接地开关可视化智能管理系统的制作方法

本发明涉及一种实现对接地开关可视化智能管理系统，实现对接地开关可视化智能管理，通过接地开关柜中高压直流带电检测装置检验线路是否带电并反馈到后台监控中心，满足线路隔离开关主刀分闸、高压带电小于规定值等条件时，通过无线网桥方式将满足条件及接地开关状态等信息传入后台监控中心，同时可通过软件界面及盘控按钮两种操作方式，实现远动接地操作，同时监测接地隔离开关的视频信息。

背景技术：

在隔离开关主刀分开情况下，接地开关进行合闸操作，将剩余电引入大地，为线路检修人员的安全提供有力保证。目前地铁直流开关检修流程是首先先对隔离开关主刀闸进行分闸操作，当得知主刀闸为分闸状态时，到达现场用手持式带电检测仪器对主刀闸出线端进行电压检测，当小于额定范围后，进行人工挂地线，确认线路出线端无电后进行线路的检修工作。采用人工现场手动挂、拆地线，操作人员需要熟练使用高压带电检测设备，并手动进行地线挂接，需要对操作人员进行专业培训，同时挂接、拆除地线一次大约需要30分钟的作用时间，不仅耗费大量的人力去进行挂地线工作，同时效率低，安全性能差，耗时长，从而严重影响了线路检修工作，降低了地铁供电系统高效运行水平。

技术实现要素：

针对现有挂地线操作繁琐、耗时长、安全性差等不足，本发明的目的是提供一种接地开关可视化智能管理系统，在原有的隔离开关基础上增加智能化接地开关柜，开关柜内配有红外半球摄像机、地铁直流高压带电显示装置、可编辑逻辑控制单元等，能将其状态及视频信息通过网络交换机及无线网桥传输到后台监控中心；操作人员可在后台监控中心通过无线网桥对接地开关进行远程操作。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种接地开关可视化智能管理系统，其中：该接地开关可视化智能管理系统包括有可视化接地开关柜、前端网络交换机、超五类网线、无线网桥发射端、无线传输频段、无线网桥基站、后台网络交换机、后台监控中心；所述可视化接地开关柜通过超五类网线连接至前端网络交换机的一个以太网接口，另一个以太网接口通过超五类网线连接至无线网桥发射端，无线网桥发射端通过无线传输频段连接至无线网桥基站中，无线网桥基站通过超五类网线连接到后台网络交换机的一个以太网接口，另一个以太网接口通过超五类网线连接到后台监控中心；可视化接地开关柜将采集的各类图像、视频及状态信息传入前端网络交换机，由超五类网线连接到无线网桥发射端，由无线传输频段将所有信号通过无线网桥基站及后台网络交换机上传至后台监控中心，能在后台监控中心查看接地开关状态、视频信息、高压带电信息。

本发明的效果是采用该可以远动的智能接地开关与原隔离开关主刀实现电气闭锁，实现远程视频监控及操作功能，保证接地开关柜中的接地隔离开关能够可靠接地，实现遥测、遥信、遥控、遥视功能。相对于传统作业方式，极大的简化了维护作业的操作难度，当满足条件时，可通过人性化的人机界面或者后台操作盘对前端的接地开关进行分合操作，代替现场人工挂、拆地线。这样便缩短了线路的检修时间，同时由于是现场挂接地线，还存在着人身安全隐患。而采用接地开关可视化管理系统，不仅可以在后台监控中心对接地开关视频进行观察，还可以检验高压带电问题，判断简单，操作方便，可能远操控制接地开关合闸仅仅需要5分钟，这样便节省了70％挂、拆地线的时间；简化了50％的挂接地线工作流程；提高了25％的停电作业检修时间利用率；98％保证了挂、拆地线操作人员的人身安全。

