一种高安全性的多功能高压开关柜的制作方法

1.本实用新型属于电力传输领域，具体涉及一种高安全性的多功能高压开关柜。


背景技术：

2.开关柜是一种常用的电力设备，在建筑、船舶建造、终端配电等领域都具有广泛的应用。近年来，随着电力部门配电网络的大规模改造，配电线路及设备、用电量大量增加，高压开关柜的数量也在急剧的增加，因此高压开关柜出现的故障也越来越多。故障出现后，都需要及时派遣维护人员到现场进行检修，以便及时的排除故障。但是，目前对于高压开关柜的监测仅仅是针对温度、湿度等进行检测，并不能在维护人员操作的过程中起到一个很好的安全提示和保护作用。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种高安全性的多功能高压开关柜，所述高安全性的多功能高压开关柜结构简单，解决了高压开关柜安全性低的问题。
4.根据本实用新型实施例的高安全性的多功能高压开关柜，其内设置有用于采集电压和电流的互感器，包括：门状态检测单元，用于检测所述高压开关柜本体的柜门状态；人体感应单元，用于确定人体在所述高压开关柜本体内；门禁单元，用于防止所述高压开关柜本体的柜门被误开；预警单元，用于在本地发出预警；处理器单元，分别与所述门状态检测单元、人体感应单元、门禁单元和预警单元连接，以及与所述互感器连接。
5.根据本实用新型实施例的高安全性的多功能高压开关柜，至少具有如下技术效果：通过门状态检测单元可以确定高压开关柜本体的柜门是否关闭到位，进而可以及时通知监控终端，可以避免因为柜门关闭不到位引发的事故。通过人体感应单元可以感知在柜门开启时，是否有人接近，进而可以通过预警单元进行提醒，通过语音提醒可以提醒操作人员集中注意力，避免事故发生；同时，在柜门没有关闭到位或误开时，也可以提醒其他无关人员不要靠近，等待专业维护人员到现场处理。通过门禁单元避免非指定人员打开柜门，一方面可以防止非专业人员触碰，另一方面可以知晓是何人何时打开的柜门；此外，门禁单元可以辅助用于巡检，使巡检人员必须到现场查看。通过处理器单元可以直接利用高压开关柜本体中原有的互感器获取电流、电压等数据，不需要再额外增加传感器，节约了成本；同时，通过处理器单元可以实现与监控终端的数据通讯，以便远端可以及时知晓故障的出现。
6.根据本实用新型的一些实施例，所述门状态检测单元包括：门开关传感器，设置于所述高压开关柜本体的柜门处并与所述处理器单元连接，用于检测所述高压开关柜本体的柜门开关状态；光感应传感器，设置于所述高压开关柜本体中并与所述处理器单元连接，用于感应所述高压开关柜本体内的光照强度。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述人体感应单元采用人体红外感应器。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述门禁单元包括：指纹识别模块，设置于所述柜
门外侧面板上并与所述处理器单元连接，用于指纹检测；电控锁，设置于所述高压开关柜本体内并与所述处理器单元连接，用于控制所述柜门的开启与关闭。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述预警单元采用语音播报模块。
10.根据本实用新型的一些实施例，上述高安全性的多功能高压开关柜还包括设置于所述柜门外侧并与所述处理器单元连接的显控器。
11.根据本实用新型的一些实施例，上述高安全性的多功能高压开关柜还包括所述高压开关柜本体内并与所述处理器单元连接的存储单元。
12.根据本实用新型的一些实施例，上述高安全性的多功能高压开关柜还包括：蓄电池单元，用于提供临时供电电源；安装保护盒，可拆卸设置于所述高压开关柜本体内；所述存储单元、处理器单元、蓄电池单元皆设置于所述安装保护盒中。
13.根据本实用新型的一些实施例，上述高安全性的多功能高压开关柜还包括皆设置于所述高压开关柜本体上并与所述处理器单元连接的：温湿度采集单元，用于采集所述高压开关柜本体中的温度和湿度；抽风机，用于降低所述高压开关柜本体中的温度和湿度。
