母线槽在线智能环境监测系统
阅读说明：本技术 母线槽在线智能环境监测系统 (Bus duct on-line intelligent environment monitoring system ) 是由 郑光乐 赵雪芹 于 2021-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供的母线槽在线智能环境监测系统,包括设置在各楼层之间的若干母线槽、若干母线槽温湿度及电压采集单元、无线信号收发装置、触摸式测控主机、路由器/网关、云端后台、网页终端和移动终端,母线槽温湿度及电压采集单元通过无线方式与无线信号收发装置连接；无线信号收发装置通过以太网接口与触摸式测控主机信号连接,触摸式测控主机通过以太网接口与路由器/网关信号连接,路由器/网关通过互联网与云端后台信号连接,云端后台分别与网页终端、移动终端信号连接；触摸式测控主机负责接受母线槽温湿度及电压采集单元传送上来的温湿度及电压数据、用于比较温湿度及电压值与预设警戒值的大小,当温湿度及电压值超出警戒值时,输出报警信号。(The invention provides an online intelligent environment monitoring system for a bus duct, which comprises a plurality of bus ducts arranged among floors, a plurality of bus duct temperature and humidity and voltage acquisition units, a wireless signal transceiver, a touch measurement and control host, a router/gateway, a cloud background, a webpage terminal and a mobile terminal, wherein the bus duct temperature and humidity and voltage acquisition units are connected with the wireless signal transceiver in a wireless manner; the wireless signal receiving and sending device is in signal connection with the touch type measurement and control host through an Ethernet interface, the touch type measurement and control host is in signal connection with the router/gateway through the Ethernet interface, the router/gateway is in signal connection with the cloud background through the Internet, and the cloud background is in signal connection with the webpage terminal and the mobile terminal respectively; the touch type measurement and control host is responsible for receiving temperature, humidity and voltage data transmitted by the bus duct temperature, humidity and voltage acquisition unit, comparing the temperature, humidity and voltage values with preset alarm values, and outputting alarm signals when the temperature, humidity and voltage values exceed the alarm values.)
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技术领域