附图说明

图1为本发明的地铁接开关可视化智能管理系统的整体框图；

图2为本发明的可视化接地开关柜设备组成图；

图3为本发明的后台监控中心设备组成图。

图中：

1、可视化接地开关柜 2、前端网络交换机 3、超五类网线

4、无线网桥发射端 5、无线传输频段 6、无线网桥基

7、后台网络交换机 8、后台监控中心 9、红外半球摄像机

10、硬盘录像机NVR 11、可编程逻辑控制器子站 12、操作输入信号

13、闭锁信号 14、高压带电信号 15、柜内照明灯 16、柜体电磁锁

17、操作电机 18、接地隔离开关 19、工业主机 20、监控显示器

21、可编程逻辑控制器主站 22、操作按钮 23、状态指示灯

具体实施方式

结合附图对本发明的接地开关可视化智能管理系统加以说明。

本发明的接地开关可视化智能管理系统一般应用在地铁直流隔离开关检修规程中的对地线挂接工作。通过对接地开关可视化智能管理，应用在后台监控中心通过无线方式对前端接地开关柜进行数据采集及智能远程控制的方式，代替传统的人工挂、拆地线，从而减少了工作流程，减轻了工作量，提高了工作效率，同时也更好的保证了操作人员的人身安全，能够更方便、快捷的解决隔离开关安全接地、远动操作、视频监控及验电等问题，使地铁供电系统更加高效化、智能化、可视化。

如图1所示，本发明的接地开关可视化智能管理系统可以在后台控制中心监控前端接地隔离开关的状态并对接地刀闸进行远动分合控制。该接地开关可视化智能管理系统包括有可视化接地开关柜1、前端网络交换机2、超五类网线3、无线网桥发射端4、无线传输频段5、无线网桥基站6、后台网络交换机7、后台监控中心8。

所述可视化接地开关柜1通过超五类网线3连接至前端网络交换机2的以太网接口，而另外一个以太网接口则同样通过网线3连接至无线网桥发射端4，再右无线传输频段5连接至无线网桥基站6中，而无线网桥基站6通过超五类网线3连接到后台网络交换机7的一个以太网接口，另一个以太网接口通过超五类网线3连接到后台监控中心8中。将可视化接地开关柜1中的视频信息及设备状态信息由前端网络交换机2传至无线网桥发射端4中，这样视频信息及设备状态信息便可通过5.180～5.825GHz的无线传输频段5将信息发送到无线网桥基站6中，无线网桥基站6通过网线3连接到后台网络交换机7中，将各类信息传至后台监控中心8中，在后台监控中心查看接地开关状态、视频信息、高压带电信息；同时通过5.180～5.825GHz的无线传输频段5将后台监控中心8的控制指令由无线网桥基站6传至无线网桥发射端4，再通过前端网络交换机2，将控制命令下发到可视化接地开关柜1中，执行后台命令。

如图2所示，可视化接地开关柜1包括红外半球摄像机9，硬盘录像机NVR10，可编程逻辑控制器子站11，操作输入信号12，闭锁信号13，高压带电信号14,柜内照明灯15，柜体电磁锁16，操作电机17，接地隔离开关18。

所述可视化接地开关柜1中分为两路，一路为视频采集回路：红外半球摄像机9通过网线连接至网线连接到硬盘录像机NVR10，其输出端再通过网线连接至前端网络交换机2中；另一路为遥信遥控回路：接地隔离开关18通过机械连接到操作电机17中，而操作电机17，柜内照明灯15，柜体电磁锁16通过电缆连接到可编程逻辑控制器子站11的开关量输出模块中，同时操作输入信号12，闭锁信号13，高压带电信号14通过电缆连接到可编程逻辑控制器子站11的开关量输入模块中，最后将可编程逻辑控制器子站11通过网线也连接至前端网络交换机2中。可视化接地开关柜1中红外半球摄像机9将摄录到的接地隔离开关18分合视频图像过硬盘录像机NVR10接至前端网络交换机2，为视频信息；与原隔离开关闭锁信号13，及检测高压带电信,14及接地隔离开关18分合状态输出到可编程逻辑控制器子站11中，并将采集开关量存储到寄存器中以便上传信号，此为遥信；同时接收输出控制命令，在条件满足情况下，使得柜内照明灯,15点亮，柜体电磁锁16解锁，操作电机17进行正反转，而接地隔离开关18对应实现分合，此为遥控。遥信遥控通过可编程逻辑控制器子站11网口输出，视频信号通过硬盘录像机NVR10网口输出，通过超五类网线3连接到前端网络交换机2中，利用无线通信方式将数据上传到后台监控中心8中。

