一种变电站端子箱进水或受潮自动报警装置的制作方法

1.本发明涉及变电站的技术领域，尤其是指一种变电站端子箱进水或受潮自动报警装置。


背景技术：

2.目前，变电站内各种端子箱很多，为了保证端子箱正常工作，需要定期对端子箱内湿度进行检查，以防湿度太大引起连电，爆炸起火；目前变电站内，各种端子箱数量很多，一般中型的变电站要有上千个端子箱，每天检查，需要十几天才能检查一遍，到了雨季，尤其是南方的梅雨季节，变电站的维修工人，需要经常加班还检查不过来，继续改进；针对上述情况，为了消除隐患，现在急需一种设备能够自动监测端子箱内的湿度并进行自动报警的检测维修装置。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种变电站端子箱进水或受潮自动报警装置，该装置具有快速检测湿度，并且自动报警的能力。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
5.一种变电站端子箱进水或受潮自动报警装置，用于端子箱内的进水以及湿度检测和报警；包括设置在所述端子箱内的湿度检测装置、进水检测装置、湿度控制装置以及湿度调节装置；所述湿度控制装置分别与湿度调节装置、进水检测装置以及湿度检测装置信号连接。
6.进一步的，还包括设置在所述端子箱顶部外表面的湿度报警装置；所述湿度报警装置包括光报警器，所述光报警器与所述湿度控制装置信号连接。
7.进一步的，所述湿度检测装置包括设置在所述端子箱内的湿度传感器。
8.进一步的，进水检测装置包括以及设置在所述端子箱内靠近底部位置的第一浸水传感器以及设置在所述端子箱内底部位置的第二水浸传感器；所述第二水浸传感器用于检测端子箱内的冷凝水。
9.进一步的，所述湿度控制装置包括控制器。
10.进一步的，所述控制器为plc控制器。
11.进一步的，所述湿度调节装置包括与所述端子箱1侧壁固定并与端子箱内连通的风机。
12.进一步的，所述风机设有进风端，所述风机进风端设有过滤网。
13.进一步的，所述风机设有出风端，所述出风端设有电加热器。
14.进一步的，所述plc控制器分别于所述电加热器、所述风机、所述第一湿度传感器以及所述第二湿度传感器信号连接。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1、通过设置的过滤网，防止进气时过多的粉尘留在端子箱，造成端子箱接线端子
故障，避免本装置解决了湿度问题，又出现了粉尘过多造成接线端子故障问题；
17.2、通过设置的风机以及电加热器，使得端子箱内，湿度超过规定值时，能够自动的进热风，对端子箱进行除湿；
18.3、通过设置的plc控制器分别于所述电加热器、所述风机、湿度传感器、所述第一浸水传感器以及所述第二浸水传感器信号连接；将plc控制器设定好湿度报警的阈值以及浸水报警的阈值，当湿度传感器、第一湿度传感器或者第二湿度传感器探测的湿度或者浸水超过设定的阈值时；控制器给光报警器发出启动信号；同时给风机和电加热器发出启动信号，对端子箱内进行除湿；防止湿度过大引起电气故障。
附图说明
19.图1为本发明的结构示意图；
20.图2为本发明的控制原理图。
21.图中：1
‑
端子箱、2
‑
湿度调节装置、3
‑
光报警器、4
‑
湿度传感器、5
‑
控制器、6
‑
第一浸水传感器、7
‑
第二浸水传感器。
具体实施方式
22.首先需要说明的是，本发明任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供。因此，其它实施例也在相应权利要求项的保护范围之内。
23.另外，下面描述中的附图仅为本发明的较佳实施例而已，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。此外这些实施例并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
24.此外，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
25.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
26.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
27.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于装置本身或相应子部件的主视图所示的坐标体系而形成的方位或位置关系，且在论述到其他方向视图时，该套坐标体系不会随之转动。此外对于杆状或长条状部件而言，“前端”与“头部”是相同意思的名词，而“后端”与“尾端”、“末端”等名词是相同的意思。而上述方位名词仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反或特定说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；另外关于方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
28.此外，为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转40度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。
29.另外需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，尤其不存在“主要、次要”或排列顺序上的特定含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
