一种开关柜故障监测系统及其监测方法

1.本发明涉及开关柜故障监测技术领域，具体为一种开关柜故障监测系统及其监测方法。


背景技术：

2.开关柜是一种电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置，如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，由于环境、部件老化和操作不当的影响，开关柜在使用中也经常出现故障，主要包括绝缘件受潮腐蚀漏电，部件高温损坏，部件自损无响应等情况；
3.但是目前开关柜的故障监测效率低，通常依赖于维修人员的定期检修，费时费力，且不能及时发现故障，开关柜内部损坏现象较多，给电气设备的使用造成困扰。


技术实现要素：

4.本发明提供一种开关柜故障监测系统及其监测方法，可以有效解决上述背景技术中提出目前开关柜的故障监测效率低，通常依赖于维修人员的定期检修，费时费力，且不能及时发现故障，开关柜内部损坏现象较多，给电气设备的使用造成困扰的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种开关柜故障监测系统，包括进行管控的监测总控模块、监测开关柜绝缘件漏电的绝缘件监测模块、监测开关柜内各区域温度的温度监测模块、监测开关柜各部件响应情况的响应监测模块、对监测数据进行分析处理的数据处理模块和对开关柜异常提示的故障预警模块；
6.所述绝缘件监测模块包括电流监测单元、湿度监测单元和拍摄单元；
7.所述温度监测模块包括温度采集单元和位置记录单元；
8.所述响应监测模块包括指令触发单元和响应记录单元；
9.所述数据处理模块包括接收单元和分析单元；
10.所述预警模块包括预警设置单元、预警启闭单元和预警单元。
11.根据上述技术方案，所述电流监测单元包括电流监测触头，电流监测触头置于绝缘件外部，所述湿度监测单元包括湿度传感器，采集柜内湿度数据，所述拍摄单元包括摄像头，摄像头拍摄绝缘件图像。
12.根据上述技术方案，所述湿度传感器设置在绝缘件一侧，每个绝缘件对应一个湿度传感器，所述摄像头的拍摄镜头对准绝缘件。
13.根据上述技术方案，所述温度采集单元包括温度传感器，监测开关柜内部温度，所述位置记录单元记录温度传感器采集位置。
14.根据上述技术方案，所述温度传感器设置在开关柜的内壁上，相邻温度传感器之间的间隔为20cm，所述位置记录单元对温度传感器进行编号，编号表示为i-j，其中，i表示由下自上第i行，j表示由柜门向内顺时针数第j个。
15.根据上述技术方案，所述指令触发单元监测开关柜各个部件接收的指令，响应记
录单元对开关柜各个部件的实际响应情况进行记录；
16.所述指令触发单元的指令包括“开启”、“关闭”、“增强”和“降低”；
17.指令触发单元随机下达指令，响应记录单元对开关柜内对应部件响应情况进行记录；
18.正确完成响应，则记录为“+”，否则记为
“‑”
。
19.根据上述技术方案，所述接收单元接收电流监测单元的电流数据、湿度监测单元的湿度数据、拍摄单元的图像数据、温度采集单元的温度数据和响应记录单元的响应数据；
20.所述分析单元对接收到的数据进行分析，确定异常数据；
21.所述拍摄单元的图像数据在分析时，取第一次拍摄的图像和最后一次拍摄的图像，将两张图像中的绝缘件进行对比，查找最后一张图像中绝缘件的腐蚀漏电位置。
22.根据上述技术方案，所述预警设置单元设置预警模式；
23.所述预警启闭单元控制预警单元的启闭；
24.所述预警单元包括显示器、警示灯和蜂鸣器。
25.根据上述技术方案，所述预警模式包括绝缘件预警、温度预警和响应预警；
26.所述绝缘件预警为显示器显示“绝缘件异常”，警示灯显示蓝色灯光；
27.温度预警为显示器显示“温度异常”，警示灯显示红色；
28.响应预警为显示器显示“响应异常”，蜂鸣器响起。
29.根据上述技术方案，包括如下监测步骤：
