CN207651862U - 基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其包括控制组件和空气开关组，控制组件包括控制器、温度传感器、电流采集单元、分支控制开关以及分支线路；分支线路为多个，分支线路的一端连接至交流电源，分支线路的另一端连接至对应的空气开关；分支线路上安装有分支控制开关；分支线路温度传感器的输出端均连接至控制器；电流采集单元包括分支电流互感器和电流采集模块；控制器上还设有网络接口或/和无线通讯模块。本实用新型可以对建筑物配电箱实现单一或多个集中网络化管理，同时对配电箱各用电线路的剩余电流、分支电流、分支线路温度的检测、预警、实时切断控制等本地或远程管理功能，实现对当前配电箱的替换。

Description

基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱

技术领域

本实用新型涉及用电安全技术领域，尤其涉及一种基于物联网对配电箱中的各个分支线路集中管理预警控制应用的安全配电箱。

背景技术

现有的建筑物配电箱通常由各分路开关组成，普遍具备漏电跳闸、过压保护跳闸功能。对于通常是由用电线路自行管理和控制，而且一般是通过在本地手动切换电源开关控制各用电回路的通电或断电。

现有技术的缺点在于：用电线路电流超载但未达跳闸极限，一般无预警、跳闸保护功能。当出现因人员疏忽而忘记切断电源、用电线路故障等紧急状况的时候，用电线路如果不能及时处理，会造成电能资源的浪费，并容易造成电气火灾。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，可以对多个分支线路进行统一预警管理。

本实用新型的目的，采用如下技术方案实现：

一种基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其包括控制组件和空气开关组，所述控制组件包括控制器、温度传感器、电流采集单元、分支控制开关以及分支线路；

所述分支线路为多个，所述空气开关组包括多个空气开关，所述空气开关与分支线路相对应，分支线路的一端均通过外部的总开关连接至交流电源，所述分支线路的另一端分别连接至对应的空气开关；每个分支线路上安装有分支控制开关，所述分支控制开关的控制端连接至控制器；所述温度传感器包括分支线路温度传感器，用于检测每个分支线路的温度，所述分支线路温度传感器的输出端均连接至控制器；所述电流采集单元包括分支电流互感器和电流采集模块，所述分支电流互感器和分支线路一一对应，所述分支电流互感器的一次侧串联于对应的分支线路上，所述分支电流互感器的二次侧均通过电流采集模块连接至控制器；所述控制器上还设有网络接口或/和无线通讯模块，用于通过有线网络或无线网络与外部的监控机或服务器通讯，以实现所述安全配电箱的物联网管理。

进一步地，所述控制组件还包括漏电检测器，所述漏电检测器为与分支线路一一对应的剩余电流互感器，每个剩余电流互感器包括铁芯和二次线圈，所述安全配电箱还包括一公共零线，所述分支线路均为分支火线，所述公共零线的一端连接至总开关，所述空气开关均连接至公共零线的另一端，分支线路和公共零线均穿于分支线路对应的铁芯中或者分支线路和公共零线均绕于分支线路对应的铁芯上，所述二次线圈绕于其对应的铁芯上，所述二次线圈的两端连接到控制器上。

进一步地，所述分支控制开关均为交流接触器或继电器，所述交流接触器或继电器包括励磁线圈和与所述励磁线圈相适配的常开触点，所述常开触点安装于对应的分支线路上，所述励磁线圈的一端接地，另一端连接至控制器上。

进一步地，所述控制组件还包括启闭按键，所述启闭按键连接于控制器上，用于对分支线路的通断进行控制。

进一步地，所述控制组件还包括指示灯，所述指示灯连接于控制器上，用于对控制器的通电进行指示。

进一步地，所述控制组件还包括报警器，所述报警器连接于控制器上，用于在漏电电流、分支线路的电流、分支线路温度中任意一个或多个超过对应的预设阈值时进行报警，所述报警器为声报警器或/和光报警器。

