CN111580586A - 一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了开关柜温湿度控制***技术领域的一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***，包括开关柜、温湿度电流测量模块、远程通信模块、温湿度监控服务器、数据接收发送模块、开关柜温湿度判定模块、母线槽与控制模块，温湿度电流测量模块、远程通信模块与控制模块均安装在开关柜的内部，数据接收发送模块和开关柜温湿度判定模块均安装在温湿度监控服务器的内部，温湿度控制***包括通信模块与温湿度控制中心，能够根据不同母线槽连接铜排类型和材质有不同的电流温升要求设置不同的额定电流，最大程度发挥母线槽连接铜排的电流承载能力而不造成母线槽连接铜排的损耗最后导致危险情况的发生。

Description

一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***

技术领域

本发明涉及开关柜温湿度控制***技术领域，具体为一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***。

背景技术

随着智能大厦和智能监控的飞速发展，配电房作为供电控制中心已经成为现代建筑必不可少的一部分，而且规模越来越大，从而配电房本身供电需求也越来越高。实际上为了降低成本及安装的标准化，越来越多的配电房使用母线槽连接铜排接入开关柜进行供电。由于电流比较高，所以对开关柜的温湿度都提出了很高的要求，以保证开关柜的安全及合适的使用寿命。

开关柜的温湿度通常和环境温湿度有很大区别，一方面由于开关柜通过的电流时大时小会对温湿度有影响，另外开关柜通常和配电房温湿度控制器如空调距离比较远，因此开关柜需要自己单独的温湿度和电流测量来进行控制调节。

母线槽连接铜排都有一定的额定电流，但不同温度对应不同的额定电流。母线槽连接铜排工作时不得超过当时温度条件下规定的额定电流。一般来说，温度越高，母线槽连接铜排允许的额定电流就越低。

现有的作为开关柜供电部分的母线槽，其的连接铜排温度电流检测***或者只设定一个绝对电流，超过该绝对电流就报警；或者设定一个绝对温度，超过该绝对温度就报警，对母线槽连接铜排的电流承载能力进行了一定的限制，容易造成母线槽连接铜排的损耗最后导致危险情况的发生。

基于此，本发明设计了一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***，包括开关柜、温湿度电流测量模块、远程通信模块、温湿度监控服务器、数据接收发送模块、开关柜温湿度判定模块、母线槽与控制模块，温湿度电流测量模块、远程通信模块与控制模块均安装在开关柜的内部，数据接收发送模块和开关柜温湿度判定模块均安装在温湿度监控服务器的内部，温湿度控制***包括通信模块与温湿度控制中心，温湿度电流测量模块用于采集获取开关柜内部和母线槽接口部分铜排导体的温度、湿度与电流数据，控制模块用于判断绝对电流或温度湿度数据是否超出本地设置绝对阈值1，远程温湿度监控服务器用于接收开关柜周期性通过远程通信模块发送温度湿度和电流数据，远程温湿度监控服务器内的开关柜温湿度判定模块根据相应开关柜内和母线槽接口部分铜排导体的性能参数分析并判断温湿度和电流是否跨越服务器查询所得阈值2，数据接收发送模块用于发送指令给配电房内的温湿度控制***。

优选的，温湿度电流测量模块，分为温湿度传感器采集子模块和电流互感器采集子模块。

优选的，温湿度传感器采集子模块位于开关柜和母线槽连接铜排供电接口之间，分别为母线槽接入端与开关柜入口处，母线槽接入端与开关柜入口处均为三相四线制A、B、C、N并按相同顺序排列，母线槽接入端和开关柜入口处通过母线槽连接铜排插接在一起提供电连接，母线槽接入端与开关柜入口处呈相对设置，两者相接触的位置为重叠部，母线槽接入端与开关柜入口处相对的一端设置有第一倾斜部，开关柜入口处与母线槽接入端相对的一端设置有第二倾斜部，第一倾斜部的另一端与第二倾斜部的另一端均设置有平直部，两个平直部相交的位置为重叠部，重叠部母线槽接入端、第一倾斜部、第二倾斜部与开关柜入口处的两端部分均采用绝缘材料包扎，开关柜入口处的四个相线上分别固定四个温湿度传感器，且温湿度传感器的另一端连接到开关柜内部的控制板。

