用于配电房的一体化终端的制作方法

1.本实用新型涉及电力行业配电技术领域，尤其涉及到一种用于配电房的一体化终端。


背景技术：

2.配电房作为电力系统末端配电网中传输，分配电能的主要电气设备场所，是城市配电网系统负荷末端的重要组成部分。由于配电设备在城区内建设位置较为分散，随着城区建设改造，架设通信光缆难度较大，在线监测手段单一，入站偷盗以及外部人员误入变电站等情况时有发生，且仅依靠运检人员通过红外热成像测温，就地观察各仪器指示位置等方法进行监测维护，费时费力。
3.因此，为提高供电局运维工作效率，保障设备安全可靠运行，以提高资源的使用率为目的，需要提供一种一体化终端来完成配电房的实时监控功能，且由于配电房经常要进行维护和保养停电，在供电侧容易形成冲击电流，该设备也应具有对冲击电流的防护功能，从而避免主板电路发生损坏的缺陷，使得一体化终端能够稳定地正常工作，从而实现资源综合利用，提高配电房的规范管理与设备经济安全运行，实现配电房环境和供电设备各种状态量在线监测，实现各种监测数据的预警及综合展示，以提高配电房的运行能力，保障配电房设备的安全运行。


技术实现要素：

4.为了解决现有的配电房监控管理存在的由于配电房经常要进行维护和保养停电，在供电侧容易形成冲击电流，造成监控设备的主板电路发生损坏，从而无法对配电房进行稳定的实时监控的技术问题。本实用新型提供一种用于配电房的一体化终端。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
6.一种用于配电房的一体化终端，包括电源管理模块、用于防护所述电源管理模块形成的冲击电流的防雷击模块、用于监控所述配电房的监控模块、用于与外部传输参数配置数据的通用调试模块、总线汇聚单元和触摸控制一体化面板；
7.所述电源管理模块通过所述总线汇聚单元分别与所述监控模块、防雷击模块、通用调试模块和触摸控制一体化面板连接。
8.本实用新型的有益效果是：所述一体化终端调试安装方便，可有效防护在配电房进行维护和保养停电时，供电侧形成的冲击电流，避免一体化终端的主板电路发生损坏的缺陷，保证一体化终端能够稳定正常工作，从而能够对配电房的设备与环境进行自动化的实时监控，改变配电房无人值守、定期巡视的管理方式，及时地对潜在故障进行预警，降低故障发生的风险，同时也缩短了由于故障造成的停电时间，进而提高配电房设备的运行能力，保障设备的安全运行。
9.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
10.进一步，所述防雷击模块包括设置于所述一体化终端外部的一级保护单元和设置
于所述一体化终端内部的二级保护单元；
11.所述一级保护单元包括外置空气开关和电涌保护器，所述二级保护单元包括板载保护电路。
12.采用上述改进方案的有益效果是：所述一级保护单元可对大型浪涌或者短路现象所引起故障进行防护，所述二级保护单元可通过板载保护电路保证终端主板电路的正常工作，从而对所述一体化终端实现综合防护，保证一体化终端的正常稳定工作。
13.进一步，所述板载保护电路包括保险丝(f1)、电阻(ntc1)、第一热敏电阻(vr1)、第二热敏电阻(vr2)、第三热敏电阻(vr3)、滤波电容(gdt1)、第一电容(c1)、第二电容(c2)和第三电容(c3)；
14.所述保险丝(f1)、电阻(ntc1)和第一热敏电阻(vr1)依次连接；
15.所述第二热敏电阻(vr2)和所述第三热敏电阻(vr3)串联后与所述第一热敏电阻(vr1)并联；
16.所述滤波电容(gdt1)的一端接于所述第二热敏电阻(vr2)和所述第三热敏电阻(vr3)之间，另一端接地；
17.所述第一电容(c1)和第二电容(c2)串联后与所述第一热敏电阻(vr1) 并联，所述第一电容(c1)和第二电容(c2)的共接点接地；
18.所述第三电容(c3)与所述第一热敏电阻(vr1)并联。
19.采用上述改进方案的有益效果是：采用上述结构的板载保护电路能够对所述一体化终端进行过流和过压防护，同时具备对电压的共模、差模抗干扰的功能，从而保障所述一体化终端的稳定运行。
20.进一步，所述监控模块包括时钟模块、遥信开入模块、遥控开出模块、遥测监测模块、安防环境模块和用于与外部通信设备连接的透传通信模块；