30.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、完整的描述。
31.实施例
32.请参阅图1
‑
图2所示
33.本实施例提供了一种变电站端子箱进水或受潮自动报警装置，用于端子箱(1)内的湿度检测；包括设置在所述端子箱1内的湿度检测装置、进水检测装置、湿度控制装置以及湿度调节装置2；所述湿度控制装置分别与湿度调节装置、进水检测装置以及湿度检测装置信号连接。
34.还包括设置在所述端子箱1顶部外表面的湿度报警装置；所述湿度报警装置包括光报警器3，所述光报警器3与所述湿度控制装置信号连接。
35.所述湿度检测装置包括设置在所述端子箱1内的湿度传感器7。
36.所述进水检测装置包括以及设置在所述端子箱1内靠近底部位置的第一浸水传感器6以及设置在所述端子箱1内底部位置的第二浸水传感器7；所述第二浸水传感器7用于检测端子箱1内的冷凝水。所述第一浸水传感器6用于探测端子箱1内的底部进水。
37.所述湿度控制装置包括控制器5。
38.所述控制器5为plc控制器。
39.所述湿度调节装置2包括与所述端子箱1侧壁固定并与端子箱1内连通的风机。
40.所述风机设有进风端，所述风机进风端设有过滤网。
41.所述风机设有出风端，所述出风端设有电加热器。
42.所述plc控制器内设有通信模块，可以通过5g移动网络，与控制中心进行数据传
输；所述plc控制器分别于所述电加热器、所述风机、所述湿度传感器7、所述第一浸水传感器6以及所述第二浸水传感器7信号连接；如果测得湿度值超过设定的阈值，先开启风机，然后开启电加热器，对端子箱1内进行除湿；当端子箱1内的湿度，低于设定的阈值时，则先停止电加热器，再停止风机；电加热器与风机的启动和停止启动要进行连锁，也就是说，风机启动后，电加热器进行启动；风机停止转动前，电加热器要停止加热；如果第一浸水传感器6或者所述第二浸水传感器7测得端子箱1内有水，则给控制器发出信号，控制器收到信号后，马上启动光报警器2，同时将信号传给控制中心，控制中心给维修人员发出现场查看的指令。
43.所述plc控制器选用德国西门子公司生产的控制器。
44.德国西门子(siemens)公司生产的可编程序控制器在我国的应用相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子(siemens)公司的plc产品包括logo、s4
‑
200、s4
‑
1200、s4
‑
300、s4
‑
700、s4
‑
1500等。西门子s4系列plc体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。s4系列plc产品可分为微型plc(如s4
‑
200)，小规模性能要求的plc(如s4
‑
300)和中、高性能要求的plc(如s4
‑
700)。
45.西门子simatic系列plc，诞生于1458年，经历了c3,s3,s5,s4系列，已成为应用非常广泛的可编程控制器，其历史发展为，
46.1、西门子公司的产品最早是1445年投放市场的simatic s3，它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器。
47.2、1444年，s3系统被simatic s5所取代，该系统广泛地使用了微处理器。
48.3、20世纪80年代初，s5系统进一步升级——u系列plc，较常用机型：s5
‑
40u、45u、100u、115u、135u、155u。
49.7、1447年7月，s4系列诞生，它具有更国际化、更高性能等级、安装空间更小、更良好的windows用户界面等优势，其机型为：s4
‑
200、300、700。
50.5、1446年，在过程控制领域，西门子公司又提出pcs4(过程控制系统4)的概念，将其优势的wincc(与windows兼容的操作界面)、profibus(工业现场总线)、coros(监控系统)、sinec(西门子工业网络)及控调技术融为一体。
51.6、西门子公司提出tia(totally integrated automation)概念，即全集成自动化系统，将plc技术溶于全部自动化领域。
52.s3、s5系列plc已逐步退出市场，停止生产，而s4系列plc发展成为了西门子自动化系统的控制核心，而tdc系统沿用simadyn d技术内核，是对s4系列产品的进一步升级，它是西门子自动化系统最尖端，功能最强的可编程控制器；
53.可编程控制器是由现代化生产的需要而产生的，可编程序控制器的分类也必然要符合现代化生产的需求。
54.一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类；
55.按性能，控制器可以分为高档机、中档机和低档机。
56.低档机
57.这类可编程序控制器，具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低，
能带的输入和输出模块的数量比较少。
58.比如，德国siemens公司生产的s4
‑
200就属于这一类。
59.中档机
60.这类可编程序控制器，具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数和pid运算。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。
61.比如，德国siemens公司生产的s4
‑
300就属于这一类。
62.高档机
