一种高低压配电柜监控系统技术方案

本发明专利技术属于高低压配电设备技术领域，具体涉及一种高低压配电柜监控系统。本发明专利技术克服现有技术的不足，通过热成像监控模块进行各电器元件以及线路的精准温度监控。本发明专利技术所述高低压配电柜监控系统包括电源模块、母线电压检测模块、进线回路电流采集模块、出线回路电流采集模块、热成像监控模块、信号处理电路、通讯模块、处理器和数据存储模块；其中，电源模块分别与母线电压检测模块、进线回路电流采集模块、出线回路电流采集模块、热成像监控模块、信号处理电路、通讯模块、处理器和数据存储模块电连接。本发明专利技术所述高低压配电柜监控系统通过采用所述热成像单元进行的热成像探测方法进行检测，能够精确地测量配电系统各项参数。能够精确地测量配电系统各项参数。

【技术实现步骤摘要】
一种高低压配电柜监控系统


[0001]本专利技术属于高低压配电设备
，具体涉及一种高低压配电柜监控系统。

技术介绍

[0002]电力营销类物资存在“少品种，大批量”与“多品种，大批量”相混合的特点，人工管理难度大，劳动强度高。在领用、出入库、搬运、盘点等方面均存在着效率较低，人工重复进行低附加值劳动，出入库管理不清晰、不及时的现象。现有的自动化立体仓库中最常用的是巷道堆垛起重机，该类装置在应用过程中存在改造量大、系统结构复杂、投入成本高的问题，且这类立体仓库改造完成后，难以进行系统更新和结构再改造。
[0003]同时，现有的巷道堆垛起重机主要为机械结构，并不涉及配套使用的监控系统，不便于对巷道堆垛起重机的数据中心精密电源配电柜进行实时监控和技术改造。
[0004]因此，需要设计一种能够对配电柜进行精确监控的系统，以期解决现有技术中的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高低压配电柜监控系统，通过热成像监控模块进行各电器元件以及线路的精准温度监控。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提供所述采用所述高低压配电柜监控系统中热成像单元进行的热成像探测方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种高低压配电柜监控系统，包括电源模块、母线电压检测模块、进线回路电流采集模块、出线回路电流采集模块、热成像监控模块、信号处理电路、通讯模块、处理器和数据存储模块；其中，电源模块分别与母线电压检测模块、进线回路电流采集模块、出线回路电流采集模块、热成像监控模块、信号处理电路、通讯模块、处理器和数据存储模块电连接，并向各个模块供电；
[0009]进线回路电流采集模块的输出端与信号处理电路的输入端通信连接，出线回路电流采集模块的输出端与信号处理电路的输入端通信连接；信号处理电路的输出端与处理器的输入端通信连接；
[0010]母线电压检测模块的输出端还与处理器的输入端通信连接，处理器的输出端分别与通讯模块的输入端和数据存储模块的输入端通信连接；所述母线电压检测模块用于检测正母线和负母线之间的压差；
[0011]所述进线回路电流采集模块用于采集进线部分电流并转化为小电流输出给信号处理电路；所述出线回路电流采集模块用于采集出线部分电流并转化为小电流输出给信号处理电路；
[0012]所述热成像监控模块用于监测整个配电柜的温度变化，出现温度异常时发出报警；
[0013]所述信号处理电路用于将进线回路电流采集模块和出线回路电流采集模块所采集的电流信号抬高到处理器内设置的模数转换器采样最低点；
[0014]所述处理器用于接收母线电压检测模块和信号处理电路的电信号，并通过数据存储模块进行存储；
[0015]所述热成像监控模块包括：
[0016]热成像单元，用于配电柜内的电器元件以及线路进行非接触的热成像探测；
[0017]拍照单元，用于对经热成像单元探测的电器元件以及线路进行拍照，获取所述电器元件以及线路的热成像画面；以及
[0018]分析单元，用于接收所述拍照单元输出的热成像画面，将热成像画面与电器元件以及线路正常工作时的标准热成像画面进行比对，根据比对结果判断所述电器元件以及线路是否正常；
[0019]热成像单元的输出端和拍照单元的输出端分别与分析单元的输入端通信连接。
[0020]具体的，所述电源模块采用多路隔离电压输出的方式为各个模块进行供电；其中，电源模块包括两个带带剩余电流装置保护的第一断路器和第二断路器，第一断路器和第二断路器相互并联设置，第一断路器和第二断路器采用双电源末端互投(双电源切换)的供电形式(第一断路器合闸时第二断路器分断，第二断路器合闸时第一断路器分断)，即，第一断路器和第二断路器并联后连接到高低压配电柜中各用电电器。
