层板和所述传感器顶 部相抵的状态下，所述控制开关闭合，在所述抽屉的层板脱离所述传感器顶部的状态下，所 述控制开关断开。为了保证接地线在取出和放回后，抽屉能够推入接地线柜中并恢复原位，作为进 一步优选，所述的抽屉上还设置有一用于监测该抽屉开闭状态的触动开关，所述的触动开 关固定在所述抽屉后侧板的背部，在所述抽屉完全推入的状态下，所述触动开关和所述接 线地柜的背板相抵，该触动开关闭合，在所述抽屉拉出的状态下，所述触动开关脱离所述接 线地柜的背板，该触动开关断开。为了简化监测装置的建设成本，采集器和汇集器之间可以通过普通的电力线连 接，无需另外铺设网线，并且，所述采集器和所述汇集器之间通过电力载波实现信息传输。作为优选，所述汇集器和所述显示屏之间也可以通过普通的电力线相连，省去了 另外铺设网线的麻烦和费用，并且，所述汇集器和所述显示屏之间通过电力载波实现信息 传输。所述电力局域网可以为现有技术使用中的各种网络类型，简单地，以基于TCP/IP 协议的以太网作为优选。与现有技术相比，本实用新型的优点在于本申请无需对现有的变电站接地线管 理系统进行大规模改建就可以直接使用，整个监测装置的适应性强，适用范围广；在现有的 接地线柜每个抽屉的底部设置有传感器，由于抽屉内放入接地线和拿出接地线后，抽屉层 板上的承重大小不同，传感器根据和层板相抵的弹性件的弹性变形量即可以监测到接地线 的使用情况，整套设备结构简单、成本低，推广价值较高；另外，接地线管理现场和电力局域 网建立连接，使得接地线监测装置能够真正实现信息化管理，提高安全生产效率，避免只是 凭操作人员记忆进行操作而出现漏拆接地线的现象，保障了安全生产，有效地杜绝带接地 线合闸送电事故的发生。
图1为本实用新型实施例的系统拓扑图。图2为本实用新型实施例的系统框图。图3为本实用新型实施例的接地线柜结构示意图。图4为本实用新型实施例的抽屉结构示意图。图5为图4所示抽屉结构的侧视图。图6为本实用新型实施例的接地线柜和采集器的接口连接示意图。图7为本实用新型实施例的系统流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。如图1 图6所示，为本实用新型的一个优选实施例，该接地线监测装置包括有接 地线柜1、传感器2、采集器3、汇集器4、显示屏5和服务器6 ；其中，接地线柜1设置在变电站，本实施例的接地线柜1整体分为两层，上层以隔 板作为介质，可存放其他东西，下层为八个能分别独立拉开而便于实现对接地线分别管理 的抽屉11，抽屉11和接地线柜1之间通过导轨112连接，每个抽屉11内能存放IOkV规格 的接地线，接地线柜1在每个抽屉11的面板上设置有光示牌12，接地线柜1上还设置有节 点端子板和DB9(孔型)接口，用于接地线柜1内八个传感器2节点信号的转接，而接地线 柜1的背部可拆卸，主要安装采集模块和电源，安装时，接地线柜1直立放置在变电站的安 全工具室内，与墙的间距大于2cm，接入市电；每个抽屉11内设置有能上下活动的层板111，抽屉11的底板四角分别设置有一 个弹簧7，层板111位于抽屉11底板的上方，每个弹簧7的一端和底板111相连，每个弹簧 7的另一端则和抽屉11的层板111底部相连，于是，安装在抽屉11内并和层板111连接的 弹簧7使得层板111具有始终向上抬起的趋势，并且，层板111能随着弹簧7的弹性变形而 上下活动；传感器2固定设置在抽屉11的底板上，并位于四个弹簧7的中间，该传感器2的 顶部具有一控制开关21，通过抽屉11内弹簧7的形变，能够触动传感器2的控制开关21， 控制开关21在断开或闭合时会产生一个开关信号，从而显示当前接地线柜1内每个抽屉11 中的接地线使用状态，传感器2通过接地线柜1的节点端子板实现信号的输出和转接；当抽屉11内放置有接地线时，层板受压重量增加并下沉碰触弹簧7，弹簧7在层板 的压力作用下发生弹性形变，使得层板111的底部下压到传感器2的顶部，进而触发控制开 关21，控制开关21闭合，于是，传感器2产生一个开关信号；而当抽屉11内的接地线取出 后，层板的负载减轻，弹簧7在弹性回复力的作用下向上抬起层板，层板的底部离开传感器 2的顶部，使得控制开关21断开，于是，传感器2又会产生另一个开关信号；接地线柜1上 每个抽屉11的光示牌会根据相应传感器2所产生的开关信号变化而产生指示变化，用户不 需要打开抽屉11就能够方便的知道当前抽屉11内是否存放有接地线；抽屉11在侧板的背部还设置有一用于监测该抽屉11开闭状态的插件113，该插件 113的端部具有触动开关，在抽屉11完全推入的状态下，插件113的端部和接线地柜1的背板相抵，触动开关闭合，在抽屉11拉出或没有关好的状态下，插件113的端部脱离接线地 柜1的背板，触动开关断开，于是，在触动开关断开或闭合时插件113也会产生一个相应的 信号并转换为指示灯的亮灭，用户在监测接地线使用状态同时，也能够同时监测抽屉11的 复位状态，保证接地线在使用前后抽屉11能够被关闭到位。