一种基于端边云架构的智能换位箱制造技术

本发明专利技术涉及一种基于端边云架构的智能换位箱，包括换位箱本体，智能换位箱还包括设置在换位箱本体外侧的光伏供电模块、锂电池储能模块、换位箱通讯基站、通道可视化模块和光纤，换位箱通讯基站分别连接锂电池储能模块、通道可视化模块和光纤，光伏供电模块连接锂电池储能模块；光纤还连接有光栅传感器和光传感解调终端，用于对光纤进行监测，光传感解调终端连接换位箱通讯基站；换位箱通讯基站用于连接换位箱本体内部的技防设备，并对技防设备的数据进行边缘计算后，通过无线通讯上传至云端。与现有技术相比，本发明专利技术提高了电网可靠性，保证电网安全，且减少了换位箱内布线、排线等施工量，有效降低运行检修人员的工作强度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于端边云架构的智能换位箱
本专利技术涉及换位箱领域，尤其是涉及一种基于端边云架构的智能换位箱。
技术介绍
目前电力电缆绝缘头护层换位箱作为电网的重要设施，是电缆线路主要的安全资源，在电网中发挥着及其重要的作用。随着大城市的快速发展，架空电力线路转入地下已成必然，相应的绝缘头护层换位箱也越来越多。由于电力绝缘头护层换位箱都是无人值守，且大部分位置相对隐蔽，极易遭受无业人员偷盗，造成安全隐患甚至事故，这些都严重影响了电网的安全，损害了电力公司的利益，增加了安全隐患以及维护费用。现在市场上的换位箱不能对不同来源、不同业务目的、不同数据格式做综合的数据统计与分析；不能对不同的管理视角、业务目的设计综合数据报表，提出业务监管效率与效能；不能为事后原因分析改进，事前预防预测提供数据支持。传统智能换位箱内技防设备大多采用CT取电，该种取电方式存在对电缆运行稳定性的隐患，且通讯仅提供以太网口或RS485等有线的方式，安装布线繁琐，且可能影响原换位箱内设备的运行状况。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全可靠、减少布线施工量的基于端边云架构的智能换位箱。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于端边云架构的智能换位箱，包括换位箱本体，所述智能换位箱还包括设置在所述换位箱本体外侧的光伏供电模块、锂电池储能模块、换位箱通讯基站、通道可视化模块和光纤，所述换位箱通讯基站分别连接所述锂电池储能模块、通道可视化模块和光纤，所述光伏供电模块连接所述锂电池储能模块；所述光纤还连接有光栅传感器和光传感解调终端，用于对所述光纤进行监测，所述光传感解调终端连接所述换位箱通讯基站；所述换位箱通讯基站用于连接所述换位箱本体内部的技防设备，并对所述技防设备的数据进行边缘计算后，通过无线通讯上传至云端。进一步地，所述智能换位箱还包括换位箱背包，该换位箱背包位于所述换位箱本体外侧，所述锂电池储能模块、换位箱通讯基站和光传感解调终端均位于所述换位箱背包内。进一步地，所述光栅传感器包括光纤压力传感器和光纤温度计，所述光纤压力传感器和光纤温度计均连接所述光纤。进一步地，所述光伏供电模块包括多晶太阳能板。进一步地，所述锂电池储能模块包括基于锂离子电容的储能电池。进一步地，所述换位箱通讯基站支持433MHz微功率射频，通过电口连接所述技防设备，多数电口支持POE以太网供电。进一步地，所述换位箱通讯基站基于5G通讯技术进行通讯。进一步地，所述光纤为单模多芯铠装光纤，所述光纤用于连接多个所述智能换位箱的换位箱通讯基站；所述光传感解调终端采用并行光谱同步探测技术对所述光栅传感器进行信号解调和检测。进一步地，所述光传感解调终端的型号为SN-FT210。进一步地，所述智能换位箱还包括电缆故障指示模块，该电缆故障指示模块包括相互连接的零序电流采样单元和相电流传感器，所述相电流传感器用于检测所述换位箱本体中的电缆相电流，所述零序电流采样单元连接所述通道可视化模块。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术智能换位箱，通过光伏供电模块和锂电池储能模块相结合的方式，实现了稳定高效的供电，消除了CT取电带来的电缆运行稳定性隐患，提高了电网可靠性，保证电网安全；换位箱通讯基站采用无线通讯的方式，减少了换位箱内布线、排线等施工量，有效降低运行检修人员的现场检测、数据登录分析的工作强度；(2)本专利技术将锂电池储能模块、换位箱通讯基站和光传感解调终端均设置在换位箱背包内，换位箱背包与换位箱本体分离，可将原有换位箱改造成强电、弱电分离的结构，以满足系统的安全性要求；(3)锂电池储能模块采用基于锂离子电容的储能电池，锂离子电容器的寿命可达5～10万次左右，可以与电力二次设备同寿命周期，从而真正实现免维护，可以有效降低电力二次设备的运维成本，提高供电可靠性；(4)光传感解调终端的型号为SN-FT210，采用业内先进的并行光谱同步探测技术，可对工程现场光纤传输线路损耗或光分路器级连损耗导致的微弱光纤传感信号进行准确检测，适用于电缆接头温度、电缆通道应变、压力、位移等多种类型光传感器的信号解调；(5)电缆故障指示模块满足互层电流监测的同时，根据过流突变法，自动跟踪负荷电流，加入过流速断法，防重合闸涌流误动和小电流突变拒动，同时具备零序电流故障判断等(6)采用本专利技术智能换位箱方便通过实时分析软件对线路的状态系统进行实时监测和分析，及时的对电缆潜在故障情况进行预警，避免了缺陷形成后未及时发现而导致的电缆线路的故障。附图说明图1为本专利技术智能换位箱的结构示意图；图中，1、换位箱本体，2、光伏供电模块，3、通道可视化模块，4、电缆故障指示模块，5、锂电池储能模块，6、换位箱通讯基站，7、光传感解调终端，8、光纤。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1如图1所示，本专利技术提供一种基于端边云架构的智能换位箱，包括换位箱本体1，智能换位箱还包括设置在换位箱本体1外侧的光伏供电模块2、锂电池储能模块5、换位箱通讯基站6、电缆故障指示模块4、通道可视化模块3和光纤8，换位箱通讯基站6分别连接锂电池储能模块5、电缆故障指示模块4、通道可视化模块3和光纤8，光伏供电模块2连接锂电池储能模块5；光纤8还连接有光栅传感器和光传感解调终端7，用于对光纤8进行检测。下面对本专利技术各部件进行具体描述。1、智能换位箱整体结构基于端边云架构的智能换位箱以分布在电缆通道的换位箱为载体，将原有箱体进行相应的改造。在原来的换位箱侧壁增加一个换位箱背包作为智能装置的集中安装容器，换位箱背包位于换位箱本体1外侧，锂电池储能模块5、换位箱通讯基站6和光传感解调终端7均位于换位箱背包内，这样便可将原有换位箱改造成强电、弱电分离的结构，以满足系统的安全性要求。2、光伏供电模块2和锂电池储能模块5光伏供电模块2包括多晶太阳能板。锂电池储能模块5包括新型储能电池，该新型储能电池为基于锂离子电容的储能电池。智能换位箱采用多晶太阳能板与新型储能电池(1000W)相结合的方式构建新型高效的供电系统，新型储能电池主要材料为锂离子电容，普通锂离子电池的极限寿命约为5000次完全充放电，而锂离子电容器的寿命可达5～10万次左右，可以与电力二次设备同寿命周期。从而真正实现免维护，可以有效降低电力二次设备的运维成本，提高供电可靠性。3、换位箱通讯基站6换位箱通讯基站6用于连接换位箱本体1内部的技防设备，并对技防设备的数据进行边缘计算后上传至云端。换位箱通讯基站6支持433MHz微功率射频，通过电口连接技防设备，多数电口支持POE以太网供电。换位箱通讯基站6基于5G通讯技术进行通讯。...