30.s1、将温度传感器、湿度传感器、摄像头和电流监测触头分别固定在开关柜内对应的位置；
31.s2、采集温度、湿度、图像、电流和开关柜内各个部件的运行数据；
32.s3、对采集的数据进行分析，确定异常数据；
33.s4、根据异常数据种类，通过显示器、警示灯和蜂鸣器进行预警；
34.s5、开关柜异常修复后，预警解除。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果：
36.1、通过设置电流监测单元监测绝缘件的电流数据，设置湿度监测单元监测开关柜内部的湿度数据，设置拍摄单元监测开关柜内绝缘件的表面图像，确定绝缘件的腐蚀损坏情况，从而更加清晰的了解漏电原因，能够对开关柜的绝缘件故障及时发现，及早发现进行检修，减少绝缘件损坏造成漏电，使开关柜正常运行。
37.2、通过温度采集单元，在开关柜内部对不同位置的温度数据进行采集，从而能够了解开关柜内不同位置的温度数据，并通过位置记录单元对开关柜中温度传感器的位置进行确定，从而能够了解不同位置的温度情况，在温度异常时，根据位置记录单元记录的位置，快速的找到异常温度的位置，从而对该位置的部件进行检修。
38.3、通过指令触发单元，随机对开关柜各部件下达指令，对开关柜内的部件进行控制，记录部件响应情况，确定部件响应情况，从而能够对部件的运行情况进行监测，确定装置能够正常运行，能够快速的发现部件的自身损坏情况。
39.4、通过设置接收单元和分析单元，对采集的各类数据进行接收，并综合分析，确定异常数据，并通过预警单元，根据不同的异常数据采取不同的故障预警，能够帮助检修人员，快速的找到异常原因，对故障进行排除，节省检修的时间，提升检修的效率。
40.综上所述，通过电流监测触头采集绝缘件的电流数据，湿度传感器采集湿度数据、摄像头拍摄绝缘件图像，温度传感器采集温度数据，指令触发单元对柜内部件下达指令，确定响应情况，从而判断绝缘件和各部件的使用情况，及时发现绝缘件和各部件的损坏情况，故障的监测更加全面，省时省力，并通过不同的警示方式，帮助检修人员进行快速检修。
附图说明
41.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
42.在附图中：
43.图1是本发明的故障监测系统结构框图；
44.图2是本发明的绝缘件监测结构图；
45.图3是本发明的温度监测结构图；
46.图4是本发明的指令响应监测结构图；
47.图5是本发明的故障监测步骤图。
具体实施方式
48.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
49.实施例1：
50.如图1-2所示，本发明提供一种技术方案，一种开关柜故障监测系统，包括进行管控的监测总控模块、监测开关柜绝缘件漏电的绝缘件监测模块、监测开关柜内各区域温度的温度监测模块、监测开关柜各部件响应情况的响应监测模块、对监测数据进行分析处理的数据处理模块和对开关柜异常提示的故障预警模块；
51.绝缘件监测模块包括电流监测单元、湿度监测单元和拍摄单元；
52.数据处理模块包括接收单元和分析单元；
53.预警模块包括预警设置单元、预警启闭单元和预警单元。
54.电流监测单元包括电流监测触头，电流监测触头置于绝缘件外部，湿度监测单元包括湿度传感器，采集柜内湿度数据，拍摄单元包括摄像头，摄像头拍摄绝缘件图像。
55.湿度传感器设置在绝缘件一侧，每个绝缘件对应一个湿度传感器，摄像头的拍摄镜头对准绝缘件，通过湿度传感器采集柜内湿度数据，摄像头对绝缘件的表面进行拍摄，确定绝缘件的腐蚀情况，能够更加清晰的了解绝缘件的漏电情况；
56.电流监测单元监测绝缘件的电流数据，设置湿度监测单元监测开关柜内部的湿度数据，设置拍摄单元监测开关柜内绝缘件的表面图像，确定绝缘件的腐蚀损坏情况，从而更加清晰的了解漏电原因，能够对开关柜的绝缘件故障及时发现，及早发现进行检修，减少绝缘件损坏造成漏电，使开关柜正常运行。
