一种开关柜分合闸线圈电流无线传感器接入网关装置的制作方法

本实用新型涉及变电站技术领域，特别是涉及一种开关柜分合闸线圈电流无线传感器接入网关装置。

背景技术：

开关柜分合闸线圈电流波形是高压开关智能化的重要监测参量，监测装置一般安装在高压开关柜二次室，监测数据就地存储，通过usb存储器导出数据，然后数据导入在监测平台进行分析；变电站高压开关柜数量多，工作人员需要定期逐台开关进行监测数据导出，费时费力；数据不能实时上传监测平台，不能及时反应高压开关运行状态。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种开关柜分合闸线圈电流无线传感器接入网关装置。

本实用新型采用的技术方案是：一种开关柜分合闸线圈电流无线传感器接入网关装置，包括：现场控制模块和现场监测模块；所述现场控制模块包括第一外壳，所述第一外壳上设置显示屏、网关主机和第一无线天线，所述第一外壳的左侧设置第一通讯接口；

所述现场监测模块包括监测模块、电源模块、控制开关和导轨；所述监测模块、电源模块和控制开关设置在导轨上，所述监测模块与电源模块连接，所述控制开关与电源模块连接，所述电源模块与控制开关连接；

所述监测模块包括：第二外壳，所述第二外壳上设置用于固定的安装螺孔；所述第二外壳的后侧设置监测模块凹槽；所述第二外壳的左侧设置第二无线天线、指示灯和第二通讯接口，所述第二外壳的上侧和下侧分别设置第一接线端子和第二接线端子；

所述现场控制模块与现场监测模块通过第一无线天线和第二无线天线进行数据通讯。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述电源模块的后侧设置电源安装凹槽，所述控制开关的后侧设置开关安装凹槽，所述监测模块、电源模块和控制开关通过监测模块凹槽、电源安装凹槽、开关安装凹槽与导轨滑动安装；所述导轨上设置第一导轨卡板和第二导轨卡板，所述第一导轨卡板、监测模块、电源模块、控制开关和第二导轨卡板依次设置在导轨上，第一导轨卡板和第二导轨卡板与导轨固定。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述导轨上设置导轨安装孔，所述第一导轨卡板和第二导轨卡板上设置卡板安装孔，所述第一导轨卡板和第二导轨卡板与导轨通过螺栓固定。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述第一接线端子包括：三相供电线路的电流传感器输入接线端、行程传感器输入接线端、传感器电源端、副分闸线圈电流传感器输入端/回路控制电压输入端、分闸线圈电流传感器输入端、合闸线圈电流传感器输入端/副分闸线圈电流传感器输入端、储能电机电流传感器输入端。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述第二接线端子包括：rs485接口、光电编码器电源接口、光电编码器输出信号接口、常开/常闭辅助触点输入端、辅助触点公共电源输入端、交流/直流电源输入端。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述现场控制模块内置充电电池，所述充电电池通过电源接口与外部电源连接进行充电。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述指示灯包括运行指示灯和状态指示灯。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述第一通讯接口包括：第一lora/wifi天线接口、第一电源接口、第一usb接口、第一以太网接口；所述第二通讯接口包括：第二lora/wifi天线接口、第二电源接口、第二usb接口、第二以太网接口。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述rs485接口与高压开关无线测温控制器连接，所述rs485接口采用暂态过电压防护与光电隔离技术。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型在高压开关运行状态下，接收多个开关柜分合闸线圈电流无线传感器的监测数据，并进行存储、分析、展示和预警，实现高压开关运行状态实时监测和故障早期有效预警，为高压开关安全稳定运行提供保障。装置采用lora无线通信方式，安装方便；无线数据加密，提高数据安全性，有效防篡改。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种开关柜分合闸线圈电流无线传感器接入网关装置结构图；

图2为本实用新型提出的所述现场监测模块安装结构图；

图3为本实用新型提出的所述现场监测模块安装主视图图；

图4为本实用新型提出的所述监测模块结构图；

图中所示：

1-现场控制模块，2-现场监测模块；

11-第一外壳，12-显示屏，13-网关主机，14-第一无线天线，15-第一通讯接口；

21-监测模块，22-电源模块，23-控制开关，24-导轨；

211-第二外壳；213-监测模块凹槽；214-第二无线天线、215-指示灯，216-第二通讯接口，217-第一接线端子，218-第二接线端子；

241-第一导轨卡板，242-第二导轨卡板，243-导轨安装孔，244-卡板安装孔。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