63.这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和pid运算，还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使用。
64.比如，德国siemens公司生产的s4
‑
700就属于这一类
65.按规模，控制器可分为可以分为大型机、中型机和小型机。
66.小型机：小型机的控制点一般在256点之内，适合于单机控制或小型系统的控制。
67.西门子小型机有s4
‑
200：处理速度0.8～1.2ms；存贮器2k；数字量278点；模拟量35路。
68.中型机:中型机的控制点一般不大于2078点,可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系统。
69.西门子中型机有s4
‑
300：处理速度0.8～1.2ms；存贮器2k；数字量1027点；模拟量128路；网络profibus；工业以太网；mpi
70.大型机：大型机的控制点一般大于2078点,不仅能完成较复杂的算术运算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。
71.西门子大型机有s4
‑
1500,s4
‑
700：处理速度0.3ms/1k字；存贮器512k；i/o点12642。
72.按结构，西门子控制器可分为，
73.整体式：整体式结构的可编程序控制器把电源、cpu、存储器、i/o系统都集成在一个单元内，该单元叫做作基本单元。一个基本单元就是一台完整的plc；
74.组合式：组合式结构的可编程序控制器是把plc系统的各个组成部分按功能分成若干个模块，如cpu模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。其中各模块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。比如，一些可编程序控制器，除了－些基本的i/o模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、pid控制模块、通讯模块等等。组合式结构的plc特点是cpu、输入、输出均为独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、i/o点选型自由、安装调试、扩展、维修方便；
75.叠装式：叠装式结构集整体式结构的紧凑、体积小、安装方便和组合式结构的i/o点搭配灵话、安装整齐的优点于一身。它也是由各个单元的组合构成。其特点是cpu自成独立的基本单元(由cpu和一定的i/o点组成)，其它i/o模块为扩展单元。在安装时不用基板，仅用电缆进行单元间的联接，各个单元可以一个个地叠装；使系统达到配置灵活、体积小
巧。
76.本发明plc控制器为为simatic s4
‑
300；plc s4
‑
300是模块化小型plc系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与s4
‑
200plc比较，s4
‑
300plc采用模块化结构，具备高速(0.6～0.1μs)的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在s4
‑
300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。simatic人机界面(hmi)从s4
‑
300中取得数据，s4
‑
300按用户指定的刷新速度传送这些数据。s4
‑
300操作系统自动地处理数据的传送；cpu的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如：超时，模块更换，等等)；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；s4
‑
300plc设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，s4
‑
300plc可通过编程软件step 4的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。s4
‑
300plc具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接as
‑
i总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口(mpi)集成在cpu中，用于同时连接编程器、pc机、人机界面系统及其他simatic s4/m4/c4等自动化控制系统。
77.本控制器内设有通信模块，通过5g移动网络与控制中心的主机组成网络，维修人员的手机上可以安装app，通过无线网接收控制器5的报警信号，以便维修人员在接到报警信号后，去现场查看。
78.人类的生存和社会活动与湿度密切相关。随着现代化的发展，很难找出一个与湿度无关的领域来。由于应用领域不同，对湿度传感器的技术要求也不同。从制造角度看，同是湿度传感器，材料、结构不同，工艺不同.其性能和技术指标(像精度方面)有很大差异，因而价格也相差甚远。对使用者来说，选择湿度传感器时，首先要搞清楚需要什么样的传感器；在自己的财力允许的情况下选购何种档次的产品，权衡好“需要与可能”的关系，不至于盲目行事。从我们与用户的来看，觉得有以下几个问题值得注意；
79.测量范围
80.和测量重量、温度一样，选择湿度传感器首先要确定测量范围。除了气象、科研部门外，搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0
‑