如图3所示，后台监控中心8如图3所示，包括工业主机19,监控显示器20,可编程逻辑控制器主站21,操作按钮22，状态指示灯23。

所述后台监控中8中监控显示器20通过串口线连接到工业主机19，而工业主机19通过网线连接至后台网络交换机7中的一个以太网接口中，同时操作按钮22和状态指示灯23通过电缆分别连接到可编程逻辑控制器主站21中的开关量输入输出模块，而可编程逻辑控制器主站21通过网线同样连接到后台网络交换机7中的另一个以太网接口中。后台监控中心8中的工业主机19、可编程逻辑控制器主站21通过后台网络交换机7中，使得视频信号传输到工业主机19中，在监控显示器20中读取接地隔离开关18实时的分合图像；使得设备状态信息传输到可编程逻辑控制器主站21中，控制器再将状态信显示到控制盘状态指示灯23和监控显示器20的人机界面中。同时操作按钮22通过电缆连接到可编程逻辑控制器主站21中，可通过操作按钮22和监控显示器20的人机界面对前端接地隔离开关进行分合操作，经过控制器对信息的处理、分析，对于满足各种条件的分合指令进行反向输出，通过无线方式对可视化接地开关柜1发送控制命令。

正常接地开关远程操作过程如下：当原隔离开关闭锁条件满足，处于分闸位置，高压带电显示验电器检验带电值小于可操作规定带电值，即闭锁信号13，高压带电信号14有信号输入至可编程逻辑控制器子站11，子站数据通过网络交换机及无线网桥将数据传输到可编程逻辑控制器主站21中，当条件满足，输出对柜体电磁锁16的控制指令，电磁锁此时解锁，保证此时接地开关柜不带高压电，可以打开柜门对接地开关进行就地分合操作；当电磁锁解锁后，柜门打开同时，输出对柜内照明灯15的控制指令，使得照明灯点亮，方便分合操作时有足够的亮度。当有闭锁信号13，高压带电信号14后，便可以对接地开关进行合闸操作，即所谓的挂接地线，此时有三种方式对接地隔离开关18进行合闸操作，第一是通过接地开关柜1中的操作输入信号12的本地合闸按钮操作；第二是通过后台监控中心8中的监控显示器20的人机操作界面进行远程合闸操作；第三是通过后台监控中心8中盘控操作按钮22进行远程合闸操作；这三种合闸操作指令均需要通过传入到可编程逻辑控制器主站21中，当主站中接收到满足操作的条件是，对这三种控制输入指令均能通过可编程逻辑控制器子站11的开关量输出模块对于其电缆连接的操作电机17输出控制指令，电机通过机械连接杆连接到接地隔离开关18中，通过控制电机正反转来达到接地开关的分合动作。对于接地隔离开关18的分合状态有三种显示状态，第一是红外半球摄像机9实时监控接地隔离开关18的分合状态图像；通过网络硬盘录像机10将分合图像存储，并通过无线传输方式对视频图像进行上传，在后台监控显示器20中的人机界面中实时显示接地隔离开关18的分合图像；第二是将接地开关18的分合限位信息存储至可编程逻辑控制器子站11，通过无线传输方式将状态信息传入可编程逻辑控制器主站21中，在后台监控显示器20中的人机界面中读取分合状态信息；第三同样将分合限位信息首先传至可编程逻辑控制器主站21中，并通过电缆连接开关量输出模块与盘控状态指示灯23，通过状态指示灯读取分合状态信息，同时也可以通过状态指示灯23读取闭锁信号13和高压带电信号14。这样通过无线传输方式连接可编程逻辑控制器子站11和主站21，完成信号的接收及控制命令的下发，使得接地开关的远操分合，实现接地开关的可视化智能管理。