】本发明涉及电力安全检测技术，尤其是一种母线槽在线智能环境监测系统。
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背景技术
】随着供电可靠性要求的提高，电网朝着智能化方向发展，智能电网是将传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术和自动控制技术与能源电力技术以及网络基础设施高度集成而成的新型现代化电网。
传统电网中，作为配电装置的母线槽，属于电力输送的主干线，在工程中非常重要，由于母线槽长期处在大电流、高电压的工作环境中，母线接触点及每段连接处由于老化、氧化、松动等原因会使接触电阻增大，从而导致母线升温、电路电压升高，就会加速其绝缘老化，甚至破坏绝缘，故母线槽的温升、电路电压和环境湿度对其工作性能和可靠性影响较大，母线槽往往因温升或湿度过高、以及电路电压升高而引发漏电、熔断等安全事故，甚至引发火灾，因此对母线槽的温湿度及电压监测尤为重要。
目前，针对母线槽温湿度采集和通信手段主要有：手持红外温度测试仪人工巡检、红外测温技术和光纤光栅测温技术。人工手持红外温度测试仪的巡检，检测费时费力，往往一栋楼每层检查下来就得一整天时间，而且没法应急自动报警处理；而且，工作人员无法做到不间断的测量，导致无法对温湿度进行实时的检测；同时，由于母线槽是密闭且带电的，所以只能对暴露在母线槽外部的固定铜排的螺栓进行温度测试，测量的温度与母线槽接插件的实际温差大，经常会造成误判，从而耽误用户发现并排除故障的时机。
红外测温技术：测量范围大、准确度高，但是以电缆通信，需要敷设电缆，并需要测温空间，无法实现母线设备和温度在线检测的一体化集成，如果线路出现故障会造成大面积线路上的测温失效。光纤光栅测温技术：一般采用光纤传到信号，易受到周边环境和电磁干扰，需要敷设较多光纤，光纤布线难度大，且光纤具有易折，易断、不耐高温的特点，如果线路出现故障会造成大面积线路上的测温失效。迫切需要一种适用于母线槽温湿度采集的可靠的数据传输方式。
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发明内容
】本发明提供一种对母线槽温湿度及电压在线实时监测，提高温湿度及电压测量的准确性，实现数据可靠传输的母线槽在线智能环境监测系统。
为达到上述明目的，采用的技术方案如下：
母线槽在线智能环境监测系统，包括设置在各楼层之间的若干母线槽、若干母线槽温湿度及电压采集单元、无线信号收发装置、触摸式测控主机、路由器/ 网关、云端后台、网页终端和移动终端，所述母线槽温湿度及电压采集单元通过无线方式与所述无线信号收发装置连接；
所述无线信号收发装置通过以太网接口与触摸式测控主机信号连接，触摸式测控主机通过以太网接口与路由器/网关信号连接，所述路由器/网关通过互联网与云端后台信号连接，所述云端后台分别与网页终端、移动终端信号连接；
每个母线槽温湿度及电压采集单元负责对各楼层之间的若干母线槽表面或接点处分别进行数据采集，并通过无线信号收发装置传送至触摸式测控主机；
所述触摸式测控主机负责接受母线槽温湿度及电压采集单元传送上来的温湿度及电压数据、用于比较温湿度及电压值与预设警戒值的大小，并将温湿度及电压数据、比较结果进行存储显示，当所述温湿度及电压值超出警戒值时，输出报警信号；
所述触摸式测控主机通过无线发射模块或者RS485总线再将数据传送至所述云端后台。
优选地，所述母线槽温湿度及电压采集单元包括电源模块、无线通信模块和用户功能模块，所述电源模块分别与无线通信模块、用户功能模块电连接，所述无线通信模块与所述用户功能模块信号连接、并将采集的温湿度及电压数据通过无线信号收发装置传送至触摸式测控主机。
优选地，所述用户功能模块包括对应每个母线槽、分别设置有用于实时检测每个母线槽被测部位的当前温湿度及电压的温湿度及电压检测子模块和至少一个、通过所述无线信号收发装置和所述无线通信模块用于接收触摸式测控主机发送的对应母线槽控制信息来响应跳闸及合闸动作的智能控制模块。
优选地，所述母线槽温湿度及电压采集单元对各楼层之间的所有母线槽表面的母线外壳、或\和母线槽接点处连接盖板分别进行温湿度和接地电压采集。
优选地，所述触摸式测控主机包括：
数据库，用于接收及按一定时间间隔存储母线槽温湿度及电压采集单元上传的温湿度及电压值、以及存储预设的警戒值；
液晶显示模块，用于对所有母线槽测量温湿度及电压进行节点示意显示和实时温湿度及电压显示；