本实施例中，采集器3能够采集并存储每一传感器2发送的开关信号，采集器3安 装在接地线柜内，为了保证采集器安装稳定性的工作可靠性，可以将采集器3安装在接地 线柜的上方，采集器3上设置有状态指示灯和控制DIP开关面板，采集器3和接地线柜之间 采用DB9连接口连接，采集器3的电源取自接地线柜，接地线柜的八个开关量节点与一个信 号共地节点分别连接该接地线柜DB9 (孔型)接口的9针上，具体的连接方法如图6所示 一号开关量节点①连接DB9 (孔型)接口的5针脚；二号开关量节点②连接DB9 (针形)接 口 31的4针脚；三号开关量节点③连接DB9(针形)接口 31的3针脚；四号开关量节点④ 连接DB9 (针形)接口 31的2针脚；五号开关量节点⑤连接DB9 (针形)接口 31的1针脚； 六号开关量节点⑥连接DB9 (针形)接口 31的9针脚；七号开关量节点⑦连接DB9 (针形) 接口 31的8针脚；八号开关量节点⑧连接DB9(针形)接口 31的7针脚；信号共地节点连 接DB9(针形)接口 31的6针脚；采集器3上则采用DB9(针形)接口 31与接地线柜1的 DB9(孔型)接口对接。汇集器4和采集器3之间运动电力载波技术，通过变电站内的三相四线弱电线连 接来实现相互之间的信号传输，并且在汇集器4和采集器3内分别设置有电力载波模块，汇 集器4可以通过螺钉固定在墙面上或平放在屏柜中，具体视现场情况而定；汇集器4上设置有多组LED指示灯，这些指示灯的功能包括有1、故障指示灯常 亮表示后台管理软件脱机，汇集器4脱机，接地线柜1脱机；正常情况不亮。II、四组接地 线柜指示灯如果接地线柜脱机时，对应的指示灯亮；正常情况约5秒闪亮一次。III、显示 屏指示灯如果显示屏脱机，指示灯亮；正常情况不亮。IV、局域网指示灯如局域网(服务 器)脱机，指示灯亮；正常情况约3秒闪亮一次。V、电力载波指示灯如果汇集器4中的电 力载波模块与接地线柜里的电力载波模块无法通讯，指示灯亮；正常情况不亮。汇集器4和显示屏5之间也是运用电力载波技术，并通过三相四线的弱电线连接 来实现数据传输，显示屏5内同样设置有电力载波模块，显示屏5能够显示接地线柜1内相 应接地线的当前使用状态；汇集器4还提供有以太网接口，能够接入电力局域网，电力局域网为基于TCP/IP 协议的以太网，汇集器4通过局域网能够和电力局内的服务器6实现通讯，服务器6上安装 有数据库和后台管理软件，服务器6能够实现对接地线使用状态的记录、统计和管理。如图7所示，为本实施例的系统流程图，该接地线监测装置通过以下步骤实现对 接地线使用状态的监测步骤一首先给采集器3、汇集器4和显示屏5分别上电，并启动服务器6的后台 管理软件；步骤二 为保证采集器3和汇集器4之间、汇集器4和显示屏5之间能够顺利进行 数据传输，检测采集器3、汇集器4和显示屏5各自的电力载波模块是否能正常通讯，若是， 则执行下一步骤；若否，则执行中断，进行故障排查后，然后继续循环本步骤；步骤三检测汇集器4是否与后台管理软件建立网络通讯连接，后台软件启动后，程序自动监听网络端口，如有从远方变电站的汇集器4发来的连接请求，则执行下一步骤； 若否，重新建立网络连接，程序继续监听连接请求，继续循环本步骤；步骤四汇集器4执行程序巡检，采集器3扫描接地线柜内各传感器2发出的开关 信号变化并通过电力线运用电力载波技术将数据信息传输给汇集器4 ；步骤五为避免数据传输过程中的干扰、信息丢失和数据损坏，汇集器4在接收 到采集器3传动过来的数据信息后要判断该数据信息是否正确、完整，若是，则执行下一步 骤，若否，则返回步骤四；步骤六汇集器4将从采集器3接收的数据信息通过局域网发送至服务器6，服 务器6接收对应的变电站的当前接地线初始数据和记录数据，为确保数据的完整性和准确 性，服务器6同样可以进行对数据是否完整、正确的验证和判断；并且，该汇集器4还将接收 的数据信息通过电力载波传送至显示屏5显示，然后，汇集器4继续进行程序巡检，重新返 回步骤四。