一种小车式变电站移动监测装置及其监测方法

技术领域

本发明涉及电网移动监测装置领域，特别涉及一种小车式变电站移动监测装置。

背景技术

智能化特征作为现代变电站的新趋势，是今后电力系统的发展方向。同时，作为变电运维人员，智能化设备的使用，大大提高了日常维护工作的效率，提高设备运行的安全可靠性。智能化设计的电子产品可以按照预先设定的模式在一个环境里自动运作，不需要人为管理，可应用于变电运维日常巡视工作、站内设备运行环境监测、故障报警等方面。

随着110kV变电站室内设备的增多，适宜的温湿度对设备的安全可靠运行具有很大的意义，因此对于室内设备所在区域的环境检测成为日常巡视中一项重要的工作，但变电站温湿度及氧气含量的检测对于运维人员来说是有一定难度的，尤其在进行电缆沟环境测量工作时，运维人员需要每五米左右掀开一个电缆沟盖板，然后爬进狭窄阴暗的电缆沟，再进行测量工作，并且电缆沟环境检测对于运维人员的身体素质等要求较高，在不确定电缆沟内部氧气含量的情况下进入，对运维人员来说不仅耗时耗力，还具有一定的风险。

发明内容

本发明针对背景技术存在的缺陷，提供一种小车式变电站移动监测装置，目的在于减轻运维人员的日常劳动强度，并保障运维人员的人生安全。

一种小车式变电站移动监测装置，包括：底盘1、顶盘2、温湿度传感器3、氧含量传感器4、电源包5、动力轮6、转向轮7和动力轮驱动器8；所述底盘1的上部固定有顶盘2，所述底盘1底部固定有一对动力轮6和一个转向轮7，该底盘1顶部固定有电源包5和动力轮驱动器8；所述顶盘2顶部固定有温湿度传感器3和氧含量传感器4。

具体的，所述转向轮7固定于底盘1接近左侧方向的底部中间位置；所述电源包5固定设置于底盘1接近左侧方向的顶部中间位置，为该小车式变电站移动监测装置提供工作时所需要的电能；所述温湿度传感器3固定设置于顶盘2的左侧，所述氧含量传感器4固定设置于顶盘2的右侧。

所述底盘1右侧圆弧状边缘方向的前、后两侧开设有凹形开口，该凹形开口使得一对动力轮6的能够分别容纳于其中，并且所述一对动力轮6分别固定设置于底盘1凹形开口处的底盘1的底部；所述底盘1接近右侧方向的顶部中间位置固定设置有动力轮驱动器8，该动力轮驱动器8包括动力轮驱动器本体和遥控器，所述遥控器操控该小车式变电站移动监测装置的动作。

进一步的，所述电源包5包括四节18650电芯52和电源包壳体51，所述18650电芯为两节串联后，再经并联所形成的直流电源，并安装于电源包壳体51内。

进一步的，所述动力轮6包括动力轮本体61、变速箱62和动力轮轴63，所述动力轮本体61通过动力轮轴63与变速箱62固定连接，所述变速箱62与底盘1固定连接。

进一步的，所述转向轮7包括转向轮本体71、转向轮轴72、转向轮支撑架73和转向轮转轴74；所述转向轮本体71通过转向轮轴72安装于转向轮支撑架73内，所述转向轮转轴74的一端与转向轮支撑架73的上部的通孔以铆接方式活动连接，进而实现了小车式变电站移动监测装置在行进中的灵活转向，该转向轮转轴74的另一端与底盘1固定连接。

进一步的，所述动力轮驱动器8包括动力轮驱动器LCD屏81、动力轮驱动器壳体82、动力轮驱动器固定支柱83和动力轮驱动器本体；所述动力轮驱动器本体设置于动力轮驱动器壳体82的内部，所述动力轮驱动器LCD屏81设置于动力轮驱动器壳体82的上表面位置，并显示动力轮驱动器8的工况，所述动力轮驱动器固定支柱83为4只螺杆螺母副，并与底盘1和动力轮驱动器壳体82上所对应的通孔贯穿，通过螺纹锁紧固定。