处理模块，用于比较温湿度及电压值与预设警戒值的大小，当所述温湿度及电压值超过预设警戒值时，输出报警信号。
优选地，所述触摸式测控主机还包括：
地理信息管理模块，用于运用在线地图技术展示各片区各测控点之间供电线路的地理位置信息以及各测控点在地址位置信息上的分布关系，并供查看各片区各测控点的温湿度及电压值；
参数设置模块，用于母线槽温湿度及电压采集单元的片区地址、遥控拨码地址、遥控设备类型、遥测设备类型、实际接入测温点数、是否启用该片区的参数设置。
优选地，所述触摸式测控主机还包括：
温湿度及电压报警跳闸记录模块，用于记录曾发生过报警的测控位置的温湿度及电压信息；
异常信息记录模块，用于记录操作异常信息和设备异常信息；
历史数据模块，用于查询最近一个月每个温控点的历史数据、以及生成各类曲线和方便导出到EXCEL表格；
数据冻结模块，用于对每个测温点数据每五分钟进行一次存储且存储至少三个月数据量；
密码管理模块，用于接收用户访问的用户名和密码，并在用户名和密码正确时查看各片区各测控点的温湿度及电压值。
本发明的优点：
本发明集母线槽温湿度及电压采集单元自身工作状态的监测、现场温湿度及电压显示，报警提示和输出，同时智能控制模块接收触摸式测控主机发送的对应母线槽处控制信息响应跳闸、合闸动作，以及进行事件记录及数据记录于一体的环境监测系统，并可修改现场母线槽温湿度及电压采集单元的地址等参数。
其中，多个母线槽温湿度及电压采集单元通过自身内置无线通信模块建立无线自组网络以实现数据共享，触摸式测控主机接收母线槽温湿度及电压采集单元的信息，并显示各个母线槽温湿度及电压采集单元的各点温湿度以及各个母线槽温湿度及电压采集单元检测点对地之间的电压值，在超过预设的温湿度或电压值时，触摸式测控主机报警，同时触摸式测控主机下发控制指令至母线槽温湿度及电压采集单元的智能控制模块，对应的母线槽断路器的分励脱扣器动作切断电源。
同时，由于母线槽温湿度及电压采集单元，可以对各楼层之间的所有母线槽表面的母线外壳、以及母线槽接点处连接盖板，分别进行接地电压采集，即母线槽的单相对地保护中，一个接地电压捡测点检测母线的外壳，另一个接地电压捡测点设置在母线槽接点处的连接盖板上，当电压超过了人身安全电压时，触摸式测控主机自动指令控制对应回路母线槽断路器的分励脱扣器动作切断电源，实现单相对地双重保护，使配电母线干线系统更安全。
另外，触摸式测控主机采用云端平台远程集中监控模式，所有采集数据均汇集到云端平台，在告警发生时，可以实时推送告警信息到维护人员的网页终端和移动终端，有助于快速做好检修准备，高效的解决故障，最大限度减少由于故障造成的损失。
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附图说明
】图1为本发明的系统原理图；
图2为本发明的系统功能架构图；
图3为本发明中母线槽温湿度及电压采集单元的结构示意图；
图4为本发明中用户功能模块的结构示意图；
图5为本发明中触控式测控主机的结构示意图。
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具体实施方式
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为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
母线槽在线智能环境监测系统，如图1所示，包括设置在各楼层之间的若干母线槽1、若干母线槽温湿度及电压采集单元2、无线信号收发装置3、触摸式测控主机4、路由器/网关5、云端后台6、网页终端7和移动终端8，该母线槽温湿度及电压采集单元2通过无线方式与无线信号收发装置3连接；无线信号收发装置3通过以太网接口与触摸式测控主机4信号连接，触摸式测控主机4通过以太网接口与路由器/网关5信号连接，路由器/网关5通过互联网9与云端后台 6信号连接，云端后台6分别与网页终端7、移动终端8信号连接。且该实例中，触摸式测控主机4通过RS485总线将数据传送至云端后台6，这种系统架构的设置方案，提高了数据传输的可靠性，使母线槽系统可以得到及时维护，而且该方案不需要额外布线，组网简单，降低了工程的成本。
继续如图1所示，每个母线槽温湿度及电压采集单元2对各楼层之间的所有母线槽1表面的母线外壳、以及母线槽1接点处连接盖板分别进行温湿度和接地电压采集，并通过无线信号收发装置3传送至触摸式测控主机4，触摸式测控主机4负责接受母线槽温湿度及电压采集单元2传送上来的温湿度及电压数据、用于比较温湿度及电压值与预设警戒值的大小，并将温湿度及电压数据、比较结果进行存储显示，当温湿度及电压值超出警戒值时，输出报警信号。
