110kv戶外環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)控報(bào)警裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及110KV戶外環(huán)網(wǎng)柜輔助裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及110KV戶外環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)控報(bào)警裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)改造已全方位啟動(dòng)，在配網(wǎng)自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其是高壓輸電領(lǐng)域，配電環(huán)網(wǎng)柜已經(jīng)得到越來越普及的運(yùn)用，尤其是在城市雙回路供電的電纜鋪設(shè)中，已經(jīng)替代了傳統(tǒng)意義上單一功能的電纜戶外環(huán)網(wǎng)柜，實(shí)現(xiàn)了電纜分支保護(hù)與配網(wǎng)開關(guān)控制的緊密結(jié)合。
[0003]然而，由于運(yùn)行年限較長、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣等原因，戶外環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的電纜接頭容易發(fā)生故障，同時(shí)，由于人力維護(hù)不到位，露天柜體也很容易遭到損壞，因此需要一種采用自動(dòng)控制手段的監(jiān)控報(bào)警裝置，這對(duì)降低事故發(fā)生率很有必要。由于戶外環(huán)網(wǎng)柜分布較為分散，故而無法集中或就近提供市政低壓電源為裝置供源，所以，設(shè)計(jì)此類裝置時(shí)，一方面要考慮其裝置元件的自動(dòng)化運(yùn)行性，另一方面，需要為監(jiān)控報(bào)警設(shè)備其選定一種便捷、安全、小巧、易于實(shí)現(xiàn)的供源裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供110KV戶外環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)控報(bào)警裝置，利用110KV配電線路取電，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置的在線供源、監(jiān)控、報(bào)警等操作。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:110KV戶外環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)控報(bào)警裝置，設(shè)置于容納多個(gè)電纜線路接頭的戶外環(huán)網(wǎng)柜中，包括電源裝置以及與所述電源裝置連接的監(jiān)控報(bào)警裝置；所述監(jiān)控報(bào)警裝置包括監(jiān)控器、溫度傳感器及報(bào)警器，所述報(bào)警器包括聲光報(bào)警器與遠(yuǎn)程通訊裝置，所述溫度傳感器的探頭與戶外環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的電纜頭相接觸；所述電源裝置為電容降壓電源裝置，包括高壓線路電容器、電壓互感器和電源變換電路。
[0006]所述高壓線路電容器通過熱爆式脫離器與110KV高壓導(dǎo)線連接，并與所述電壓互感器串聯(lián)；高壓線路電容器和電壓互感器串聯(lián)后整體與110KV高壓導(dǎo)線的線路絕緣子并耳關(guān)。
[0007]所述電源變換電路與高壓線路電容器連接，包括穩(wěn)壓模塊、降壓式DC/DC變換模塊和電壓比較控制模塊。
[0008]所述穩(wěn)壓模塊為并聯(lián)式電子穩(wěn)壓電路，包括橋式整流電路、電容濾波電路以及場效晶體管并聯(lián)穩(wěn)壓電路；所述電壓比較控制模塊包括兩級(jí)放大電路，并連接電壓監(jiān)測裝置。
[0009]所述高壓線路電容器與避雷器連接。
[0010]所述遠(yuǎn)程通訊裝置包括無線發(fā)射裝置。
[0011]所述監(jiān)控器為視頻監(jiān)控裝置，包括紅外熱像儀、可見光攝像機(jī)以及與兩者連接的多路輸入式錄像機(jī)。
[0012]所述紅外熱像儀與所述可見光攝像機(jī)采用預(yù)置位云臺(tái)固定，戶外環(huán)網(wǎng)柜頂部設(shè)置支撐橋架，云臺(tái)設(shè)置于所述支撐橋架頂部，云臺(tái)外圍設(shè)置防護(hù)罩。
