一种基于物联网的集成SF6气体在线感知装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于物联网的集成SF6气体在线感知装置，属于SF6气体监测技术领域，其包括物联网监测系统，所述物联网监测系统包括感知层、传输层和应用层，所述感知层与所述传输层通过LORA无线传输数据，所述传输层与所述应用层通过云数据平台信息互联；所述感知层包括RFID模块、SF6/微水/温度传感器、风机、语音报警模块和红外高光谱成像相机，所述SF6/微水/温度传感器包括SF6相对压力继电器、微水检测器、温度检测器、LORA发信器和太阳能电源模块。本发明专利技术满足无电源线供电需求，而且稳定性强，能够解决现有变电站SF6感知设备采用有线通讯、有线供电造成的布线麻烦，不够美观、安全的问题。

An integrated SF6 gas online sensing device based on Internet of things

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的集成SF6气体在线感知装置
本专利技术涉及SF6气体监测
，具体是一种基于物联网的集成SF6气体在线感知装置。
技术介绍
目前分布六氟化硫的监测装置主要由监控主机与多个监控模块进行连接，电力系统中不同厂家提供的检测仪表之间易形成孤岛，相互之间无法实现无缝通信、信息共享和互操作性，不利于相关部门对SF6泄露数据的收集，影响专家系统的建立，阻滞智能工业的建设缺乏有效的数据管理平台，设备在现场应用的数据得不到聚合，相关人员在对SF6设备故障预测研究中缺乏实时、准确、大量的数据，给数据分析造成了很大的困难；且当前各点的监控模块都需要连接通讯线与电源线，在变电站里布线非常麻烦且布置好后不易挪动，灵活性很差，同时也不美观，在安全性方面也有隐患。虽然有一些地方开始使用固定电池与无线通讯模块代替原有设备，但是续航性很差，需要经常更换电池。公布号为CN112003180A的专利文献公开了一种配电站房SF6气体监测系统及方法，包括环境气体监测单元、显示单元、MCU主控单元、报警单元、门禁控制单元、通风控制单元、空调/除湿联动单元、有线通信单元、无线LoRa通信单元。通过与现场的环境气体监测传感器相连接，能准确无误的接收监测器传送过来的实时数据，通过运算分析，判断是否超标，超标则进行声光报警、语音提醒、启动风机通风、空调/除湿联动等输出动作，进行通信上报。优点：基于LoRa470M物联网节点设备无线组网通信技术，简化工程布线。实时监测有效联动，确保配电站房运行环境符合安全指标标准。转变运维模式，提高运维水平，打造“可自愈免维护”智能配电站房。该专利技术虽然通过无线LoRa通信单元简化了布线，但是其未能实现SF6密度继电器的无电源线供电需求，而且其仍具有有线通信单元，无法解决上述技术问题。公布号为CN111064779A的专利文献公开了一种变电站SF6在线监测装置、方法及系统，包括：SF6监测传感器，用于采集变电站SF6在线监测数据；物联网模组，包括窄带物联网模组和加密芯片，所述加密芯片用于加密SF6监测传感器采集的变电站SF6在线监测数据，所述窄带物联网模组用于发送所述加密芯片加密后的变电站SF6在线监测数据；云平台，用于接收加密后的变电站SF6在线监测数据，对加密后的变电站SF6在线监测数据进行解密，对解密后的变电站SF6在线监测数据进行处理。该专利技术可实现对变电站SF6在线监测数据的统一处理，减少了监测数据的传输环节，有利于降低监测网络结构的复杂程度，提升了运维效率，保障了系统的安全运行。但是，该专利技术同样不能满足监测设备无电源线供电需求，未能解决上述技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对现有技术的不足，提供的一种稳定且无电源线供电需求的基于物联网的集成SF6气体在线感知装置。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种基于物联网的集成SF6气体在线感知装置，包括物联网监测系统，所述物联网监测系统包括感知层、传输层和应用层，所述感知层与所述传输层通过LORA无线传输数据，所述传输层与所述应用层通过云数据平台信息互联；所述感知层包括RFID模块、SF6/微水/温度传感器、风机、语音报警模块和红外高光谱成像相机，所述SF6/微水/温度传感器包括SF6相对压力继电器、微水检测器、温度检测器、LORA发信器和太阳能电源模块。进一步的，所述传输层包括LORA收信器和4G/5G信号传输模块，所述LORA收信器接收所述LORA发信器发出的信息，通过所述4G/5G信号传输模块上传至所述云数据平台。进一步的，所述应用层包括设置于监控中心的计算机和装载于所述计算机的六氟化硫在线监测系统，所述计算机与所述云数据平台信息互联。进一步的，所述RFID模块作为进入变电站各部分的门卡识别装置，授予维修检测人员可否进入变电站各部分的权限，并在监测中心平台记录，在维修处SF6浓度未被风机处理到威胁人员安全以下程度时暂不予授权。进一步的，所述SF6/微水/温度传感器用于监测各气室相应数据的变化，综合算法得到SF6在气室的精确变化，将其数据记录在数据库并在监控中心显示可视化图表，方便监控人员查看。进一步的，所述风机在室内的SF6达到威胁检测维修人员的安全浓度时启动，起快速换气的作用。进一步的，所述语音报警用于当SF6泄露速率和气室中微水浓度高于预警值或SF6浓度低于预警值时在监控中心进行报警，维修人员进入变电站时自动语音播报问题气室情况；所述红外高光谱成像相机对气室外部进行拍摄，检查SF6设备是否产生不良震动以及SF6泄露过程，自动存储，并在监控中心中呈现视频。进一步的，所述SF6相对压力继电器、微水检测器、温度检测器组成一体式SF6密度继电器，所述一体式SF6密度继电器一侧设置所述太阳能电源模块，另一侧设置所述LORA发信器。进一步的，所述太阳能电源模块包括光伏电池板、太阳能芯片、主电池和备用电池，所述光伏电池板通过所述太阳能芯片将太阳能转换为电能，所述太阳能芯片采集的电能一部分存储到主电池，另一部分对所述一体式SF6密度继电器与LORA发信器直接供电，所述主电池与所述备用电池之间连接有备用切换电路，所述备用电池用于对所述一体式SF6密度继电器与LORA发信器备用供电，所述主电池为可充电电池，所述备用电池为一次性电池。进一步的，在白天或者阳光充足时，使用太阳能芯片对所述一体式SF6密度继电器与LORA发信器直接供电；在夜间或者阳光不足时，由原本的直接供电转换为主电池供电；在长时间阴雨天，主电池充电不足无法供电时，电压低于一定程度时负载切换为备用电池供电，LORA发信器并向监控中心通知此情况；当主电池充满时，电路切换为原本的供电方式；监控中心记录备用电池的供电时间，适时进行备用电池更换。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术基于物联网的集成SF6气体在线感知装置，通过在变电站设计可以无线传输无线供电的传感器装置，通讯方式上选择LORA无线网线连接，在供电方式上选择锂电池（太阳能充电方式），从而形成一整套拥有稳定且无电源线供电需求的集成在线感知装置，解决了现有采用变电站SF6感知设备有线通讯、有线供电造成的布线麻烦，不够美观、安全的问题。另外，本专利技术设置RFID模块作为进入变电站各部分的门卡识别装置，授予维修检测人员可否进入变电站各部分的权限，并在监测中心平台记录，在维修处SF6浓度未被风机处理到威胁人员安全以下程度时暂不予授权，保证人身安全；设置SF6/微水/温度传感器，用于监测各气室相应数据的变化，综合一些算法的得到SF6在气室的精确变化，将其数据记录在数据库并在监控中心显示可视化图表，方便监控人员查看，统计；设置风机，用于在室内的SF6达到威胁检测维修人员的安全浓度时启动，快速换气；设置语音报警装置，当SF6泄露速率和气室中微水浓度高于预警值或SF6浓度低于预警值时在监控中心进行报警，维修人员进入变电站时自动语音播报问题气室情况，提高泄露处理效率；设置红外高光谱成像相机，能够对气室外进行拍照，采用机械视觉分析手段检查SF6设备是否产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的集成SF6气体在线感知装置，其特征在于：包括物联网监测系统，所述物联网监测系统包括感知层、传输层和应用层，所述感知层与所述传输层通过LORA无线传输数据，所述传输层与所述应用层通过云数据平台信息互联；所述感知层包括RFID模块、SF6/微水/温度传感器、风机、语音报警模块和红外高光谱成像相机，所述SF6/微水/温度传感器包括SF6相对压力继电器、微水检测器、温度检测器、LORA发信器和太阳能电源模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的集成SF6气体在线感知装置，其特征在于：包括物联网监测系统，所述物联网监测系统包括感知层、传输层和应用层，所述感知层与所述传输层通过LORA无线传输数据，所述传输层与所述应用层通过云数据平台信息互联；所述感知层包括RFID模块、SF6/微水/温度传感器、风机、语音报警模块和红外高光谱成像相机，所述SF6/微水/温度传感器包括SF6相对压力继电器、微水检测器、温度检测器、LORA发信器和太阳能电源模块。


