高压开关柜感知闭锁系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高压开关柜感知闭锁系统，包括监控主机、监控从机、高压传感器、LED显示单元、智能锁单元、云服务器，高压传感器、LED显示单元、智能锁单元均与监控从机相连，监控从机、云服务器均与监控主机相互通信；监控从机包括中央控制模块、与中央控制模块相连的电压信号采集模块、通信模块、人体靠近检测模块、声光报警模块。监控从机监测高压带电信息、监控智能锁开关状态、完成LED屏幕显示、人体靠近检测、语音提醒、声光报警等功能，并与主机进行通信，上报从机状态。本发明专利技术可以实现开关柜的带电感知告警、强制闭锁开关柜各仓室柜门、手动闭锁开关柜活门机构，可以有效避免工作人员误入带电间隔而造成的人员伤亡事故。

High voltage switch cabinet perception locking system and control method thereof

The invention discloses a high voltage switch cabinet sensing locking system comprises a monitoring host and monitoring from the machine, pressure sensor, LED display unit, intelligent lock unit, cloud server, pressure sensor, LED display unit, intelligent lock unit and monitoring from machine to machine, cloud server monitoring from both the mutual communication and monitoring host monitoring; from the machine comprises a central control module, and the central control module is connected to the voltage signal acquisition module, communication module, human body close to the detection module, alarm module. A monitor lock switch state, from the monitoring information, monitoring of intelligent high voltage LED screen display, close to the human body detection, voice alarm, alarm and other functions, and communicate with the host, reported from the state machine. The cabinet shutter mechanism of the invention can realize the sensing alarm, switch cabinet charged forced locking switch cabinet of each chamber door, manual locking switch, can effectively avoid casualties staff into live space caused by the.

【技术实现步骤摘要】
高压开关柜感知闭锁系统及其控制方法
本专利技术涉及高压开关柜领域，特别是涉及一种高压开关柜感知闭锁系统及其控制方法。
技术介绍
