一种电力开关柜在线监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力开关柜监测领域，具体涉及一种电力开关柜在线监测装置。


背景技术：

2.当今电力行业中，电力开关柜是电力系统中重要的电气设备，是各个变配电室内重要组成部分，传统的电力开关柜大多是为了满足变配电室基本的运行而设计，对电力开关柜及开关柜内各个部件的监测能力往往不是很重视。
3.目前，某些电力公司也针对电力开关柜的状态及运行情况提出了一些技术方案用于实现对电力开关柜的监测，虽然起到了一定的作用，但仍存在改进的空间。在我们实际情况中发现，电力开关柜内的工作情况较为复杂，柜内每个区域的各种电力、环境参数不尽相同，比如：作为监测开关柜内部件温度的温度传感器，首先我们要了解开关柜内什么设备容易发热或发热块，这样才能有效的监测到柜内温度的异常，不然，基于便于装配的考虑，将温度传感器安装于电力开关柜内的某一位置，但无法精确检测到发热体的温度，监测效果可想而知。可见，如果想要有效监测电力开关柜及柜内的状态及运行情况，这就要求技术人员要准确地分析电力开关柜内每个区域受哪些参数影响较大，从而采取相应的监测措施，然而就当前来看，此方面还有所欠缺。
4.有鉴于此，亟需对电力开关柜的监测效果及监测装置的有效性进行改进，从而提升电力开关柜的在线监测水平。


技术实现要素：

5.为了解决上述现有技术中对电力开关柜监测效果失真、不能有针对性的、有效的监测电力开关柜内各个区域状态及运行情况的问题，本技术提供了一种电力开关柜在线监测装置，包括：
6.电流电压监测单元，用于监测所述开关柜母线室内母排的电流和电压数据，包括电压电流仪表、设于所述开关柜母线室内电缆上的电流互感器和电压互感器，所述电压电流仪表与所述电流互感器、电压互感器信号连接；
7.振动监测单元，用于监测所述开关柜母线室内母排的振动情况，所述母排通过所述母排安装部设于所述母线室，所述振动监测单元包括振动监测仪表和设于所述母排安装部的振动传感器，所述振动监测单元与所述振动传感器信号连接；
8.温湿度监测单元，用于监测所述开关柜内断路器室的湿度和电缆室的温度，包括温湿度仪表、设于所述断路器室内的湿度传感器和设于所述电缆室内的温度传感器，所述温湿度监测单元与所述湿度传感器、温度传感器信号连接；
9.局放监测单元，用于监测所述开关柜内是否存在局部放电信号，包括设于所述开关柜下方电缆沟内的局放监测仪和设置在所述开关柜柜体的局放传感器，所述局放监测单元与所述局放传感器信号连接；以及，
10.远程pc端，用于接收所述电流电压监测单元、振动监测单元、温湿度监测单元和局
放监测单元的数据，并进行分析处理。
11.在一个优选的实施例中，所述母排安装部为支架或螺栓，所述振动传感器设于所述支架或螺栓。
12.在一个优选的实施例中，所述开关柜设有仪表室，所述仪表室设有可闭合的门体，所述电压电流仪表、振动仪表、温湿度仪表设于所述仪表室内。
13.在一个优选的实施例中，开关柜包括至少两个母线室，各个所述母线室设于柜顶或柜内。
14.在一个优选的实施例中，所述远程pc端设有预警单元，所述预警单元用于在所述远程pc端接收到的数据超出所述阈值范围，对异常数据发出预警信息并提出相应的解决策略。
15.在一个优选的实施例中，所述振动传感器为智能母排监测传感器，通过实时监测母排的振动频率来实现监测效果。
16.进一步地，所述智能母排监测传感器与所述振动监测单元通过无线传输方式实现信号连接。
17.在一个优选的实施例中，所述局放传感器包括超声波传感器和超高频传感器，所述超声波传感器设置在所述开关柜后面外侧上部中间位置，所述超高频传感器设置在所述开关柜后面内侧下部中间位置。
18.在一个优选的实施例中，所述电缆室的电缆上设有电流互感器，用于监测所述电缆室电缆上的负荷电流。
19.在一个优选的实施例中，所述电流电压监测单元、振动监测单元、温湿度监测单元和局放监测单元与所述远程pc端通过以太网实现信号连接。
20.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：根据电力开关柜内不同区域的电力、环境参数的不尽相同，有针对性的对电力开关柜内受电力和环境因素影响比较突出的各个区域进行监测，不但提升了对电力开关柜各种参数的整体监测效果，而且避免了由于监测区域不属于受电力和环境因素影响的突出区域带来的监测失真和故障预警滞后的问题。因此，本实用新型通过将各类监测单元的监测传感器有针对性的设置在受电力和环境因素影响比较突出的区域，有效的实现了对电力开关柜及柜内的状态和运行情况监测和预警。
