配電柜及配電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種配電柜及配電系統。
【背景技術】
[0002]對于高、低壓配電系統而言，配電柜內部出現故障電弧是非常致命的，破壞性大，但由于配電柜是封閉的，值班人員無法發現故障電弧，即使發生了故障在實際現場也很難及時發現。
[0003]現有配電柜中故障電弧的檢測方法通常是利用設置在配電柜內基于弧光傳感器的弧光檢測單元來實現，該方法僅能實現簡單的保護，無法對故障電弧的整個發生過程進行監控，且容易受到配電柜內高溫、強電磁等嚴苛環境的影響而降低保護的可靠性。另一種常用故障電弧檢測方法是通過對電器電路中的電流電壓等電氣量進行檢測，從而間接判斷是否發生電弧現象。這種方式是一種間接方式，并不直觀，其所需的電路復雜，且易受電磁干擾，檢測結果經常不夠準確。
[0004]綜上可知，現有配電柜內故障電弧檢測技術均存在易受配電柜內嚴苛環境而降低可靠性的問題，且無法對電弧發生過程進行直觀地反應和記錄，不便于后續的故障分析研究。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術不足，提供一種配電柜，可通過圖像對配電柜內的故障電弧進行實時監測和報警，不受配電柜內嚴苛環境的影響，安全可靠性高，且可對故障電弧的完整發生過程進行直觀記錄，便于后續的故障分析研究。
[0006]本發明配電柜，包括一組柜體，以及安裝于柜體外部，用于對配電柜內故障電弧進行實時監測的電弧監測裝置；所述柜體至少有一側蓋板為透明蓋板；所述電弧監測裝置包括可通過所述透明蓋板對配電柜內部圖像進行連續采集的圖像采集單元，以及可與圖像采集單元進行雙向信息交互的信息處理及控制單元；所述信息處理及控制單元包括電弧圖像檢測模塊、報警模塊，電弧圖像檢測模塊用于根據圖像采集單元所采集的圖像檢測是否出現故障電弧，當檢測到故障電弧時，通過報警模塊進行報警。
[0007]優選地，所述圖像采集單元包括攝像機、滑動小車、導軌，所述導軌固定安裝于與柜體的透明蓋板對應的外部空間，所述攝像機安裝于滑動小車上，滑動小車可沿所述導軌移動至不同位置。
[0008]進一步地，所述圖像采集單元還包括無線傳輸模塊，用于向信息處理及控制單元傳輸攝像機所采集的圖像信號并接收信息處理及控制單元所輸出的攝像機控制信號，以及傳輸滑動小車的移動控制信號。
[0009]優選地，攝像機和滑動小車通過所述導軌供電。
[0010]優選地，所述信息處理及控制單元還包括攝像機控制模塊、網絡處理模塊；攝像機控制模塊用于接收、存儲圖像采集單元所采集到的圖像信息，并對滑動小車的移動進行控制；網絡處理模塊用于支持信息處理及控制單元與外部網絡的數據聯通。
[0011]作為故障電弧自動檢測的核心部分，所述電弧圖像檢測模塊可利用現有各種基于圖像處理的電弧檢測技術實現，然而考慮到這些現有技術普遍存在算法較復雜的問題，本發明優選采用以下三種較簡單便捷的實現方案:
第一種方案:
所述電弧圖像檢測模塊包括:
亮度最大值檢測模塊，用于對圖像中各像素的亮度最大值進行檢測；
判斷模塊，用于將檢測出的圖像中各像素的亮度最大值與預設亮度閾值進行比較，如大于亮度閾值，則判斷出現故障電弧并通過報警模塊進行報警。
[0012]第二種方案:
所述電弧圖像檢測模塊包括:
去噪模塊，用于對圖像進行去噪處理；
亮度統計模塊，用于統計去噪后圖像中亮度值大于預設亮度閾值的像素數量；
判斷模塊，用于將亮度統計模塊所統計出的亮度值大于預設亮度閾值的像素數量與預設數量閾值進行比較，如大于數量閾值，則判斷出現故障電弧并通過報警模塊進行報警。