进一步的，所述温湿度传感器3包括温湿度传感器壳体31、温湿度传感器LCD屏32、温度传感器探头33、湿度传感器探头34、温湿度传感器固定支柱35、温湿度传感器本体和在其内设置的报警器；所述温湿度传感器本体设置于温湿度传感器壳体31的内部；所述温度传感器探头33固定设置于温湿度传感器壳体31左侧后部，所述湿度传感器探头34固定设置于温湿度传感器壳体31左侧前部，分别用于采集小车式变电站移动监测装置所处环境的温度和湿度；所述温湿度传感器LCD屏32设置于温湿度传感器壳体31的上表面位置，并显示采集小车式变电站移动监测装置所处环境的温度和湿度值；所述温湿度传感器固定支柱35为4只螺杆螺母副，并与顶盘2和温湿度传感器壳体31上所对应的通孔贯穿，通过螺纹锁紧固定。

进一步的，所述氧含量传感器4包括氧含量传感器壳体41、氧含量传感器LCD屏42、氧含量传感器探头43、氧含量传感器固定支柱44、氧含量传感器本体和在其内设置的报警器；所述氧含量传感器本体设置于氧含量传感器壳体41的内部；所述氧含量传感器探头43固定设置于氧含量传感器壳体41的右侧中部，用于采集小车式变电站移动监测装置所处环境的氧含量；所述氧含量传感器LCD屏42设置于氧含量传感器壳体41的上表面位置，并显示小车式变电站移动监测装置所处环境的氧含量值；该氧含量传感器4能够检测到环境的氧含量，从而保证运维人员在进入作业环境中的人身安全不受到威胁；所述氧含量传感器固定支柱44为4只螺杆螺母副，并与顶盘2和氧含量传感器壳体41上所对应的通孔贯穿，通过螺纹锁紧固定。

优选的，所述底盘1和顶盘2采用的是亚克力板；所述遥控器采用的是单片机红外遥控模块HX1838+NEC编码红外遥控；所述变速箱62采用的是L298N直流电机驱动模块和TT直流减速电机；所述温湿度传感器3采用的是DHT11温湿度传感器；所述氧含量传感器4采用的是JXM智能气体模组传感器；所述温湿度传感器LCD屏32和氧含量传感器LCD屏42采用的是高刷新程序的LCD1602液晶屏。

本发明的另一方面是该小车式变电站移动监测装置用于变电站所的监测方法，具体为：

检修人员于开始阶段准备小车式变电站移动监测装置，检查各部件是否齐备；

S1、通电自检：开启小车式变电站移动监测装置，检查温湿度传感器LCD屏32、氧含量传感器LCD屏42是否自检成功并返回“OK”值，检查报警器是否自检成功并发出提示音“滴”一声；当本步骤全部正常，则执行S2；当本步骤不正常时，继续检查直至恢复为正常状态后执行S2；

S2、遥控装置进入现场执行温湿度监测：遥控小车式变电站移动监测装置进入变电站所场站，通过温湿度传感器3采集现场温湿度值，当本步骤全部正常，则执行S3；当现场温度值不在15℃~40℃范围内时和/或湿度值超过75%时，报警器发出连续“滴滴滴”声，提示检修人员应当检查现场发生故障的设备，并排除故障；

S3、遥控装置进入现场执行氧含量监测：遥控小车式变电站移动监测装置进入变电站所场站狭窄空间及管道沟等检修人员不能到达的区域，通过氧含量传感器4采集现场氧含量值，当本步骤全部正常，则执行S3；当现场氧含量值低于20%时，报警器发出连续“滴滴滴”声，提示检修人员应当检查现场发生故障的设备，并排除故障；

S4、遥控装置退出现场：当小车式变电站移动监测装置监测变电站所场站全部正常时，或检修人员检查现场发生故障的设备并排除故障后，则小车式变电站移动监测装置不会再发出报警指示，检修人员收回该装置；