21.所述时钟模块、遥信开入模块、遥控开出模块和遥测监测模块用于为所述一体化终端提供三遥功能；
22.所述安防环境模块通过所述总线汇聚单元分别与所述时钟模块、遥信开入模块、遥控开出模块、遥测监测模块和透传通信模块连接。
23.采用上述改进方案的有益效果是：所述监控模块为所述一体化终端提供了完备的三遥功能和对配电房的实时监控功能，而上述透传通信模块可供各类通信设备的接入，方便了所述一体化终端功能的扩展使用。
24.进一步，所述安防环境模块包括用于控制配电房现场设备运行状态的智能控制模块、用于监测所述配电房环境和设备状态的环境监测模块和智能门禁模块。
25.采用上述改进方案的有益效果是：通过所述安防环境模块，能够对配电房的潜在异常进行预警并减少故障的发生，减轻运行抢修人员的劳动强度，有效避免入站偷盗以及外部人员误入变电站等情况的发生，加强配电房防御人为破坏和自然灾害的能力，提高配电房运行的安全性和稳定性。
26.进一步，所述智能控制模块接有照明开关\风机\除湿机中的至少一种；
27.所述环境监测模块接有多个传感器和现场设备；
28.所述智能门禁模块接有多个门禁设备。
29.采用上述改进方案的有益效果是：实现对配电房环境和设备状态的实时监测与控
制，并实现完备的门禁功能，保证所述配电房的安全稳定运行。
30.进一步，所述环境监测模块接有安装于各个开关柜内的特高频传感器和智能噪音传感器。
31.采用上述改进方案的有益效果是：由于高压设备四周总是充斥着各类噪声及干扰信号，而将特高频传感器单独安装于开关柜内，可仅对本开关柜内的电气局放故障作出响应，不会受相邻开关柜内信号及变电站现场其他相关信号的干扰，有效实现了对各个开关柜内实际局放情况的连续监测，而通过配置智能噪音传感器，可对噪音信号进行实时监测，减少因噪音引发的误报事故。
32.进一步，所述透传通信模块包括以太网接口电路\rs485电路\4g电路 \wifi电路\433m无线电路中的至少一种。
33.采用上述改进方案的有益效果是：所述透传通信模块可提供主流的通讯接口，便于各类通信设备的接入。
34.进一步，所述总线汇聚单元包括sama5d36处理器。
35.采用上述改进方案的有益效果是：所述sama5d36处理器可用于加载各类动态链接库，从而为所述透传通信模块提供相应的通信协议支持。
36.进一步，所述电源管理模块包括直流变压模块和整流模块。
37.采用上述改进方案的有益效果是：具有上述结构的电源管理模块可对交流电和直流电进行相应转换，从而为所述一体化终端提供安全稳定的电源。
38.本实用新型附加的方面及其的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型实践了解到。
附图说明
39.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
40.图1为本实用新型实施例提供的一体化终端的结构示意图；
41.图2为本实用新型实施例提供的防雷击模块的电路结构示意图。
42.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
43.10、电源管理模块，20、防雷击模块，30、监控模块，40、通用调试模块，50、总线汇聚单元，60、触摸控制一体化面板，k1、空气开关，spd1、电涌保护器，f1、保险丝，ntc1、电阻，vr1、第一热敏电阻，vr2、第二热敏电阻，vr3、第三热敏电阻，gdt1、滤波电容，c1、第一电容，c2、第二电容，c3、第三电容。
具体实施方式
44.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
45.参照图1所示，图1为本实施例提供了一种用于配电房的一体化终端，包括电源管理模块10、用于防护所述电源管理模块形成的冲击电流的防雷击模块20、用于监控所述配
电房的监控模块30、用于与外部传输参数配置数据的通用调试模块40、总线汇聚单元50和触摸控制一体化面板60；
46.所述电源管理模块10通过所述总线汇聚单元50分别与所述监控模块 30、防雷击模块20、通用调试模块40和触摸控制一体化面板连接60。