附图说明
21.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
23.图1为本技术实施例提供的一种电力开关柜在线监测装置的结构示意图；
24.图2为本技术实施例提供的一种电力开关柜在线监测装置的正视图；
25.图3为本技术实施例提供的一种电力开关柜在线监测装置的侧面剖视图。
26.其中，附图标记为：
27.10、开关柜；11、母线室；111、母排；112、母排线缆；113、母排安装部；12、断路器室；13、电缆室；14、仪表室；15、电缆沟；20、电流电压监测单元；201、电压电流仪表；21、电压互感器；22、电流互感器；30、振动监测单元；301、振动监测仪表；31、振动传感器；40、温湿度监测单元；401、温湿度仪表；41、湿度传感器；42、温度传感器；50、局放监测单元；501、局放监测仪；51、超声波传感器；52、超高频传感器；60、远程pc端。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
29.为了解决上述现有技术中对电力开关柜监测效果失真、不能有针对性的、有效的监测电力开关柜及柜内各个区域状态及运行情况的问题，本技术提供了一种电力开关柜在线监测装置，该装置通过有针对性的对电力开关柜10内受电力和环境因素影响比较突出的各个区域进行监测，不但提升了对电力开关柜10各种参数的整体监测效果，而且避免了由于监测区域不属于受电力和环境因素影响的突出区域带来的监测失真和故障预警滞后的问题，参阅图1、2、3，该电力开关柜10在线监测装置包括：
30.电流电压监测单元20，用于监测开关柜10母线室11内母排111的电流和电压数据，包括电压电流仪表201、设于开关柜10母线室11内电缆上的电流互感器22和电压互感器21，电压电流仪表201与电流互感器22、电压互感器21信号连接。母排111的电流和电压直接关系到线路的正常工作，监测母排111的工作运行参数能够提高开关柜10的运行稳定性，在遇到突发状况时，便于相关人员能够及时采取处理措施，并能在出现问题后提供数据参考查明问题根源。
31.振动监测单元30，用于监测开关柜10母线室内母排的振动情况，可以对母排111的振动频率、幅度进行监测，母排111通过母排安装部113设于母线室11，振动监测单元30包括振动监测仪表301和设于母排安装部113的振动传感器31，振动监测单元30与振动传感器31信号连接。振动监测单元30用于监控母排111的振动频率和幅度，这是由于母排111在振动频率和幅度过高时，会产生母排线缆112松动或脱落的问题，引发电力或火灾故障，因此做好对母排111的监测是非常有必要的，要保证母排线缆112的正常运行，需要振动传感器31来精确检测母排111的振动，当发现振动频率或幅度超出一定范围后，发出预警信号，提示运维人员进行巡检。母排111通过母排安装部113进行安装，将振动传感器31设于母排安装部113，能够更精确地采集到振动信号，而且不影响母排111与电缆的插接装配；
32.温湿度监测单元40，用于监测开关柜10内断路器室12的湿度和电缆室13的温度，包括温湿度仪表401、设于断路器室内的湿度传感器41和设于电缆室13内的温度传感器42，温湿度监测单元40与湿度传感器41、温度传感器42信号连接；对于断路器室12来讲，断路器内由于结构原因，在工作过程中容易产生电弧即电火花，容易引起火灾，因此应当严格监测断路器室12内的湿度，保证断路器室12内的环境湿度在规定的范围内，不能太湿也不能太干；开关柜10内对温度要求较高的区域为电缆室13，由于电缆室13内的电缆较多，而且在为负载提供电能时电缆的表面和内部会产生热能，实时监测电缆室13的温度能够即时反映电
缆的工作正常情况；当然也可以在断路器室12安装温度传感器，在电缆室13安装湿度传感器，从而通过监测对应的环境参数，综合分析各个室内的情况。
33.局放监测单元50，用于监测开关柜10内是否存在局部放电信号，包括设于开关柜10下方电缆沟内的局放监测仪501和设置在开关柜10柜体的局放传感器，局放监测单元50与局放传感器信号连接；监测和追踪电力开关柜10及柜内的工作状态，提前发现柜内各个元器件的问题进行预警及抢修，避免事故发生。
