[发明专利]一种基于ARM的开关柜智能监控装置

说明书

本发明提出一种基于ARM的开关柜智能监控装置，该装置以ARM微控制器为核心，包括凝露控制模块、无线测温模块、人机交互模块等外围电路，同时在嵌入式操作系统平台上开发了各功能模块的应用程序。开关柜智能监控装置以ARM嵌入式微处理器作为核心控制单元，通过自动检测环境温度、湿度、开关柜内部温度、断路器触头、母线、电缆接头处温度、断路器和接地开关开合状态、带电状态等输入信息，识别是否存在局部温升，进而判断是否存在安全隐患；根据柜体内外温湿度值，确定是否进行加热除湿操作；采用LED图形指示断路器和接地开关状态、开关储能状态、带电状态，并通过LCD显示器显示温湿度及电参数等信息；通过RS485与上位机通讯，实现了就地控制和远程控制。

技术领域

本发明属于电力系统领域，特别涉及一种基于ARM的开关柜智能监控装置。

背景技术

随着智能电网的发展，传感、检测和支持IDG的高级量测系统，特别是变电站的智能化监视，成为配网研究的重要内容之一。开关柜是配电系统中重要的电能分配和保护控制设备。它采用断路器作为主元件，根据电气一次主接线图的设计要求，将有关的高低压电器如母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的金属柜体内，实现接受和分配电能的目的。开关柜事故往往会造成很大的经济损失，甚至人身伤亡事故。过去10kV开关柜的监控，特别是变电所中低压设备的监控一直没有引起人们的足够重视。

随着社会经济的发展，单位停电造成的损失和影响越来越大，对配电网络可靠性水平提出更高的要求。近年来出现了一些针对开关柜监控的产品，例如断路器模拟显示器、高压带电指示器、凝露控制器、多功能仪表、微机保护装置等产品。这些产品在高压开关柜运行中发挥了重要作用，但是由于各种监控装置独立安装，使得开关柜面板显示复杂，装置之间信息的共享程度不高，各装置的通信方式与规约不同，同时安装检修工作量加大，系统可靠性提升并不明显。

本装置研制的新型测控装置紧密依托以上工程需求，本着增加和提升功能及性能，方便调试和运行维护的原则进行创新开发。本装置设计了一种新型多功能开关柜智能监控装置，实现了单柜及整个中低压配电装置的全面一体化检测、监视和控制，并具有联网功能，允许进行远程监视控制。

发明内容

本发明提供一种基于ARM的开关柜智能监控装置，通过以下技术方案来实现：

硬件设计：以LPC2292微处理器为核心，按照功能分为凝露控制模块、无线测温模块、开关量输入输出模块、模拟量输入模块、语音模块、人际交互模块、电源模块、通讯模块。

所述凝露控制模块的温湿度传感器采用SHT15数字式温湿度传感器，在开关柜内外分别安装温湿度传感器，通过比较柜内外温差来驱动加热器，使柜内外温差保持在1°-3°以上，同时依据柜内相对湿度来开断加热器降低柜内湿度，通过传感器采集的温湿度启动或停止加热器或风扇，使柜内温湿度保持在合理范围内，避免凝露的产生。

所述无线测温模块采用成都赛康信息技术有限责任公司生产的无源无线测温系统。在开关柜内安装6～12个温度传感器，分别安装在断路器触头、电缆接头、母线上，这组温度传感器由一个温度采集器负责温度信息的收发，温度采集器集成在开关柜智能操控装置内，采集器的温度信息通过CAN总线上传至微处理器，微处理器通过对数据的分析处理来显示各点的温湿度值并控制超温报警信号输出。

所述开关量输入输出模块的开关采集电路的输入信号来自一次设备的辅助触点，通过光电隔离后输入处理器的I/O口，并驱动相应的LED模拟显示条来指示开关设备的状态，其中包括断路器分闸、断路器合闸、手车试验位置、手车工作位置、接地开关分、接地开关合、断路器储能指示7路信号；开关量输出电路的开关量的输出信号是由处理器对采集的信息分析运算后，做出判断并发送到GPIO口，再由光电耦合器驱动三极管导通，使继电器线圈得电，控制继电器触点向外输出，开关量输出包括：加热器、风扇、柜内照明、断线报警、过热报警、闭锁输出、关键部位超温报警等。