通过执行以上步骤后，检修人员结束检修任务。

实施本发明的小车式变电站移动监测装置，具有以下有益效果：小车式变电站移动监测装置通过运维人员的遥控对现场进行监控，并了解到所在地环境的温湿度和氧含量，进而判断出电网设备的工作环境是否符合电网技术规范，从而能够准确的执行和完成电网设备的日常运维任务，并且能够实现狭窄空间不利于人工作业的电缆沟等环境的监测任务，从而减轻了运维人员的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：小车式变电站移动监测装置-轴测图；

图2：小车式变电站移动监测装置-爆炸图；

图3：小车式变电站移动监测装置-底盘拆解图；

图4：小车式变电站移动监测装置-顶盘拆解图；

图5：小车式变电站移动监测装置监测方法示意图；

图中：1、底盘；2、顶盘；21、顶盘固定支柱；3、温湿度传感器；31、温湿度传感器壳体；32、温湿度传感器LCD屏；33、温度传感器探头；34、湿度传感器探头；35、温湿度传感器固定支柱；4、氧含量传感器；41、氧含量传感器壳体；42、氧含量传感器LCD屏；43、氧含量传感器探头；44、氧含量传感器固定支柱；5、电源包；51、电源包壳体；52、18650电芯；6、动力轮；61、动力轮本体；62、变速箱；63、动力轮轴；7、转向轮；71、转向轮本体；72、转向轮轴；73、转向轮支撑架；74、转向轮转轴；8、动力轮驱动器；81、动力轮驱动器LCD屏；82、动力轮驱动器壳体；83、动力轮驱动器固定支柱。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了清晰的反映出本发明中各零部件的位置关系及连接关系，所使用的“上、下、左、右、前、后、内、外、顶部、底部”是针对于说明书附图而言的，但需要说明的是，各零部件的所谓“上、下、左、右、前、后、内、外、中、顶部、底部”等方向描述并非作为限制本发明的唯一/特定的位置关系，从而对于形式上区别于本发明的其他的发明创造实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明小车式变电站移动监测装置的结构如附图1、2所示。

该小车式变电站移动监测装置包括：底盘1、顶盘2、温湿度传感器3、氧含量传感器4、电源包5、动力轮6、转向轮7和动力轮驱动器8；所述底盘1的上部固定有顶盘2，所述底盘1底部固定有一对动力轮6和一个转向轮7，该底盘1顶部固定有电源包5和动力轮驱动器8；所述顶盘2顶部固定有温湿度传感器3和氧含量传感器4。

优选的，所述底盘1和顶盘2采用的是亚克力板，因而具有良好的坚固性能，并且具有更轻的重量。

在附图1中，所述转向轮7固定于底盘1接近左侧方向的底部中间位置；所述电源包5固定设置于底盘1接近左侧方向的顶部中间位置，为该小车式变电站移动监测装置提供工作时所需要的电能；所述温湿度传感器3固定设置于顶盘2的左侧，所述氧含量传感器4固定设置于顶盘2的右侧。

在附图2中，所述底盘1右侧圆弧状边缘方向的前、后两侧开设有凹形开口，该凹形开口使得一对动力轮6的能够分别容纳于其中，并且所述一对动力轮6分别固定设置于底盘1凹形开口处的底盘1的底部；所述底盘1接近右侧方向的顶部中间位置固定设置有动力轮驱动器8，该动力轮驱动器8包括动力轮驱动器本体和遥控器，所述遥控器操控该小车式变电站移动监测装置的动作。

优选的，所述遥控器采用的是单片机红外遥控模块HX1838+NEC编码红外遥控。

由此，运维人员通过遥控器向动力轮驱动器8发出动作指令，从而小车式变电站移动监测装置通过动力轮6执行移动及转向动作，转向轮7辅助该小车式变电站移动监测装置实现转向动作。