[0013]第三種方案:
所述電弧圖像檢測模塊包括:
去噪模塊，用于對圖像進行去噪處理；
邊緣檢測模塊，用于從去噪后圖像中檢測出故障電弧的輪廓；
判斷模塊，用于計算邊緣檢測模塊所檢測出的故障電弧的輪廓面積，并與預設的面積閾值進行比較，如大于面積閾值，則判斷出現故障電弧并通過報警模塊進行報警。
[0014]為了使圖像中所記錄的故障電弧更清晰準確，以便后續觀察和分析，所述電弧圖像檢測模塊還可進一步地包括用于對邊緣檢測模塊所檢測出的故障電弧的輪廓內部分進行圖像增強的圖像增強模塊。
[0015]根據相同的發明思路還可以得到一種配電系統，包括如上任一技術方案所述配電柜。
[0016]相比現有技術，本發明技術方案具有以下有益效果:
本發明利用設置在柜體外部的電弧監測裝置來進行基于圖像的故障電弧檢測，其不受配電柜內嚴苛環境的影響，相比現有的弧光信號檢測單元或者捕捉電弧電氣信號方式，其安全可靠性更高，抗干擾能力更強，且可對故障電弧的完整發生過程進行直觀記錄，便于后續的故障分析研究。
[0017]本發明的電弧監測裝置與配電柜柜體分離，可單獨制造，僅需要對現有配電系統的配電柜柜體進行簡單改造即可實現，適用范圍更廣。
[0018]本發明利用了滑軌移動技術，可通過預先編程或實時控制的方式利用少量攝像機對多個配電柜內的故障電弧進行監測，實現成本較低。
[0019]本發明的視頻傳輸和滑軌控制采用了無線傳輸技術和導軌供電技術，有效避免了線纜彎曲拉伸可能造成的故障。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明配電柜一個優選實施例的結構示意圖；
圖2為本發明在進行故障電弧檢測過程中的信號傳輸示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明:
圖1顯示了本發明一個優選實施例的基本結構。如圖1所示，本實施例中的配電柜包括一組相鄰排列的柜體和設置在柜體上方的電弧監測裝置，其中每個柜體的采用透明頂板，可從外部通過透明頂板對柜體內部進行觀察。電弧監測裝置包括圖像采集單元，以及可與圖像采集單元進行雙向信息交互的信息處理及控制單元。
[0022]圖像采集單元包括攝像機、滑動小車、導軌，所述導軌固定安裝于柜體上方，所述攝像機安裝于滑動小車上，滑動小車可沿所述導軌移動至不同位置。本實施例中的圖像采集單元還包括無線傳輸模塊，用于通過無線方式向信息處理及控制單元傳輸攝像機所采集的圖像信號并接收信息處理及控制單元所輸出的攝像機控制信號，以及傳輸滑動小車的移動控制信號。此外，本實施例中攝像機和滑動小車所需的電能并不是用電纜傳輸，而是直接通過滑軌進行傳輸。這樣即可有效避免由于電源及信號線纜彎曲拉伸可能造成的故障，提高了可靠性。
[0023]如圖1所示，本實施例中的信息處理及控制單元包括攝像機控制模塊、電弧圖像檢測模塊、報警模塊以及網絡處理模塊(圖中未示出)，攝像機控制模塊用于接收、存儲圖像采集單元所采集到的圖像信息，并對滑動小車的移動進行控制；電弧圖像檢測模塊用于根據圖像采集單元所采集的圖像檢測是否出現故障電弧，當檢測到故障電弧時，通過報警模塊進行報警；網絡處理模塊實際上是一個網絡接口，用于支持信息處理及控制單元與外部網絡(例如以太網)的數據聯通。
[0024]本發明的攝像機可根據常見故障電弧的弧光波長選擇工作于可見光、紫外光或紅外光的攝像機，本實施例中采用工作于可見光范圍的強光攝像機，其采用抗電磁干擾設計，體積小巧緊湊，可以在高溫環境中使用。
[0025]本發明能夠準確實現故障電弧檢測的核心在于電弧圖像檢測模塊所采用的故障電弧檢測算法。現有