一种高效率配电网设备智能化巡检平台

技术领域

本发明属于配电网设备巡检技术领域，涉及一种高效率配电网设备智能化巡检平台。

背景技术

我国配电网设备正朝着全绝缘、全密封、免维护的方向发展。随着设备技术含量的提高和传统的目视检查，设备的隐患和缺陷变得难以发现和控制，导致检查不充分、设备隐患增加、安全供电可靠性降低等突出问题，主要表现在以下几个方面：首先，网柜现有的检查方式存在效率低、质量差、绝缘性能降低、放电、电缆头接触不良、发热等缺陷，在设备不可逆损坏前难以发现。其次，巡更信息保存零散，缺乏设备运行分析的数据基础，难以根据一个巡更数据制定有效的运行维护策略。再次，配网设备安全等级低，权限管理混乱；配电网设备局部放电和有害气体监测不能及时有效地监测，故障不能及时发现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效率配电网设备智能化巡检平台，旨在解决现有技术中的巡检平台模式效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高效率配电网设备智能化巡检平台，包括设备综合管理的设备管理云平台、设备运行管理应用系统、降耦合服务系统、设备数据管理数据系统、传感设备运行状态的传感系统，启用数据系统和传感系统的自动运维平台，平台部署的网络部署系统，应用系统的输入端与服务系统的输出端信号连接，服务系统的输入端与数据系统的输出端信号连接，数据系统的输入端与传感系统的输出端信号连接，自动运维平台的输出端与数据系统和传感系统电连接；

应用系统包括设备操作管理客户端应用模块、设备操作管理服务后台应用模块和设备操作管理接口服务模块。设备运行管理客户端应用模块提供实时监控和远程管理；设备运营管理服务后台应用模块用于执行各种后台业务逻辑；设备运行管理接口服务模块提供外部数据接口；

服务系统包括整体设备监控模块、监控报表模块、资产跟踪管理模块、监控点报警模块、传感器报警模块、维护管理模块、远程控制模块、集团管理模块；

数据系统包括数据采集模块、数据持久化模块、消息队列模块、数据备份模块、数据缓存模块和日志管理模块；

传感系统包括低功耗传感设备、RFID自组织网络、Lora自组织网络和NB-IOT网络，低功耗传感设备的输出端连接RFID自组织网络、 Lora自组织网络和NB-IOT网络的输入端的信号；

设备管理云平台信号连接应用服务器集群，应用服务器集群信号连接数据中心和网关服务集群，网关服务集群与NB-IOT网络窄带物联网电连接，所述NB-IOT窄带物联网信号连接监控区域1和监控区域2，所述监控区域1和监控区域2与所述低功率传感装置电连接，所述低功率传感装置具有安装机构，安装机构用于安装低功耗传感装置；网络部署系统包括安全接入系统和生产管理系统，安全接入系统的输出端与生产管理系统的输入端连接。

监控区域#1设置有RF/NB通信终端、RFID自组网无线网络和无线 458连接器，RF/NB通信终端连接有NB-IOT窄带IOT信号，RFID自组网无线网络连接有RF/NB通信终端信号，无线458连接器与RFID自组织无线网络信号连接，无线458连接器的输入端与低功耗传感装置的输出端电连接。监控区域#2设置有RF/NB通信终端、RFID自组网无线终端和Lora/RF中继器，RF/NB通信终端连接有NB-IOT窄带IOT信号，RFID 自组网无线网络连接有RF/NB通信终端信号，Lora/RF中继器与RFID 自组网无线网络信号连接，无线458连接器与Lora/RF中继器信号连接。安全接入系统的信号与前端采集服务器、前端应用服务器、VPN服务器和调度外网交换机连接。生产管理系统信号与配电网设备应用管理服务器、接入管理服务器、数据服务器和调度数据网络交换机连接。

