一种智能化直流开关柜的制作方法

1.本技术涉及直流柜技术领域，尤其涉及一种智能化直流开关柜。


背景技术：

2.随着城市轨道交通普及，轨道交通出行越来越受人们的青睐，直流柜的应用会越来越广，传统的直流开关柜运行控制方式，主要是通过断路器、接触器、热继电器、熔断器、控制继电器、各种主令电器、互感器及各种电工仪表(包括电流表、电压表、功率表、电能表等)组合成的开关控制柜来实现配电、控制、保护、监视等功能。这种传统模式的开关柜需要配有多种模拟指针仪表及继电器，给生产、储存、维修带来极大不便，并且需配置熟练的专业技术人员来完成操作和维护工作，对于较为复杂的控制逻辑操作和维护的工作强度、难度都颇大，因此，有必要研发一种智能化直流开关柜，以填补直流开关柜领域在智能化设计及应用方面的空白。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种智能化直流开关柜，实现直流开关柜的运行监测、寿命预测、运行趋势、自我诊断，并实施数据分析与统计功能，达到智慧地铁运维目标，所述技术方案如下：
4.根据一实施例提供的智能化直流开关柜，包括柜体，所述柜体具有内部空间，所述内部空间包括低压室、断路器室和电缆室；其中，在所述低压室内设有智能微机保护装置，以对所述低压室内的二次回路中的设备进行数据采集及数据分析与统计，实现对直流开关柜的运行监测；在所述断路器室内设有智能型直流快速断路器，以实现对直流开关柜故障元件快速隔离，并提供过载保护和漏电流保护；在所述电缆室内设有电缆光纤测温装置，以对接入所述柜体内的电缆进行温度监测，实现对接入电缆接入质量和状态的实时监控。
5.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，所述智能型直流快速断路器包括断路器本体、在线诊断模块和检测模块，通过所述在线诊断模块对所述检测模块所采集的所述断路器本体的动作特性、分合闸电参数、以及主回路运行温度状态参数进行在线分析和统计，以实现对所述断路器本体的实时健康状态管理。
6.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，所述智能型直流快速断路器还包括人机界面，通过所述人机界面集中显示所述断路器本体的数据或曲线，并调阅和设置所述断路器本体的技术参数。
7.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，所述智能型直流快速断路器还包括灭弧罩，通过分析所述人机界面显示的所述断路器本体的合闸电流曲线及分闸电流曲线上的增量、突变量和稳态量，结合预置时间参数，实现对所述断路器本体的机械特性以及燃弧时间判定。
8.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，所述智能型直流快速断路器提供直接瞬时过流脱扣器和间接快速脱扣器。
9.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，所述智能型直流快速断路器的保持方式为磁保持式或电保持式。
10.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，在所述柜体内还设有显示操作模块，以显示开关柜的数据信息并设置开关柜的技术参数。
11.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，所述显示操作模块为触摸屏，在所述柜体的外表面设有所述触摸屏。
12.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，所述柜体的所述内部空间还包括外接端子室，在所述外接端子室内设有实现远程监控的转换开关及数据传输用接口设备。
13.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，所述电缆光纤测温装置包括光纤测温传感器，通过所述光纤测温传感器对接入所述柜体内的电缆进行温度监测，实现对接入电缆接入质量和状态的实时监控。
14.本技术一些实施例提供的一种智能化直流开关柜带来的有益效果为：本技术通过对传统技术中普遍采用模拟仪表、继电器为监测和控制设备的普通断路器开关柜进行智能化升级，在换装新型的智能断路器、智能在线监控/保护模块，并配套兼容的传统通讯方式和接口的基础上，融入新版智能通讯规约和多种、冗余通讯接口以构建全新的智能化更高程度网络自动化系统，通过智能直流开关柜采集数据，实现直流开关柜的运行监测、寿命预测、运行趋势、自我诊断，并实施数据分析与统计功能，达到智慧地铁运维目标。本技术的智能直流开关柜可大幅降低设备长期运行的故障及运维人员保养工作量，降低备件库存量、减少运维人员数量，从而实现低碳环保、绿色供电。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
16.图1是本技术的智能化直流开关柜整体结构示意图；
17.图2是本技术的智能化直流开关柜正视角度剖面图；
18.图3是本技术的智能化直流开关柜另一角度整体结构示意图；
19.图4是本技术的智能化直流开关柜后视角度剖面图；
20.图5是本技术的智能型直流快速断路器整体结构示意图。
21.附图标记：100-柜体，110-低压室，120-断路器室，130-电缆室，140-触摸屏，200-智能微机保护装置，300-智能型直流快速断路器，310-断路器本体，320-在线诊断模块，330-检测模块，340-人机界面，350-灭弧罩，400-电缆光纤测温装置。
具体实施方式
22.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，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，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前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本技术保护的范围。
23.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