本发明实施例中的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“第一”、“第二”等表示方向和数量的词仅仅为了结合附图展示情况进行的相对位置关系的表达，对此并非绝对的位置关系，在具体实时过程中，可以进行适当变换。

本发明提出了一种开关柜分合闸线圈电流无线传感器接入网关装置，主要由现场监测模块实现，现场监测模块内置lora无线通信模块、并配置以太网接口和usb接口，实现多个开关柜分合闸线圈电流无线传感器的管理以及对各传感器的监测数据上传。

参见图1至图4，其中图1为本实用新型提出的一种开关柜分合闸线圈电流无线传感器接入网关装置结构图；图2为本实用新型提出的所述现场监测模块安装结构图；图3为本实用新型提出的所述现场监测模块安装主视图图；图4为本实用新型提出的所述监测模块结构图。

如图1至图4所示，一种开关柜分合闸线圈电流无线传感器接入网关装置，包括：现场控制模块1和现场监测模块2；现场控制模块1包括第一外壳11，外壳11上设置显示屏12、网关主机13和第一无线天线14，第一外壳11的左侧设置第一通讯接口15；

所述现场监测模块2包括监测模块21、电源模块22、控制开关23和导轨24；监测模块21、电源模块22和控制开关23设置在导轨24上，监测模块21与电源模块22连接，控制开关23与电源模块22连接，电源模块22与控制开关23连接；

所述监测模块21包括：第二外壳211，第二外壳211上设置用于固定的安装螺孔；所述第二外壳211的后侧设置监测模块凹槽213；第二外壳211的左侧设置第二无线天线214、指示灯215和第二通讯接口216，第二外壳211的上侧和下侧分别设置第一接线端子217和第二接线端子218；现场控制模块1与现场监测模块2通过第一无线天线14和第二无线天线214进行数据通讯；

本实用新型实施例中，电源模块22的后侧设置电源安装凹槽，控制开关23的后侧设置开关安装凹槽，监测模块21、电源模块22和控制开关23通过监测模块凹槽211、电源安装凹槽、开关安装凹槽与导轨24滑动安装；导轨24上设置第一导轨卡板241和第二导轨卡板242，第一导轨卡板241、监测模块21、电源模块22、控制开关23和第二导轨卡板242依次设置在导轨24上，第一导轨卡板241和第二导轨卡板142与导轨固定。

其中，导轨24上设置导轨安装孔243，第一导轨卡板241和第二导轨卡板242上设置卡板安装孔244，第一导轨卡板241和第二导轨卡板242与导轨24通过螺栓固定。

本实用新型实施例中，第一接线端子217包括：三相供电线路的电流传感器输入接线端、行程传感器输入接线端、传感器电源端、副分闸线圈电流传感器输入端/回路控制电压输入端、分闸线圈电流传感器输入端、合闸线圈电流传感器输入端/副分闸线圈电流传感器输入端、储能电机电流传感器输入端。

第二接线端子217包括：rs485接口、光电编码器电源接口、光电编码器输出信号接口、常开/常闭辅助触点输入端、辅助触点公共电源输入端、交流/直流电源输入端。

本实用新型内置lora无线通信模块连接外部lora天线，可实现多个开关柜分合闸线圈电流无线传感器监测数据的有序接入，对接收的数据进行存储并通过以太网接口以dl/t860(mms)协议发送至监测平台。该网关装置能快速、准确地从分合闸线圈电流中得出开关分合闸各阶段的动作时间、线圈电流大小、动作速度等特征信息，包括初始运动时间、撞击脱扣机构时间、脱扣机构运动时间、运行至最大行程时间、辅助触点断开时间、分合闸线圈带电时间、初始峰值电流、运行峰值电流和电流上升速率等；

本实用新型提供的网关装置，通过设置存储器可以实现对监测数据的存储，方便查询；可对多个开关柜分合闸线圈电流无线传感器进行管理和配置，包括传感器监测设备名称、通信地址、通信信道、监测通道类型、监测通道采样速率、监测通道采样时长、监测通道触发方式、比例系数、对时和重新启动等；该网关装置配置1个usb接口，可以通过usb存储器导出多个开关柜分合闸线圈电流无线传感器监测数据文件，然后将监测数据文件导入在线监测平台。

