智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)

李禹

摘? ?要：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平得到極大的提高，用電的需求也在不斷增加。在用電的過程中如何避免電氣災(zāi)害的發(fā)生，成為人們重點(diǎn)關(guān)注的問題。智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)在預(yù)防電氣災(zāi)害發(fā)生方面發(fā)揮著重要的作用，作為一個(gè)完整的漏電保護(hù)系統(tǒng)，相關(guān)的漏電保護(hù)技術(shù)也在不斷地發(fā)展和進(jìn)步。該文對(duì)智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的闡述，分析了該檢測系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)的架構(gòu)，探討了智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：漏電開關(guān);智能檢測系統(tǒng);開發(fā)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM561? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，我國電力工業(yè)得到了較快的發(fā)展，社會(huì)的用電量也在迅速的增長，用電安全問題也越來越得到人們的普遍關(guān)注?，F(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展已經(jīng)離不開電力的供應(yīng)，電能已經(jīng)涉及人們生活的方方面面，隨著人們用電量的不斷增加，由于漏電而產(chǎn)生的電氣災(zāi)害也越來越多，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人們生命財(cái)產(chǎn)帶來嚴(yán)重的危害，所以人們對(duì)于漏電保護(hù)開關(guān)的性能要求也越來越高。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及相關(guān)人員的不斷研究，在當(dāng)今信息化社會(huì)環(huán)境下，智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)在一定程度上能夠有效減少電氣災(zāi)害的發(fā)生，從而保障用電安全，該文主要對(duì)智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的研究。

1 智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)

1.1 智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)介紹

在低壓用電保護(hù)中，漏電保護(hù)是得到廣泛應(yīng)用的一種保護(hù)技術(shù)，對(duì)于防止漏電以及觸電傷亡事故具有重要的作用。運(yùn)用智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏電和跳閘的情況，并智能提醒相關(guān)人員及時(shí)處理相應(yīng)的漏電安全隱患。

該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地監(jiān)測電氣漏電開關(guān)容易發(fā)生的故障以及異常的狀態(tài)，可以針對(duì)存在的安全隱患進(jìn)行報(bào)警，對(duì)故障的性質(zhì)和發(fā)生的位置進(jìn)行快速的定位，從而幫助有關(guān)人員更好地解決漏電故障，保障供電和用電的安全性和可靠性。智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程管理相應(yīng)的信息采集設(shè)備，例如漏電保護(hù)開關(guān)、集中器等信息采集設(shè)備;可以遠(yuǎn)程操控漏電保護(hù)開關(guān)，還可以收集、分析和統(tǒng)計(jì)有關(guān)電力用戶三相電壓和電流的相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2 相關(guān)工作原理分析

漏電保護(hù)器種類很多，但是基本的結(jié)構(gòu)和工作原理都相同，一般漏電保護(hù)器都是由檢測元件、中間環(huán)節(jié)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。漏電保護(hù)開關(guān)作為常用的保護(hù)器，與漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)相結(jié)合，能夠有效防止電氣災(zāi)害的發(fā)生。當(dāng)用電設(shè)備或者線路的絕緣體發(fā)生破損時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生漏電流，經(jīng)過用電設(shè)備保護(hù)線或者大地回流到供電的電源處，這時(shí)漏電保護(hù)裝置中的感應(yīng)器就能夠檢測出漏電信號(hào)，漏電保護(hù)器會(huì)進(jìn)行自動(dòng)切斷電源的供應(yīng)，進(jìn)而避免電氣安全事故的發(fā)生。智能漏電保護(hù)器工作原理圖如圖1所示。

2 智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)需求分析及其架構(gòu)

2.1 智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)需求

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，電力行業(yè)也在向著網(wǎng)絡(luò)化、無線通信化以及智能管理化方向發(fā)展，但是智能漏電保護(hù)器在運(yùn)行中也會(huì)發(fā)生故障，這時(shí)就需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要滿足以下的條件。1）智能終端檢測儀器內(nèi)需要安裝相應(yīng)的GPS定位模塊，使用GPRS無線通信傳輸相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)，從而做到檢測工作的無線管理、數(shù)據(jù)融合以及智能診斷，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全。2）對(duì)在不改變?cè)邢到y(tǒng)的前提下智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)和應(yīng)用，對(duì)原來的管理系統(tǒng)進(jìn)行集成，從而減少系統(tǒng)開發(fā)的成本和時(shí)間，以便更好地服務(wù)于原來的檢測系統(tǒng)。3）通過系統(tǒng)的PC客戶端，管理人員能夠及時(shí)掌握相應(yīng)的信息，并進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，方便管理人員更好地安排相應(yīng)的工作，從而降低出錯(cuò)率。4）后臺(tái)管理系統(tǒng)要能夠在常用的操作系統(tǒng)上進(jìn)行安全、可靠的運(yùn)行。操作界面要簡潔，方便管理人員使用;同時(shí)能夠及時(shí)更新和處理相應(yīng)的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，使管理人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理相應(yīng)的故障。