2.如权利要求1所述的基于物联网的集成SF6气体在线感知装置，其特征在于：所述传输层包括LORA收信器和4G/5G信号传输模块，所述LORA收信器接收所述LORA发信器发出的信息，通过所述4G/5G信号传输模块上传至所述云数据平台。


3.如权利要求2所述的基于物联网的集成SF6气体在线感知装置，其特征在于：所述应用层包括设置于监控中心的计算机和装载于所述计算机的六氟化硫在线监测系统，所述计算机与所述云数据平台信息互联。


4.如权利要求3所述的基于物联网的集成SF6气体在线感知装置，其特征在于：所述RFID模块作为进入变电站各部分的门卡识别装置，授予维修检测人员可否进入变电站各部分的权限，并在监测中心平台记录，在维修处SF6浓度未被风机处理到威胁人员安全以下程度时暂不予授权。


5.如权利要求4所述的基于物联网的集成SF6气体在线感知装置，其特征在于：所述SF6/微水/温度传感器用于监测各气室相应数据的变化，综合算法得到SF6在气室的精确变化，将其数据记录在数据库并在监控中心显示可视化图表，方便监控人员查看。


6.如权利要求5所述的基于物联网的集成SF6气体在线感知装置，其特征在于：所述风机在室内的SF6达到威胁检测维修人员的安全浓度时启动，起快...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨朝锋，曲欣，牛田野，张利，刘亚林，石生智，王世旭，张庆军，麻森，兰琦，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司检修公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41