[0013]本實(shí)用新型裝置主要針對(duì)現(xiàn)有的電纜戶外環(huán)網(wǎng)柜及電纜接頭監(jiān)控力度不夠提出解決方案，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控報(bào)警裝置的適用性和自動(dòng)化控制，能根據(jù)電纜接頭溫度變化發(fā)出遠(yuǎn)程報(bào)警，并能對(duì)電纜戶外環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控與傳輸；一方面，監(jiān)控主要包括電纜線路接頭的溫度監(jiān)控和戶外環(huán)網(wǎng)柜的視頻監(jiān)控，其中，溫度監(jiān)控依靠溫度傳感器，探頭與戶外環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的電纜頭相接觸，報(bào)警器中可以集成單片機(jī)芯片與存儲(chǔ)器，采樣溫度經(jīng)過單片機(jī)芯片調(diào)取存儲(chǔ)器中的報(bào)警溫度值進(jìn)行大小比對(duì)，從而決定是否發(fā)出報(bào)警信號(hào)，當(dāng)采樣溫度值達(dá)到臨界報(bào)警值時(shí)，單片機(jī)一邊驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警器發(fā)出就地聲光報(bào)警，如蜂鳴器與報(bào)警指示燈，同時(shí)驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程通訊裝置，以無線發(fā)射的形式將當(dāng)前溫度值與報(bào)警信號(hào)傳輸給電纜線路的中央控制室，如采用無線GSM發(fā)射的方式，將報(bào)警信息及時(shí)通知于中控室工作人員的手機(jī)上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜接頭溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，便于工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情因素，采取措施排查故障；對(duì)于線路戶外環(huán)網(wǎng)柜的視頻監(jiān)控，采用的是視頻監(jiān)控器，監(jiān)控既可以針對(duì)戶外環(huán)網(wǎng)柜體內(nèi)，也可以以每個(gè)戶外環(huán)網(wǎng)柜為原點(diǎn)，進(jìn)行線路的全景范圍監(jiān)控，構(gòu)成線路監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，安裝于單個(gè)戶外環(huán)網(wǎng)柜上的視頻監(jiān)控器包括紅外熱像儀、可見光攝像機(jī)以及與兩者連接的多路輸入式錄像機(jī)，紅外熱像儀與可見光攝像機(jī)采用預(yù)置位云臺(tái)固定，云臺(tái)設(shè)置于支撐橋架頂部，云臺(tái)設(shè)置外防護(hù)罩，支撐橋架設(shè)置于戶外環(huán)網(wǎng)柜頂部。紅外熱像儀與可見光攝像機(jī)的配合，兩者置于同一個(gè)預(yù)置位云臺(tái)上，紅外熱像儀借助紅外輻射信號(hào)的形式，經(jīng)接收光學(xué)系統(tǒng)和光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)成像在紅外探測器上，再由探測器將信號(hào)經(jīng)前置放大器和進(jìn)一步放大處理后，具有不受光線明暗干擾、細(xì)節(jié)可見的能力。熱像儀正常顯示以較暗的灰度對(duì)應(yīng)較低的景物溫度；在相反顯示時(shí)則以較暗灰度對(duì)應(yīng)較高景物溫度，同時(shí)，裝置鑒于紅外圖像不符合人類視覺系統(tǒng)，以及對(duì)全景的監(jiān)視目的，通過增設(shè)可見光攝像機(jī)，提出了可見光和紅外圖像的融合技術(shù)，通過圖像配準(zhǔn)和數(shù)據(jù)融合，得到關(guān)注內(nèi)容增強(qiáng)的合成圖像，這種綜合式的紅外監(jiān)控方式，較傳統(tǒng)的模擬影像而言，其數(shù)字模式的信息抗干擾能力強(qiáng)，不受傳輸線路信號(hào)衰減以及外界干擾的影響。