14.根据本实用新型的一些实施例，上述高安全性的多功能高压开关柜还包括设置于所述高压开关柜本体中并与所述处理器单元连接的无线通讯模块。
15.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1是本实用新型实施例的高安全性的多功能高压开关柜的电气系统框图；
18.图2是本实用新型实施例的高安全性的多功能高压开关柜的主视简图；
19.图3是本实用新型实施例的高安全性的多功能高压开关柜的主视简图(打开柜门)。
20.附图标记：
21.高压开关柜本体100、
22.门状态检测单元200、门开关传感器210、光感应传感器220、
23.人体感应单元300、
24.门禁单元400、指纹识别模块410、电控锁420、
25.预警单元500、
26.处理器单元600、
27.显控器700、
28.存储单元810、蓄电池单元820、安装保护盒830、
29.温湿度采集单元910、抽风机920、无线通讯模块930。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二、第三、第四等等只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
32.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
33.下面参考图1至图3描述根据本实用新型实施例的高安全性的多功能高压开关柜。
34.根据本实用新型实施例的高安全性的多功能高压开关柜，包括：门状态检测单元200、人体感应单元300、预警单元500、处理器单元600。门状态检测单元200，用于检测高压开关柜本体100的柜门状态；人体感应单元300，用于确定人体在高压开关柜本体100内；门禁单元400，用于防止高压开关柜本体100的柜门被误开；预警单元500，用于在本地发出预警；处理器单元600，分别与门状态检测单元200、人体感应单元300、门禁单元400和预警单元500连接，以及与高压开关柜本体100中原有的互感器连接。
35.参考图1至图3，门状态检测单元200可以直接有效的知晓高压开关柜本体100的柜门的当前状态。如果柜门关闭不到位，则可以通过处理器单元600将柜门未关闭到位的信号发送到监控终端。这里需要说明，用于检测柜门关闭是否到位的传感器有很多，采用较多的有行程开关、霍尔元器件、红外传感器、磁吸开关等。
36.人体感应单元300可以感知人体是否靠近，为了保证感应的准确性，人体感应单元300需要安装在高压开关柜本体100内，这样可以避免在柜门没有开启时，也会发出触发人体感应单元300。预警单元500是用于提醒维护人员谨慎操作，避免麻痹大意导致事故发生。在维护人员开启柜门后，人体感应单元300可以感应到有人，然后会将检测到人体的信号输出到处理器单元600，处理器单元600会控制预警单元500启动并发出报警。预警单元500可以直接使用声光报警器。
37.门禁单元400，可以避免只要持有钥匙就能打开柜门的情况，只有通过门禁单元400识别出了开启人员的身份，才可以打开柜门进行后续的操作。门禁单元400的实现方式有多种，可以采用按键输入、指纹输入或人脸识别等方式。此外，门禁单元400的存在，也便于对事故进行追责，可以便于记录每一次操作人员的指纹信息，进而确定事故发生前最后一次操作的时间和操作人员。
38.高压开关柜本体100通常会具备电流检测和电压检测的功能，且通常是采用互感器进行非接触式检测，处理器单元600可以直接利用高压开关柜本体100现有的互感器直接获取高压开关柜本体100运行时的电流和电压数据，获取的数据会传输到远程的监控终端。同时，处理器单元600获取到电流和电压后，也便于控制预警单元500发出的预警状态。以预警单元500采用蜂鸣报警方式为例：当检测到有电、有人时，发出高频率的蜂鸣报警，当检测到无电、有人时，发出低频率的蜂鸣报警，当检测到无电、无人时，不发出报警。
