一种电力机柜防护系统

技术领域

本发明涉及电力装置技术领域，具体而言，涉及一种电力机柜防护系统。

背景技术

随着居民生活水准和国家发展需求的飞速提升，对于电能的需求越来越大，变电站的负荷也越来越高，控制柜内的装置发热量也随之升高。巨大的温升往往导致装置反应迟钝、性能下降，甚至瘫痪，导致停电事故、增加了检修工作量和装置维护及更换费用。

目前，为了使得控制柜内的温度和湿度符合国家标准，通常在控制柜内加装机柜空调以对柜内的温度和湿度进行控制调节，对于这些无远程监控功能的机柜空调，需要大量人工进行监控管理和检修维护，不具备智能交互的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力机柜防护系统，能够显著提升电力机柜监测与防护的智能化水平。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例提供一种电力机柜防护系统，包括感应单元、联网单元、物联网云平台以及散热除湿装置，所述感应单元用于采集电力机柜的环境参数，所述散热除湿装置被配置于所述电力机柜内用于对所处空间散热除湿，所述联网单元分别与所述感应单元和所述散热除湿装置通信连接，所述物联网云平台与所述联网单元通信连接，用于通过所述联网单元接收所述电力机柜的环境参数，判断所述环境参数是否满足预设条件并根据判断结果生成控制信号，通过所述联网单元发送所述控制信号至所述散热除湿装置以控制所述散热除湿装置的启停。该电力机柜防护系统能够显著提升电力机柜监测与防护的智能化水平。

可选地，所述感应单元包括第一信息采集装置，所述第一信息采集装置被配置于所述电力机柜的内部，用于采集所述电力机柜内部的第一子环境参数。

可选地，所述感应单元还包括第二信息采集装置，所述第二信息采集装置被配置于电力机柜的外部，用于采集所述电力机柜外部的第二子环境参数。

可选地，所述环境参数包括温度信息和/或湿度信息。

可选地，所述物联网云平台包括信号收发单元、信号处理单元和数据处理单元，所述信号收发单元与所述联网单元通信连接，用于接收所述电力机柜的环境参数，所述信号处理单元与所述信号收发单元电连接，用于接收所述信号收发单元发送的所述环境参数，并对所述环境参数进行解调，所述数据处理单元与所述信号处理单元电连接，用于判断解调后的所述环境参数是否满足预设条件，并根据所述判断结果生成所述控制信号，所述控制信号经所述信号处理单元调制后，通过所述信号收发单元发送至所述联网单元。

可选地，所述数据处理单元包括数据存储器和数据处理器，所述数据存储器与所述信号处理单元电连接，用于存储所述环境参数和所述预设条件，所述数据处理器分别与所述数据存储器和所述信号处理单元电连接，用于判断所述环境参数是否满足所述预设条件。

可选地，所述物联网云平台还包括软硬件开发单元和服务支撑层，所述软硬件开发单元与所述信号处理单元电连接，用于开发智能硬件和服务软件，所述服务支撑层与所述信号处理单元电连接，用于为所述散热除湿装置的功能开发和应用提供服务支撑。

可选地，还包括终端设备，所述终端设备与所述物联网云平台通信连接，用于获取所述散热除湿装置的实时数据并生成控制信号。

可选地，还包括显示单元，所述显示单元被配置于所述电力机柜上，所述显示单元与所述感应单元电连接，用于显示所述感应单元采集的所述电力机柜的环境参数。

可选地，还包括报警单元，所述报警单元被配置于所述电力机柜内，所述报警单元与所述联网单元通信连接，用于在所述电力机柜发生故障时通过所述联网单元发送告警信号至所述物联网云平台。

