具体实施方式

为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。

本实施例所述的一种开关柜内传感器布局结构，如图1和2所示，包括外壳1及设置于外壳内的内部电力设备2，所述外壳1内至少还包括温度传感器3、湿度传感器4、超声波局部放电传感器5、微振动传感器6、电场传感器7和磁场传感器8，所有传感器的输出端均与开关柜的主控单元的输入端连接；所述温度传感器3和湿度传感器4各至少包括三个且均分布设置于外壳1的内壁上；所述超声波局部放电传感器5至少包括四个且分布设置于外壳1内顶点处；所述微振动传感器6至少包括一个且设置于内部电力设备2上；所述电场传感7器和磁场传感器8各至少包括一个且均设置于外壳1的内壁上。

具体地，本实施例中优选，所述温度传感器3包括三个，三个温度传感器3的分布位置构成一个三角形结构，即以三角结构组网，可以根据自身位置和邻居相对位置以及相互传递的温度变化信息绘制出开关柜内局部温度变化曲线和整体3D热力图。所述湿度传感器4包括三个，三个湿度传感器4分布于外壳1内的上方、中部和下方，因为湿气往往因重力下沉到开关柜底部，但又不排除因内部热气上升的湿气，因此，湿度传感器以上中下三层的结构布置，分层组网捕捉开关柜内环境湿度。所述超声波局部放电传感器5可以检测到以自身为中心的球体内的局部放电现象，因此优选超声波局部放电传感器5包括四个，四个超声波局部放电传感器5分别设置于外壳1内上方两个对角顶点处以及下方两个对角顶点处且下方两个对角顶点与上方两个对角顶点相互交错，这样可以通过收敛收放检测范围和接收邻居传递的消息定位内部任意位置的局部放电现象，又因为有外壳1的阻拦，超声波传递受限，周围设备的局部放电现象不会被误测到。所述微振动传感器6优选附着在内部电力设备2上，并实时检测附着的设备微振动情况，并通过与其他位置的微振动传感器组网，及时定位异常振动的部分开关柜内部电力设备2，该微振动传感器6的数量不受限制，为了描述方便，本实施例优选两个。所述电场传感器7和磁场传感器8覆盖范围大，主要用于监控开关柜内部环境波动，因此各取一个部署于两侧即可。

本实施例中，所有传感器均采用无线传感器，每个传感器均包括无线发射模块和无线接收模块，所有传感器通过各自的无线发射模块与开关柜的主控单元的输入端连接，以将采集的数据传输给主控单元。

以上传感器完成组网后，本实施例还提供了一种开关柜内传感器布局结构的评价方法，通过评价函数对开关柜内传感器布局结构进行验证和更新。

所述评价函数包括结构评价函数和效率评价函数，所述结构评价函数至少用于对开关柜内部的密度、形状、剩余空间、网络质量进行量化，所述效率评价函数通过各个传感器采集的数据通过组网得到。

所述结构评价函数通过下式表示：

α＝f(ρ，s，R，w)

其中，α表示开关柜内部环境结构评分，ρ表示开关柜内部密度，为开关柜的总质量除以总体积，即s表示开关柜的形状，开关柜具体包括低压开关柜GGD、GCK、GCS、MNS、MCS五种，高压开关柜GG-1A(F)、JYN、HXGN、XGN、KYN五种；R表示剩余空间，具体通过总体积V与已知形状s的体积V_s相减得出，即V-V_s；w表示网络质量，具体为组网的各传感器测试连通性时的丢包率。

所述效率评价函数通过下式表示：

β＝g(a₁，a₂，a₃...a_A)+h(b₁，b₂，b₃...b_B)+i(c₁，c₂，c₃...c_N)+j(d₁，d₂，d₃...d_D)+k(p₁，p₂，p₃...p_M)+l(t₁，t₂，t₃...t_T)