进一步地，所述温度传感器还包括外界环境温度传感器，所述外界环境温度传感器的输出端与控制器连接，用于在外界环境温度超过设定值时通过控制器控制报警器进行报警或通过控制器控制分支控制开关断开。

进一步地，所述安全配电箱还包括应急切换机构，用于使分支控制开关始终保持通路状态。

进一步地，所述安全配电箱安装于一壳体，所述壳体内设置有容置空间，所述安全配电箱位于该容置空间内。

进一步地，所述壳体任意一个或多个侧面上设有散热孔；所述壳体的底部固定连接一用于将所述壳体挂置于外部支撑体的挂鼻；所述壳体的外表面还安装有一LED显示屏，所述LED显示屏与控制器连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型所提供的基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其通过电流采集单元、温度传感器对各个分支线路进行电流监控、温度监测，每路分支线路连接到对应的用电线路(例如直接连接到用电设备)，即可对各个用电线路进行统一监控，在出现异常时(例如异常超电流、短路、漏电超限、温度超限)时，则可通过报警器报警或者自动操作分支控制开关切断电源，实现统一管理的同时，还保证了用电安全，同时，还可以通过网络接口或无线通讯模块实现用电线路的参数实时上传及网络远程控制。

附图说明

图1为本实用新型实施例的基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱的工作原理图；

图2为本实用新型实施例的基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱的结构示意图；

图3为图2的打开状态示意图。

图中：10、空气开关组；11、第一空气开关；12、第二空气开关；13、第三空气开关；14、第四空气开关；20、控制组件；21、控制器；22、电流采集模块；23、网络接口；24、启闭按键；25、指示灯；26、报警器；27、应急切换机构；28、LED显示屏；31、第一分支电流互感器；32、第二分支电流互感器；33、第三分支电流互感器；34、第四分支电流互感器；41、第一用电线路；42、第二用电线路；43、第三用电线路；44、第四用电线路；50、分支控制开关组；51、第一分支控制开关；52、第二分支控制开关；53、第三分支控制开关；54、第四分支控制开关；60、分支线路温度传感器；61、第一分支线路温度传感器；62、第二分支线路温度传感器；63、第三分支线路温度传感器；64、第四分支线路温度传感器；70、总开关；80、箱体；81、容置空间；82、进线口；83、出线口；84、散热孔；85、挂鼻；90、箱盖；91、开盖机构。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

请参照图1所示，一种基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，可以实现对建筑物配电箱单一或多个集中网络化管理，同时对配电箱各用电线路的剩余电流、分支电流、分支线路温度的检测、预警、实时切断控制等本地或远程管理功能，实现对当前配电箱的替换。该安全配电箱主要包括控制组件20和空气开关组10，所述空气开关组10包括多个空气开关，所述控制组件20包括控制器21、漏电检测器、温度传感器、电流采集单元、分支控制开关组50、分支线路、启闭按键24、指示灯25、报警器26、应急切换机构27和LED显示屏28。

所述分支线路为多个，所述空气开关与分支线路相对应，分支线路的一端均通过外部的总开关70连接到交流电源上，所述分支线路的另一端分别连接至对应的空气开关的一侧，空气开关的另一侧连接到用电线路上，空气开关根据需要可以设置多个，也就是其数量并不一定对于用电线路相对应，从而满足不同数量用电线路的需求，用电线路可以是连接到具体用电设备的连接线。

分支控制开关组50包括多个分支控制开关，分支控制开关与相应的分支线路一一对应，作为一种实现方式，分支控制开关可以通过交流接触器或继电器实现，每个交流接触器或继电器包括励磁线圈和与所述励磁线圈相适配的常开触点，所述常开触点安装于对应的分支线路上，所述励磁线圈的一端接地，另一端连接至控制器21上。当某一分支线路的漏电监测、电流检测、温度监测其中一个或多个发生异常(达到对应的切断阈值)时，则控制器21控制对应的励磁线圈断电(正常情况下励磁线圈始终处于通断状态，常开触点闭合)，常开触点打开，该分支线路断电。当然，也可以采用常闭触点实现。