高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电气产品。高压开关柜是全封闭设备，检修人员无法观察停电设备的断开点。近年来，电力系统内高压开关柜事故频发，主要原因是由于作业人员对开关柜带电部位不清楚，误入带电间隔发生人身触电事故，给社会、企业、家庭带来不可估量的损失。经过调查统计发现，高压开关柜事故多是由于作业人员误入带电间隔，究其原因主要是：1)作业人员对开关柜内带电部位不清楚检修作业阻止措施是在运行开关柜上悬挂“运行设备，禁止触动！”红布幔，在带电开关柜前后设置安全围栏，悬挂“止步，高压危险！”标示牌等。红布幔、安全围栏、标示牌等安全措施，存在掉落损坏或人为挪动的可能，不能完全起到警示作用。2)带电开关柜柜门不能可靠闭锁开关柜柜门依靠五防锁或开关柜门固定螺丝进行闭锁，不能完全可靠闭锁开关柜柜门，存在人为解除闭锁、误入带电间隔的可能性。3)开关柜隔离活门不能有效闭锁开关柜隔板活门在手车开关拉出后可靠封闭，但无法有效闭锁，存在人为误碰传动连杆导致活门开启的可能性。高压开关柜的“闭锁”功能是保证电力设备和系统安全运行、确保设备和人身安全、防止误操作的重要技术措施。传统的开关柜闭锁方法是五防锁结合固定螺丝的方式，该方式存在以下隐患：(1)无法自动检测设备带电情况，对检修人员的警示不够直观醒目；(2)检修工作中，工作班成员为方便工作，能够擅自拧开固定螺丝，打开柜门，导致触电；(3)当作业人员强行打开柜门时，运维人员无法及时发现并制止该不安全行为。因此亟需提供一种新型的高压开关柜感知闭锁系统及其控制方法来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高压开关柜感知闭锁系统，能够自动检测并显示高压开关柜的带电情况。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种高压开关柜感知闭锁系统，包括监控主机、监控从机、高压传感器、LED显示单元、智能锁单元、云服务器，高压传感器、LED显示单元、智能锁单元均与监控从机相连，监控从机、云服务器均与监控主机相互通信；监控从机包括中央控制模块、与中央控制模块相连的电压信号采集模块、通信模块、人体靠近检测模块、声光报警模块。在本专利技术一个较佳实施例中，监控主机采用无线通信方式与若干台监控从机相连。监控主机通过寻址的方式选择与其通信的监控从机。在本专利技术一个较佳实施例中，高压传感器包括母线高压传感器、线路高压传感器，用于实时采集母线电压和线路电压。进一步的，高压传感器内设芯棒式电容，芯棒式电容的一端通过上法兰与高压母线或线路相连、另一端与高压传感器二次输出端相连，二次输出端与电压信号采集模块相连。该高压传感器为环氧树脂浇注支柱绝缘子式产品，可作为隔离开关、接地开关、母线、出线等设备的支柱绝缘子使用，具有高强度、耐电弧能力强、局部放电量小等特点。在本专利技术一个较佳实施例中，LED显示单元包括用于显示母线是否带电的母线仓LED驱动模块及显示屏、用于显示线路是否带电的出线仓LED驱动模块及显示屏。当监控从机感知母线带电后，控制母线仓LED驱动模块，在母线仓LED显示屏上显示母线带电信息；当监控从机感知线路带电后，控制出线仓LED驱动模块，在出线仓LED显示屏上显示线路带电信息。在本专利技术一个较佳实施例中，智能锁单元包括用于闭锁母线仓柜门的智能电机锁、用于闭锁出线仓柜门的智能电机锁、用于闭锁开关仓柜门的智能电机锁、用于闭锁手车开关活门机构的智能电插锁。所述智能电机锁均有手动紧急解锁功能，在装置掉电情况下能手动解锁；所述活门机构电插锁在装置掉电情况下处于解锁状态。在本专利技术一个较佳实施例中，监控从机还包括与中央控制模块相连的数据存储模块、时钟电路、人机界面。数据存储模块用于存储中央控制模块的数据信息；时钟电路为中央控制模块提供时钟信号；人机界面可以实现智能锁开锁或闭锁口令的输入。在本专利技术一个较佳实施例中，监控从机还包括电源模块，电源模块包括非隔离型电源、隔离型电源，非隔离型电源模块提供的电压等级包括12V、5V、3.3V，12V电压为智能锁单元、LED显示单元供电，5V电压为人体靠近检测模块、声光报警模块供电，3.3V电压为中央控制模块供电；隔离型电源模块提供的电压为5V，为电压信号采集模块供电。在本专利技术一个较佳实施例中，监控从机、高压传感器均接地，起过电压保护作用。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种高压开关柜感知闭锁系统的控制方法，包括感知高压开关柜带电情况下及感知高压开关柜不带电情况下的控制方法，(1)感知高压开关柜带电情况下：母线高压传感器实时采集高压母线电压信号，当任何一相达到系统设定的阈值后，监控从机感知母线带电；线路高压传感器实时采集高压线路电压信号，当任何一相达到系统设定的阈值后，监控从机感知线路带电；监控从机感知母线或者线路带电后，给母线仓柜门智能电机锁与开关仓柜门智能电机锁同时输出闭锁信号；监控从机感知线路带电后，系统给出线仓柜门智能电机锁输出闭锁信号；在高压手车开关转检修情形下，输入正确的手车开关活门机构智能电插锁闭锁口令，闭锁活门机构；(2)感知高压开关柜不带电情况下：监控从机感知母线和线路均不带电时，同时输入正确的母线仓柜门智能电机锁开锁口令情形下，系统给母线仓柜门智能电机锁输出开锁信号；监控从机感知线路不带电时，同时输入正确的出线仓柜门智能电机锁开锁口令情形下，系统给出线仓柜门智能电机锁输出开锁信号；输入正确的开关仓柜门电机锁口令，系统给开关仓柜门智能电机锁输出开锁信号；在高压手车开关由检修转运行过程，在高压手车开关由试验位置推至运行位置前，输入正确的手车开关活门机构智能电插锁开锁口令，释放活门机构。