一種開關柜運行環境監測系統技術方案

本發明專利技術屬于電氣設備領域，涉及運行監測技術，用于解決現有的開關柜環境監測系統無法通過環境檢測結果對開關柜的運行狀態、壽命階段進行深度分析的問題，具體是一種開關柜運行環境監測系統，包括監測平臺，所述監測平臺通信連接有環境檢測模塊、安全監測模塊、安全預警模塊、運行評級模塊以及壽命分析模塊；所述環境檢測模塊用于通過環境數據對開關柜的工作環境進行檢測分析并在環境異常時向監測平臺發送環境異常信號，本發明專利技術通過環境檢測模塊可以結合溫度數據、濕度數據以及煙霧數據得到開關柜的環境系數，從而使管理人員盡快對環境進行調節，保證開關柜的運行環境能夠滿足使用要求，延長開關柜的使用壽命。延長開關柜的使用壽命。延長開關柜的使用壽命。

【技術實現步驟摘要】
一種開關柜運行環境監測系統


[0001]本專利技術屬于電氣設備領域，涉及運行監測技術，具體是一種開關柜運行環境監測系統。

技術介紹

[0002]開關柜是一種電氣設備，開關柜外線先進入柜內主控開關，然后進入分控開關，各分路按其需要設置。如儀表，自控，電動機磁力開關，各種交流接觸器等，有的還設高壓室與低壓室開關柜，設有高壓母線，如發電廠等，有的還設有為保主要設備的低周減載。
[0003]現有的電氣設備環境監測系統僅能夠針對電氣設備的運行參數進行分析計算，從而通過分析計算結果對電氣設備的當前運行環境是否合格進行判定；如公告號為CN108759937A的專利技術專利揭示了應用于開關柜的微環境監測裝置及系統，該應用于開關柜的微環境監測裝置及系統實現了對開關柜所處環境中煙霧濃度的檢測，在經過與標準煙霧值進行對比后，使用戶端能夠實時了解到開關柜的使用環境，以便用戶端在煙霧濃度過大時及時對開關柜進行調整，保障了開關柜的正常使用，方便快捷；然而該微環境監測系統僅能夠針對采集的環境參數對當前的使用環境進行分析，而無法結合環境分析結果對開關柜的運行狀態、壽命階段進行深度分析。