安全接入系统的输入信号连接电信专线、移动专线和联通专线，在生产者管理系统和安全管理系统之间设置正向隔离装置和反向隔离装置，安全接入系统和电信专线、移动专线、联通专线均设置运营商接入防火墙。应用系统信号与平台集成模块连接，平台集成模块包括第三方能力接口，例如SMS和微信消息推送。安装机构包括底板，底板上端固定连接有多个电源接口，每个电源接口的上侧设有夹紧机构，每个夹紧机构的左右两侧设有限位机构，底板上端的左右两侧设有安装孔。每组夹紧机构包括一个安装环、一个换档块、一个橡胶垫、一个第二弹簧和一个细杆，其中两个换档块、一个橡胶垫、一个第二弹簧和一个细杆布置在安装环的外侧，两个细杆穿过安装环内壁向内延伸，两个移动块分别固定在远离两个细杆的一端，两个橡胶垫分别固定连接在靠近两个细杆的一端，两个第二弹簧分别套在两根细杆的周向表面上，两个第二弹簧位于安装环中。每组限位机构包括限位杆、第一弹簧、限位块和滑套，限位杆固定连接至基板上端，滑套固定连接至安装环表面，滑套活动套设于限位杆表面，限位块固定连接于限位杆上端，第一弹簧套设于限位杆表面，第一弹簧位于限位块与滑套之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：结合物联网技术，有效管理电力设备资产，深化智能配网管理水平，减少人工操作，降低操作风险，尽快发现隐患，有效减少故障发生。本方案需要实时监测设备和运行环境的温度、湿度、浸水、烟雾和位移，实现设备的在线微电子标签功能，实现配电网设备运行的在线管理，并实时监控设备运行状态和运行环境状态。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明的总体技术方案的方法流程图；

图2为本发明的总体架构的系统结构图；

图3为本发明的应用系统的流程图；

图4为本发明的服务系统的流程图；

图5为本发明的数据系统和感知系统的流程图；

图6为本发明的部署系统的的系统结构图；

图7为本发明的安装机构的立体图。

图中标号说明：1、底板；2、安装孔；3、电源接口；4、限位杆； 5、第一弹簧；6、限位块；7、滑套；8、安装环；9、拨块；10、橡胶垫；11、第二弹簧；12、细杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

请参阅图1-7，本实施例提供的技术方案如下：一种高效率配电网设备智能化巡检平台，包括设备综合管理的设备管理云平台、设备运行管理应用系统、降耦合服务系统、设备数据管理数据系统、传感设备运行状态的传感系统，启用数据系统和传感系统的自动运维平台，平台部署的网络部署系统，应用系统的输入端与服务系统的输出端信号连接，服务系统的输入端与数据系统的输出端信号连接，数据系统的输入端与传感系统的输出端信号连接，自动运维平台的输出端与数据系统和传感系统电连接。

应用系统包括设备操作管理客户端应用模块、设备操作管理服务后台应用模块和设备操作管理接口服务模块。设备运行管理客户端应用模块提供实时监控和远程管理；设备运营管理服务后台应用模块用于执行各种后台业务逻辑；设备运行管理接口服务模块提供外部数据接口。服务系统包括整体设备监控模块、监控报表模块、资产跟踪管理模块、监控点报警模块、传感器报警模块、维护管理模块、远程控制模块、集团管理模块。数据系统包括数据采集模块、数据持久化模块、消息队列模块、数据备份模块、数据缓存模块和日志管理模块。传感系统包括低功耗传感设备、RFID自组织网络、Lora自组织网络和NB-IOT网络，低功耗传感设备的输出端连接RFID自组织网络、Lora 自组织网络和NB-IOT网络的输入端的信号；

设备管理云平台信号连接应用服务器集群，应用服务器集群信号连接数据中心和网关服务集群，网关服务集群与NB-IOT网络窄带物联网电连接，所述NB-IOT窄带物联网信号连接监控区域1和监控区域2，所述监控区域1和监控区域2与所述低功率传感装置电连接，所述低功率传感装置具有安装机构，安装机构用于安装低功耗传感装置。网络部署系统包括安全接入系统和生产管理系统，安全接入系统的输出端与生产管理系统的输入端连接。

监控区域#1设置有RF/NB通信终端、RFID自组网无线网络和无线 458连接器，RF/NB通信终端连接有NB-IOT窄带IOT信号，RFID自组网无线网络连接有RF/NB通信终端信号，无线458连接器与RFID自组织无线网络信号连接，无线458连接器的输入端与低功耗传感装置的输出端电连接。监控区域#2设置有RF/NB通信终端、RFID自组网无线终端和Lora/RF中继器，RF/NB通信终端连接有NB-IOT窄带IOT信号，RFID 自组网无线网络连接有RF/NB通信终端信号，Lora/RF中继器与RFID 自组网无线网络信号连接，无线458连接器与Lora/RF中继器信号连接。