47.其中，所述触摸控制一体化面板60与所述总线汇聚单元50连接，为所述一体化终端提供触摸控制及显示面板，方便技术人员对所述一体化终端的操作使用。
48.所述总线汇聚单元50用于提供所述一体化终端各模块的线路连接，所述总线汇聚单元50可包括处理与存储单元，所述处理与存储单元可加载现有的各类动态链接库，从而为各模块提供必要的软件支持，例如，所述处理与存储单元可包括atmel公司sama5d36处理器，该sama5d36处理器可用于加载各类动态链接库，为所述一体化终端的各通信接口提供例如 dl/t634.5104、mqtt、modbus、输变电设备物联网节点设备无线组网协议以及输变电设备物联网微功率无线网通信协议等各种协议的接入，从而为各种传感器和无线设备等通信设备的接入提供可能。
49.所述通用调试模块40用于与外部传输参数配置数据，可包括1000m以太网接口，为上位机参数配置的导入和导出以及系统数据的配置与调试提供支持，从而保证该一体化终端的正常工作。
50.所述电源管理模块10用于一体化终端的供电管理，可包括直流变压模块和整流模块，所述整流模块用于将交流电转换为交流电，例如可采用 hh153
‑
122模块，该hh153
‑
122模块负责将220v交流电(ac220v)转化成 12v直流电(dc12v)和5v直流电(dc5v)，用于为所述一体化终端整体供电，所述直流变压模块用于直流电压大小的转换，例如可采用dof60a
‑
a模块，该dof60a
‑
a模块负责将dc5v转换成dc3.3v，从而支持所述一体化终端内部各芯片的正常工作。
51.如图2所示，从所述防雷击模块20可接入ac220v交流电源，从而避免在配电房进行维护和保养停电时，在一体化终端的供电侧形成冲击电流，造成主板电路发生损坏的情况发生。
52.在本实施例中，所述防雷击模块20可包括设置于所述一体化终端外部的一级保护单元和设置于所述一体化终端内部的二级保护单元；所述一级保护单元包括外置的空气开关k1和电涌保护器spd1，所述二级保护单元包括板载保护电路。
53.其中，所述防雷击模块20采用一级保护单元和二级保护单元对所述一体化终端进行综合防护，确保供电的安全稳定，从而保证所述一体化终端的长期稳定工作。
54.所述一级保护单元设置于一体化终端外部，对所述一体化终端构成一级防护，该一级保护单元分别与交流电的火线(l)和零线(n)相接，防护大型浪涌或者短路现象引起的故障；
55.所述二级保护单元设置于一体化终端内部，对所述一体化终端构成二级防护，所述二级保护单元包括板载保护电路，从而保证终端主板电路的正常工作。
56.可选地，所述板载保护电路包括保险丝f1、电阻ntc1、第一热敏电阻 vr1、第二热敏电阻vr2、第三热敏电阻vr3、滤波电容gdt1、第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3；所述保险丝f1、电阻ntc1和第一热敏电阻vr1 依次连接；所述第二热敏电阻vr2和所述第三热敏电阻vr3串联后与所述第一热敏电阻vr1并联；所述滤波电容gdt1的一端接于所述第二热敏
电阻vr2 和所述第三热敏电阻vr3之间，另一端接地；所述第一电容c1和第二电容 c2串联后与所述第一热敏电阻vr1并联，所述第一电容c1和第二电容c2 的共接点接地；所述第三电容c3与所述第一热敏电阻vr1并联；具有上述结构的板载保护电路在完成过流和过压防护的同时，还具有共模、差模抗干扰的功能。
57.在本实施例中，所述监控模块30包括时钟模块、遥信开入模块、遥控开出模块、遥测监测模块、安防环境模块和用于与外部通信设备连接的透传通信模块；所述时钟模块、遥信开入模块、遥控开出模块和遥测监测模块用于为所述一体化终端提供三遥功能；所述安防环境模块通过所述总线汇聚单元50分别与所述时钟模块、遥信开入模块、遥控开出模块、遥测监测模块和透传通信模块连接。
58.其中，所述透传通信模块具备主流的通信接口，用于与外部通信设备连接，方便了所述一体化终端功能的扩展使用。
59.所述遥测监测模块、遥信开入模块、遥控开出模块、时钟模块和安防环境模块用于为一体化终端提供完备的遥信、遥控和遥测等三遥功能，以及对配电房的监控功能。