技術實現思路

[0004]本專利技術的目的在于提供一種開關柜運行環境監測系統，用于解決現有的開關柜環境監測系統無法通過環境檢測結果對開關柜的運行狀態、壽命階段進行深度分析的問題；
[0005]本專利技術需要解決的技術問題為：如何提供一種可以通過環境分析結果對開關柜的運行狀態與壽命階段進行深度分析的環境監測系統。
[0006]本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
[0007]一種開關柜運行環境監測系統，包括監測平臺，所述監測平臺通信連接有環境檢測模塊、安全監測模塊、安全預警模塊、運行評級模塊以及壽命分析模塊；
[0008]所述環境檢測模塊用于通過環境數據對開關柜的工作環境進行檢測分析并在環境異常時向監測平臺發送環境異常信號；
[0009]所述安全監測模塊用于對開關柜的內部運行安全進行檢測分析并在電流變化異常時向監測平臺發送電流異常信號；
[0010]監測平臺接收到電流異常信號后將電流異常信號發送至安全預警模塊，安全預警模塊對開關柜的運行安全進行預警分析并在開關柜存在安全隱患時向監測平臺發送安全預警信號；
[0011]所述運行評級模塊用于對開關柜的當前運行狀態進行分析評級并得到狀態系數，通過狀態系數與狀態閾值的比較結果將開關柜的運行狀態等級判定為一等級、二等級或三等級；
[0012]所述壽命分析模塊用于對運行狀態等級為三等級的開關柜進行壽命狀態檢測分
析，在開關柜的剩余壽命進入預警階段時向監測平臺發送壽命預警信號。
[0013]進一步地，環境檢測模塊對開關柜的工作環境進行檢測分析的具體過程包括：獲取開關柜內部空氣溫度值與柜體外表面的溫度值并進行求和取平均數得到環溫值HW，獲取開關柜內部空氣濕度值與外部空氣濕度值并進行求和取平均數得到環濕值HS，獲取開關柜外部空氣的煙霧濃度值并標記為環煙值YW；通過公式HJ＝α1
×
HW+α2
×
HS+α3
×
YW得到開關柜的環境系數HJ，其中α1、α2以及α3均為比例系數，且α1＞α2＞α3＞1；將環境系數HJ與環境閾值HJmax進行比較：若環境系數HJ大于等于環境閾值HJmax，則判定開關柜的工作環境不滿足要求，環境檢測模塊向監測平臺發送環境異常信號；若環境系數HJ小于環境閾值HJmax，則判定開關柜的工作環境滿足要求，環境檢測模塊向監測平臺發送環境正常信號。
[0014]進一步地，安全監測分析的具體過程包括：實時獲取開關柜供電電路的電流值并標記為DL，將L1秒之內電流最大值與電流最小值之間的差值標記為電變值DB，L1為時間常量，將電變值DB與電變閾值DBmax進行比較，若電變值DB大于等于電變閾值DBmax，則判定開關柜供電電路的電流變化異常，安全監測模塊向監測平臺發送電流異常信號；若電變值DB小于電變閾值DBmax，則判定開關柜供電電路的電流變化正常，安全監測模塊向處理器發送電流正常信號。
[0015]進一步地，開關柜運行安全預警分析的具體過程包括：獲取開關柜供電電路的電變值DB與開關柜的環溫值HW，通過公式YJ＝β1
×
DB+β2
×
HW得到開關柜的預警系數YJ，其中β1與β2均為比例系數，且β1＞β2＞0；將預警系數YJ與預警閾值YJmax進行比較：若預警系數YJ大于等于預警閾值YJmax進行比較：若預警系數YJ小于預警閾值YJmax，則判定開關柜運行安全，安全預警模塊向監測平臺發送安全信號；若預警系數YJ大于等于預警閾值YJmax，則判定開關柜存在安全隱患，安全預警模塊向監測平臺發送安全預警信號。
[0016]進一步地，具體的運行狀態分析評級過程包括：將監測平臺接收到環境異常信號的次數標記為HY，將監測平臺接收到電流異常信號的次數標記為DY，將監測平臺接收到安全預警信號的次數標記為AY；通過公式ZT＝a1
×
HY+a2
×
DY+a3
×
AY，其中a1、a2以及a3均為比例系數，且a3＞a1＞a2＞0；將狀態系數ZT與狀態閾值ZTmin、ZTmax進行比較，其中ZTmin為最小狀態閾值，ZTmax為最大狀態閾值。
[0017]進一步地，狀態系數ZT與狀態閾值ZTmin、ZTmax的比較過程包括：
[0018]若ZT≤ZTmin，則判定開關柜的運行狀態等級為一等級；
[0019]若ZTmin＜ZT＜ZTmax，則判定開關柜的運行狀態等級為二等級；
[0020]若ZT≥ZTmax，則判定開關柜的運行狀態等級為三等級。
[0021]進一步地，所述壽命分析模塊用于對運行狀態等級為三等級的開關柜進行壽命狀態檢測分析，具體的壽命狀態檢測分析過程包括：將開關柜最近五個月的環境系數標記為HJt，將開關柜最近五個月的酸堿度標記為PHt，其中t＝1，2，