【技术保护点】
1.一种基于端边云架构的智能换位箱，包括换位箱本体(1)，其特征在于，所述智能换位箱还包括设置在所述换位箱本体(1)外侧的光伏供电模块(2)、锂电池储能模块(5)、换位箱通讯基站(6)、通道可视化模块(3)和光纤(8)，所述换位箱通讯基站(6)分别连接所述锂电池储能模块(5)、通道可视化模块(3)和光纤(8)，所述光伏供电模块(2)连接所述锂电池储能模块(5)；/n所述光纤(8)还连接有光栅传感器和光传感解调终端(7)，用于对所述光纤(8)进行监测，所述光传感解调终端(7)连接所述换位箱通讯基站(6)；/n所述换位箱通讯基站(6)用于连接所述换位箱本体(1)内部的技防设备，并对所述技防设备的数据进行边缘计算后，通过无线通讯上传至云端。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于端边云架构的智能换位箱，包括换位箱本体(1)，其特征在于，所述智能换位箱还包括设置在所述换位箱本体(1)外侧的光伏供电模块(2)、锂电池储能模块(5)、换位箱通讯基站(6)、通道可视化模块(3)和光纤(8)，所述换位箱通讯基站(6)分别连接所述锂电池储能模块(5)、通道可视化模块(3)和光纤(8)，所述光伏供电模块(2)连接所述锂电池储能模块(5)；
所述光纤(8)还连接有光栅传感器和光传感解调终端(7)，用于对所述光纤(8)进行监测，所述光传感解调终端(7)连接所述换位箱通讯基站(6)；
所述换位箱通讯基站(6)用于连接所述换位箱本体(1)内部的技防设备，并对所述技防设备的数据进行边缘计算后，通过无线通讯上传至云端。


2.根据权利要求1所述的一种基于端边云架构的智能换位箱，其特征在于，所述智能换位箱还包括换位箱背包，该换位箱背包位于所述换位箱本体(1)外侧，所述锂电池储能模块(5)、换位箱通讯基站(6)和光传感解调终端(7)均位于所述换位箱背包内。


3.根据权利要求1所述的一种基于端边云架构的智能换位箱，其特征在于，所述光栅传感器包括光纤压力传感器和光纤温度计，所述光纤压力传感器和光纤温度计均连接所述光纤(8)。


4.根据权利要求1所述的一种基于端边云架构的智能换位箱，其特征在于，所述光伏供电模块(2)包括多晶太阳能板。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海，周韫捷，许强，杨天宇，周咏晨，何邦乐，邹翔宇，沈斌，凌立勇，陈侃，佘益辉，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，硕能上海自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31