安全接入系统的信号与前端采集服务器、前端应用服务器、VPN 服务器和调度外网交换机连接。生产管理系统信号与配电网设备应用管理服务器、接入管理服务器、数据服务器和调度数据网络交换机连接。安全接入系统的输入信号连接电信专线、移动专线和联通专线，在生产者管理系统和安全管理系统之间设置正向隔离装置和反向隔离装置，安全接入系统和电信专线、移动专线、联通专线均设置运营商接入防火墙。应用系统信号与平台集成模块连接，平台集成模块包括第三方能力接口，例如SMS和微信消息推送。

安装机构包括底板，底板上端固定连接有多个电源接口，每个电源接口的上侧设有夹紧机构，每个夹紧机构的左右两侧设有限位机构，底板上端的左右两侧设有安装孔。每组夹紧机构包括一个安装环、一个换档块、一个橡胶垫、一个第二弹簧和一个细杆，其中两个换档块、一个橡胶垫、一个第二弹簧和一个细杆布置在安装环的外侧，两个细杆穿过安装环内壁向内延伸，两个移动块分别固定在远离两个细杆的一端，两个橡胶垫分别固定连接在靠近两个细杆的一端，两个第二弹簧分别套在两根细杆的周向表面上，两个第二弹簧位于安装环中。每组限位机构包括限位杆、第一弹簧、限位块和滑套，限位杆固定连接至基板上端，滑套固定连接至安装环表面，滑套活动套设于限位杆表面，限位块固定连接于限位杆上端，第一弹簧套设于限位杆表面，第一弹簧位于限位块与滑套之间。

设备的整体监控模块包括以下功能：将地图放置在中间区域和地图上的点上，以显示每个监控点的位置；左右两侧有3个小区域显示各种关键指示灯；在地图上定位多个监测点的位置，显示通信状态、报警量等关键信息；区域显示信息：当日温度趋势图、当日湿度趋势图、当前温度、当前湿度、设备数量、报警信息、各传感器读数。监控报表模块包括以下功能：选择任意组；选择任意日期；时间粒度支持日、月、年；出口监控报告功能；以图形形式显示传感器监控。资产跟踪管理模块包括以下功能：从列表和地图两个维度查看被监控资产的状态；从跟踪记录中查看资产的头寸变动历史记录。监控点报警模块包括以下功能：选择要查看的设备，默认选择所有设备；最后一周是默认值；查看设备数据超阈值报警分布图；查看设备数据超阈值报警统计表。传感器报警模块包括以下功能：选择要查看的设备，默认为所有设备；选择一个时间范围；最后一周是默认值；查看设备故障报警分布图；检查设备故障报警统计表。监控点报警模块和传感器报警模块均设置报警功能：查看当前所有阈值规则列表；添加了一个新的阈值规则；阈值规则定义设备或组满足规定条件时的报警；删除阈值规则；修改阈值规则；设置报警通知方式和通知人员名单。维护管理模块包括以下功能：一级菜单包括两个二级菜单，“工单模板”和“维护记录”；维护记录以工单单位显示：过滤维度分为工单状态、维护人、维护日期。工单状态包括未启动、进行中和完成。工单要素包括工单编号、开始时间、结束时间维护类型(日常巡检和故障处理)、维护内容、维护对象、维护人员和结果(文字说明和现场图片)；增加维护报告导出功能；增加维护工单报警传递功能，增加人员分配时短信提醒功能。

远程控制模块包括以下功能：主要用于配电设备的远程管理；通过选择控制场景快速筛选常用设备；实现设备的远程控制操作。集团管理模块包括以下功能：查看当前所有集团的列表；添加新的组，可以定义为楼层、房间或任何其他虚拟组合，并将相关设备分类到该组中，以计算这些组的总能耗；删除该组；修改组信息。具体来说，低功耗传感设备可以用作智能采集终端、温度传感器、位移传感器、浸水传感器、湿度传感器和低功耗电容耦合传感器，同时可以采集每个开关柜间隔的电流和电压数据。

采用本实施例所陈述的上述方法可以实时监测被监测设备的温度、环境湿度、位移和浸水情况，并形成报告曲线；实现监控位置、环境温度、环境湿度、位移、浸水等异常报警；相关设备参数的电子化管理；监视小功率传感设备的运行状态，并发出异常报警；将监控设备集成到GIS中，实现直观管理；实现手持终端app，直接查看和管理监控设备；超限等报警实时启动，短信通知值班人员；报警管理功能；系统实现分层、分组、差异化设置，实现运行信息、报警信息的特色管理功能；Intranet通过IE访问云平台数据，实现异地远程维护管理。

