一种公用设施安全用电监控装置的制作方法

1.本实用新型涉及漏电监控技术领域，特别涉及一种公用设施安全用电监控装置。


背景技术：

2.近几年来随着公用设施逐步投入运行使用，末级保护故障引起的事故也频频发生，广东佛山公交车站触电伤亡事故，杭州、福州、湖北鄂州等多地小区公用设施漏电导致的人员触电伤亡事故，究其原因是目前公用设施广泛采用tn系统供电，无法在变压器侧安装总保，仅在末级用电设施前段设有漏电保护装置，然而市场上没有一款完善的专门针对tn系统末级保护的监测系统，末级保护装置发生故障时，台区往往还能正常供电，管理人员无法第一时间发现末级保护装置已经故障，不能及时了解末级漏电保护装置的运行及试跳情况，导致公用设施管理与实施情况脱节，无法对公用设施末级保护形成有效管理。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种安全可靠的公用设施安全用电监控装置，该实用新型可以解决由于公用设施监管困难导致的末级保护事故频发问题。
4.本实用新型的目的采用如下技术方案实现：
5.一种公用设施安全用电监控装置其特征在于：包括监测开关、智能开关、手持终端和上位机；
6.所述智能开关包括智能开关控制模块、智能开关采集模块、鉴相模块和通讯模块，所述智能开关控制模块用于控制上述模块执行各自功能，所述智能开关采集模块用于采集末级电器用电数据，所述鉴相模块用于鉴别末级用电数据的相别，所述通讯模块将采集到的数据发送至监测开关。
7.所述监测开关包括监测开关控制模块、监测开关采集模块、鉴相模块、下行通讯模块和上行通讯模块，所述监测开关控制模块用于控制上述模块执行各自功能，所述监测开关采集模块用于采集分支线节点的用电数据，所述鉴相模块用于鉴别分支线用电数据的相别，所述下行通讯模块用于接收智能开关的数据，所述上行通讯模块用于将监测开关采集模块采集的数据和接收的智能开关数据上传至上位机。
8.进一步的，所述监测开关采集模块还包括抄读功能，通过接入原有其他采集装置，抄读原有采集装置采集的用电数据，将其与自身采集的用电数据通过监测开关上传上位机。
9.所述上位机包括上位机通讯模块、数据处理模块、人机交互模块，所述上位机通讯模块下发和接收监测开关的数据，并与手持终端通讯，所述数据处理模块用于处理智能开关上传的数据，得到可供查看的信息，所述人机交互模块用于将信息呈现给操作人员及接受操作人员的指令实现远程监控功能。
10.所述的智能开关挂接在公用设施用电系统末级节点，采集末级电器用电数据并将
其发送至监测开关。
11.所述的监测开关挂接至公用设施用电系统各分支节点，采集各分支节点用电数据，并将采集到的数据与接收到的智能开关数据上传至上位机。
12.所述的上位机用于汇总处理接收到的用电数据；所述手持终端与上位机进行数据交互，用于监控智能开关与监测开关。
13.所述的手持终端包括但不限于pda、手机及平板电脑，通过安装管理软件后与上位机互通，实现远程的移动监控功能。
14.进一步的，所述的公用设施安全用电监控装置，其特征在于：监测开关和智能开关采集到的用电数据包括电压、电流、漏电流、电量等。
15.进一步的，所述的公用设施安全用电监控装置，其特征在于：所述手持终端包括但不限于pda、手机及平板电脑，通过安装管理软件后与上位机互通，实现远程的移动监控功能。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：
17.本实用新型通过上位机的数据分析，可以准确绘制公用设施台区拓扑图并计算各节点的用电量，定位线损问题所在；可以有效判断公用设施用电系统是否存在漏电故障或保护器自身是否故障，并且在存在故障时准确定位故障节点；当公用设施系统台区存在安全接地时，可以自动屏蔽该安全接地电流，计算并生成去除该接地电流后的分支节点漏电数据。本实用新型实现了对公用设施系统台区的有效监控，有效防止公用漏电安全隐患的发生，同时使得各区域的公用设施用电情况平台化，并实施预警，有助于各层级管理人员及时了解用电情况，确认工作目标，提升工作质量。
附图说明