39.根据本实用新型实施例的高安全性的多功能高压开关柜，通过门状态检测单元200可以确定高压开关柜本体100的柜门是否关闭到位，进而可以及时通知监控终端，可以避免因为柜门关闭不到位引发的事故。通过人体感应单元300可以感知在柜门开启时，是否
有人接近，进而可以通过预警单元500进行提醒，通过语音提醒可以提醒操作人员集中注意力，避免事故发生；同时，在柜门没有关闭到位或误开时，也可以提醒其他无关人员不要靠近，等待专业维护人员到现场处理。通过门禁单元400避免非指定人员打开柜门，一方面可以防止非专业人员触碰，另一方面可以知晓是何人何时打开的柜门；此外，门禁单元400可以辅助用于巡检，使巡检人员必须到现场查看。通过处理器单元600可以直接利用高压开关柜本体100中原有的互感器获取电流、电压等数据，不需要再额外增加传感器，节约了成本；同时，通过处理器单元600可以实现与监控终端的数据通讯，以便远端可以及时知晓故障的出现。
40.在本实用新型的一些实施例中，处理器单元600可以采用dsp、单片机或arm作为核心控制器。在本实用新型的一些实施例中，采用了单片机作为处理器单元600的核心控制器，选择了stm32系列单片机，具体型号可以选择stm32f103。在本实用新型的一些实施例中，处理器单元600的工作电源可直接从高压开关柜本体100中获取，高压开关柜本体100中的电通过电源模块转换后可进行供电，也可以采用蓄电单元进行转换之后再进行供电。
41.在本实用新型的一些实施例中，参考图1，门状态检测单元200包括：门开关传感器210，设置于高压开关柜本体100的柜门处并与处理器单元600连接，用于检测高压开关柜本体100的柜门开关状态；光感应传感器220，设置于高压开关柜本体100中并与处理器单元600连接，用于感应高压开关柜本体100内的光照强度。门开关传感器210采用较多的是有行程开关、霍尔元器件、红外传感器、磁吸开关等，可以直观判断柜门是否被打开，只要设置门开关传感器210的柜门位置出现的偏移，则会输出柜门打开的信号。但是单独的门开关传感器210容易出现漏检的情况，例如：柜门在撞击下发生变形时，可能门开关传感器210所在的位置没有形变，而在柜门其它位置发生形变，则会导致门开关检测不出。此时可以增加光感应传感器220，通过检测高压开关柜本体100中的光强度的变换来辅助判断柜门的开启状态。而且光感应传感器220除了可以检测到除柜门关闭不到位或柜门变形产生的漏光外，还可以监测高压开关柜本体100中任何位置发生的漏光，且当高压开关柜本体100中出现明火时，也能被光感应传感器220检测到。
42.在本实用新型的一些实施例中，人体感应单元300采用人体红外感应器。人体红外感应器的价格低廉，且可以准确的判断是否有人靠近，适合大规模的生产和使用。通过合理布置人体红外感应器的角度，就可以实现人体感应功能。且人体感应并非只能感应到人，也可感应到其它的小动物，进而发出的警报声，可以起到一定的驱赶作用。
43.在本实用新型的一些实施例中，参考图1至图3，门禁单元400包括：指纹识别模块410，设置于柜门外侧面板上并与处理器单元600连接，用于指纹检测；电控锁420，设置于高压开关柜本体100内并与处理器单元600连接，用于控制柜门的开启与关闭。指纹识别模块410是较为成熟的产品，目前大部分的指纹识别模块410的价格也并不高昂，通过指纹识别的方式可以高效的确定巡检人员的身份，避免非相关人员接触。电控锁420通过处理器单元600可以进行开启和关闭操作，在指纹识别模块410认证通过后，处理器单元600会开启电控锁420，如果认证不通过，则电控锁420会一直处于关闭状态。在本实用新型的一些实施例中，指纹识别模块410会被键盘代替，键盘的价格更为低廉，但是却不能有效辨别操作者的身份，只能用作门禁使用。
44.在本实用新型的一些实施例中，预警单元500采用语音播报模块。语音播报模块同
样可以直接采用市面上现有的产品，在语音播报模块中提前录入需要播报的声音信息即可，通过语音播报的方式，可以更为清晰的提供预警作用，同时也不会像蜂鸣报警一样，容易让人心烦。