本发明实施例的有益效果包括：

该电力机柜防护系统包括感应单元、联网单元、物联网云平台以及散热除湿装置，感应单元用于采集电力机柜的环境参数，以通过感应单元对电力机柜内温度和/湿度进行实时监测，散热除湿装置被配置于电力机柜内用于对所处空间散热除湿，以通过散热除湿装置对电力机柜进行散热除湿。联网单元分别与感应单元和散热除湿装置通信连接，以实现电力机柜与物联网云平台之间的数据中转，物联网云平台与联网单元通信连接，用于通过联网单元接收电力机柜的环境参数，判断环境参数是否满足预设条件并根据判断结果生成控制信号，通过联网单元发送控制信号至散热除湿装置以控制散热除湿装置的启停。示例地，当物联网云平台判断环境参数不满足预设条件时，可以根据判断结果生成控制信号以控制散热除湿装置开始工作，当物联网云平台判断环境参数满足预设条件时，可以根据判断结果生成控制信号以控制散热除湿装置停止工作。该电力机柜防护系统通过感应单元、联网单元、物联网云平台以及散热除湿装置，能够实现对电力机柜的实时监测和智能控制，从而显著提升电力机柜监测与防护的智能化水平，减轻通过人工进行监控管理和检修维护的工作强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的电力机柜防护系统的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的电力机柜防护系统的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的电力机柜防护系统的结构示意图之三；

图4为本发明实施例提供的电力机柜防护系统的结构示意图之四；

图5为本发明实施例提供的电力机柜防护系统的结构示意图之五。

图标：100-电力机柜防护系统；10-感应单元；20-联网单元；30-物联网云平台；31-信号收发单元；32-信号处理单元；33-数据处理单元；34-软硬件开发单元；35-服务支撑层；40-散热除湿装置；50-终端设备；60-显示单元；70-报警单元；200-电力机柜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请结合参照图1至图5，本实施例提供一种电力机柜防护系统100，包括感应单元10、联网单元20、物联网云平台30以及散热除湿装置40，感应单元10用于采集电力机柜200的环境参数，散热除湿装置40被配置于电力机柜200内用于对所处空间散热除湿，联网单元20分别与感应单元10和散热除湿装置40通信连接，物联网云平台30与联网单元20通信连接，用于通过联网单元20接收电力机柜200的环境参数，判断环境参数是否满足预设条件并根据判断结果生成控制信号，通过联网单元20发送控制信号至散热除湿装置40以控制散热除湿装置40的启停。其中，环境参数可以包括温度信息和/或湿度信息。

需要说明的是，第一，散热除湿装置40可以包括热管，热管包括蒸发端和冷凝端，蒸发端设置于电力机柜200内，用于吸收电力机柜200内的热量，冷凝端设置于电力机柜200外，用于将电力机柜200内的热量释放。由于热管充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管可以将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力，其最大热导率可达到铜热导率的400倍，因此，该散热除湿装置40通过热管对电力机柜200内进行散热除湿，可以降低电力机柜200内的温度和/或湿度，以避免电力机柜200内的电子设备因温度过高发生故障或者因受潮引发事故，进而提高电力机柜200的安全性，同时，电力机柜200内外不对流，还可以有效避免灰尘进入电力机柜200内。

进一步地，散热除湿装置40还可以包括内风扇和外风扇，内风扇设置于电力机柜200内，用于驱动电力机柜200内的空气循环并与蒸发端接触，外风扇设置于电力机柜200外，用于驱动电力机柜200外的空气循环并与冷凝端接触。内风扇驱动电力机柜200内的空气循环，使电力机柜200内的电子设备释放的热量集中至热管的蒸发端，蒸发端将热量吸收后传递至冷凝端，外风扇驱动电力机柜200外的气流将热量带走，同时使冷空气接触到冷凝端为冷凝端降温，最终实现电力机柜200内外温度的自平衡。因此，该散热除湿装置40通过热管、内风扇和外风扇对电力机柜200内进行散热除湿，可以有效降低电力机柜200内的温度和/或湿度，以避免电力机柜200内的电子设备因温度过高发生故障或者因受潮引发事故，进而提高电力机柜200的安全性，同时，电力机柜200内外不对流，还可以有效避免灰尘进入电力机柜200内。

