一种用于户外配电柜温湿度状态监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力系统配网环境监测技术领域，尤其涉及一种用于户外配电柜温湿度状态监测装置。


背景技术：

2.在电网配电柜的运行状态检修工作中，评估柜内电气设备的运行状况以及潜在故障的发展趋势是非常重要的，温度作为各类电气设备的重要参数之一，温度的过高或者过低均影响设备的使用寿命，严重者甚至会直接导致设备的损坏，造成严重的经济损失。
3.然而电网配电柜的测温设备一般局限在本地测量，这就导致在无人值守的现场，配电柜发出温度告警时无人问津，往往电气设备发生故障后检修人员才得以发现，因此，能够实现电网配电柜运行环境温湿度的实时监测与预警，并记录历史运行趋势，有利于提高电网设备运维的及时性；另外，现有配电柜中电气设备及线路因长期使用易发生设备元器件故障或线路老化，容易引发火灾。
4.因此，为了延长电网设备的使用寿命以及避免火灾事故的发生，保证配电柜整体运行的稳定性和可靠性，我们提出一种用于户外配电柜温湿度状态监测装置很有必要。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是现有电网配电柜的测温设备仅局限在本地测量，导致无人值守的现场，配电柜发出温度预警时无人问津，往往电气设备发生故障后检修人员才得以发现，影响设备的使用寿命以及引发火灾事故的问题，公开了一种用于户外配电柜温湿度状态监测装置，能够实现对配电柜内温湿度及气体含量进行实时监测，及时发出预警信息，提高了设备的使用寿命，避免了火灾事故的发生。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于户外配电柜温湿度状态监测装置，包括柜体、固定架和温湿度监测装置，所述柜体的内部右侧面上靠近顶部位置横向设置有导轨，所述固定架通过卡扣的方式固定在所述导轨上，所述温湿度监测装置设置在固定架的表面；
7.所述温湿度监测装置包括壳体，以及壳体内部设置的控制板，所述控制板上设置有电源模块、电源管理电路、arm处理器、温湿度测量模块、移动通信模块、phy芯片、网络变压器以及存储芯片，所述arm处理器均与温湿度测量模块、移动通信模块、phy芯片以及存储芯片相连；
8.所述arm处理器的i2c口通过温湿度测量模块与温湿度采样探头相连，该温湿度采样探头贯穿所述壳体的右侧面板并伸出至壳体的外部；
9.所述arm处理器接收温湿度测量模块处理的温湿度数据，通过计算、统计得出户外配电柜内部温湿度的测量数据，根据测量数据绘制温湿度变化趋势图，并记录温湿度历史测量数据；根据设定阈值判断是否超限，控制lcd显示屏显示趋势图及预警信息，并通过移动通信网络上传至远端服务器；
10.所述壳体上还设置有气体传感器，所述气体传感器的信号输出端与arm处理器的a/d端口相连，气体传感器的探头部分贯穿所述壳体的右侧面板并伸出至壳体的外部。
11.优选的，所述壳体的后盖板上均匀分布多个第一螺孔，所述固定架的四周对应第一螺孔的位置均匀分布多个第二螺孔，所述温湿度监测装置与固定架之间通过螺钉配合第一螺孔与第二螺孔固定连接；
12.所述固定架为两组。
13.优选的，所述壳体表面设置有操作面板，该操作面板上分别设置有lcd显示屏、按键区域和指示灯区域；
14.所述lcd显示屏设置在操作面板的左侧位置，且在lcd显示屏的右侧间隔设置所述按键区域，该按键区域分布有四组按键，且呈十字形分布；
15.所述四组按键均通过引线与arm处理器相连；
16.所述lcd显示屏通过引线与arm处理器相连；
17.所述指示灯区域间隔分布在lcd显示屏的下方位置，该指示灯区域设置有四组led指示灯；
18.所述四组led指示灯均通过引线与arm处理器相连。
19.优选的，所述壳体的左侧面板上还设置有备用网口，所述备用网口分别通过所述网络变压器和phy芯片与arm处理器的gmii接口相连。
20.优选的，所述温湿度测量模块选用sht35芯片的温湿度传感器。
21.优选的，所述移动通信模块选用4g模块，该4g模块通过usb接口与arm处理器相连。
22.优选的，所述存储芯片选用32gb的数据存储。
23.优选的，所述导轨通过焊接的方式固定在柜体的右侧面上。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一种用于户外配电柜温湿度状态监测装置，通过在配电柜中设置温湿度监测装置，能够实现对配电柜中环境温湿度进行实时监测与预警，并记录历史运行趋势，有利于提高电网设备运维的及时性，延长电网设备的使用寿命，保证了配电柜整体运行的稳定性和可靠性；
25.通过在温湿度监测装置上设置气体传感器，能够实时对配电柜内的电气设备的元器件故障以及线路老化发出的异味气体进行检测，及时发出预警信息，避免因设备及线路故障引发火灾事故；
26.通过在控制板上设置移动通信模块，该移动通信模块选用4g模块，实现监测数据的无线传输；另外，维护人员还可通过手机app获取配电柜预警信息，实现了对电网配电柜进行实时监测的目的。
附图说明
27.图1为本实用新型外观结构示意图；
28.图2为本实用新型剖面结构示意图；
29.图3为本实用新型主视图；
30.图4为本实用新型后视图；
31.图5为本实用新型在柜体中安装位置示意图；
32.图6为本实用新型控制电路原理框图；
33.图7为本实用新型的数据处理流程图；
34.图8为本实用新型绘制的历史温度趋势图。
35.图中：1、柜体；2、固定架；3、温湿度监测装置；4、导轨；5、温湿度采样探头；6、气体传感器；7、备用网口；8、电源接口；
36.31、壳体；32、操作面板；33、后盖板；34、控制板；
37.321、lcd显示屏；322、按键区域；323、指示灯区域；
38.331、第一螺孔；