优选的，电流互感器采集子模块包括四个电流互感器，四个电流互感器分别套在母线槽连接铜排四条供电线路的周围，四条供电线路包括火线A、火线B、火线C和零线，单路连接中，电流互感器和电阻串联，电阻的一端接VDD/电源与模数转换模块ADC输入端的负极，电阻的另一端接模数转换模块ADC输入端的正极，并与开关柜控制模块连接，四条供电线路中的模数转换模块ADC取样所得电压在芯片内部转化为相应的每个相线的电流值。

优选的，模数转换模块ADC307可采用PCB板上分立的ADC芯片，也可以采用开关柜控制模块芯片内部的ADC。

优选的，远程通信模块和通信模块均采用电力载波和无线混合通信的方式连接到路由器再到达因特网，电力载波采用国际标准HomePlug或国网电力载波通信标准，无线采用Zigbee或WiFi协议。

优选的，温湿度监控服务器，包括能针对具体母线槽连接铜排接口导体特性进行分析的软件程序，并具备手机报警和向相应的配电房温湿度控制***发送指令的功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该***能够同时考虑不同温度条件下不同额定电流的设置，在母线槽连接铜排超出当前温度条件下的额定电流或者超出一个非常大的绝对温湿度或电流值才报警，最大程度发挥母线槽连接铜排的电流承载能力而不造成母线槽连接铜排的损耗最后导致危险情况的发生，另外在超过阈值的情形下，一方面发送报警信号，同时启动配电房的温湿度控制***进行自动调节。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的开关柜接口处的母线槽连接铜排结构；

图3为本发明的开关柜电流测量结构和电路示意图；

图4为本发明的工作流程流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

101、开关柜；102、温湿度电流测量模块；103、远程通信模块；104、温湿度监控服务器；105、数据接收发送模块；106、开关柜温湿度判定模块；107、温湿度控制***；108、通信模块；109、温湿度控制中心；110、母线槽；111、控制模块；201、母线槽接入端；202、第一倾斜部；203、平直部；204、重叠部；205、第二倾斜部；206、开关柜入口处；207、温湿度传感器；301、电流互感器；302、火线A；303、火线B；304、火线C；305、零线；306、电阻；307、模数转换模块ADC；308、开关柜控制模块。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图4，本发明提供一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***技术方案：一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***，包括开关柜101、温湿度电流测量模块102、远程通信模块103、温湿度监控服务器104、数据接收发送模块105、开关柜温湿度判定模块106、母线槽110与控制模块111，温湿度电流测量模块102、远程通信模块103与控制模块111均安装在开关柜101的内部，数据接收发送模块105和开关柜温湿度判定模块106均安装在温湿度监控服务器104的内部，温湿度控制***107包括通信模块108与温湿度控制中心109，温湿度电流测量模块102用于采集获取开关柜101内部和母线槽110接口部分铜排导体的温度、湿度与电流数据，控制模块111用于判断绝对电流或温度湿度数据是否超出本地设置绝对阈值1，远程温湿度监控服务器104用于接收开关柜101周期性通过远程通信模块103发送温度湿度和电流数据，远程温湿度监控服务器104内的开关柜温湿度判定模块106根据相应开关柜101内和母线槽110接口部分铜排导体的性能参数分析并判断温湿度和电流是否跨越服务器查询所得阈值2，根据情形一方面决定是否发送给手机报警，同时数据接收发送模块105发送指令给配电房内的温湿度控制***107，自动启动温湿度控制***107调节配电房内的温湿度。