为了避免因发生超出热管有效散热比的突发情况而导致电力机柜200发生故障，例如电力机柜200内的电子设备集中式高负荷工作突发大量温升，优选地，散热除湿装置40还可以包括帕尔贴制冷器，帕尔贴制冷器设置于电力机柜200内，帕尔贴制冷器包括呈相对设置的冷侧和热侧。由于帕尔贴制冷器具有尺寸小、作用速度快等优点，因此，该散热除湿装置40可以在不增加电力机柜200的占地面积以及不影响电力机柜200内的电子设备的排布的前提下，通过帕尔贴制冷器对电力机柜200内进行散热除湿，可以有效降低电力机柜200内的温度和/或湿度，以避免电力机柜200内的电子设备因温度过高发生故障或者因受潮引发事故，进而提高电力机柜200的安全性，同时，电力机柜200内外不对流，还可以有效避免灰尘进入电力机柜200内。

但是，如果不能把热侧的温度及时降低，那么帕尔贴制冷器通电的结果是冷侧不冷、热侧更热，无法保证正常工作。因此，散热除湿装置40还可以包括均热板，均热板设置于电力机柜200外，帕尔贴制冷器的热侧通过电力机柜200的侧壁与均热板的一侧相贴合。上述的热管可以视为一种一维热管，而均热板可以视为一种二维热管，相较于一维热管的点热源对点热源的传递方式，均热板的点热源对面热源的传递方式，具有接触面积、流通截面大，内部介质扩散快，热量能快速、均匀的散布开(即均热)，整体热交换效率比一维热管高的优点。

这样一来，即便电力机柜200内的帕尔贴制冷器具有面积小、热量大的特点，均热板还是能够通过点热源对面热源的传递方式，高效快速地把帕尔贴制冷器的热侧的热量散发到空气里，从而显著降低帕尔贴制冷器的热侧的温度，保证帕尔贴制冷器正常工作，显著提高帕尔贴制冷器的除湿效果。因此，该散热除湿装置40通过帕尔贴制冷器和均热板对电力机柜200内进行散热除湿，可以显著降低电力机柜200内的温度和/或湿度，以避免电力机柜200内的电子设备因温度过高发生故障或者因受潮引发事故，进而提高电力机柜200的安全性，同时，电力机柜200内外不对流，还可以有效避免灰尘进入电力机柜200内。

除此以外，可以通过加装散热器、换热器、翅片等进一步提高热交换效率，还可以通过加装集水槽、排水管等将电力机柜200内的冷凝水排出至电力机柜200外，以避免冷凝水影响电力机柜200内的电子设备的正常工作。

上述的热管、内风扇、外风扇、帕尔贴制冷器、均热板、散热器、换热器、翅片、集水槽和排水管等，本领域技术人员应当能够参照或直接调用相关现有技术进行组合设计，以实现其所需的功能作用，这里不作具体限制。

第二，感应单元10用于采集电力机柜200的环境参数，从而实现对电力机柜200内温度和/湿度的实时监测，为此，感应单元10可以优先设置于电力机柜200内各个电子设备的壳体上，或者电力机柜200内容易形成凝露的位置，本领技术人员应当能够根据实际情况进行合理的选择和设计，这里不作具体限制。

第三，联网单元20可以是有线网关、无线网关、蜂窝移动网络、物联网模块等。其中，有线网关可以包括同轴电缆、双绞线、光纤等，无线网关可以包括WIFI模块、蓝牙模块、射频模块等，蜂窝移动网络可以包括GSM网络、CDMA网络、3G网络、FDMA、TDMA、PDC、TACS、AMPS等。本领技术人员应当能够根据实际情况进行合理的选择和设计，这里不作具体限制。