60.可选地，所述透传通信模块包括以太网接口电路\rs485电路\4g电路 \wifi电路\433m无线电路中的至少一种，从而为以太网、rs485、4g、wifi、 lora以及433m的通信接入提供支持。
61.可选地，所述安防环境模块包括用于控制配电房现场设备运行状态的智能控制模块、用于监测所述配电房环境和设备状态的环境监测模块和智能门禁模块。
62.进一步地，所述智能控制模块接有照明开关\风机\除湿机中的至少一种；所述环境监测模块接有多个传感器和现场设备；所述智能门禁模块接有多个门禁设备。
63.可选地，所述风机采用防爆静音轴流风机jl
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es014，按配置的接口和协议，与一体化终端进行通信交互，可利用一体化终端的开出量控制所述风机，该开出量可由所述遥控开出模块中设有的12v继电器jqx12进行控制；所述除湿机采用jl
‑
es013，按modbus rtu通讯协议，通过rs485通讯接口，与一体化终端进行通信交互，可反映除湿机当前遥测信息量的实时状态，全面系统的反映除湿机的遥测信息；针对异常情况，如除湿机非正常关机、异常故障的情况进行通知告警；实时记录除湿机主要监测量的历史数据。
64.可选地，环境监测模块接有局放监测装置，所述局放监测装置采用的传感器为特高频(uhf)传感器，随时检测伴随局部放电产生的电磁波辐射脉冲信号，由于高压设备四周总是充斥着各类噪声及干扰信号，而将uhf特高频传感器单独安装于金属开关柜内，可仅对本开关柜内的电气局放故障作出响应，不会受相邻开关柜内信号及变电站现场其他相关信号的干扰，有效实现了对各个开关柜内实际局放情况的连续监测；另外还配置了高性能的智能噪音传感器，对外界噪音信号进行监测，提高装置的抗干扰性，例如在检测到外界噪音信号强度超过阈值时，及时发出告警，从而避免因噪音信号过强时引发的局放监测装置误报事故。
65.可选地，环境监测模块接有温湿度变送器jl
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es012，用于监测配电房内的温湿度实时数据，保障配电房内的电子设备的运行环境安全，例如当温湿度变送器jl
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es012检测到环境温度达到80℃时，会进行预警并联动空调进行降温处理并告警，对于未安装空调的，所述一体化终端进行界面预警，提醒管理人员注意安全，当检测到湿度超过80％时，进行预警，并可通过所述一体化终端启动除湿机/空调进行除湿处理，从而保障设备安全可靠运
行。
66.可选地，在配电房各个部位安装烟感式火灾探测器，例如烟感探测器 jl
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es016，可监测配电房内的火警信号，通过区域型火灾报警控制器可巡回检测报警区内各个部位探测器的工作状态，并及时发出声光报警信号，该区域型火灾报警控制器可按配置的接口和协议，将开关量采集数据传送给一体化终端，一体化终端将告警信息进行界面预警，也可将告警信息发送至管理人员的移动设备。
67.可选地，环境监测模块接有气体检测器，该气体检测器可为jl
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es018 气体检测器，包括六氟化硫检测单元、氧气检测单元、温度测量单元和通信单元，该气体检测器与一体化终端可通过rs485相连，从而实时记录气体的历史数据，并在任意一个气体检测器测得数据超过设定上限时，发出通知告警信号，例如当气体检测器jl
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es018检测到六氟化硫气体超过1000ppm时，会上传报警信号到一体化终端，此时可通过一体化终端的开出量控制启动现场风机jl
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es014进行新风循环。
68.可选地，环境监测模块接有隔离式水浸变送器jl