45.在本实用新型的一些实施例中，参考图1至图3，上述高安全性的多功能高压开关柜还包括设置于柜门外侧并与处理器单元600连接的显控器700。显控器700可以便于现场查看数据，同时也可以作为输入工具。特别是在指纹识别模块410出现故障时，可以通过显控器700输入类似于超级密码的指令，开启柜门。此外，显控器700可以采用液晶触摸屏，在液晶触摸屏中可以存储简单的测试指令，用于巡检人员检测各个单元或模块是否正常。
46.在本实用新型的一些实施例中，参考图1，上述高安全性的多功能高压开关柜还包括高压开关柜本体100内并与处理器单元600连接的存储单元810。存储单元810是用来存储处理器单元600中接收的数据和发出的指令的，在处理器单元600与监控终端通讯出现故障时，为了保证处理器单元600在通讯故障的这段时间内的数据不会缺失，则会将该数据临时存储到存储单元810中，在通讯恢复后，再进行续传。
47.在本实用新型的一些实施例中，参考图1、图3，上述高安全性的多功能高压开关柜还包括：蓄电池单元820，用于提供临时供电电源；安装保护盒830，可拆卸设置于高压开关柜本体100内；存储单元810、处理器单元600、蓄电池单元820皆设置于安装保护盒830中。在高压开关柜本体100内出现故障时，特别是有火情发生时，容易造成内部的设备毁坏，且很可能在故障出现的初期，就会导致通讯出现故障和供电出现故障。设置一个安装保护盒830，将存储单元810、处理器单元600安装在安装保护盒830中，则可以在事故发生之后，保护存储单元810、处理器单元600不受到损害，同时在安装保护盒830中设置一个蓄电池单元820，则可以保证将故障发生之后的数据记录一段时间。此外，经过安装保护盒830的保护，也可以使得存储单元810、处理器单元600、蓄电池单元820再事故发生之后能够保存下来。
48.在本实用新型的一些实施例中，参考图1，上述高安全性的多功能高压开关柜还包括皆设置于高压开关柜本体100上并与处理器单元600连接的：温湿度采集单元910，用于采集高压开关柜本体100中的温度和湿度；抽风机920，用于降低高压开关柜本体100中的温度和湿度。温湿度采集单元910采用sht20传感器。瑞士sensirion数字温湿度采集单元910sht20配有4c代芯片，采用标准的i2c协议进行通讯，除了配有电容式相对湿度传感器和能隙温度传感器外，该芯片还包含一个放大器、a/d转换器、otp内存和数字处理单元，能精确的测量设备内部温度和相对湿度，功耗极低，稳定性强。抽风机920可以起到散热除湿的作用，抽风机920通常会安装在高压开关柜本体100的通风口内侧，直接利用已有的通风口进行工作，不再另外设置通风口。
49.在本实用新型的一些实施例中，参考图1，上述高安全性的多功能高压开关柜还包括设置于高压开关柜本体100中并与处理器单元600连接的无线通讯模块930。通过无线通讯模块930可以减少通讯线的布置，同时也可以避免通讯线与电力线同时布置带来的电磁干扰问题。在本实用新型的一些实施例中，无线通讯模块930采用gprs模块、wifi模块等，可以直接利用现有的网络进行通讯，避免了远距离传输时，需要使用中继设备进行辅助通讯传输的问题。在本实用新型的一些实施例中，无线通讯模块930采用zigbee模块，zigbee模块的传输距离远，价格低，在传输距离不是特别远时，可以有效的降低无线传输的成本。在本实用新型的一些实施例中，无线通讯模块930采用nb
‑
iot模块，可以直接利用现有的网络
基础进行通讯，避免了远程传输时，需要使用中继设备，且nb
‑
iot模块的功率低、抗感干扰能力强。在本实用新型的一些实施例中，无线通讯模块930也会设置在安装保护盒830中。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
51.尽管上述结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。