18.图1为本实用新型一种公用设施安全用电监控装置的原理模块示意图；
19.图2为本实用新型监测开关模块原理图。
20.图3为本实用新型智能开关模块原理图。
21.图4为本实用新型拓扑结果图。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
23.本实用新型包括监测开关、智能开关、上位机和手持终端，所述智能开关挂接在公用设施用电系统末级节点，采集末级电器用电数据并将其发送至监测开关；所述监测开关挂接至公用设施用电系统各分支节点，采集各分支节点用电数据，并将采集到的数据与接收到的智能开关数据上传至上位机；所述上位机用于汇总处理接收到的用电数据；所述手持终端与上位机进行数据交互，用于监控智能开关与监测开关。
24.本实用新型通过以上装置的连接实现了拓扑图绘制和线损计算，并能对监测开关或智能开关进行远程试跳、分闸、合闸、屏蔽保护接地数据。
25.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的
实施例。
26.如图1所示，为某一公用设施低压台区其中一路分支节点后端接线图，分支进线为三相四线，分别为a、b、c、pen线,经过分支箱后出线为三相五线，其中pen线经分支箱后分为pe线和n线，n线为正常用电的零线，pe线为地线，用于保护接地或工作接地，因此挂接监测开关与智能开关时，接入a、b、c、n四线。
27.下面结合图例详说明细验收操作人员对公用设施台区进行用电监控的操作；
28.步骤一：通过手持终端输入公用设施台区信息，新建测试任务，并将该任务上传上位机；
29.步骤二：将监测终端挂接在该台区各分支箱节点，并通过手持终端将监测开关与对应分支箱绑定；
30.如图2所示，监测开关包括监测开关控制模块、监测开关采集模块、鉴相模块、下行通讯模块和上行通讯模块，监测开关控制模块与其他各模块相连，通过设定的程序控制各个模块启动相应功能。
31.进一步的，监测开关挂接在各分支节点上电之后，监测开关采集模块通过安装在各相上采集器采集分支线节点各相电压、电流，并累计计算各时段的电量信息，上行通讯模块将采集到的电压、电流和电量信息上传上位机。
32.进一步的，监测开关采集模块通过安装在总线上的零序互感器采集分支线节点的漏电流，鉴相模块通过鉴相电路鉴别采集到的漏电流相别，上行通讯模块将采集的漏电流和相别信息上传上位机。
33.进一步的，监测开关控制模块控制下行通讯模块接收智能开关上传的用电数据，并通过上行通讯模块将其上传上位机。
34.进一步的，所述监测开关采集模块还包括抄读功能，还可接入原有其他采集装置，监测开关控制模块控制监测开关采集模块抄读原有采集装置采集的用电数据，将其与自身采集的用电数据通过上行通讯模块上传上位机。
35.进一步的，所述手持终端包括但不限于pda、手机及平板电脑，通过安装管理软件后与上位机互通，实现远程的移动监控功能。
36.进一步的，所述手持终端通过现场拍摄或扫描等方式，记录分支箱编码，将其与对应监测开关建立对应关系并将其绑定在该台区，然后将该对应关系、绑定信息与手持终端定位信息上传至上位机，此时上位机标记该监测开关用电数据为数据1.1，该数据1.1即为该台区下对应分支节点用电数据。
37.进一步的，所述用电数据包括电压、电流、漏电流、电量等。
38.步骤三：沿分支线路，将智能终端挂接在分支箱节点后各个公用设施电表进线，通过手持终端将智能开关与对应公用设施电表进行绑定；
39.如图3所示，所述智能开关包括智能开关控制模块、智能开关采集模块、鉴相模块和通讯模块，智能开关控制模块与其他各模块相连，通过设定的程序控制各个模块启动相应功能。
40.进一步的，智能开关挂接在各公用设施电表进线，智能开关采集模块通过安装在各相上采集器采集各电表的各相电压、电流，并累计计算各时段的电量信息，通讯模块将采集到的电压、电流和电量信息上传监测开关。
41.进一步的，智能开关采集模块通过安装在总进线上的零序互感器采集公用设施电表的漏电流，鉴相模块通过鉴相电路鉴别采集到的漏电流相别，通讯模块将采集的漏电流和相别信息上传监测开关。