57.接收单元接收电流监测单元的电流数据、湿度监测单元的湿度数据和拍摄单元的图像数据；
58.分析单元对接收到的数据进行分析，确定异常数据；
59.拍摄单元的图像数据在分析时，取第一次拍摄的图像和最后一次拍摄的图像，将
两张图像中的绝缘件进行对比，查找最后一张图像中绝缘件的腐蚀漏电位置。
60.预警设置单元设置预警模式；
61.预警启闭单元控制预警单元的启闭；
62.预警单元包括显示器、警示灯。
63.预警模式包括绝缘件预警；
64.绝缘件预警为显示器显示“绝缘件异常”，警示灯显示蓝色灯光；
65.实施例2：
66.如图3所示，温度监测模块包括温度采集单元和位置记录单元；
67.根据上述技术方案，温度采集单元包括温度传感器，监测开关柜内部温度，位置记录单元记录温度传感器采集位置。
68.根据上述技术方案，温度传感器设置在开关柜的内壁上，相邻温度传感器之间的间隔为20cm，位置记录单元对温度传感器进行编号，编号表示为i-j，其中，i表示由下自上第i行，j表示由柜门向内顺时针数第j个；
69.温度采集单元，在开关柜内部对不同位置的温度数据进行采集，从而能够了解开关柜内不同位置的温度数据，并通过位置记录单元对开关柜中温度传感器的位置进行确定，从而能够了解不同位置的温度情况，在温度异常时，根据位置记录单元记录的位置，快速的找到异常温度的位置，从而对该位置的部件进行检修。
70.接收单元接收温度采集单元的温度数据；
71.分析单元对接收到的数据进行分析，确定异常数据。
72.预警设置单元设置预警模式；
73.预警启闭单元控制预警单元的启闭；
74.预警单元包括显示器、警示灯。
75.预警模式包括温度预警；
76.温度预警为显示器显示“温度异常”，警示灯显示红色。
77.实施例3：
78.如图4所示，响应监测模块包括指令触发单元和响应记录单元；
79.指令触发单元监测开关柜各个部件接收的指令，响应记录单元对开关柜各个部件的实际响应情况进行记录；
80.指令触发单元的指令包括“开启”、“关闭”、“增强”和“降低”；
81.指令触发单元随机下达指令，响应记录单元对开关柜内对应部件响应情况进行记录；
82.正确完成响应，则记录为“+”，否则记为
“‑”
；
83.随机对开关柜各部件下达指令，对开关柜内的部件进行控制，记录部件响应情况，确定部件响应情况，从而能够对部件的运行情况进行监测，确定装置能够正常运行，能够快速的发现部件的自身损坏情况。
84.接收单元接收响应记录单元的响应数据；
85.分析单元对接收到的数据进行分析，确定异常数据。
86.预警设置单元设置预警模式；
87.预警启闭单元控制预警单元的启闭；
88.预警单元包括显示器和蜂鸣器。
89.预警模式包括响应预警；
90.响应预警为显示器显示“响应异常”，蜂鸣器响起；
91.接收单元和分析单元，对采集的各类数据进行接收，并综合分析，确定异常数据，并通过预警单元，根据不同的异常数据采取不同的故障预警，能够帮助检修人员，快速的找到异常原因，对故障进行排除，节省检修的时间，提升检修的效率。
92.实施例4：
93.如图5所示，根据开关柜故障监测系统的故障监测方法，包括如下监测步骤：
94.s1、将温度传感器、湿度传感器、摄像头和电流监测触头分别固定在开关柜内对应的位置；
95.s2、采集温度、湿度、图像、电流和开关柜内各个部件的运行数据；
96.s3、对采集的数据进行分析，确定异常数据；
97.s4、根据异常数据种类，通过显示器、警示灯和蜂鸣器进行预警；
98.s5、开关柜异常修复后，预警解除。