在本发明小车式变电站移动监测装置的局部结构拆解图如附图3、4所示。

在附图3中，所述电源包5包括四节18650电芯52和电源包壳体51，所述18650电芯为两节串联后，再经并联所形成的直流电源，并安装于电源包壳体51内。

在附图3中，所述动力轮6包括动力轮本体61、变速箱62和动力轮轴63，所述动力轮本体61通过动力轮轴63与变速箱62固定连接，所述变速箱62与底盘1固定连接。

优选的，所述变速箱62采用的是L298N直流电机驱动模块和TT直流减速电机。

在附图3中，所述转向轮7包括转向轮本体71、转向轮轴72、转向轮支撑架73和转向轮转轴74；所述转向轮本体71通过转向轮轴72安装于转向轮支撑架73内，所述转向轮转轴74的一端与转向轮支撑架73的上部的通孔以铆接方式活动连接，进而实现了小车式变电站移动监测装置在行进中的灵活转向，该转向轮转轴74的另一端与底盘1固定连接。

在附图3中，所述动力轮驱动器8包括动力轮驱动器LCD屏81、动力轮驱动器壳体82、动力轮驱动器固定支柱83和动力轮驱动器本体；所述动力轮驱动器本体设置于动力轮驱动器壳体82的内部，所述动力轮驱动器LCD屏81设置于动力轮驱动器壳体82的上表面位置，并显示动力轮驱动器8的工况，所述动力轮驱动器固定支柱83为4只螺杆螺母副，并与底盘1和动力轮驱动器壳体82上所对应的通孔贯穿，通过螺纹锁紧固定。

在附图4中，所述温湿度传感器3包括温湿度传感器壳体31、温湿度传感器LCD屏32、温度传感器探头33、湿度传感器探头34、温湿度传感器固定支柱35、温湿度传感器本体和在其内设置的报警器；所述温湿度传感器本体设置于温湿度传感器壳体31的内部；所述温度传感器探头33固定设置于温湿度传感器壳体31左侧后部，所述湿度传感器探头34固定设置于温湿度传感器壳体31左侧前部，分别用于采集小车式变电站移动监测装置所处环境的温度和湿度；所述温湿度传感器LCD屏32设置于温湿度传感器壳体31的上表面位置，并显示采集小车式变电站移动监测装置所处环境的温度和湿度值；所述温湿度传感器固定支柱35为4只螺杆螺母副，并与顶盘2和温湿度传感器壳体31上所对应的通孔贯穿，通过螺纹锁紧固定。

优选的，所述温湿度传感器3采用的是DHT11温湿度传感器。

在附图4中，所述氧含量传感器4包括氧含量传感器壳体41、氧含量传感器LCD屏42、氧含量传感器探头43、氧含量传感器固定支柱44、氧含量传感器本体和在其内设置的报警器；所述氧含量传感器本体设置于氧含量传感器壳体41的内部；所述氧含量传感器探头43固定设置于氧含量传感器壳体41的右侧中部，用于采集小车式变电站移动监测装置所处环境的氧含量；所述氧含量传感器LCD屏42设置于氧含量传感器壳体41的上表面位置，并显示小车式变电站移动监测装置所处环境的氧含量值；该氧含量传感器4能够检测到环境的氧含量，从而保证运维人员在进入作业环境中的人身安全不受到威胁；所述氧含量传感器固定支柱44为4只螺杆螺母副，并与顶盘2和氧含量传感器壳体41上所对应的通孔贯穿，通过螺纹锁紧固定。

优选的，所述氧含量传感器4采用的是JXM智能气体模组传感器。

优选的，所述温湿度传感器LCD屏32和氧含量传感器LCD屏42采用的是高刷新程序的LCD1602液晶屏。

由于小车式变电站移动监测装置通过运维人员的遥控对现场进行监控，并了解到所在地环境的温湿度和氧含量，进而判断出电网设备的工作环境是否符合电网技术规范，从而能够准确的执行和完成电网设备的日常运维任务，并且能够实现狭窄空间不利于人工作业的电缆沟等环境的监测任务，从而减轻了运维人员的劳动强度。