本专利技术的有益效果是：本专利技术能够自动检测高压开关柜的带电情况，并提供语音告警提示，高压开关柜出线仓及母线仓柜门仅在线路(线路和母线)三相均不带电以及输入正确的开锁口令的情况下才能解锁开启，减少了人为解除闭锁的可能性，从而有效避免因误入带电间隔而造成的人员伤亡事故，提高变电站安全管理水平。附图说明图1是本专利技术高压开关柜感知闭锁系统一较佳实施例的结构框图；图2是所述高压传感器的结构示意图；图3是所述非隔离型电源模块中5V电源电路图；图4是所述非隔离型电源模块中12V电源电路图；图5是所述非隔离型电源模块中3V电源电路图；图6是所述隔离型电源模块中5V电源电路图；图7是所述中央控制模块中CPU的结构图；图8是所述中央控制模块中时钟电路原理图；图9是所述中央控制模块中寻址电路原理图；图10是所述中央控制模块中复位电路原理图；图11是所述数据存储模块的电路原理图；图12是所述母线高压传感器二次侧电路原理图；图13是所述线路高压传感器二次侧电路原理图；图14是所述锁开关状态检测电路原理图；图15是所述锁开关控制电路原理图；图16是所述人体靠近检测模块的电路原理图；图17是所述通信模块的电路原理图；图18是所述RS232通信电路原理图；图19是所述蜂鸣器电路原理图；图20是所述语音提示模块的电路原理图；图21是所述高压开关柜感知闭锁系统的控制方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压开关柜感知闭锁系统，其特征在于，包括监控主机、监控从机、高压传感器、LED显示单元、智能锁单元、云服务器，高压传感器、LED显示单元、智能锁单元均与监控从机相连，监控从机、云服务器均与监控主机相互通信；监控从机包括中央控制模块、与中央控制模块相连的电压信号采集模块、通信模块、人体靠近检测模块、声光报警模块。

【技术特征摘要】
1.一种高压开关柜感知闭锁系统，其特征在于，包括监控主机、监控从机、高压传感器、LED显示单元、智能锁单元、云服务器，高压传感器、LED显示单元、智能锁单元均与监控从机相连，监控从机、云服务器均与监控主机相互通信；监控从机包括中央控制模块、与中央控制模块相连的电压信号采集模块、通信模块、人体靠近检测模块、声光报警模块。2.根据权利要求1所述的高压开关柜感知闭锁系统，其特征在于，监控主机采用无线通信方式与若干台监控从机相连。3.根据权利要求1或2所述的高压开关柜感知闭锁系统，其特征在于，高压传感器包括母线高压传感器、线路高压传感器。4.根据权利要求3所述的高压开关柜感知闭锁系统，其特征在于，高压传感器内设芯棒式电容，芯棒式电容的一端通过上法兰与高压母线或线路相连、另一端与高压传感器二次输出端相连，二次输出端与电压信号采集模块相连。5.根据权利要求1或2所述的高压开关柜感知闭锁系统，其特征在于，LED显示单元包括用于显示母线是否带电的母线仓LED驱动模块及显示屏、用于显示线路是否带电的出线仓LED驱动模块及显示屏。6.根据权利要求1或2所述的高压开关柜感知闭锁系统，其特征在于，智能锁单元包括用于闭锁母线仓柜门的智能电机锁、用于闭锁出线仓柜门的智能电机锁、用于闭锁开关仓柜门的智能电机锁、用于闭锁手车开关活门机构的智能电插锁。7.根据权利要求1或2所述的高压开关柜感知闭锁系统，其特征在于，监控从机还包括与中央控制模块相连的数据存储模块、时钟电路、人机界面。8.根据权利要求1或2所述的高压开关柜感知闭锁系统，其特征在于，监控从机还包括电源模块，电源模块包括非隔离型电源、隔离型电源，非隔离型电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冠彪，张震，辛永生，张莹，李林，涂辉，张专专，郭大鹏，侯继光，常辉，翁东波，唐旭明，刘虎，
申请(专利权)人：国网安徽省电力公司淮南供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34