本實(shí)用新型涉及電力設(shè)施領(lǐng)域，尤其涉及電力開(kāi)關(guān)柜。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，電網(wǎng)容量的不斷增加，為保證電網(wǎng)的輸配電質(zhì)量，電力系統(tǒng)對(duì)輸配電設(shè)備提出了越來(lái)越高的要求。從早期的水泥間隔式開(kāi)關(guān)柜到固定式開(kāi)關(guān)柜，再到落地式手車開(kāi)關(guān)柜，一直發(fā)展到現(xiàn)在的中置式開(kāi)關(guān)柜，開(kāi)關(guān)柜的性能逐步提高，尤其在開(kāi)關(guān)柜的防止誤操作和保證設(shè)備及維護(hù)人員安全方面更是得到了一定的發(fā)展及完善。

目前，部分開(kāi)關(guān)柜內(nèi)存在一些特殊材料的元器件，在運(yùn)行使用中會(huì)緩慢的釋放一些有毒有害氣體，若這些開(kāi)關(guān)柜在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，長(zhǎng)期關(guān)閉運(yùn)轉(zhuǎn)而未開(kāi)柜檢修，柜內(nèi)會(huì)積聚大量的有毒有害氣體，若此時(shí)工作人員開(kāi)柜檢修，則會(huì)對(duì)工作人員的身體健康造成危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)一種具有柜內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)報(bào)警功能，并且運(yùn)行穩(wěn)定可靠的開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)有氣體檢測(cè)單元，所述氣體檢測(cè)單元輸出感應(yīng)信號(hào)至主控單元，所述主控單元輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至該開(kāi)關(guān)柜的排風(fēng)單元，主控單元輸出報(bào)警信號(hào)至報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置固定在開(kāi)關(guān)柜上和/或監(jiān)控室內(nèi)，所述氣體檢測(cè)單元由MWA4218-0901傳感器采集有害氣體信號(hào)。

所述開(kāi)關(guān)柜的柜門與門框之間設(shè)有電磁鎖，所述主控單元輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至電磁鎖。

所述開(kāi)關(guān)柜的柜門與門框之間設(shè)有柜門狀態(tài)檢測(cè)單元，所述柜門狀態(tài)檢測(cè)單元輸出柜門開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)至主控單元。

所述開(kāi)關(guān)柜外設(shè)有人員感應(yīng)單元，所述人員感應(yīng)單元輸出感應(yīng)信號(hào)至主控單元。

本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)的空氣狀況，并能在出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警，有效保護(hù)開(kāi)關(guān)柜檢修人員及設(shè)備安全。

附圖說(shuō)明

下面對(duì)本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容作簡(jiǎn)要說(shuō)明：

圖1為開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)框圖；

圖2為電源管理單元電路圖；

圖3為主控單元電路圖；

圖4為氣體檢測(cè)單元電路圖

圖5為排風(fēng)單元電路圖；

圖6柜門狀態(tài)檢測(cè)單元電路圖；

圖7、8為RS485通訊單元電路圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)主要包括電源管理單元、主控單元、氣體檢測(cè)單元、排風(fēng)單元、柜門狀態(tài)檢測(cè)單元和RS485通訊單元和報(bào)警裝置。

電源管理單元用于把輸入的DC12V電源轉(zhuǎn)換到DC6V和VCC(3.3V)，為系統(tǒng)其它單元提供合適的工作電源。如圖2所示，電源管理單元由開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓芯片LM2596、線性穩(wěn)壓芯片AMS1117及外圍器件組成，P2為電源輸入接口，R1、R2和C1用于設(shè)定開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓芯片LM2596輸出引腳OUT輸出電壓值，C2、C3、C4、C4和C6為電源濾波電容，L1為反饋電感。VCC/6為開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓芯片LM2596電壓輸出接口，VCC為線性穩(wěn)壓芯片AMS1117電壓輸出接口。

主控單元用于控制協(xié)調(diào)各功能單元，并在有人員非法闖入開(kāi)關(guān)柜時(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警功能，如圖3所示，主控單元由控制器STM32F103RBT6和外圍電路組成，圖中U4為控制器STM32F103RBT6，C6、C17、Y1和R15組成主控單元時(shí)鐘電路，為系統(tǒng)工作提供時(shí)鐘源，圖中R18和R17為控制器啟動(dòng)方式設(shè)置電阻，用于設(shè)置控制器上電后啟動(dòng)方式，圖中R20、C22和S1組成控制器復(fù)位電路，系統(tǒng)上電啟動(dòng)之后首先自動(dòng)復(fù)位，工作過(guò)程成工作人員可以通過(guò)按鍵S1復(fù)位控制器，圖中R14、R16和P3組成系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)燒錄接口，用于系統(tǒng)調(diào)試。