在控制器21的存储器中，存储有各种用电电流、漏电电流、温度报警、切断参数，从而可以实现本地或网络远程上传报警、紧急切断参数。在一定程度下仅报警(达到报警阈值)即可，报警包括本地报警或/和远程报警，通过报警器26实现，报警器26连接于控制器21上，可以是声报警器或/和光报警器。在更为严重的时候，则通过分支控制开关切断相应分支线路。

分支线路为分支火线，其通过公共零线回流，分支火线的一端分别通过总开关70不同的端口连接到交流电流的火线L上，公共零线的一端通过总开关70连接到交流电源的零线N上，漏电检测器为每个分支线路提供漏电检测功能，具体地，漏电检测器通过剩余电流互感器实现，即每个分支线路均对应一个剩余电流互感器，每个剩余电流互感器包括铁芯和二次线圈，所述安全配电箱还包括一公共零线，所述分支线路均为分支火线，所述公共零线的一端连接至总开关70，所述空气开关均连接至公共零线的另一端，分支线路和公共零线均穿于分支线路对应的铁芯中或者分支线路和公共零线均绕于分支线路对应的铁芯上，所述二次线圈绕于其对应的铁芯上，所述二次线圈的两端连接到控制器21上。当某个分支线路的电流大于报警阈值时，则可以通过报警器26进行报警或者发送到远程的监控机进行远程报警，当某个分支线路的电流大于切断阈值时，则通过该分支线路对应的分支控制开关对该分支线路进行切断操作。

温度传感器的输出端连接至控制器21上，用于采集相应位置的温度，温度传感器可以包括多种，例如分支线路温度传感器60、外界环境温度传感器以及箱内温度传感器，分支线路温度传感器60安装(例如捆绑)于相应分支线路上，外界环境温度传感器安装于配电箱外，箱内温度传感器安装于配电箱内。与漏电电流相似，在分支线路温度传感器60采集的温度信息大于预设的报警阈值或切断阈值时，通过报警器26报警或通过对应的分支控制开关对该分支线路进行断电处理。外界环境温度传感器以及箱内温度传感器采集的温度信息大于对应的报警阈值或切断阈值时，通过报警器26报警或者通过分支控制开关切断所有的分支线路。

电流采集单元包括分支电流互感器和电流采集模块22，所述分支电流互感器与分支线路一一对应，分支电流互感器的一次侧串联于对应的分支火线上(也可以是对应的分支火线从分支电流互感器的铁芯中穿过或者绕于分支电流互感器的铁芯形成分支电流互感器的一次侧)，分支电流互感器的二次侧(绕于分支电流互感器的铁芯)作为输出端均通过电流采集模块22连接至控制器21的输入端，用于采集每路分支线路的电流大小，电流采集模块22为电流调理电路，包括放大电路、滤波电路以及跟随电路等，该电流采集模块22可以集成于控制器21中。

在实用新型实施例中，作为一种举例，分支线路为四路，分别称为第一路分支线路、第二路分支线路、第三路分支线路和第四路分支线路，分别对应分支控制开关组50中的第一分支控制开关51(与第一路分支线路的分支火线对应，以下同)、第二分支控制开关52、第三分支控制开关53和第四分支控制开关54，并分别对应第一分支电流互感器31、第二分支电流互感器32、第三分支电流互感器33和第四分支电流互感器34，还分别对应分支线路温度传感器60中的第一分支线路温度传感器61、第二分支线路温度传感器62、第三分支线路温度传感器63和第四分支线路温度传感器64，还分别对应第一空气开关11、第二空气开关12、第三空气开关13和第四空气开关14，还分别对应第一用电线路41、第二用电线路42、第三用电线路43、第四用电线路44，当然，用电线路不一定全部连接使用，或者空气开关不一定全部被连接使用。

