智能环网柜在线监测系统
技术领域
本实用新型涉及一种智能环网柜在线监测系统，属于智能环网柜技术领域。
背景技术
环网柜由于长时间运行于室外，受外界环境的影响，其内部安装的装置会在长期运行的过程中因老化产生各种问题，如执行机构拒动、电缆头过热运行和SF6气室气压降低水分超标等问题。为了确保环网柜长期稳定运行，需要实时监测环网柜内部电缆、SF6气室和执行机构的健康状态。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种智能环网柜在线监测系统，能够实时监测环网柜内部电缆、SF6气室、执行机构线圈供电线路状态和执行机构的健康状态，结构简单、测量精确、抗干扰能力强和安装方便。
本实用新型所述智能环网柜在线监测系统，所述环网柜包括执行机构、SF6气室和线圈供电线路，包括单片机、供电模块，与单片机连接的行程测量模块、温湿度采集模块、SF6气室监测模块、声音采集模块、线圈电流测量模块、电缆头温度采集模块，供电模块用于给系统供电。
行程测量模块通过线性位移传感器返回的位移状态，获得执行机构的动作行程，用以判断是否动作，辅助判断执行机构的健康状态；温湿度采集模块实时监测环境温湿度；SF6气室监测模块获得气室中SF6的压力和含水量；声音采集模块通过监测声音的方式，获得执行机构的震动波形；线圈电流测量模块获得线圈的电流；电缆头温度采集模块获得当前电缆头温度。能够实时监测环网柜内部电缆、SF6气室、执行机构线圈供电线路状态和执行机构的健康状态，结构简单、测量精确、抗干扰能力强和安装方便。
优选地，行程测量模块包括依次连接的线性位移传感器和第一信号调理电路，线性位移传感器安装在所述执行机构上；温湿度采集模块包括依次连接的温湿度传感器和第一接口电路，温湿度传感器安装在所述智能环网柜内；SF6气室监测模块包括依次连接的气压传感器、微水变送器、第二接口电路，气压传感器、微水变送器安装在所述SF6气室内；声音采集模块包括依次连接的麦克和第二信号调理电路，安装在所述执行机构的底座上；线圈电流测量模块包括依次连接的霍尔电流传感器和第三信号调理电路，霍尔电流传感器串接于所述线圈供电线路中；第一信号调理电路、第一接口电路、第二接口电路、第二信号调理电路、第三信号调理电路连接单片机。
优选地，电缆头温度采集模块包括无线测温传感器，无线测温传感器安装在电缆头位置，无线测温传感器通过433M通信模块连接单片机。
优选地，单片机通过LoRa通信模块连接后台服务器。
优选地，供电模块包括TI电源芯片和电压转换电路。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述智能环网柜在线监测系统，能够实时监测环网柜内部电缆、SF6气室、执行机构线圈供电线路状态和执行机构的健康状态，结构简单、测量精确、抗干扰能力强和安装方便。
附图说明
图1是本实用新型所述智能环网柜在线监测系统的结构框图；
图2是本实用新型所述第一信号调理电路的电路原理图；
图3是本实用新型所述第二信号调理电路的电路原理图。
图中：1、单片机；2、供电模块；3、线性位移传感器；4、第一信号调理电路；5、温湿度传感器；6、第一接口电路；7、气压传感器；8、微水变送器；9、第二接口电路；10、麦克；11、第二信号调理电路；12、霍尔电流传感器；13、第三信号调理电路；14、无线测温传感器；15、433M通信模块；16、LoRa通信模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述：
实施例1
如图1-3所示，所述的智能环网柜在线监测系统，所述环网柜包括执行机构、SF6气室和线圈供电线路，包括单片机1、供电模块2，与单片机1连接的行程测量模块、温湿度采集模块、SF6气室监测模块、声音采集模块、线圈电流测量模块、电缆头温度采集模块，供电模块2用于给系统供电。
行程测量模块通过线性位移传感器3返回的位移状态，获得执行机构的动作行程，用以判断是否动作，辅助判断执行机构的健康状态；温湿度采集模块实时监测环境温湿度；SF6气室监测模块获得气室中SF6的压力和含水量；声音采集模块通过监测声音的方式，获得执行机构的震动波形；线圈电流测量模块获得线圈的电流；电缆头温度采集模块获得当前电缆头温度。能够实时监测环网柜内部电缆、SF6气室、执行机构线圈供电线路状态和执行机构的健康状态，结构简单、测量精确、抗干扰能力强和安装方便。