24.根据一实施例提供的智能化直流开关柜，如图1-4所示，包括柜体100，所述柜体100具有内部空间，所述内部空间包括低压室110、断路器室120和电缆室130；其中，在所述低压室110内设有智能微机保护装置200，以对所述低压室110内的二次回路中的设备进行数据采集及数据分析与统计，实现对直流开关柜的运行监测；在所述断路器室120内设有智能型直流快速断路器300，以实现对直流开关柜故障元件快速隔离，并提供过载保护和过电流保护；在所述电缆室130内设有电缆光纤测温装置400，以对接入所述柜体100内的电缆进行温度监测，实现对接入电缆接入质量和状态的实时监控。
25.本技术的智能化直流开关柜为dc1500v智能直流开关柜，具体地为户内型开关柜，具有标准防护等级的金属封闭式结构，由一系列标准化单元组成，标准化单元根据设计要求组合成不同的基本小室：低压室110、断路器室120和电缆室130和外接端子室，在这些标准化单元中设有操作设备、控制元件、测量元件、保护元件、母排、电源和辅助连接等，以完成当地控制、远程监控和测量保护功能。
26.具体地，在所述低压室110内设有智能微机保护装置200，开关柜内的控制、保护、测量、信号等二次回路的设备采用数字型多cpu或dsp的微机测控及保护装置，通过智能直流开关柜内配置的传感器采集数据，实现直流开关柜的运行监测、寿命预测、运行趋势、自我诊断，并实施数据分析与统计功能，达到智慧地铁运维目标。
27.根据上述实施例，本技术通过对传统技术中普遍采用模拟仪表、继电器为监测和控制设备的普通断路器开关柜进行智能化升级，在换装新型的智能断路器、智能在线监控/保护模块，并配套兼容的传统通讯方式和接口的基础上，融入新版智能通讯规约和多种、冗余通讯接口以构建全新的智能化更高程度网络自动化系统，通过智能直流开关柜采集数据，实现直流开关柜的运行监测、寿命预测、运行趋势、自我诊断，并实施数据分析与统计功能，达到智慧地铁运维目标。
28.本技术的智能化直流开关柜填补了直流开关柜领域在智能化设计及应用方面的空白，通过配置智能化直流快速断路器和智能化保护测控装置及各种传感器来实现传统直流开关柜的智能化升级，从根本上解决原来必须完全依靠专业技术人员在现场进行操作或需通过专业技能、专业知识和专业检测设备来判断设备故障的情况，只需通过智能开关柜上的智能控制单元经采集和处理设备内各传感器上传的数据，将分析的结果和处置意见直观显示在保护显示单元上，从而使现场的操作及维护保养人员能够通过各种方式，如在设备现场、中心控制室或通过云平台在任何地方更加直观和实时地了解直流开关柜运行状态，并在授权允许的情况下进行操作、故障处置和运营维护等工作。本技术的智能直流开关
柜可大幅降低设备长期运行的故障及运维人员保养工作量，降低备件库存量、减少运维人员数量，从而实现低碳环保、绿色供电。
29.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，如图5所示，所述智能型直流快速断路器300包括断路器本体310、在线诊断模块320和检测模块330，通过所述在线诊断模块320对所述检测模块330所采集的所述断路器本体310的动作特性、分合闸电参数、以及主回路运行温度状态参数进行在线分析和统计，以实现对所述断路器本体310的实时健康状态管理。
30.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，如图5所示，所述智能型直流快速断路器300还包括人机界面340，通过所述人机界面340集中显示所述断路器本体310的数据或曲线，并调阅和设置所述断路器本体310的技术参数。根据上述实施例，通过设置人机界面340，人机界面340作为本地智能运维显示终端使用，人机界面340上集中显示断路器本体310的数据或曲线、调阅和设置技术参数，最终通过分析合闸电流曲线及分闸电流曲线上的增量、突变量和稳态量，结合预置时间参数，可对断路器机械特性，以及燃弧时间进行判定。另外，采用线性插值法估算断路器的预期寿命，即时给出运维提示信息。实现对断路器健康状态的管理。
31.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，如图5所示，所述智能型直流快速断路器还包括灭弧罩350，通过分析所述人机界面显示的所述断路器本体310的合闸电流曲线及分闸电流曲线上的增量、突变量和稳态量，结合预置时间参数，实现对所述断路器本体310的机械特性以及燃弧时间判定。根据上述实施例，本技术通过智能型直流快速断路器300实现直流电网故障元件快速隔离，提供过载保护和漏电流保护，直流断路器分断时间短得足以使短路电流达到其最大值前分断，利用强大的短路电动斥力直接把触头推开，使机构动作时间只有2～3毫秒，配合灭弧罩350，具有优良的限流性能。
32.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，所述智能型直流快速断路器300提供直接瞬时过流脱扣器和间接快速脱扣器。
33.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，所述智能型直流快速断路器300的保持方式为磁保持式或电保持式。
34.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，如图1所示，在所述柜体内还设有显示操作模块，以显示开关柜的数据信息并设置开关柜的技术参数。
35.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，如图1所示，所述显示操作模块为触摸屏，在所述柜体100的外表面设有所述触摸屏140。
36.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，所述柜体100的所述内部空间还包括外接端子室，在所述外接端子室内设有实现远程监控的转换开关及数据传输用接口设备。
37.例如，在一个实施例提供的智能化直流开关柜中，所述电缆光纤测温装置400包括光纤测温传感器，通过所述光纤测温传感器对接入所述柜体100内的电缆进行温度监测，实现对接入电缆接入质量和状态的实时监控。
38.本技术的智能化直流开关柜，使得现场操作及维护保养人员能够在现场更加直观和实时地了解直流开关柜运行状态，大幅度降低了开关柜长期运行中的故障率及保养工作量，极大地增强了开关柜智能管理能力。
39.尽管已经出于说明性目的对本技术的实施例进行了公开，但是本领域技术人员将认识的是：在不偏离如所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，能够进行各种修改、添加和替换。