温湿度电流测量模块102，分为温湿度传感器采集子模块和电流互感器采集子模块。

温湿度传感器采集子模块位于开关柜101和母线槽110连接铜排供电接口之间，且温湿度传感器采集子模块的两端分别设置有母线槽接入端201与开关柜入口处206，母线槽接入端201与开关柜入口处206均为三相四线制A、B、C、N并按相同顺序排列，母线槽接入端201和开关柜入口处206通过母线槽110连接铜排插接在一起提供电连接，母线槽接入端201与开关柜入口处206呈相对设置，两者相接触的位置为重叠部204，母线槽接入端201与开关柜入口处206相对的一端设置有第一倾斜部202，开关柜入口处206与母线槽接入端201相对的一端设置有第二倾斜部205，第一倾斜部202的另一端与第二倾斜部205的另一端均设置有平直部203，两个平直部203相交的位置为重叠部204，重叠部204母线槽接入端201、第一倾斜部202、第二倾斜部205与开关柜入口处206的两端部分均采用绝缘材料包扎，使其与外界空气隔绝，唯一有空间和各相位导体接触的为重叠部204上下相邻的平直部203，开关柜入口处206的四个相线上分别固定四个温湿度传感器207，且温湿度传感器207的另一端连接到开关柜101内部的控制板111。

电流互感器采集子模块包括四个电流互感器301，四个电流互感器301分别套在母线槽110连接铜排四条供电线路的周围，四条供电线路包括火线A302、火线B303、火线C304和零线305，单路连接中，电流互感器301和电阻306串联，电阻306的一端接VDD/2电源与模数转换模块ADC307输入端的负极，电阻306的另一端接模数转换模块ADC307输入端的正极，并与开关柜控制模块308连接，四条供电线路中的模数转换模块ADC307取样所得电压在芯片内部转化为相应的每个相线的电流值。

模数转换模块ADC(307可采用PCB板上分立的ADC芯片，也可以采用开关柜控制模块308芯片内部的ADC。

远程通信模块103和通信模块108均采用电力载波和无线混合通信的方式连接到路由器再到达因特网，电力载波采用国际标准HomePlug，无线采用Zigbee或WiFi协议，有线无线可以互相切换，确保通信的稳定和可靠性。

温湿度监控服务器104，包括能针对具体母线槽110连接铜排接口导体特性进行分析的软件程序，并具备手机报警和向相应的配电房温湿度控制***107发送指令的功能，也能够根据电气产品正常工作温度范围、湿度范围、电流范围来分析判断电气***工作状况，实时诊断预防故障。

本实施例的一个具体应用为：开关柜101温湿度采集和电流采集***按用户设定的周期采样并收集数据，经过控制模块111控制开关柜温湿度判定模块106对所采集的温湿度或电流值进行判断，如果所采集的温湿度或电流值超出开关柜控制模块308所设置的本地阈值1，则通过本地控制模块111启动本地报警，通过发声发光或电信号来进行，并立即切断对开关柜101的供电电流，开关柜控制模块308周期性通过远程通信103将所采集的温湿度和电流数据发送至温湿度监控服务器104，温湿度监控服务器104内的开关柜温湿度判定模块106根据开关柜101和母线槽110连接铜排接口的导体材料和尺寸，计算该导体在所测温湿度下的额定电流，如果该温湿度下的额定电流超出温湿度监控服务器104所设阈值2，则通过数据接收发送模块105发送指令给配电房内的温湿度控制***107，自动启动温湿度控制***107调节配电房内的温湿度；若所测电流超出所计算的额定电流，则发送手机进行报警提醒管理人员优化配电房负载以降低电流消耗，开关柜101本地温湿度和电流阈值1为最大限度安全阈值，都分别高于服务器所设温湿度和电流阈值2，因此若开关柜101所采集的温湿度或电流超出本地阈值1，在本地报警的同时会触发温湿度监控服务器104发送手机报警信号。