第四，物联网云平台30与联网单元20通信连接，用于通过联网单元20接收电力机柜200的环境参数，判断环境参数是否满足预设条件并根据判断结果生成控制信号，通过联网单元20发送控制信号至散热除湿装置40以控制散热除湿装置40的启停。示例地，当物联网云平台30判断环境参数不满足预设条件时，可以根据判断结果生成控制信号以控制散热除湿装置40开始工作，当物联网云平台30判断环境参数满足预设条件时，可以根据判断结果生成控制信号以控制散热除湿装置40停止工作。

如上所述，该电力机柜防护系统100包括感应单元10、联网单元20、物联网云平台30以及散热除湿装置40，感应单元10用于采集电力机柜200的环境参数，以通过感应单元10对电力机柜200内温度和/湿度进行实时监测，散热除湿装置40被配置于电力机柜200内用于对所处空间散热除湿，以通过散热除湿装置40对电力机柜200进行散热除湿。联网单元20分别与感应单元10和散热除湿装置40通信连接，以实现电力机柜200与物联网云平台30之间的数据中转，物联网云平台30与联网单元20通信连接，用于通过联网单元20接收电力机柜200的环境参数，判断环境参数是否满足预设条件并根据判断结果生成控制信号，通过联网单元20发送控制信号至散热除湿装置40以控制散热除湿装置40的启停。示例地，当物联网云平台30判断环境参数不满足预设条件时，可以根据判断结果生成控制信号以控制散热除湿装置40开始工作，当物联网云平台30判断环境参数满足预设条件时，可以根据判断结果生成控制信号以控制散热除湿装置40停止工作。该电力机柜防护系统100通过感应单元10、联网单元20、物联网云平台30以及散热除湿装置40，能够实现对电力机柜200的实时监测和智能控制，从而显著提升电力机柜200监测与防护的智能化水平，减轻通过人工进行监控管理和检修维护的工作强度。

在本实施例中，感应单元10包括第一信息采集装置，第一信息采集装置被配置于电力机柜200的内部，用于采集电力机柜200内部的第一子环境参数。进一步地，为了避免只检测电力机柜200内的温度和湿度可能导致信息不够准确，在本实施例中，感应单元10还包括第二信息采集装置，第二信息采集装置被配置于电力机柜200的外部，用于采集电力机柜200外部的第二子环境参数，以通过感应单元10对电力机柜200内外的温度和/湿度同时进行实时监测。

需要说明的是，第一信息采集装置和第二信息采集装置均可以包括无线测温传感器、无线湿度传感器、无线温度监测器等，可以通过磁吸、粘贴等方式设置于电力机柜200的内部和外部，以避免通过线缆连接需要布线，容易导致灰尘进入电力机柜200内。

如图2所示，在本实施例中，物联网云平台30包括信号收发单元31、信号处理单元32和数据处理单元33，信号收发单元31与联网单元20通信连接，用于接收电力机柜200的环境参数，信号处理单元32与信号收发单元31电连接，用于接收信号收发单元31发送的环境参数，并对环境参数进行解调，数据处理单元33与信号处理单元32电连接，用于判断解调后的环境参数是否满足预设条件，并根据判断结果生成控制信号，控制信号经信号处理单元32调制后，通过信号收发单元31发送至联网单元20。

需要说明的是，第一，信号收发单元31与联网单元20通信连接，信号收发单元31可以接收经联网单元20传输的电力机柜200的环境参数，还可以将物联网云平台30生成的控制信号发送至联网单元20。信号处理单元32可以对接收到的环境参数进行调制和解调。在本实施例中，信号处理单元32接收信号接收单元发送的环境参数，并对环境参数进行解调，以得到数据处理单元33可以处理的数据。数据处理单元33对解调后的环境参数是否满足预设条件进行判断，并根据判断结果生成控制信号，控制信号经信号处理单元32调制后，通过信号收发单元31发送至联网单元20。因此，通过信号收发单元31和信号处理单元32可以便于信号的收发和远距离传输，从而扩大电力机柜防护系统100的覆盖范围。