在附图5中，本发明的另一方面是该小车式变电站移动监测装置用于变电站所的监测方法，具体为：

检修人员于开始阶段准备小车式变电站移动监测装置，检查各部件是否齐备；

S1、通电自检：开启小车式变电站移动监测装置，检查温湿度传感器LCD屏32、氧含量传感器LCD屏42是否自检成功并返回“OK”值，检查报警器是否自检成功并发出提示音“滴”一声；当本步骤全部正常，则执行S2；当本步骤不正常时，继续检查直至恢复为正常状态后执行S2；

S2、遥控装置进入现场执行温湿度监测：遥控小车式变电站移动监测装置进入变电站所场站，通过温湿度传感器3采集现场温湿度值，当本步骤全部正常，则执行S3；当现场温度值不在10℃~40℃范围内时和/或湿度值超过75%时，报警器发出连续“滴滴滴”声，提示检修人员应当检查现场发生故障的设备，并排除故障；

S3、遥控装置进入现场执行氧含量监测：遥控小车式变电站移动监测装置进入变电站所场站狭窄空间及管道沟等检修人员不能到达的区域，通过氧含量传感器4采集现场氧含量值，当本步骤全部正常，则执行S3；当现场氧含量值低于18%时，报警器发出连续“滴滴滴”声，提示检修人员应当检查现场发生故障的设备，并排除故障；

S4、遥控装置退出现场：当小车式变电站移动监测装置监测变电站所场站全部正常时，或检修人员检查现场发生故障的设备并排除故障后，则小车式变电站移动监测装置不会再发出报警指示，检修人员收回该装置；通过执行以上步骤后，检修人员结束检修任务。

发明人通过该小车式变电站移动监测装置执行室内变电站场所的检修任务，表1为“10kV高压室室内试验测量数据”：

表1：10kV高压室室内试验测量数据

可见，高压室断路器柜也易发生着火事件，一旦有火情，人员进入查看火情，探测氧气含量是十分危险的，因此，小组成员将小车放入变电站高压室进行实验，因高压室内部结构相似，地面情况也相似，结果表明，小车在高压室内都能准确测量各个间隔50cm范围内空气温湿度及氧含量情况。

发明人通过该小车式变电站移动监测装置执行具有室内室外变电站场所的检修任务，表2为“110kVGIS室内与室外对比测量数据”：

表2：110kVGIS室内与室外对比测量数据

可见，沈家寨变电站、城东变电站是室外GIS设备区，冬天温度相比室内温度较低，进行试验后发现，寒冷环境及恶劣的地面状况对测量小车没有造成较大的影响，小车依然能准确测出温湿度及氧含量，检修人员选择了四个测量点，最终误差都不超过2%；但相比于室外GIS设备，虽然因为环境温度过低而小车式变电站移动监测装置产生报警，但由于小车所发出的报警提示督促了检修人员进一步执行现场设备排查，检修人员复核了GIS设备运行状况为正常状态，从而保证了检修任务的圆满完成。

最后，发明人对比了采用该小车式变电站移动监测装置执行电缆沟区域的检修任务及未采用该装置的时间效率，在不采用该装置时，检修人员用于执行任务的时间为55min，即分别包括：掀盖板时间15min，人员进出电缆沟时间35min，测量时间5min；表3为“10kV高压室电缆沟道试验测量数据”：

表3：10kV高压室电缆沟道试验测量数据

由于检修人员在掀开电缆沟道盖板后，再将小车放入电缆沟道，因电缆沟道窄小阴暗，一旦发生着火，无论火情大小，人员进入查看火情都有危险性，在两个变电站试验中，小车在电缆沟内部，均能灵活滑动，且能准确测量电缆沟道每个位置的温湿度及氧气含量；另外，相比没有采用该装置时，人工测量总时间为55min，而利用该装置后测量平均时间为22.8min，节省时间约31min，达到了快速、准确的完成电缆沟环境检测工作的目标。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。