该***能够同时考虑不同温度条件下不同额定电流的设置，在母线槽110连接铜排超出当前温度条件下的额定电流或者超出一个非常大的绝对温湿度或电流值才报警，最大程度发挥母线槽110连接铜排的电流承载能力而不造成母线槽110连接铜排的损耗最后导致危险情况的发生，另外在超过阈值的情形下，一方面发送报警信号，同时启动配电房的温湿度控制***107进行自动调节。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***，其特征在于，包括开关柜(101)、温湿度电流测量模块(102)、远程通信模块(103)、温湿度监控服务器(104)、数据接收发送模块(105)、开关柜温湿度判定模块(106)、母线槽(110)与控制模块(111)，所述温湿度电流测量模块(102)、远程通信模块(103)与控制模块(111)均安装在开关柜(101)的内部，所述数据接收发送模块(105)和开关柜温湿度判定模块(106)均安装在温湿度监控服务器(104)的内部，所述温湿度控制***(107)包括通信模块(108)与温湿度控制中心(109)，所述温湿度电流测量模块(102)用于采集获取开关柜(101)内部和母线槽(110)接口部分铜排导体的温度、湿度与电流数据，所述控制模块(111)用于判断绝对电流或温度湿度数据是否超出本地设置绝对阈值1，所述远程温湿度监控服务器(104)用于接收开关柜(101)周期性通过远程通信模块(103)发送温度湿度和电流数据，所述远程温湿度监控服务器(104)内的开关柜温湿度判定模块(106)根据相应开关柜(101)内和母线槽(110)接口部分铜排导体的性能参数分析并判断温湿度和电流是否跨越服务器查询所得阈值2，所述数据接收发送模块(105)用于发送指令给配电房内的温湿度控制***(107)。

2.根据权利要求1所述的一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***，其特征在于：所述温湿度电流测量模块(102)，分为温湿度传感器采集子模块和电流互感器采集子模块。

3.根据权利要求2所述的一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***，其特征在于：所述温湿度传感器采集子模块位于所述开关柜(101)和母线槽(110)连接铜排供电接口之间，分别为母线槽接入端(201)与开关柜入口处(206)，所述母线槽接入端(201)与开关柜入口处(206)均为三相四线制A、B、C、N并按相同顺序排列，所述母线槽接入端(201)和开关柜入口处(206)通过母线槽(110)连接铜排插接在一起提供电连接，所述母线槽接入端(201)与开关柜入口处(206)呈相对设置，两者相接触的位置为重叠部(204)，所述母线槽接入端(201)与开关柜入口处(206)相对的一端设置有第一倾斜部(202)，所述开关柜入口处(206)与母线槽接入端(201)相对的一端设置有第二倾斜部(205)，所述第一倾斜部(202)的另一端与第二倾斜部(205)的另一端均设置有平直部(203)，两个所述平直部(203)相交的位置为重叠部(204)，所述重叠部(204)母线槽接入端(201)、第一倾斜部(202)、第二倾斜部(205)与开关柜入口处(206)的两端部分均采用绝缘材料包扎，所述开关柜入口处(206)的四个相线上分别固定四个温湿度传感器(207)，且温湿度传感器(207)的另一端连接到开关柜(101)内部的控制板(111)。

4.根据权利要求2所述的一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***，其特征在于：所述电流互感器采集子模块包括四个电流互感器(301)，四个所述电流互感器(301)分别套在母线槽(110)连接铜排四条供电线路的周围，四条供电线路包括火线A(302)、火线B(303)、火线C(304)和零线(305)，单路连接中，所述电流互感器(301)和电阻(306)串联，所述电阻(306)的一端接VDD/2电源与模数转换模块ADC(307)输入端的负极，所述电阻(306)的另一端接模数转换模块ADC(307)输入端的正极，并与开关柜控制模块(308)连接，四条供电线路中的模数转换模块ADC(307)取样所得电压在芯片内部转化为相应的每个相线的电流值。

5.根据权利要求4所述的一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***，其特征在于：所述模数转换模块ADC(307)可采用PCB板上分立的ADC芯片，也可以采用开关柜控制模块(308)芯片内部的ADC。

6.根据权利要求1所述的一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***，其特征在于：所述远程通信模块(103)和通信模块(108)均采用电力载波和无线混合通信的方式连接到路由器再到达因特网，电力载波采用国际标准HomePlug或国网电力载波通信标准，无线采用Zigbee或WiFi协议。

7.根据权利要求1所述的一种确保开关柜安全的配电房温湿度自动控制***，其特征在于：所述温湿度监控服务器(104)，包括能针对具体母线槽(110)连接铜排接口导体特性进行分析的软件程序，并具备手机报警和向相应的配电房温湿度控制***(107)发送指令的功能。

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