39.341、电源模块；342、电源管理电路；343、温湿度测量模块；344、arm处理器；345、移动通信模块；346、phy芯片；347、网络变压器；348、存储芯片。
具体实施方式
40.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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种用于户外配电柜温湿度状态监测装置，包括柜体1、固定架2和温湿度监测装置3，所述柜体1的内部右侧面上靠近顶部位置横向设置有导轨4，所述固定架2通过卡扣的方式固定在导轨4上(本实施例中固定架2为电力器件常用固定支架，在此不多作赘述)，所述温湿度监测装置3设置在固定架2的表面；
42.所述温湿度监测装置3包括壳体31，以及壳体内部设置的控制板34，所述控制板34上设置有电源模块341、电源管理电路342、温湿度测量模块343、arm处理器344、移动通信模块345、phy芯片346、网络变压器347以及存储芯片348，所述arm处理器344均与温湿度测量模块343、移动通信模块345、phy芯片346以及存储芯片348相连；
43.所述arm处理器344的i2c口通过温湿度测量模块343与温湿度采样探头5相连，该温湿度采样探头5贯穿壳体31的右侧面板并伸出至壳体的外部；
44.所述arm处理器344接收温湿度测量模块343处理的温湿度数据，通过计算、统计得出户外配电柜内部温湿度的测量数据，根据测量数据绘制温湿度变化趋势图，并记录温湿度历史测量数据；根据设定阈值判断是否超限，控制lcd显示屏321显示趋势图及预警信息，并通过移动通信网络上传至远端服务器；
45.所述壳体31上还设置有气体传感器6，气体传感器6的信号输出端与arm处理器344的a/d端口相连，气体传感器6的探头部分贯穿壳体31的右侧面板并伸出至壳体31的外部。
46.本实施例中设置气体传感器6用于检测柜体内部设备因元器件故障以及线路老化产生的异味气体，及时发出预警信息，避免因设备及线路故障引发火灾事故，该气体传感器6可以检测二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、氯化氢等气体成分。
47.请参阅图4，所述壳体31的后盖板33上均匀分布多个第一螺孔331，所述固定架2的四周对应第一螺孔331的位置均匀分布多个第二螺孔(图中未示出)，所述温湿度监测装置3与固定架2之间通过螺钉配合第一螺孔331与第二螺孔固定连接；本实施例中固定架2设为两组。
48.请参阅图3和图6，所述壳体31表面设置有操作面板32，该操作面板32上分别设置
有lcd显示屏321、按键区域322和指示灯区域323；
49.所述lcd显示屏321设置在操作面板32的左侧位置，且在lcd显示屏321的右侧间隔设置有按键区域322，该按键区域322分布有四组按键，且呈十字形分布；四组按键均通过引线与arm处理器344相连；
50.所述lcd显示屏321通过引线与arm处理器344相连；
51.所述指示灯区域323间隔分布在lcd显示屏321的下方位置，该指示灯区域323设置有四组led指示灯；四组led指示灯均通过引线与arm处理器344相连。
52.请参阅图3和6，所述壳体31的左侧面板上设置有备用网口7，备用网口7分别通过网络变压器347和phy芯片346与arm处理器344的gmii接口相连。
53.请参阅图6，所述温湿度测量模块343选用sht35芯片的温湿度传感器，该sht35芯片通过引线与温湿度采样探头5相连，温湿度传感器可无间断获取户外配电柜的温湿度数据。
54.请参阅图6，所述移动通信模块345选用4g模块，该4g模块通过usb接口与arm处理器344相连，本实施例中设置4g模块，实现监测数据的无线传输；另外，维护人员还可通过手机app获取配电柜预警信息，实现了对电网配电柜进行实时监测的目的。
55.请参阅图6，所述存储芯片选用32gb的数据存储。
56.请参阅图5，导轨4通过焊接的方式固定在柜体1的右侧面上。
57.本实施例中电源模块341输入端连接配电柜中接线端子所连的48v直流电，电源模块341输出12v直流电通过电源管理电路342分别给arm处理器344、温湿度测量模块343、移动通信模块345、phy芯片346、网络变压器347、存储芯片348以及气体传感器6供电，本实施例中电源接口8设置在壳体31的底面右侧位置。
58.本实施例中的数据处理流程(如图7所示)：
59.第一步：温湿度传感器和气体传感器采集并上传环境温湿度及气体数据；
60.第二步：arm处理器获取温湿度及气体数据，经计算统计得出户外配电柜温湿度及气体含量的统计数据、温湿度运行趋势，以及超标告警信息；
61.第三步：lcd显示屏实现本地显示或者通过移动通信网络实现数据上传至远端服务器；
62.第四步：维护人员对温湿度运行状态进行分析以及气体含量成分进行分析，实现对户外配电柜内部状态进行实时监测。
63.本实施例中arm处理器344对温湿度变化趋势实施的算法：
64.1)将温湿度传感器采集的温湿度数据按照每分钟一次存储；
65.2)基于每分钟的温湿度数据，按照日、周、月为固定时间周期，统计并显示相应时间周期内的最大值、最小值以及平均值；
66.3)基于每分钟的温湿度数据，以日、周、月为固定时间周期，绘制并显示相应时间周期内的温湿度变化趋势图；
67.4)基于每分钟的温湿度数据，以日、周、月为固定时间周期，根据设定的温湿度阈值，统计并显示对应时间点和超标次数，本实施例中温度历史变化趋势如图8所示。
68.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修
改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。