第二，数据处理单元33可以包括多个处理器，以对多个电力机柜200的环境参数同时进行处理，而且还可以依据感应单元10或散热除湿装置40内部的定位信息或自身设备信息，分别对不同的散热除湿装置40生成不同的控制信号。因此，通过设置数据处理单元33，可以实现多个感应单元10和散热除湿装置40的接入、断开、启停以及设备参数修改等，进而可以提高电力机柜防护系统100的工作效率。

在本实施例中，数据处理单元33包括数据存储器和数据处理器，数据存储器与信号处理单元32电连接，用于存储环境参数和预设条件，数据处理器分别与数据存储器和信号处理单元32电连接，用于判断环境参数是否满足预设条件。

示例地，当数据处理器判断环境参数不满足预设条件时，可以根据判断结果生成高电平的控制信号，以控制散热除湿装置40开始工作，当数据处理器判断环境参数满足预设条件时，可以根据判断结果生成低电平的控制信号，以控制散热除湿装置40停止工作。这里的预设条件可以是根据电力机柜200的安全标准提前设置的温度阈值或湿度阈值。

需要说明的是，物联网云平台30可以处理海量的连接数据和设备数据，其可以设置可靠的数据存储。因此，数据存储器可以既存储感应单元10和散热除湿装置40与物联网云平台30中各个单元或处理器的连接关系数据，也可以存储感应单元10采集的环境数据以及散热除湿装置40的工作数据等。本领域技术人员应当理解的是，数据处理器与数据存储器电连接，数据处理器可以通过对数据存储器中的各类历史数据进行分析，从而得出散热除湿装置40开始工作的合理阈值，还可以判断散热除湿装置40设备参数的合理性并及时进行调整，同时还可以依据历史数据判断电力机柜200的密闭情况以及散热除湿装置40的功率的合理性并及时进行调整。因此，通过数据存储器和数据处理器可以综合分析电力机柜200的散热除湿情况，从而进一步提升电力机柜防护系统100的智能化水平。

如图2所示，在本实施例中，物联网云平台30还包括软硬件开发单元34和服务支撑层35，软硬件开发单元34与信号处理单元32电连接，用于开发智能硬件和服务软件，服务支撑层35与信号处理单元32电连接，用于为散热除湿装置40的功能开发和应用提供服务支撑。

需要说明的是，软硬件开发单元34可以为电力机柜防护系统100中接入的其他类型的智能硬件设备提供软件开发功能。软硬件开发单元34可以电连接有用于控制软硬件开发单元34运行的开发单元控制器。服务支撑层35可以电连接有用于控制服务支撑层35运行的服务支撑层35控制器。因此，通过软硬件开发单元34和服务支撑层35可以扩大电力机柜防护系统100的应用范围及智能化程度。

如图3所示，在本实施例中，电力机柜防护系统100还包括终端设备50，终端设备50与物联网云平台30通信连接，用于获取散热除湿装置40的实时数据并生成控制信号。因此，通过终端设备50可以便于人工使用电力机柜防护系统100对电力机柜200进行监测与控制。其中，终端设备50可以是电脑、智能手机、平板电脑等，这里不作具体限制。

如图4所示，在本实施例中，电力机柜防护系统100还包括显示单元60，显示单元60被配置于电力机柜200上，显示单元60与感应单元10电连接，用于显示感应单元10采集的电力机柜200的环境参数。其中，显示单元60可以是显示屏，以便于人工直接观察到感应单元10获取的环境参数、散热除湿装置40的运行状态等。

如图5所示，在本实施例中，电力机柜防护系统100还包括报警单元70，报警单元70被配置于电力机柜200内，报警单元70与联网单元20通信连接，用于在电力机柜200发生故障时通过联网单元20发送告警信号至物联网云平台30。

需要说明的是，报警单元70可以包括烟雾报警器，红外双鉴报警器，水浸报警器，明火报警器等，以更加全面的对电力机柜200起到监测和防护的作用，有效避免各类安全事故的发生。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

可选地，本发明还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。