【技术实现步骤摘要】
本技术涉及煤矿电气安全，特别涉及一种带有无线传感器的开盖断电保护系统。
技术介绍
1、随着煤矿行业的迅速发展，矿井下的电气设备安全问题日益突出。煤矿环境复杂且危险，电气设备的安全运行至关重要，任何故障都可能导致严重的安全事故。《煤矿安全规程》规定：“井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线”，但是在实际操作过程中，由于从设备装备上不能保证，带电检修现象时有发生，引发电击、爆炸等事故。因此，开发一种高效、可靠的智能开盖断电保护系统，对于保障煤矿电气安全具有重要意义。
2、目前应用的开盖断电方案主要分为防爆盖辅助开关和两防锁两大类。防爆盖辅助开关将防爆接线腔分为电源进线腔和负载出线腔，利用防爆盖板上的辅助机械装置实现断电保护。当工人违规带电开盖时，对于负载腔可以实现本级断电，对于电源进线腔则通过人为接入漏电电阻实现上级供电设备漏电跳闸。这种基于漏电跳闸的方案简单方便，不需要额外控制线，曾在国内煤矿井下广泛应用。但其存在安全隐患，如接地过电压和多次强送电可能导致的过电压及人员事故。而对于两防锁方案，其主要通过在防爆开关上盖板螺栓上增加螺栓罩，配合动作传感器与监控系统分站相连，实现上级开关的超前断电。这种技术能够有效防止带电开盖，提高了井下电气安全和信息化管理水平。但其缺点包括需要额外增加分站且需外引线，且该外引线及通信线易受损。
3、传统的电气设备断电保护方法通常依赖于人工操作和机械装置，这不仅操作复杂，且存在一定的误操作风险。随着物联网和智能传感技术的发展，基于传感器和无线通信的智能断电保护技术及系统逐渐成
4、为了实现快速检测煤矿井下违章带电开盖，有必要研究出一套安全可靠、响应快速、经济合理的防爆电气设备开盖断电保护系统。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本技术提出了一种带有无线传感器的开盖断电保护系统，该系统利用传感器与基站的无线通信，实现对电气设备开盖状态的实时监测和断电控制。
2、本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种带有无线传感器的开盖断电保护系统，包括无线传感器、无线采集基站和开盖断电监控分站，所述无线传感器实时采集设备违章带电开盖操作信号，生成报警信号并传输给无线采集基站；所述无线采集基站用于采集无线传感器发出的报警信号，并传输给开盖断电监控分站；所述开盖断电监控分站与无线采集基站连接，用于数据接收、处理与断电控制，以及将视窗化的图形界面显示在其终端上。
3、开盖断电保护系统将电池电量占空比功能和电池电量阈值报警功能结合使用，实现对电池的全面管理和保护。同时，系统采用先进的信号管理技术，实时监测传感器与基站之间的信号强度，确保传感器与基站之间的可靠通信。
4、进一步地，传感器安装在设备盖板上，所述无线传感器包括外壳、内部触点系统、传感器电池以及致动器。当操作人员违章带电开盖作业时，致动器移动并改变内部触点的状态，触发传感器向基站发送报警信号。
5、进一步地，无线传感器采用2.4g无线通信协议上发报警信息至无线采集基站。
6、进一步地，开盖断电保护系统对传感器电池的管理方案具体为：通过精确控制占空比，可以优化电池的充电和放电过程，提高电源效率，延长电池的使用寿命。
7、进一步地，开盖断电保护系统对传感器电池的保护方案具体为：通过设置电池电量阈值报警，可以及时提醒用户关注电池状态，避免因电量不足导致的传感器故障，确保系统和传感器的稳定运行和电池的长期健康。电池电量阈值的取值范围为：
8、0.1qn≤qset≤0.3qn
9、式中，qn为传感器电池的额定容量，qset为预设的电池电量阈值。