2.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及架構(gòu)分析

首先構(gòu)建各個(gè)臺(tái)區(qū)的漏電保護(hù)設(shè)備數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中包括漏電保護(hù)器型號(hào)、額定值、地圖分布圖、管理負(fù)責(zé)人，從而方便對(duì)漏電保護(hù)器進(jìn)行檢測管理。檢測人員通過使用手持測試儀就可以進(jìn)入測試狀態(tài)，儀器會(huì)自動(dòng)打開后臺(tái)的管理數(shù)據(jù)庫;測試設(shè)備的動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間，使用GPS定位儀確認(rèn)地理位置。測試數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)存儲(chǔ)、顯示并通過GPRS傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器中，為了防止GPRS因?yàn)樾碌絾栴}而漏傳數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)還可以使用USB通信方式上傳到后臺(tái)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。上層管理系統(tǒng)采用B/S模式瀏覽該運(yùn)行管理數(shù)據(jù)庫。

智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)的架構(gòu)包括移動(dòng)手持測試儀、PC側(cè)終端、服務(wù)器端3個(gè)部分，其總體架構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)的硬件包括移動(dòng)手持測試儀，而在測試儀中包括基于單片機(jī)的動(dòng)作特性測試模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及GPRS遠(yuǎn)傳模塊，GPS全球定位系統(tǒng)模塊。

3 智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

3.1 檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要滿足實(shí)用性、先進(jìn)性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和開放性的原則。對(duì)漏電保護(hù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，能夠幫助相關(guān)人員更好地監(jiān)管漏電保護(hù)器，實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)裝置的信息化、智能化，從而提高工作的效率，保證用電的高效性以及安全性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用的技術(shù)要有良好的擴(kuò)展性，能夠?yàn)橄到y(tǒng)功能的延伸建立良好的基礎(chǔ)。

檢測系統(tǒng)使用的是功能模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊都是獨(dú)立運(yùn)行的，即使某一模塊發(fā)生了故障，系統(tǒng)也可以正常的運(yùn)行，并采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。在保證系統(tǒng)可靠性的前提下，對(duì)于系統(tǒng)軟、硬件的配置和數(shù)據(jù)庫的建立都要充分考慮其經(jīng)濟(jì)效益，在保證系統(tǒng)正常的前提下最大限度地使用現(xiàn)有的資源和設(shè)備，降低相應(yīng)的成本。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，硬件的更新速度也在加快，系統(tǒng)的開發(fā)要考慮到未來的發(fā)展，保持相應(yīng)的開放性，以適應(yīng)未來的升級(jí)和功能的擴(kuò)展。

3.2 檢測系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

檢測系統(tǒng)根據(jù)漏電保護(hù)器用戶相關(guān)需求，主要可以分為PC側(cè)終端、服務(wù)器端和移動(dòng)手持終端3個(gè)功能模塊。

3.2.1 PC側(cè)終端功能模塊

PC側(cè)終端是系統(tǒng)的軟件端，可以與漏電保護(hù)器的主服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，其又可以分為4個(gè)模塊。1）設(shè)備檢測模塊，該模塊能夠根據(jù)設(shè)備的名稱、類型等信息進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)的查詢，還可以對(duì)各個(gè)設(shè)備的歷史情況進(jìn)行查詢。2）智能診斷模塊，能夠按照相應(yīng)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，智能診斷和分析測量到的漏保數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測到數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警處理，通過相應(yīng)的定位信息，相關(guān)維修人員就可以快速做出決策，排除相應(yīng)的故障。3）設(shè)備管理模塊，該模塊能夠修改保護(hù)整定值，并對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行添加和修改。4）系統(tǒng)管理模塊，能夠進(jìn)行相關(guān)權(quán)限的管理以及應(yīng)用程序的更新。

3.2.2 服務(wù)器端功能模塊

服務(wù)器端需要接收現(xiàn)場測試端傳來的數(shù)據(jù)，采用GPRS無線傳輸技術(shù)，同時(shí)使用Socket無線數(shù)據(jù)接收輸出命令，這樣就能夠保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收和處理移動(dòng)手持終端對(duì)服務(wù)器的相關(guān)數(shù)據(jù)請(qǐng)求。服務(wù)器端的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

服務(wù)器端程序主要的功能就是將服務(wù)器與PC端之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。同時(shí)，移動(dòng)終端和服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫需要保持?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通信。

3.2.3 移動(dòng)手持移動(dòng)手持終端模塊

漏電保護(hù)器移動(dòng)手持測試儀的主要作用是幫助工作人員進(jìn)行漏電保護(hù)器的現(xiàn)場檢測，其不但具備漏電保護(hù)器動(dòng)作值檢測的功能，還具有上報(bào)檢測數(shù)值和GPS定位功能。功能結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著社會(huì)用電量的不斷增加，用電安全成為人們重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，而應(yīng)用智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)，在一定程度上能夠有效減少電氣災(zāi)害的發(fā)生。智能漏電開關(guān)檢測系統(tǒng)能夠?qū)﹄姎饩€路的故障和異常狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)控，并做出正確的判斷，從而降低電氣故障發(fā)生的可能性，保障用電安全。

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