[0014]預(yù)置位云臺(tái)的外防護(hù)罩可以選取硬質(zhì)鋼化玻璃，防止外界干擾源的干擾與破壞，保證儀器運(yùn)行安全。紅外熱像儀可以實(shí)現(xiàn)不停運(yùn)、不接觸、快速、直觀地對(duì)監(jiān)控點(diǎn)的各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行成像，可見光攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的全景監(jiān)控，在云臺(tái)的控制下與紅外熱像儀同步監(jiān)控；預(yù)置位云臺(tái)將紅外熱像儀與高倍變焦可見光攝像機(jī)安裝在同一個(gè)平臺(tái)上，既可以保證兩個(gè)攝像頭監(jiān)視的同步性，也解決了紅外熱像難以識(shí)別整體場景的問題，便于及時(shí)判斷監(jiān)控點(diǎn)的具體情況，為準(zhǔn)確判斷并采取相應(yīng)措施爭取寶貴的時(shí)間。預(yù)置位云臺(tái)為可調(diào)節(jié)式，可以遠(yuǎn)程控制，預(yù)置位云臺(tái)的移動(dòng)依靠旋轉(zhuǎn)電機(jī)，電機(jī)可以與遠(yuǎn)程通訊裝置連接，工作人員可以根據(jù)視頻監(jiān)控需要，通過遠(yuǎn)程控制器，將移動(dòng)轉(zhuǎn)向指令輸入云臺(tái)中，從而便于多個(gè)觀察位置的設(shè)置與選擇，有利于對(duì)整體的全方位監(jiān)控。
[0015]視頻監(jiān)控器也與報(bào)警器相連接，可以自動(dòng)感應(yīng)電纜戶外環(huán)網(wǎng)柜周邊的移動(dòng)物體，例如人、畜、鳥等，向控制中心發(fā)送告警信號(hào)，也可在當(dāng)?shù)匕l(fā)出警報(bào)聲光，并對(duì)物體進(jìn)行錄像。視頻監(jiān)視系統(tǒng)可遠(yuǎn)程控制，實(shí)時(shí)在控制中心顯示，或通過網(wǎng)絡(luò)在電腦上顯示，實(shí)現(xiàn)防盜、報(bào)警、現(xiàn)場指揮等功能。
[0016]另一方面，本裝置可以具有一個(gè)穩(wěn)定可靠的操作電源，由于戶外環(huán)網(wǎng)柜分布較為分散，無法集中或就近提供市政低壓電源；本實(shí)用新型提出的是適用于110KV戶外環(huán)網(wǎng)柜的電容式高壓取電，核心是采用特制的高壓線路電容器與電壓互感器串聯(lián)直接從高壓導(dǎo)線上取能，絕緣子串作為輸電線路過電壓的絕緣支撐與高壓線路電容器和電壓互感器并聯(lián)，即高壓線路電容器降壓一電壓互感器變壓一并聯(lián)式電子穩(wěn)壓器穩(wěn)壓一降壓式DC/DC變換一熱爆式脫離器保護(hù)的1KV電纜分支箱取電方法。其中的高壓線路電容器采用與無間隙線路避雷器相同的外觀設(shè)計(jì)，便于使用與無間隙線路避雷器相同的安裝工藝。利用電壓互感器變壓并提高功率輸出，并聯(lián)式穩(wěn)壓器將流過高壓線路電容器的電流旁路接地，并將電壓穩(wěn)定在幾百伏至幾千伏，最終實(shí)現(xiàn)幾十瓦至幾百瓦的功率輸出。
[0017]110KV戶外環(huán)網(wǎng)柜電容降壓取電系統(tǒng)主要由高壓線路電容器、電壓互感器和電源變換電路組成，電壓互感器將電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?20V，熱爆式脫離器可以確保高壓線路電容器故障時(shí)與輸電線路脫離，保證裝置穩(wěn)定運(yùn)行；電源變換電路主要由穩(wěn)壓模塊、降壓式DC/DC變換模塊、電壓比較控制模塊組成。穩(wěn)壓模塊采用橋式整流、電容濾波及場效晶體管并聯(lián)穩(wěn)壓的方式進(jìn)行穩(wěn)壓，將電容器輸出交流電壓穩(wěn)定在31V左右；降壓式DC/DC變換模塊將穩(wěn)壓電路輸出電壓最終轉(zhuǎn)換為24V直流電壓，即將高壓小電流轉(zhuǎn)換到低壓大電流，最終實(shí)現(xiàn)幾十瓦至幾百瓦的功率輸出。電壓比較控制電路可以根據(jù)電壓監(jiān)測裝置所需功率來控制繼電器的開斷，進(jìn)而閉合或切斷電阻，將所需功率傳遞給后續(xù)電路，保證電路長期穩(wěn)定運(yùn)行并工作在低耗狀態(tài)。對(duì)于需要融冰線路，融冰時(shí)線路不帶電的情況，電源裝置加裝蓄電池儲(chǔ)能，可以在短時(shí)間內(nèi)滿足電壓監(jiān)測裝置的供電要求，實(shí)現(xiàn)電源裝置的不間斷供電。
[0018]傳統(tǒng)的穩(wěn)壓模塊由電源變壓器、整流電路、濾波電路組成，本設(shè)計(jì)在現(xiàn)有穩(wěn)壓模塊的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)了并聯(lián)式電子穩(wěn)壓電路。并聯(lián)式電子穩(wěn)壓電路采用輸入端串聯(lián)，輸出端并聯(lián)的級(jí)聯(lián)方式。整流電路采用橋式整流結(jié)構(gòu)，將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓，濾波電路由電抗元件組成，通過在電路中并聯(lián)電容的方式進(jìn)行濾波，將脈動(dòng)的直流電壓變?yōu)椴▌?dòng)小、平滑度高的直流電壓。
[0019]電容式高壓取電方法中線路絕緣子串與高壓線路電容器和電壓互感器串聯(lián)串并聯(lián)，當(dāng)線路遭受雷擊時(shí)，串聯(lián)串會(huì)受到線路上雷電過電壓等的作用。因此，為了保證電容取電系統(tǒng)的供電可靠性，高壓線路電