氣體檢測(cè)單元用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)有害氣體是否超標(biāo)，當(dāng)有害氣體超標(biāo)時(shí)會(huì)啟動(dòng)排氣扇，把開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的有害氣體排出，氣體檢測(cè)單元安裝在柜內(nèi)，將采集的氣體參數(shù)信號(hào)輸送至主控單元，如圖4所示，氣體檢測(cè)單元由MWA4218-0901傳感器和運(yùn)放電路組成，JP1為傳感器MWA4218-0901接口，其中JP1的第1與第3引腳為傳感器MWA4218-0901電源引腳，第2引腳為傳感器輸出引腳，傳感器輸出信號(hào)經(jīng)電阻R3輸入運(yùn)放芯片LM358芯片的同相輸入端，并經(jīng)過(guò)運(yùn)放之后從Out1引腳輸出，輸入到控制器第8引腳進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并最終確定有害氣體濃度。

排風(fēng)單元安裝在開(kāi)關(guān)柜的側(cè)面或頂部，排風(fēng)單元包括排風(fēng)面板和安裝在排風(fēng)面板上的風(fēng)機(jī)，排風(fēng)面板可以根據(jù)需要安裝防塵網(wǎng)。如圖5所示，風(fēng)機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L6203和外圍元器件驅(qū)動(dòng)，L6203為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，芯片第11腳EN與控制器第14腳相連，用于使能/失能L6203；芯片第5、6腳IN1、IN2分別與控制器第15、16引腳相連，用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；C10為芯片內(nèi)部參考電路充電；R9為電機(jī)反饋提供控制電流；C7、C14為芯片外接自舉電容，分別與芯片Boot1和Boot2相連，用于保證驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部第一級(jí)DMOS有效；M1為風(fēng)扇電機(jī)接口；D2、D3為續(xù)流二極管，用于保護(hù)驅(qū)動(dòng)芯片在電機(jī)轉(zhuǎn)向切換時(shí)不被損壞。

開(kāi)關(guān)柜的柜門與門框之間設(shè)有柜門狀態(tài)檢測(cè)單元，柜門狀態(tài)檢測(cè)單元輸出柜門開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)至主控單元，其用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜的門是否處于開(kāi)啟狀態(tài)，可以控制系統(tǒng)僅在門關(guān)閉狀態(tài)下運(yùn)行，并可以在柜門異常開(kāi)啟時(shí)進(jìn)行報(bào)警。柜門狀態(tài)檢測(cè)單元元由傳感器接口電路和限流電阻組成，如圖6所示，JP3為開(kāi)關(guān)柜接口，用于安裝行程開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)信號(hào)通過(guò)上拉電阻R24和限流電阻R25輸入到控制器第53腳，由控制器判斷開(kāi)關(guān)柜箱門是否被打開(kāi)。

開(kāi)關(guān)柜內(nèi)外可以均設(shè)置人員感應(yīng)單元，人員感應(yīng)單元可以用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)外是否有工作人員，可以利用紅外傳感器進(jìn)行探測(cè)，可以控制報(bào)警時(shí)機(jī)，僅在有工作人員靠近時(shí)進(jìn)行報(bào)警，或者柜內(nèi)空氣異常時(shí)仍有工作人員時(shí)進(jìn)行報(bào)警，人員感應(yīng)單元輸出感應(yīng)信號(hào)至主控單元。開(kāi)關(guān)柜的柜門與門框之間設(shè)有電磁鎖，主控單元輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至電磁鎖，可以有主控單元獲得柜內(nèi)氣體含量異常時(shí)，鎖止柜門，避免工作人員誤開(kāi)啟。

如圖7、8所示，RS485通訊單元用于實(shí)現(xiàn)與開(kāi)關(guān)柜原有控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，傳輸控制信號(hào)及獲得開(kāi)關(guān)柜帶電是否帶電等信息。RS485通訊單元由電源隔離單元和通訊單元組成，圖中U7和U8組成電源隔離部分，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電源與通信部分電源隔離，減少系統(tǒng)電源對(duì)通信部分干擾。圖中U10為含信號(hào)隔離功能的RS485通訊芯片ADM2486。芯片第4、5引腳與控制器第57引腳相連，用于實(shí)現(xiàn)接收/發(fā)送方向切換；芯片第3引腳與控制器第59引腳相連，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收；芯片第6引腳與控制器第58引腳相連，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送；圖中R23、R28為RS485總線上拉和下拉電阻，R22和R26為終端匹配電阻，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸；DZ1、DZ2和DZ3為TVS二極管，用于信號(hào)電路防雷和信號(hào)浪涌保護(hù)；JP2為RS485總線接口，用于與外部總線連接。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。