其中，当接地线从抽屉11中取出，或者是将接地线放入抽屉11内时，传感器2感 通过弹簧7形变能够发出相应的开关信号，这个开关信号需要持续3秒有效，也就是说，当 层板下的传感器2 —直受压持续3秒，或层板下的传感器2脱离层板底部持续3秒，采集器 3才会确认该信号量有效，进而对抽屉11内是否有接地线做出判断，这样能够有效地防止 因为误操作(如仅仅是移动接地线在层板内的位置或者拉错抽屉)而引起监测装置的错误 判断，减小外界干扰对系统的影响，保证装置工作的可靠性。另外，显示屏5上电后进行初始化，并在初始化后接收汇集器4发送的显示数据， 若显示屏5收到汇集器4发送的数据信息，则通过型号为DMllC的8通道恒流驱动芯片对 数据进行显示，若数据接收失败，则显示器等待几秒后继续进行初始化，设定再次初始化的 等待时间是为了防止显示器在工作中连续刷屏，影响显示器的性能，等待时间的长短可以 根据显示器本身的硬件条件和工作需要进行适当的调整。
权利要求一种变电站接地线监测装置，包括有设置在变电站的接地线柜，该接地线柜具有多个相互独立且内置有接地线的抽屉，其特征在于所述抽屉内设置有能上下活动的层板，该层板的下方设置有弹性件，该弹性件使得所述层板具有始终向上抬起的趋势；其中，所述的变电站接地线监测装置还包括有传感器，设置在每一所述抽屉的层板下方，该传感器感应所述弹性件的形变量并在该弹性件的形变量发生变化的状态下发出开关信号；采集器，设置在所述接地线柜内，所述的采集器和所述传感器电连接，该采集器采集并存储每一所述传感器发送的所述开关信号；汇集器，与所述采集器电连接并实现和该采集器的信息传输；显示屏，与所述汇集器电连接并实现和该汇集器的信息传输，该显示屏用于显示所述接地线柜内相应接地线的当前使用状态；以及服务器，安装有数据库和后台管理软件，该服务器通过电力局域网和所述汇集器网络连接。
2.根据权利要求1所述的变电站接地线监测装置，其特征在于所述的弹性件为弹簧， 所述抽屉在底板的四角分别设置有一个所述的弹簧，所述层板设置在所述抽屉底板的上 方，并且，每一所述弹簧的一端和所述底板相连，该弹簧的另一端和所述抽屉的层板底部相 连，所述的传感器固定设置在所述抽屉的底板上，该传感器的顶部具有一控制开关，在所述 抽屉的层板和所述传感器顶部相抵的状态下，所述控制开关闭合，在所述抽屉的层板脱离 所述传感器顶部的状态下，所述控制开关断开。
3.根据权利要求2所述的变电站接地线监测装置，其特征在于所述的抽屉上还设置 有一用于监测该抽屉开闭状态的触动开关，所述的触动开关固定在所述抽屉后侧板的背 部，在所述抽屉完全推入的状态下，所述触动开关和所述接线地柜的背板相抵，该触动开关 闭合，在所述抽屉拉出的状态下，所述触动开关脱离所述接线地柜的背板，该触动开关断 开。
4.根据权利要求1所述的变电站接地线监测装置，其特征在于所述采集器和所述汇 集器之间通过电力线相连，并且，所述采集器和所述汇集器之间通过电力载波实现信息传输。
5.根据权利要求1所述的变电站接地线监测装置，其特征在于所述汇集器和所述显 示屏之间通过电力线相连，并且，所述汇集器和所述显示屏之间通过电力载波实现信息传输。
6.根据权利要求1所述的变电站接地线监测装置，其特征在于所述电力局域网为基 于TCP/IP协议的以太网。
专利摘要一种变电站接地线监测装置，包括具有多个独立抽屉的接地线柜，其特征在于抽屉内有层板，层板下方有弹性件，每一抽屉层板下方有感应弹性件的形变量并发出开关信号的传感器；设置在接地线柜内采集器，和传感器电连接，采集并存储每一传感器发送的开关信号；与采集器电连接并实现和采集器的信息传输的汇集器；与汇集器电连接并实现和该汇集器的信息传输的显示屏；以及服务器，安装有数据库和后台管理软件，通过电力局域网和汇集器网络连接。与现有技术相比，本实用新型的优点在于整套设备结构简单、成本低，推广价值较高；能够真正实现信息化管理，提高安全生产效率，有效地杜绝带接地线合闸送电事故的发生。
文档编号H02B1/24GK201667491SQ20102015744
公开日2010年12月8日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者严浩军, 乌天明, 孙林军, 方伟, 王彬栩, 王汉杰, 苏建华, 郑志坚 申请人:宁波电业局;宁波永耀信息科技有限公司