如图1，监控区域#1配备RF/NB通信终端、RFID自组织无线网络和无线458连接器。RF/NB通信终端连接NB-IOT窄带IOT信号，RFID自组网连接RF/NB通信终端信号，无线458连接器连接RFID自组网信号，无线458连接器的输入端与低功率感测装置的输出端电连接。RF/NB通信终端可以通过NB-IOT网络技术与RFID设备连接，实现数据上报；无线 rf-485连接器通过485接口连接通用低功耗传感设备，实现低功耗传感设备数据的rf无线转换到网络中。监控区#2设有RF/NB通信终端、 Lora自组织无线终端和Lora/RF中继器。RF/NB通信终端连接NB-IOT 窄带IOT信号，Lora ad hoc无线网络连接RF/NB通信终端信号，Lora/RF 直放站连接Lora ad hoc无线网络信号，无线458连接器连接Lora/RF 直放站信号。RF/NB通信终端可以与Lora中继器连接，通过NB-IOT技术实现数据上报。无线RF/Lora中继器可作为Nb信号范围外的辅助手段与RFID设备连接，实现数据传输。

如图6，安全接入系统的信号连接前端采集服务器、前端应用服务器、VPN服务器和调度外网交换机。外网交换机的调度与外网连接，因为外网涉及不同的局域网单元，所以不仅要保证信息在传输过程中的安全，还要保证对方单元不能越权，并通过外部网络、预采集服务器和预应用服务器连接到机组内部网络。VPN服务器执行Internet连接、拦截、筛选和其他操作。生产管理系统信号与配电设备应用管理服务器、接入管理服务器、数据服务器、调度数据网络交换机连接。调度数据网络交换机与本地配电网协同工作，数据网络是由分布在各地的数据终端设备、数据交换设备和数据传输链路组成的网络。在网络协议(包括OSI下的三层协议)的支持下，实现了数据终端之间的数据传输和交换。通过配电网设备应用管理服务器、接入管理服务器和数据服务器进行数据分析、管理等操作。安全接入系统的输入信号与电信专线、移动专线、联通专线相连，生产者管理系统与安全管理、安全接入系统与电信专线之间设置正隔离装置和反隔离装置，移动专线和联通专线均设置运营商接入防火墙。安全接入系统与电信专线、移动专线、联通专线、安全接入系统之间连接防火墙，具体是指在内网与外网接口上构建的防护屏障，并在专用网和公用网之间进行通信，以保护内部网络免受非法用户的入侵。

如图3，应用系统信号与平台集成模块相连，平台集成模块包括短信、微信推送等第三方功能接口。平台集成模块的设置实现了设备故障的实时通知和多终端触摸的效果。

如图7，安装机构包括底板1。底板1的上端固定连接有多个电源接口3。每个电源接口3的上侧设有夹紧机构，每个夹紧机构的左右侧设有限位机构，底板1上端的左右侧设有安装孔2。安装孔2的设置可以通过螺栓安装固定基板1，电源接口3与外部电源电连接，多个夹紧机构的设置可以同时安装低功耗传感装置，多个夹紧机构位于底板1 的上侧，便于工人均匀安装。每组夹紧机构包括安装环8、换档块9、橡胶垫10、第二弹簧11和细杆12。有两个换档块9、橡胶垫10、第二个弹簧11和细杆12。两根细杆12设置在安装环8的外侧，两根细杆12 可通过安装环8的内壁移动并向内延伸，两根拨块9分别固定在远离两根细杆12的一端，两个橡胶垫10分别固定连接在靠近两根细杆12的一端，两个第二弹簧11分别套在两根细杆12的周向表面上，两个第二弹簧11位于安装环8内。低功率传感装置与电源接口3电连接，第二弹簧 11驱动两个橡胶垫10挤压低功率传感装置，便于低功率传感装置的安装，简单方便。每组限位机构包括限位杆4、第一弹簧5、限位块6和滑套7。限位杆4固定连接在底板1的上端，滑套7固定连接在安装环8 的表面，滑套7活动套在限位杆4的表面，限位块6固定连接在限位杆4 的上端，第一弹簧5套在限位杆4的表面，第一个弹簧5位于止动块6 和滑动套筒7之间。滑套7可移动地套在限位杆4的表面上，滑套7可上下移动，两个限位杆4位于安装环8的两侧，这样，安装低功率传感装置后，安装环8向下压缩低功率传感装置起到稳定的作用，同时可以得到保护。