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es011，按配置的接口和协议，与一体化终端通信交互，并受一体化终端的开出量控制，当隔离式水浸变送器jl
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es011检测到电缆沟水位超标时，会发出报警遥信到一体机终端，一体化终端可实施界面预警，以告知管理人员进行维护处理。
69.可选地，环境监测模块接有jl
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wtm01型无线测温，该jl
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wtm01型无线测温由无源无线温度数据采集器、读取天线以及传感器组成。其中无源无线温度数据采集器是系统工作的核心，通过它可以发射电磁扫频信号以及对传感器返回信号进行接收、分析和识别，并通过rs485将温度信息上传至一体化终端；读取天线是电磁信号传输的通道；传感器采用声表面波原理，是系统工作的前端，它负责实时接收读取器发出的扫频信号并将采集到的温度信号返回到读取器。
70.可选地，环境监测模块接有电缆测温设备，该电缆测温设备可为低压ct 式电缆测温装置jl
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wtm03，采用ct取电方式，用于低压柜测量带电物体表面或接点处的温度，如低压开关柜内的触点、母线连接处等的运行温度，并通过无线方式或者485方式传送到一体化终端。
71.可以理解的是，开关柜温度监测可分为两种方式，一种为jl
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wtm01型无线测温，采用声表面波原理，适合于高压柜，不需要柜内取电。另一种为jl
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wtm03电缆测温装置，采用ct取电原理，适合于低压柜，需要取电，方便现场安装，两种方式测得的温度，均通过rs485上传至一体化终端，进行显示，当测得的温度超过限值例如80℃时，一体化终端会进行预警处理；所述对开关柜的温度监测，主要监测高低压柜开关柜电缆接头、断路器等重要连接处，如果温度过高说明材料绝缘性能变差，需要及时处理，而对开关柜的温度监测采用无线传输方式，可保障设备的可靠运行。
72.可选地，环境监测模块接有开关量采集设备，该开关量采集设备具有 jl
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yx001型开关量采集模块，该jl
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yx001型开关量采集模块具备rs485，支持modbus rtu协议，可将监测到的开关量状态传输至一体化终端进行显示，从而实现现场开关柜开关状态的实时信息的远程查看，减少人工巡检周期。
73.可选地，环境监测模块接有表计设备，该表计设备可包括单/三相导轨式多功能电力仪表，该仪表采用lcd显示，可进行始终、费率时段等参数设置，并具有电能脉冲输出功
能；可通过rs 485通讯接口与一体化终端实现数据交换，极大地方便了电自动化管理。
74.可选地，所述门禁设备包括门禁控制器，支持刷卡，卡 密码、纯密码等各种开门方式，能够满足各种出入口控制系统的需要,具有防死机软件看门狗电路、自检电路和实时时钟电路设计，所有输入口光藕隔离，所有继电器输出带有瞬间过压保护，增强了控制器的稳定性和实时性，且该控制器支持wiegand26/34接口的读卡器、指纹等生物识别读卡器，支持tcp/ip以及串口等通信方式，可以直接外接有源或者无源报警器，不需要另外配置扩展板，降低了客户投入提高了系统稳定性。
75.可以理解的是，上述图1和图2中的虚线框只是为了说明该区域内的电路，实际中，可以按照该布局处理，也可以使用其他的布局的结构，不作为特别的限制的唯一形式。
76.以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。