34.远程pc端60用于接收电流电压监测单元20、振动监测单元30、温湿度监测单元40和局放监测单元50的数据，并进行分析处理。远程pc端60通过对接收到的数据进行分析和处理，将异常的数据通过显示界面反映给运维人员，发出预警提示，运维人员可以根据相关的预警信息对电力开关柜内对应的异常问题进行检修和维护。
35.在一个优选的实施例中，母排安装部113为支架或螺栓，振动传感器31设于支架或螺栓。母排111一般采用铜质材料，与柜体固定连接或可拆卸连接，且母排111和柜体是绝缘的，通过螺栓、卡扣结构实现可拆卸连接。母排安装部113作为与开关柜柜体的连接件，振动频率和幅度更接近母排111，因此可以提高监测精度。
36.在一个优选的实施例中，开关柜10设有仪表室14，仪表室14设有可闭合的门体，电压电流仪表201、振动仪表301、温湿度仪表401设于仪表室14内。将各个仪表统一设于仪表室14内，便于运维人员打开门体后对仪表室14进行查看，也方便信号线的接入和其它多种线缆的连接。
37.在一个优选的实施例中，开关柜10包括至少两个母线室11，各个母线室11设于柜顶或柜内。柜顶的母线室11体积略小，柜顶的母线室11上端也安装有振动传感器31，用于监测开关柜10柜体的振动情况。
38.在一个优选的实施例中，远程pc端60设有预警单元，预警单元用于在远程pc端60接收到的数据超出阈值范围，对异常数据发出预警信息并提出相应的解决策略。预警单元设有预设阈值，根据监测数据的种类不同，如温度、湿度、振动频率、局放信号等，以便能够在故障或事故发生前及时预警，并给出解决策略。预警单元设有寿命预测单元，寿命预测单元在仪表室14的接触器和继电器处设有振动传感器31，通过记录接触器和继电器的动作次数与该些器件自身的使用次数进行对比来预测各个器件的使用寿命。
39.在一个优选的实施例中，振动传感器31为智能母排监测传感器，通过实时监测母排111的振动频率和幅度来实现监测效果。进一步地，智能母排监测传感器与振动监测单元30通过无线传输方式实现信号连接。之所以采用无线传输方式是基于母线室11环境复杂的考虑。
40.在一个优选的实施例中，局放传感器包括超声波传感器51和超高频传感器52，超声波传感器51设置在开关柜10后面外侧上部中间位置，超高频传感器52设置在开关柜10后面内侧下部中间位置。开关柜10后面外侧上部中间位置正好位于母线室11后方，由于母线室11内的母排和电缆较多，将超声波传感器51设置在此位置能够有效的监测母线室11内的局部放电信号，且超声波传感器51与电力设备的电气回路无任何联系，不受电力方面的干扰；开关柜10后面内侧下部中间位置正好位于电缆室后方，将超高频传感器52设置在此位置能够有效的监测电缆室13内的局部放电信号，且超高频传感器52依靠磁力吸附在开关柜10内壁上，安装过程简单快捷。参阅图2，超声波传感器51和超高频传感器52的引线穿过开
关柜10下方，引出到开关柜10下方的电缆沟内的局放监测仪501。局放监测仪501悬挂于电缆沟内电缆槽的反向侧的墙壁上，悬挂高度在120
‑
170cm之间均可。
41.在一个优选的实施例中，电缆室13的电缆上设有电流互感器22，用于监测电缆室13电缆上的负荷电流。负荷电流是指设备正常运行情况下，负载所吸收的电力，电缆室13的电缆多为开关柜10的出线电缆，为其他的负载设备提供电能时，电流流经出线电缆，通过电流互感器22监测出线电缆上的为负载提供电能而产生的电流，从而有效的分析用电负荷是否在安全范围内及负载是否存在故障等。
42.在一个优选的实施例中，电流电压监测单元20、振动监测单元30、温湿度监测单元40和局放监测单元50与远程pc端60通过以太网实现信号连接，从而保证能够准确、稳定的接收各个监测单元的数据。
43.本实用新型通过将各类监测单元的监测传感器有针对性的设置在受电力和环境因素影响比较突出的区域，有效的实现了对电力开关柜10及电力开关柜10内的状态和运行情况监测和预警。根据电力开关柜10内不同区域的电力、环境参数的不尽相同，有针对性的对电力开关柜10内受电力和环境因素影响比较突出的各个区域进行监测，不但提升了对电力开关柜10各种参数的整体监测效果，而且避免了由于监测区域不属于受电力和环境因素影响的突出区域带来的监测失真和故障预警滞后的问题。
44.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
45.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。