该网关装置的网关主机配置的显示屏采用lcd触摸屏，可以进行原始数据展示、历史数据浏览、参数录入及配置管理；现场控制模块内置充电电池，所述充电电池通过电源接口与外部电源连接进行充电，通过内置大容量电池可在外部电源断开情况下工作8小时以上，电源接口连接外部dc5v电源转换器进行充电。该网关装置内置3g/4g通信模块，可方便接入internet网络；该网关装置也可支持对开关柜主回路ct二次电流、储能电机电流和开关柜温度监测数据接入；

本监测所需开关量及模拟量的采集、存储和分析，并将监测数据通过无线(lora和wifi)接口或有线(以太网和rs485)接口发送至现场控制模块(lcu)或上级平台；lcu接收多个lmu监测数据进行存储、展示、分析，并将分析结果以dl/t860(mms)协议接入上级平台或通过4g网络发送至云服务器。

bms8000w系统采用同步采样技术，通过开闭式霍尔电流传感器采集主回路ct二次电流、分/合闸线圈电流、储能电机电流，通过io端口采集辅助节点信号，通过行程传感器采集触头位移，通过加速度传感器采集振动信号。

本实用新型提供的网关装置为sntp(简单网络时间协议simplenetworktimeprotocol)客户端，周期性的与上层sntp服务器进行时钟同步；bms8000w系统现场监测模块(lmu)配置4gbemmc存储器，能保存十年以上的监测数据(每天采样8次，每组数据为100kb)；bms8000w系统现场控制模块(lcu)配置10.1寸lcd触摸显示屏、4gb内存和64gbemmc存储器。

现场监测模块通常安装在高压开关所在线路的汇控柜或二次室内，也可以采用独立柜体进行安装；现场控制模块安装在控制室门口合适位置。

三相交流信号(a、b、c相)的测量是采用开闭式ct测量高压开关所在线路保护ct线圈二次侧电流信号，开闭式ct(变比1000:1，最大输入电流50a)输出的信号作为bms8000w的交流输入信号，该信号正比于保护主ct线圈二次电流值，用来辅助计算分合闸时间、电弧持续时间和触点的累积的i2t。共需三只chg-1000开闭式ct，

直流信号的测量包括分合闸线圈电流与储能电机工作电流测量，共需要3只开闭式霍尔电流传感器，根据高压开关分合闸线圈电流参数和储能电机电流参数选择额定电流为10a(变比500:1，最大输入电流10a)或20a(变比1000:1，最大输入电流20a)的霍尔传感器。如果储能电机电源为交流，采用交流电流传感器进行测量。

断路器触头行程监测采用光电编码器安装在断路器操动机构的主轴上，测量合、分闸操作时动触头的运动信号波形。需配置一只kis50或kih50光电编码器，

辅助开关接点信号是获取断路器辅助开关常开接点和常闭接点的开闭状态信号，该信号用于指示断路器辅助开关的工作状态以及计算辅助开关动作时间。该信号通过电缆直接连接至现场监测模块对应端口。

本实用新型实施例中，指示灯包括运行指示灯和状态指示灯。指示灯采用两个led(绿色)用于指示断路器的运行状态和通信状态，正常时周期闪烁。

本实用新型实施例中，第一通讯接口15包括：第一lora/wifi天线接口、第一电源接口、第一usb接口、第一以太网接口；所述第二通讯接口包括：第二lora/wifi天线接口、第二电源接口、第二usb接口、第二以太网接口。

本实用新型配置无线通讯接口(lora和wifi)和有线通讯接口(1000base以太网接口和rs485)，与现场控制模块或站内监测平台进行通信。现场监测模块可以通过lora接口将检测数据发送至现场控制模块进行存储和展示，也可以通过以太网接口或rs485接口将检测数据发送至变电站监测平台。现场监测模块也可以通过rs485接口与高压开关无线测温控制器连接，将测温数据发送至现场控制模块进行存储和展示。rs485接口采用了暂态过电压防护与光电隔离技术。

现场控制模块采用10寸工业平板电脑，结构尺寸为280mmx187mmx22mm，采用壁挂式安装，可以安装在高压室门内侧合适位置。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。