以第一路分支线路为例，第一路分支线路的分支火线(称为第一分支火线)的一端连接到交流电源的火线L上，第一分支火线的另一端连接到第一空气开关11的一侧的火线端子上，第一空气开关11的另一侧的的火线端子连接到第一用电线路41的火线输入端，第一用电线路41的零线输入端第一空气开关11的另一侧的零线端子上，对应与公共零线连接的第一空气开关11的一侧的零线端子。

用户可以通过远程登录方式查看相关数据，例如用电电流大小、漏电电流大小以及温度情况等，远程查看或远程报警可以通过控制器21上设有网络接口23或/和无线通讯模块实现，控制器21通过网络接口23或无线通讯模块以有线网络或无线网络的形式与外部的监控机或服务器通讯，将相关数据或报警信息发送给监控机，有监控机侧发出报警信号，监控机和控制器21的连接可以是通过公网实现，也可以是局域网实现，相关数据可以存储于监控机或服务器例如云服务器中，用户可采用PC机或手机通过登录网页或app的方式进行查看，另外，远程监控机也可以通过向控制器21发送控制信号对某分支控制开关的通断进行控制。

在控制组件20中，还设置有启闭按键24，启闭按键24连接于控制器21上，可以对分支线路的通断进行控制，其实现方式有多种，例如可以通过启闭按键24发出信号，通过控制器21控制所有分支控制开关的通断，还可以通过控制控制器21和电源的连接(控制器21可以连接至任意分支线路上，且连接点位于总开关70和分支控制开关之间)实现，当控制器21不再通电时，励磁线圈断电，常开触点打开。为了直观显示分支线路的通断情况，在控制器21上还连接一指示灯25，当分支线路通电时，控制器21控制该指示灯25点亮，当所有分支线路均断电时，则指示灯25熄灭。

在控制组件20出现故障时，为了保证用户线路的正常用电，在本实用新型较佳的实施例中，可以通过应急切换机构27实现线路切换，此时控制器21将不再起作用。一种实现方式是：应急切换机构27包括单刀双掷开关、总交流接触器或继电器、切换按键或切换旋钮，总电流接触器或继电器包括总励磁线圈以及与总励磁线圈相适配的多个切换常开触点，这些切换常开触点与分支控制开关一一对应，每个切换常开触点均与对应分支控制开关相应的常开触点并联，单刀双掷开关的动触点与切换按键或切换旋钮上，单刀双掷开关的两个静触点分别连接到控制器21与电源的连接线上以及总励磁线圈的一端(总励磁线圈的另一端接地)上，当启动应急切换机构27时，将控制器21和电源线的连接断开，此时，控制器21不再工作，而总励磁线圈励磁使得多个切换常开触点闭合，即相当于分支控制开关始终处于通电状态，直至故障排除，关闭应急切换机构27。

LED显示屏28与控制器21电性连接，用于在本地显示各种用电数据，例如各种温度数据(例如各分支线路温度、箱内温度、外界环境温度)、各分支线路的电流，当然，还可以是个分支线路的用电量数据等。

该安全配电箱可以安装于壳体中，壳体包括箱体80和箱盖90，其中箱体80为中空结构，其内构成容置空气开关组10和控制组件20的容置空间81。箱盖90与箱体80转动连接，例如通过合页铰接等，在箱盖90的表面设置指示灯25、启闭按键24、报警器26、应急切换机构27以及LED显示屏28。