99.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种开关柜故障监测系统，其特征在于：包括进行管控的监测总控模块、监测开关柜绝缘件漏电的绝缘件监测模块、监测开关柜内各区域温度的温度监测模块、监测开关柜各部件响应情况的响应监测模块、对监测数据进行分析处理的数据处理模块和对开关柜异常提示的故障预警模块；所述绝缘件监测模块包括电流监测单元、湿度监测单元和拍摄单元；所述温度监测模块包括温度采集单元和位置记录单元；所述响应监测模块包括指令触发单元和响应记录单元；所述数据处理模块包括接收单元和分析单元；所述预警模块包括预警设置单元、预警启闭单元和预警单元。2.根据权利要求1所述的一种开关柜故障监测系统，其特征在于，所述电流监测单元包括电流监测触头，电流监测触头置于绝缘件外部，所述湿度监测单元包括湿度传感器，采集柜内湿度数据，所述拍摄单元包括摄像头，摄像头拍摄绝缘件图像。3.根据权利要求2所述的一种开关柜故障监测系统，其特征在于，所述湿度传感器设置在绝缘件一侧，每个绝缘件对应一个湿度传感器，所述摄像头的拍摄镜头对准绝缘件。4.根据权利要求1所述的一种开关柜故障监测系统，其特征在于，所述温度采集单元包括温度传感器，监测开关柜内部温度，所述位置记录单元记录温度传感器采集位置。5.根据权利要求4所述的一种开关柜故障监测系统，其特征在于，所述温度传感器设置在开关柜的内壁上，相邻温度传感器之间的间隔为20cm，所述位置记录单元对温度传感器进行编号，编号表示为i-j，其中，i表示由下自上第i行，j表示由柜门向内顺时针数第j个。6.根据权利要求1所述的一种开关柜故障监测系统，其特征在于，所述指令触发单元监测开关柜各个部件接收的指令，响应记录单元对开关柜各个部件的实际响应情况进行记录；所述指令触发单元的指令包括“开启”、“关闭”、“增强”和“降低”；指令触发单元随机下达指令，响应记录单元对开关柜内对应部件响应情况进行记录；正确完成响应，则记录为“+”，否则记为
“‑”
。7.根据权利要求1所述的一种开关柜故障监测系统，其特征在于，所述接收单元接收电流监测单元的电流数据、湿度监测单元的湿度数据、拍摄单元的图像数据、温度采集单元的温度数据和响应记录单元的响应数据；所述分析单元对接收到的数据进行分析，确定异常数据；所述拍摄单元的图像数据在分析时，取第一次拍摄的图像和最后一次拍摄的图像，将两张图像中的绝缘件进行对比，查找最后一张图像中绝缘件的腐蚀漏电位置。8.根据权利要求7所述的一种开关柜故障监测系统，其特征在于，所述预警设置单元设置预警模式；所述预警启闭单元控制预警单元的启闭；所述预警单元包括显示器、警示灯和蜂鸣器。9.根据权利要求8所述的一种开关柜故障监测系统，其特征在于，所述预警模式包括绝缘件预警、温度预警和响应预警；所述绝缘件预警为显示器显示“绝缘件异常”，警示灯显示蓝色灯光；温度预警为显示器显示“温度异常”，警示灯显示红色；
响应预警为显示器显示“响应异常”，蜂鸣器响起。10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种开关柜故障监测系统的监测方法，其特征在于，包括如下监测步骤：s1、将温度传感器、湿度传感器、摄像头和电流监测触头分别固定在开关柜内对应的位置；s2、采集温度、湿度、图像、电流和开关柜内各个部件的运行数据；s3、对采集的数据进行分析，确定异常数据；s4、根据异常数据种类，通过显示器、警示灯和蜂鸣器进行预警；s5、开关柜异常修复后，预警解除。

技术总结
本发明公开了一种开关柜故障监测系统，包括进行管控的监测总控模块、监测开关柜绝缘件漏电的绝缘件监测模块、监测开关柜内各区域温度的温度监测模块、监测开关柜各部件响应情况的响应监测模块、对监测数据进行分析处理的数据处理模块和对开关柜异常提示的故障预警模块，本发明通过电流监测触头采集绝缘件的电流数据，湿度传感器采集湿度数据、摄像头拍摄绝缘件图像，温度传感器采集温度数据，指令触发单元对柜内部件下达指令，确定响应情况，从而判断绝缘件和各部件的使用情况，及时发现绝缘件和各部件的损坏情况，故障的监测更加全面，省时省力，并通过不同的警示方式，帮助检修人员进行快速检修。员进行快速检修。员进行快速检修。


技术研发人员：刘博闻 张欣唯
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/13