42.进一步的，所述手持终端通过现场拍摄或扫描等方式，记录公用设施电表条码，将其与对应智能开关建立对应关系，并将其该对应关系绑定在对应分支线下，最后将该对应关系、绑定信息与手持终端定位信息上传至上位机，此时上位机标记该智能开关用电数据为数据1.1.1，该数据1.1.1即为该分支线下对应公用设施电表用电数据。
43.重复步骤二～三，在该台区所有分支箱与公用设施电表节点挂接监测开关与智能开关。
44.步骤四：上位机通过接收的数据生成台区拓扑图，如图4所示，上位机根据数据标记层级自动生成台区拓扑图。
45.进一步的，上位机包括上位机通讯模块、数据处理模块、人机交互模块；上位机通讯模块下发和接收监测开关的数据，并与手持终端通讯；数据处理模块用于计算智能开关上传的数据，得到可供查看的信息；机交互模块用于将信息呈现给操作人员及接受操作人员的指令实现远程监控功能。
46.进一步的，当该台区存在线损故障时，上位机自动调取采集系统中该台区所有电表电量，与各对应智能开关数据进行对比；
47.a1、若两者数据不一致，说明电表存在计量故障或用户存在窃电，需对该电表进行排查；
48.a2、若两者数据一致，说明线损故障点在线路上，此时上位机自动比对各分支节点电量与下属所有公用电表电量之和，例如上位机自动对比分支节点1.1的电量与公用表1.1.1～1.1.n电量之和，若：
49.b1、分支节点1.1的电量等于公用表1.1.1～1.1.n电量之和，即该分支下无线损故障点；
50.b2、分支节点1.1的电量大于公用表1.1.1～1.1.n电量之和，即该分支下存在线损故障点，需对该分支线下线路进行排查。
51.对比完所有分支，确认所有线损故障点所在。
52.进一步的，若分支1.1～1.n均为发现线损故障，则说明该线损故障发生在台区总出现至分支箱之间，需对总保至各分支线节点路进行排查。
53.步骤五、上位机确保智能开关后端保护接地前提下，默认该智能开关分线无漏电，同时自动比对监测开关与该智能开关的漏电数据，自动计算并生成去除该智能开关漏电特征后的监测开关漏电数据。
54.进一步的，所述保护接地电流还可以是工作接地电流。
55.进一步的，上位机发现智能开关存在长时间大电流的漏电值，提醒管理管理人员该漏电可能为保护接地，管理人员前往现场确定属实后，通过上位机认为确定为保护接地。
56.进一步的，工作人员可通过手持终端上传的监测开关与智能开关定位信息前往现场。
57.进一步的，所述所述监测开关和智能开关还科研安装定位模块，引导工作人员前往定位地点。
58.进一步的，智能开关和监测开关包含鉴相模块，能够判断对应节点漏电所属相位，例如公用设施表1.1.1检测到a相500ma的漏电值，经管理人员现场确认后为保护接地，此时上位机默认公用设施表1.1.1无漏电，同时将分支节点1.1的a相漏电值减去500ma，若
59.c1、分支节点1.1的a相漏电值减500ma后，a、b、c三相漏电值均为0，则说明该分支只存在该保护接地漏电流；
60.c2、分支节点1.1的b、c相存在漏电值，或a相漏电值减500ma后仍大于0,说明该分支还存在其他漏电，上位机将分支节点1.1下各公用设施电表经鉴相后的各相漏电值进行累加，即：
61.i
a总
＝i
a表1.1.1
i
a表1.1.2

…ia表1.1.n
62.i
b总
＝i
b表1.1.1
i
b表1.1.2

…ib表1.1.n
63.i
c总
＝i
c表1.1.1
i
c表1.1.2

…ic表1.1.n
64.将进行汇总计算的i
a总
、i
b总
、i
c总
、与分支1.1经鉴相后的各相漏电值进行比较，若：
65.c2.1若各相漏电值均一致，则说明除该分支1.1线下各智能开关显示漏电的公用单表存在漏电外，分支线路未存在漏电；
66.c2.1若其中一相或多相不一致，则说明除该分支1.1线下各智能开关显示漏电的公用单表存在漏电外，分支线路也存在漏电；
67.上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。