由于母线槽温湿度及电压采集单元2，可以对各楼层之间的所有母线槽1表面的母线外壳、以及母线槽1接点处连接盖板，分别进行接地电压采集，即母线槽1的单相对地保护中，一个接地电压捡测点检测母线的外壳，另一个接地电压捡测点设置在母线槽1接点处的连接盖板上，当电压超过了人身安全电压时，触摸式测控主机4自动指令控制对应回路母线槽断路器的分励脱扣器动作切断电源，实现单相对地双重保护，使配电母线干线系统更安全。
该实施例中，触摸式测控主机4采用云端平台远程集中监控模式，所有采集数据均汇集到云端平台，这样，在告警发生时，可以实时推送告警信息到维护人员的网页终端7和移动终端8，有助于快速做好检修准备，高效的解决故障，最大限度减少由于故障造成的损失。
如图1和图3所示，母线槽温湿度及电压采集单元2包括电源模块20、无线通信模块21和用户功能模块22，电源模块20分别与无线通信模块21、用户功能模块22电连接，无线通信模块21与用户功能模块22信号连接、并将采集的温湿度及电压数据通过无线信号收发装置3传送至触摸式测控主机4。
如图1和图4所示，用户功能模块22包括对应每个母线槽1、分别设置有用于实时检测每个母线槽1被测部位的当前温湿度及电压的温湿度及电压检测子模块220和智能控制模块221，智能控制模块221通过无线信号收发装置3和无线通信模块21来接收触摸式测控主机4发送的对应母线槽1控制信息、来响应跳闸及合闸动作控制。
如图1、图2和图5所示，触摸式测控主机4包括数据库40、液晶显示模块41、处理模块42、地理信息管理模块43、参数设置模块44、温湿度及电压报警跳闸记录模块45、异常信息记录模块46、历史数据模块47、数据冻结模块48 和密码管理模块49，该数据库40用于接收及按一定时间间隔存储母线槽温湿度及电压采集单元2上传的温湿度及电压值、以及存储预设的警戒值；液晶显示模块41用于对所有母线槽测量温湿度及电压进行节点示意显示和实时温湿度及电压显示，其中，彩色显示接收到的数据，显示效果更直观，且背光开关可控，适用多种应用场合；处理模块42用于比较温湿度及电压值与预设警戒值的大小，当温湿度及电压值超过预设警戒值时，输出报警信号。
继续如图1、图2和图5所示，地理信息管理模块43用于运用在线地图技术展示各片区各测控点之间供电线路的地理位置信息、以及各测控点在地址位置信息上的分布关系，并供查看各片区各测控点的温湿度及电压值；参数设置模块 44用于母线槽温湿度及电压采集单元2的片区地址、遥控拨码地址、遥控设备类型、遥测设备类型、实际接入测温点数、是否启用该片区等等的参数设置，且所有参数灵活可设，操作方便，掉电后数据不丢失。温湿度及电压报警跳闸记录模块45用于记录曾发生过报警的测控位置的温湿度及电压信息，异常信息记录模块46用于记录操作异常信息和设备异常信息，历史数据模块47用于查询最近一个月每个温控点的历史数据、以及生成各类曲线和方便导出到EXCEL表格，然后通过电脑连接设备拷贝出去；数据冻结模块48用于对每个测温点数据每五分钟进行一次存储、且存储至少三个月数据量；密码管理模块49用于接收用户访问的用户名和密码，并在用户名和密码正确时查看各片区各测控点的温湿度及电压值。
本发明集母线槽温湿度及电压采集单元自身工作状态的监测、现场温湿度及电压显示，报警提示和输出，同时智能控制模块接收触摸式测控主机发送的对应母线槽处控制信息响应跳闸、合闸动作，以及进行事件记录及数据记录于一体的环境监测系统，并可修改现场母线槽温湿度及电压采集单元的地址等参数；而且，云端后台还可以对触摸式测控主机的各类数据进行备份，提高整个系统的可靠性。
其中，多个母线槽温湿度及电压采集单元2通过自身内置无线通信模块21 建立无线自组网络以实现数据共享，触摸式测控主机4接收母线槽温湿度及电压采集单元2的信息，并显示各个母线槽温湿度及电压采集单元2的各点温湿度以及各个母线槽温湿度及电压采集单元2检测点对地之间的电压值，在超过预设的温湿度或电压值时，触摸式测控主机4报警，同时触摸式测控主机4下发控制指令至母线槽温湿度及电压采集单元2的智能控制模块，对应的母线槽1断路器的分励脱扣器动作切断电源。
以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，除了具体实施例中列举的情况外；凡依本发明之方法及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。