箱体80上设置有散热孔84，用于对控制组件20各发热器件进行快速散热，散热孔84可以设置于箱体80任意一侧面或多个侧面，在箱体80上还设有进线口82和出线口83，进线口82和出线口83根据需要可以设置多个，优选进线口82和出线口83位于箱体80相对面上。交流电源通过外部的总开关70引入的分支线路以及公共零线从进线口82进入壳体内，空气开关与用电线路的连接线从出线口83出线。布线完毕后，可以通过封板(未标识)将进线口82和出线口83封闭，以减少灰尘进入。封板可以是塑胶板等软质材料，通过螺钉安装于进线口82或出线口83。壳体可以安装于支撑物例如墙体、支撑柱等上，可以在箱体80的底面上固定连接一挂鼻85，通过螺钉与挂鼻85的配合将壳体锁于支撑物上。为了方便打开箱盖90，在箱盖90的表面开设一开盖机构91，开盖机构91可以包括锁具以及开盖按钮等，为常规技术。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其特征在于：其包括控制组件和空气开关组，所述控制组件包括控制器、温度传感器、电流采集单元、分支控制开关以及分支线路；

所述分支线路为多个，所述空气开关组包括多个空气开关，所述空气开关与分支线路相对应，分支线路的一端均通过外部的总开关连接至交流电源，所述分支线路的另一端分别连接至对应的空气开关；每个分支线路上安装有分支控制开关，所述分支控制开关的控制端连接至控制器；所述温度传感器包括分支线路温度传感器，用于检测每个分支线路的温度，所述分支线路温度传感器的输出端均连接至控制器；所述电流采集单元包括分支电流互感器和电流采集模块，所述分支电流互感器和分支线路一一对应，所述分支电流互感器的一次侧串联于对应的分支线路上，所述分支电流互感器的二次侧均通过电流采集模块连接至控制器；所述控制器上还设有网络接口或/和无线通讯模块，用于通过有线网络或无线网络与外部的监控机或服务器通讯，以实现所述安全配电箱的物联网管理。

2.如权利要求1所述的基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其特征在于：所述控制组件还包括漏电检测器，所述漏电检测器为与分支线路一一对应的剩余电流互感器，每个剩余电流互感器包括铁芯和二次线圈，所述安全配电箱还包括一公共零线，所述分支线路均为分支火线，所述公共零线的一端连接至总开关，所述空气开关均连接至公共零线的另一端，分支线路和公共零线均穿于分支线路对应的铁芯中或者分支线路和公共零线均绕于分支线路对应的铁芯上，所述二次线圈绕于其对应的铁芯上，所述二次线圈的两端连接到控制器上。

3.如权利要求1所述的基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其特征在于：所述分支控制开关均为交流接触器或继电器，所述交流接触器或继电器包括励磁线圈和与所述励磁线圈相适配的常开触点，所述常开触点安装于对应的分支线路上，所述励磁线圈的一端接地，另一端连接至控制器上。

4.如权利要求1所述的基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其特征在于：所述控制组件还包括启闭按键，所述启闭按键连接于控制器上，用于对分支线路的通断进行控制。

5.如权利要求1所述的基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其特征在于：所述控制组件还包括指示灯，所述指示灯连接于控制器上，用于对分支线路的通电进行指示。

6.如权利要求2所述的基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其特征在于：所述控制组件还包括报警器，所述报警器连接于控制器上，用于在漏电电流、分支线路的电流、分支线路温度中任意一个或多个超过对应的预设阈值时进行报警，所述报警器为声报警器或/和光报警器。

7.如权利要求6所述的基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其特征在于：所述温度传感器还包括外界环境温度传感器，所述外界环境温度传感器的输出端与控制器连接，用于在外界环境温度超过设定值时通过控制器控制报警器进行报警或通过控制器控制分支控制开关断开。

8.如权利要求1所述的基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其特征在于：所述安全配电箱还包括应急切换机构，用于使分支控制开关始终保持通路状态。

9.如权利要求1-8任一项所述的基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其特征在于：所述安全配电箱安装于一壳体，所述壳体内设置有容置空间，所述安全配电箱位于该容置空间内。

10.如权利要求9所述的基于物联网集中管理预警控制应用的安全配电箱，其特征在于：所述壳体任意一个或多个侧面上设有散热孔；所述壳体的底部固定连接一用于将所述壳体挂置于外部支撑体的挂鼻；所述壳体的外表面还安装有一LED显示屏，所述LED显示屏与控制器连接。