…
，5，HJt表示開關柜在當月進行環境檢測分析的環境系數平均值，PHt表示開關柜在當月進行環境檢測分析的酸堿度的平均值，通過公式得到Kt，建立直角坐標系，以原點為第一個端點，HJt為長度值，Kt為斜率在直角坐標系的第二象限中作出五條線段，將五條線段的另一個端點依次進行連接得到一個五邊形，將五邊形的面積標記為MJ，通過公式SM＝γ/MJ得到開關柜的壽命
系數SM，其中γ為比例系數，且γ＞1；獲取壽命閾值SMmin，將壽命系數SM與壽命閾值SMmin進行比較：若壽命系數SM小于等于壽命閾值SMmin，則判定開關柜的剩余壽命進入預警階段，壽命分析模塊向監測平臺發送壽命預警信號；若壽命系數SM大于壽命閾值SMmin，則判定開關柜的剩余壽命處于正常階段，壽命分析模塊向監測平臺發送壽命正常信號。
[0022]進一步地，壽命閾值的獲取過程包括：選取報廢后的開關柜作為取材對象，將取材對象中使用壽命最短的五個開關柜作為本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種開關柜運行環境監測系統，包括監測平臺，其特征在于，所述監測平臺通信連接有環境檢測模塊、安全監測模塊、安全預警模塊、運行評級模塊以及壽命分析模塊；所述環境檢測模塊用于通過環境數據對開關柜的工作環境進行檢測分析并在環境異常時向監測平臺發送環境異常信號；所述安全監測模塊用于對開關柜的內部運行安全進行檢測分析并在電流變化異常時向監測平臺發送電流異常信號；監測平臺接收到電流異常信號后將電流異常信號發送至安全預警模塊，安全預警模塊對開關柜的運行安全進行預警分析并在開關柜存在安全隱患時向監測平臺發送安全預警信號；所述運行評級模塊用于對開關柜的當前運行狀態進行分析評級并得到狀態系數，通過狀態系數與狀態閾值的比較結果將開關柜的運行狀態等級判定為一等級、二等級或三等級；所述壽命分析模塊用于對運行狀態等級為三等級的開關柜進行壽命狀態檢測分析，在開關柜的剩余壽命進入預警階段時向監測平臺發送壽命預警信號。2.根據權利要求1所述的一種開關柜運行環境監測系統，其特征在于，環境檢測模塊對開關柜的工作環境進行檢測分析的具體過程包括：獲取開關柜內部空氣溫度值與柜體外表面的溫度值并進行求和取平均數得到環溫值HW，獲取開關柜內部空氣濕度值與外部空氣濕度值并進行求和取平均數得到環濕值HS，獲取開關柜外部空氣的煙霧濃度值并標記為環煙值YW；通過公式HJ＝α1
×
HW+α2
×
HS+α3
×
YW得到開關柜的環境系數HJ，其中α1、α2以及α3均為比例系數，且α1＞α2＞α3＞1；將環境系數HJ與環境閾值HJmax進行比較：若環境系數HJ大于等于環境閾值HJmax，則判定開關柜的工作環境不滿足要求，環境檢測模塊向監測平臺發送環境異常信號；若環境系數HJ小于環境閾值HJmax，則判定開關柜的工作環境滿足要求，環境檢測模塊向監測平臺發送環境正常信號。3.根據權利要求1所述的一種開關柜運行環境監測系統，其特征在于，安全監測分析的具體過程包括：實時獲取開關柜供電電路的電流值并標記為DL，將L1秒之內電流最大值與電流最小值之間的差值標記為電變值DB，L1為時間常量，將電變值DB與電變閾值DBmax進行比較，若電變值DB大于等于電變閾值DBmax，則判定開關柜供電電路的電流變化異常，安全監測模塊向監測平臺發送電流異常信號；若電變值DB小于電變閾值DBmax，則判定開關柜供電電路的電流變化正常，安全監測模塊向處理器發送電流正常信號。4.根據權利要求3所述的一種開關柜運行環境監測系統，其特征在于，開關柜運行安全預警分析的具體過程包括：獲取開關柜供電電路的電變值DB與開關柜的環溫值HW，通過公式YJ＝β1
×
DB+β2
×
HW得到開關柜的預警系數YJ，其中β1與β2均為比例系數，且β1＞β2＞0；將預警系數YJ與預警閾值YJmax進行比較：若預警系數YJ大于等于預警閾值YJmax進行比較：若預警系數YJ小于預警閾值YJmax，則判定開關柜運行安全，安全預警模塊向監測平臺發送安全信號；若預警系數YJ大于等于預警閾值YJmax，則判定開關柜存在安全隱患，安全預警模塊向監測平臺發送安全預警信號。5.根據權利要求4所述的一種開關柜運行環境監測系統，其特征在于，具體的運行狀態分析評級過程包括：將監測平臺接收到環境異常信號的次數標記為HY，將監測平臺接收到電流異常...

【專利技術屬性】
技術研發人員：榮慶玉，咸日明，陳雨，趙如杰，董建波，任君，李連召，張峰，耿凱，胡玉耀，周強，
申請(專利權)人：山東匯能電氣有限公司，
類型：發明
國別省市：