100％rh)测量。在当今的信息时代，传感器技术与计算机技术、自动控制技术紧密结合着。测量的目的在于控制，测量范围与控制范围合称使用范围。当然，对不需要搞测控系统的应用者来说，直接选择通用型湿度仪就可以了。
81.测量精度
82.和测量范围一样，测量精度同是传感器最重要的指标。每提高—个百分点.对传感器来说就是上一个台阶，甚至是上一个档次。因为要达到不同的精度，其制造成本相差很大，售价也相差甚远。例如进口的1只廉价的湿度传感器只有几美元，而1只供标定用的全湿程湿度传感器要几百美元，相差近百倍。所以使用者一定要量体裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”；
83.生产厂商往往是分段给出其湿度传感器的精度的。如中、低湿段(0一80％rh)为
±
2％rh，而高湿段(80—100％rh)为
±
7％rh。而且此精度是在某一指定温度下(如25℃)的
值。如在不同温度下使用湿度传感器.其示值还要考虑温度漂移的影响。众所周知，相对湿度是温度的函数，温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。温度每变化0.1℃。将产生0.5％rh的湿度变化(误差)。使用场合如果难以做到恒温，则提出过高的测湿精度是不合适的。因为湿度随着温度的变化也漂忽不定的话，奢谈测湿精度将失去实际意义。所以控湿首先要控好温，这就是大量应用的往往是温湿度—体化传感器而不单纯是湿度传感器的缘故。
84.多数情况下，如果没有精确的控温手段，或者被测空间是非密封的，
±
5％rh的精度就足够了。对于要求精确控制恒温、恒湿的局部空间，或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合，再选用
±
3％rh以上精度的湿度传感器。与此相对应的温度传感器.其测温精度须足
±
0.3℃以上，起码是
±
0.5℃的。而精度高于
±
2％rh的要求恐怕连校准传感器的标准湿度发生器也难以做到，更何况传感器自身了。国家标准物质研究中心湿度室的文章认为：“相对湿度测量仪表，即使在20—25℃下，要达到2％rh的准确度仍是很困难的。
85.本发明的湿度传感器采用omega公司生产的hx47相对湿度/温度变送器；
86.hx47相对湿度/温度变送器提供可靠且低成本的管道或墙壁安装监控解决方案。固态传感器提供卓越的灵敏度、快速响应和稳定性。简单的连接和线性化输出可支持绝大多数显示和控制设备。
87.规格:hx47
88.电压输入范围：6～30vdc(极性保护)；
89.测量范围：3℃～45℃精度：
±
2％；
90.重复性：
±
1％；
91.温度补偿：
‑
20～85℃(7～185
°
f)；
92.电流输出
93.hx47c：7～20ma(0～100％)；
94.电压输出；
95.hx47v：0～1.0v(0～100％)
96.时间常数:(在流速为1m/sec的空气中,25℃下达到40％响应的时间)；
97.少于20秒:10～40％rh；少于30秒:40～10％rh；
98.温度薄膜100ω铂rtd(din 73460)；输入电压范围:6～30vdc；
99.量程:0to 100℃(32～212
°
f)；
100.精度:
±
0.6℃(
±1°
f)；
101.重复性:
±
0.3℃(
±
0.5
°
f)；
102.电流输出:
103.hx47c:0～100℃为7～20ma
104.电压输出:
105.hx47v:0～100℃为0～1.0v；时间常数:(60％响应)在移动的空气(1m/sec)中少于2秒，在静止空气中少于10秒。
106.本发明采用的第一浸水传感器6以及第二浸水传感器7均为水浸传感器；型号为，山东仁科测控技术有限公司的壁挂王字壳水浸变送器rs
‑
sj
‑
*
‑
2。
107.水浸传感器是检测被测范围是否发生漏水的的传感器，一旦发生漏水，立即发出
警报，防止漏水事故造成相关损失和危害。水浸传感器广泛应用于数据中心、通信机房、发电站、仓库、档案馆等一切需要防水的场所；水浸传感器基于液体导电原理，用电极探测是否有水存在，再用传感器转换成干接点输出。具有两种输出状态：常开和常闭；
108.技术参数，
109.供电：dc10
‑
30v，
110.最大功耗：继电器输出：1.2w，
111.rs485输出：0.4w，
112.检测对象：自来水、纯净水，
113.变送器电路工作温度：
‑
20℃～+60℃，0％rh～80％rh，
114.输出信号：继电器输出：常开触点，
115.rs485输出：modbus
‑
rtu协议。
116.本发明的工作过程如下，
117.将本装置安装好，将控制器5内设定好湿度以及浸水的报警阈值，以及风机、电加热器的动作阈值和停机阈值；湿度传感器7、第一浸水传感器6以及第二浸水传感器7将测得的湿度以及浸水信号传给控制器5，控制器5经过与设定的阈值进行比较；如果测得湿度或者浸水值超过设定的阈值，则先开启光报警器3，然后开启风机，再开启电加热器，对端子箱1内进行除湿；当端子箱1内的湿度或者浸水，低于设定的阈值时，则先停止电加热器，再停止风机；电加热器与风机的启动和停止要进行连锁设置，也就是说，风机启动后，电加热器进行启动；风机停止转动前，电加热器要停止加热；这样的设计是防止风机停止、电加热器不停止，容易引起火灾。
118.上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
119.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
120.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。