其中，β表示开关柜内部传感器的效率评分；g(a₁，a₂，a₃...a_A)表示温度传感器3的效率计算公式，A为温度传感器3的数量；h(b₁，b₂，b₃...b_B)表示湿度传感器4的效率计算公式，B为湿度传感器4的数量；i(c₁，c₂，c₃…c_N)表示超声波局部放电传感器5的效率计算公式，N为超声波局部放电传感器5的数量；j(d₁，d₂，d₃…d_D)表示微振动传感器6的效率计算公式，D为微振动传感器6的数量；k(p₁，p₂，p₃...p_M)表示电场传感器7的效率计算公式，M为电场传感器7的数量；l(t₁，t₂，t₃...t_T)表示磁场传感器8的效率计算公式，T为磁场传感器8的数量。

具体地，本实施例中，所述温度传感器3的效率计算具体如下：

上式中，a₁，a₂，a₃...a_A是温度传感器3传回的数据，tmp是开关柜运行时的最适宜温度，一般优选取值为25℃，可根据实际情况在10℃到40℃之间调整。

所述湿度传感器4的效率计算具体如下：

上式中，b₁，b₂，b₃...b_B是湿度传感器4传回的数据，ε₁，ε₂，ε₃...ε_B是湿度传感器4在不同位置的比例权重，hum是开关柜运行时的最适宜湿度，优选取值为0.3％RH，可根据实际情况在0.1％RH到0.5％RH之间调整。

所述超声波局部放电传感器5的效率计算公式中，c₁，c₂，c₃...c_N是超声波局部放电传感器5传回的数据，若c_σ＝1，1≤σ≤N，则i(c₁，c₂，c₃...c_N)＝0，否则i(c₁，c₂，c₃...c_N)＝1。

所述微振动传感器6的效率计算具体如下：

上式中，d₁，d₂，d₃...d_D是微振动传感器6传回的数据，vib是开关柜运行时的最合理的微振动频率，优选取值为60Hz，可根据实际开关柜种类调整数值。

所述电场传感器7的效率计算公式中，p₁，p₂，p₃...p_M是电场传感器7传回的数据，当p_μ＞p_threshold时，1≤μ≤M，则k(p₁，p₂，p₃...p_M)＝0，否则k(p₁，p₂，p₃...p_M)＝1，p_threshold为安全状态下开关柜能承受的最大电场；

所述磁场传感器的效率计算公式中，t₁，t₂，t₃...t_T是磁场传感器传回的数据，当t_θ＞t_threshold时，1≤θ≤T，则l(t₁，t₂，t₃...t_T)＝0，否则l(t₁，t₂，t₃...t_T)＝1，t_threshold为安全状态下开关柜能承受的最大磁场。

下面以温度传感器3为例，展开说明计算温度传感器效率的方法。首先，对开关柜经行等量划分，划分成100×100×100单元的网格状立方体，再根据开关柜内部环境结构评价函数α中的开关柜形状s、剩余空间R对可放置传感器的位置经行限制并从单元列表中删除，其中不可放置的位置包括电路元器件本身、高危险的局部环境、不合理或无法放置的位置等。最后再根据温度传感器属性和特点、温度传感器布局的以往经验确定最终较为合理的u个温度传感器布局单元格。

δ＝{δ₁，δ₂，...δ_u}

其中，δ表示具有u个传感器的合集。

δ_ω＝{δ₁×ω₁，δ₂×ω₂，...δ_u×ω_u}

再融合既定的位置权重图，计算出多个较合理位置的信任度值δ_u×ω_u并比较，取带权重的u个传感器合集δ_ω中的最大值点作为最终布局点。温度传感器3布局位置权重的示意图(侧视图)见图3。

最终评价函数数值η由η＝α+β得到。同时，该布局结构还具有反馈策略，可以根据各部分传感器数值，组网反馈数据，同时可以根据经验改变传感器布局时的位置权重值，为下一次传感器布局提供更好的位置选择和更合理的位置权重值。因此该评价函数数值可用来对开关柜内部传感器布局进行更新与优化。

以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。