在此，单片机1采用工业级低功耗32位单片机，供电模块2包括TI电源芯片和电压转换电路，TI电源芯片输入电压范围为DC3-60V,具有宽电压输入的特点，能够满足不同环网柜的供电需求；输出电压为5V，经电压转换电路后能够产生24V电压，在满足所述装置供电的同时，能够为不同装置供电。
其中，行程测量模块包括依次连接的线性位移传感器3和第一信号调理电路4，线性位移传感器3安装在所述执行机构上；温湿度采集模块包括依次连接的温湿度传感器5和第一接口电路6，温湿度传感器5安装在所述智能环网柜内；SF6气室监测模块包括依次连接的气压传感器7、微水变送器8、第二接口电路9，气压传感器7、微水变送器8安装在所述SF6气室内；声音采集模块包括依次连接的麦克10和第二信号调理电路11，安装在所述执行机构的底座上；线圈电流测量模块包括依次连接的霍尔电流传感器12和第三信号调理电路13，霍尔电流传感器12串接于所述线圈供电线路中；第一信号调理电路4、第一接口电路6、第二接口电路9、第二信号调理电路11、第三信号调理电路13连接单片机1。
在此，温湿度传感器5采用SHT20，第一接口电路6采用I2C总线；SHT20是一款小封装高精度温湿度传感器，能够将采集的温度和湿度转换为数字信号，抗干扰能力强；单片机1通过I2C总线与SHT20相连，利用I2C总线与SHT20传输数据和控制信号。
在此，气压传感器7采用MPX系列压力传感器，MPX系列压力传感器集成了芯片、双极型运算放大器电路和薄膜电阻网络，提供高输出信号和温度补偿，具有小型化和片上集成的高可靠性，经调理电路后与单片机1相连；微水变送器8采用DMT242J露点变送器，具有精度高、稳定、反应迅速、误差小的优点；第二接口电路9采用4-20ma接口，微水变送器8通过4-20ma接口与单片机1相连；能够实现对SF6气室的气压和微水的实时监测。
在此，声音采集模块通过麦克10采集声音信号，经第二信号调理电路11后与单片机1相连；对环网柜内声音的监测能够实现实时监测环网柜的震动状态。
在此，霍尔电流传感器12具有封装小、电气隔离度高和测量范围宽的特点，线圈电流测量模块与所述线圈供电线路的分合闸线圈串联，经第三信号调理电路13与单片机1相连，能够实时监测分合闸电流。
其中，电缆头温度采集模块包括无线测温传感器14，无线测温传感器14安装在电缆头位置，无线测温传感器14通过433M通信模块15连接单片机1。
其中，单片机1通过LoRa通信模块16连接后台服务器。
所述单片机1、供电模块2、第一信号调理电路4、第二信号调理电路11、第三信号调理电路13、线圈电流测量模块、433M通信模块15、LoRa通信模块16均位于同一金属壳内，所述金属壳固定在环网柜内。
所述的智能环网柜在线监测系统，工作过程如下：
行程测量模块通过线性位移传感器3返回的位移状态，获得执行机构的动作行程，用以判断是否动作，辅助判断执行机构的健康状态；温湿度采集模块实时监测环境温湿度；SF6气室监测模块获得气室中SF6的压力和含水量；声音采集模块通过监测声音的方式，获得执行机构的震动波形；线圈电流测量模块获得线圈的电流；电缆头温度采集模块获得当前电缆头温度。能够实时监测环网柜内部电缆、SF6气室、线圈供电线路和执行机构的健康状态，结构简单、测量精确、抗干扰能力强和安装方便。
采用无线技术测量电缆头温度，弱电与强电分离，更加安全；采用SHT20温湿度传感器5，具有低功耗高精度的特点，温度精度可达0.01℃，湿度可达0.04％RH；通过监测声音的方式，监测控制机构的震动状态，具有成本低廉的有点；采用单片机1内部12位AD，无需外部A/D采样电路，降低成本；行程测量模块，能将位移转换为电信号传送至单片机1，抗干扰能力强；单片机1通过LoRa通信模块16经LoRaWAN将数据上传至后台服务器。
能够实时监测环网柜内部电缆、SF6气室、执行机构线圈供电线路状态和执行机构的健康状态，结构简单、测量精确、抗干扰能力强和安装方便。