10、进一步地，所述信号管理技术具体为：实时监测无线传感器和无线采集基站之间的信号强度，并进行精确测量。系统支持信号发射高功率和低功率两种模式，根据实际需要自动切换，以平衡信号强度和能耗。当检测到信号强度低于预设阈值时，系统将自动发出命令，提高信号发射功率。信号强度阈值的取值范围为：
11、-80dbm≤rssiset≤-60dbm
12、式中，rssiset为预设的信号强度阈值。
13、与现有技术相比，本技术具有以下优点：
14、(1)无线通信技术：本技术的传感器采用极低功耗无线通信技术，不需要设置额外引出线，实现对电气设备开盖状态的实时监测和断电控制，安全性强、可靠性高、经济性好。
15、(2)高效自动化控制：本技术实现了电气设备开盖状态的实时监测和自动断电控制，通过传感器和基站的协同工作，避免了人工操作的繁琐和误操作的风险，提高了系统的安全性和可靠性。
16、(3)精确信号管理：利用精确的无线信号强度监测和动态功率调整技术，系统能够在信号强度低于预设阈值时自动提高信号发射功率，确保在复杂环境下的稳定通信，同时优化能耗，延长设备使用寿命。
17、(4)智能化调整：通过自动化的功率管理机制，系统能够在保证通信质量的同时，根据实际需要在高功率和低功率模式之间自动切换，实现信号强度与能耗的最佳平衡。
18、(5)适应性强：本技术可以根据不同应用环境设置无线通信信号强度阈值，并进行实时调整，确保在各种环境条件下的最佳性能，适应性更强。
19、(6)安全性增强：系统设计考虑了多种可能的故障状态，通过智能监测和控制，有效避免了因接地过电压、漏电跳闸等引发的安全隐患，进一步提升了煤矿电气设备的安全水平。
20、(7)使用范围广：本技术不仅适用于煤矿井下电气设备的电气安全保护，还可以广泛应用于其他需要开盖断电保护的领域，如石化、化工等高危行业，具有良好的市场前景和经济价值。
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1.一种带有无线传感器的开盖断电保护系统，其特征在于，包括无线传感器、无线采集基站和开盖断电监控分站，所述无线传感器实时采集设备违章带电开盖操作信号，生成报警信号并传输给无线采集基站；所述无线采集基站用于采集无线传感器发出的报警信号，并传输给开盖断电监控分站；所述开盖断电监控分站与无线采集基站连接，用于数据接收、处理与断电控制，以及将视窗化的图形界面显示在其终端上。
2.根据权利要求1所述的一种带有无线传感器的开盖断电保护系统，其特征在于，所述无线传感器安装在设备盖板上，所述无线传感器包括外壳、内部触点系统、传感器电池以及致动器。
3.根据权利要求1所述的一种带有无线传感器的开盖断电保护系统，其特征在于，所述无线传感器采用2.4G无线通信协议上发报警信息至无线采集基站。
4.根据权利要求2所述的一种带有无线传感器的开盖断电保护系统，其特征在于，所述传感器电池电量阈值的取值范围为：
5.根据权利要求1所述的一种带有无线传感器的开盖断电保护系统，其特征在于，所述无线传感器和无线采集基站之间的信号强度阈值的取值范围为：
【技术特征摘要】
1.一种带有无线传感器的开盖断电保护系统，其特征在于，包括无线传感器、无线采集基站和开盖断电监控分站，所述无线传感器实时采集设备违章带电开盖操作信号，生成报警信号并传输给无线采集基站；所述无线采集基站用于采集无线传感器发出的报警信号，并传输给开盖断电监控分站；所述开盖断电监控分站与无线采集基站连接，用于数据接收、处理与断电控制，以及将视窗化的图形界面显示在其终端上。
2.根据权利要求1所述的一种带有无线传感器的开盖断电保护系统，其特征在于，所述无线传感器安装在设备盖板上，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘云其，周志敏，牟龙华，康慧，王刚，
申请(专利权)人：八达电气有限公司，
类型：新型
国别省市：
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