[0021]具体的，所述母线电压检测模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和运算放大器，第一电阻的一端与正母线连接，另一端与运算放大器的同相输入端连接；第三电阻的一端与模拟地连接，另一端与运算放大器的同相输入端连接；第二电阻的一端与负母线连接，另一端与运算放大器的反相输入端连接；第四电阻的一端与运算放大器的反相输入端连接，另一端与运算放大器的输出端连接；第五电阻的一端与运算放大器的输出端连接，另一端与处理器连接，正母线电压经第一电阻和第三电阻降压处理后，输入至运算放大器的同相输入端，负母线电压经第二电阻降压处理后输入至运算放大器的反相输入端，然后经过运算放大器的运算处理后获得正母线和负母线之间的检测压差，将其作为第二检测压差输出至处理器。
[0022]具体的，进线回路电流采集模块采用5A电流互感器，出线回路电流采集模块采用100A/20mA电流互感器。
[0023]具体的，所述通讯模块为RS485通讯模块。
[0024]具体的，所述分析单元包括：
[0025]数据处理单元，接收拍照单元输出的热成像画面，并与电器元件以及线路正常工作时的标准热成像画面进行比对，根据比对结果判断所述电器元件以及线路是否正常；
[0026]报警单元，用于当数据处理单元判断电器元件以及线路不正常时发出报警信息；以及
[0027]显示单元，用于显示报警信息和/或电器元件以及线路正常信息；
[0028]数据处理单元的输入端与拍照单元的输出端通信连接，数据处理单元的输出端分别与报警单元的输入端和显示单元的输入端通信连接。
[0029]进一步的，本专利技术还提供了所述采用所述高低压配电柜监控系统中热成像单元进行的热成像探测方法，包括如下步骤：
[0030]S1：通过阈值对图像进行二值化分割，其中阈值为：
[0031]其中，为平均灰度值，σ
I
为各部分灰度值的类间差；
[0032]之后对经过二值化分割的图像分别进行开操作和闭操作后进行连通域运算，得到连通域面积数值，计算后仅保留连通域面积大于Amin的连通域作为通过亮度分割结果的候选连通域，记为Rt，其中Amin＝0.0025*r*c，r和c为连通域的宽和高，检测电器元件的分布位置的ROI区域(感兴趣区域)，记为Rm；
[0033]S2：将得到的Rt和Rm的数值中没有任何的交集的数值融合为一个ROI区域，记为Rf值；
[0034]S3：以列为方向统计Rf中每列像素点的像素值(具体可以为根据RGB值计算得到的灰度值)的和并构成灰度直方图，通过直方图的峰值和低值能够把区域中的多个电器元件以及线路分开，这样我们将分开后的新的ROI记作sRf；
[0035]S4：根据所有行像素的均值对分开后的新的ROI区域sRf的高度进行截取；
[0036]S5：滤除不是电器元件以及线路的ROI区域；
[0037]然后可获得各电器元件及线路的热成像画面，与预设的各电器元件及线路正常工作时的标准热成像画面进行比对，即可判断各电器元件及线路是否正常。
[0038本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高低压配电柜监控系统，其特征在于，包括电源模块、母线电压检测模块、进线回路电流采集模块、出线回路电流采集模块、热成像监控模块、信号处理电路、通讯模块、处理器和数据存储模块；其中，电源模块分别与母线电压检测模块、进线回路电流采集模块、出线回路电流采集模块、热成像监控模块、信号处理电路、通讯模块、处理器和数据存储模块电连接，并向各个模块供电；进线回路电流采集模块的输出端与信号处理电路的输入端通信连接，出线回路电流采集模块的输出端与信号处理电路的输入端通信连接；信号处理电路的输出端与处理器的输入端通信连接；所述母线电压检测模块的输出端与所述处理器的输入端通信连接，处理器的输出端分别与通讯模块的输入端和数据存储模块的输入端通信连接；所述热成像监控模块包括热成像单元、拍照单元以及分析单元，所述热成像单元及所述拍照单元的输出端分别与所述分析单元的输出端通信连接。2.权利要求1所述的高低压配电柜监控系统，其特征在于，所述电源模块采用多路隔离电压输出的方式为各个模块进行供电；其中，电源模块包括两个带带剩余电流装置保护的第一断路器和第二断路器，第一断路器和第二断路器相互并联设置。3.权利要求1所述的高低压配电柜监控系统，其特征在于，所述母线电压检测模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和运算放大器，第一电阻的一端与正母线连接，另一端与运算放大器的同相输入端连接；第三电阻的一端与模拟地连接，另一端与运算放大器的同相输入端连接；第二电阻的一端与负母线连接，另一端与运算放大器的反相输入端连接；第四电阻的一端与运算放大器的反相输入端连接，另一端与运算放大器的输出端连接；第五电阻的一端与运算放大器的输出端连接，另一端与处理器连接。4.权利要求1所述的高低压配电柜监控系统，其特征在于，进线回路电流采...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁建庄，尹利华，李恒，戚大臣，王鹏飞，栗志超，
申请(专利权)人：河南数字中原数据有限公司，
类型：发明
国别省市：