CN214755733U - 智慧式建筑工地用的成套设备接线*** - Google Patents

智慧式建筑工地用的成套设备接线*** Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种智慧式建筑工地用的成套设备接线***，其一级成套设备、二级成套设备和三级成套设备均包括电力载波通信模块、开关电源模块；电力载波通信模块的信号输入端和信号输出端均与一级成套设备、二级成套设备和三级成套设备的对应主电路的相线连接；一级成套设备还包括物联网智能网关、作为物联网智能网关与物联网云端进行无线连接的天线，一级成套设备中的电力载波通信模块通过RS485通信线与物联网智能网关连接。其优点是：其主电路安全性、可靠性好、二次辅助电路所取的安全参数及电缆状态上传到物联网云端，使整个临时配电***的安全性、有效性、可靠性、预防性、应急处理等功能得到了很大提升。

Description

智慧式建筑工地用的成套设备接线***
技术领域
本实用新型涉及电气成套设备，尤其涉及一种工地用的成套设备接线***。
背景技术
目前，随着国民经济的发展，对于日益发展的基础建设，尤其是新基建的陆续投入和大规模基础建设，建筑工地用成套设备（又称施工临时配电箱或配电柜）的使用量大增，建筑工地用成套设备包括一级成套设备(总配电箱或总配电柜)、二级成套设备(分路配电箱)、三级成套设备（开关箱或称终端箱）的接线***。
参见图3，一级成套设备为三相五线制结构，一般包括金属外壳、进出铜母线、隔离开关H、熔断器式隔离开关GL、多路漏电断路器LK、熔断器RD、复合开关FK、电力补偿电容器组组C和电流互感器L0；
参见图4，二级成套设备为三相五线制结构，一般包括金属外壳、进出电缆，熔断器式隔离开关GL、熔断器式隔离开关GLRD、多路漏电断路器LK和连线的电流互感器L0；
参见图5，三级成套设备为单相三线制结构，一般包括金属外壳、主电路熔断器GLRD和漏电断路器LK和电流互感器L0。
由于建筑工地施工时大都在户外，施工时常常是风雨无阻的赶进度、赶工期，工地上存在大量的电动机、电焊机，变频等设备，从而导致施工现场的电网存在如下有待于解决的技术问题：（1）户外作业，环境恶略，成套设备及用电设备极容易发生绝缘破坏引发漏电危及人生安全；（2）线路中长期漏电不及时发现和处理，容易引发电气火灾；（3）常常因为赶工期配电设备和用电设备往往超负荷运行，电缆的选用与用电设备常常不匹配、线路电流得不到有效的监控，引发线路过载引起火灾；（4）建筑工地用成套设备往往独立运行，缺乏统一的管理和监控，往往发生事故后才追悔莫及；（5）建筑工地用成套设备，又称施工临时配电箱或配电柜，包括一级成套设备、二级成套设备、三级成套设备，各级成套设备如果采用传统RS485进行通信往往因工地的复杂混乱实际情况实现起来比较困难，而且通信施工困难且容易断线；（6）电网的无功损耗很大，同时也对周边电网电能的质量和电力变压器的损耗影响极大；（7）由于近些年铜材和铝材为贵金属，工地电缆被盗事件时有发生，财产损失巨大。目前传统的建筑工地用成套设备的通讯接线无法从根本上解决上述问题。
实用新型内容
为解决现有建筑工地用的成套设备接线***存在上述缺陷，本实用新型提供一种智慧式建筑工地用的成套设备接线***。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种智慧式建筑工地用的成套设备接线***，包括作为总配电区域控制的一级成套设备、作为分路配电区域控制的二级成套设备、作为终端用电区域控制的三级成套设备；其特征是，
所述一级成套设备、二级成套设备和三级成套设备均包括：通过主电路相线通讯的电力载波通信模块、为电力载波通信模块供电的开关电源模块；电力载波通信模块的信号输入端和信号输出端均与一级成套设备、二级成套设备和三级成套设备的对应主电路的相线连接，二级成套设备和三级成套设备的电力载波通信模块为电力载波分路通信模块；所述一级成套设备还包括物联网智能网关、作为物联网智能网关与物联网云端进行无线连接的天线，一级成套设备中的电力载波通信模块为电力载波集中通信模块，电力载波集中通信模块通过RS485通信线与物联网智能网关连接。进一步地，所述电力载波通信模块内置有电缆防盗采样单元。
进一步地，所述一级成套设备还包括总隔离开关和若干与总隔离开关串联的一级分支回路；每个一级分支回路包括一级分支回路控制开关，总隔离开关包括带隔离功能的总隔离刀开关、断路器或漏电断路器，总隔离开关的输出端通过作为相线的铜母排和各一级分支回路控制开关连接，一级分支回路控制开关包括依次串联的熔断器式隔离开关和漏电断路器。
进一步地，所述一级成套设备还包括若干电容补偿回路，总隔离开关的输出端通过铜母排与各电容补偿回路连接，电容补偿回路包括依次串联的熔断器、复合开关和电力补偿电容器组。
进一步地，所述一级成套设备和二级成套设备均还包括用于监控主电路和各个一级分支回路中的剩余电流的多路剩余电流监视器，多路剩余电流监视器的信号输入端与主电路和各个一级分支回路中的剩余电流互感器连接。
进一步地，所述一级成套设备和二级成套设备均还包括用于检测线路电压、电流和功率因数的三相电压电流传感器或多功能电力仪表；三相电压电流传感器或多功能电力仪表的电流信号输入端与主电路和各个一级分支回路中的电流互感器连接、电压信号输入端与主电路的相线连接。
进一步地，所述一级成套设备、二级成套设备和三级成套设备均还包括用于检测一级成套设备内部温度和湿度的温湿度传感器，温湿度传感器与物联网智能网关相连。
进一步地，所述一级成套设备还包括用于功率因数采集和功率补偿的功率因数控制器，功率因数控制器与复合开关相连；所述一级成套设备中，多路剩余电流监视器、三相电压电流传感器或多功能电力仪表、温湿度控制器、功率因数控制器均设有与物联网智能网关连接的RS485通信接口。
进一步地，所述二级成套设备还包括总熔断器式隔离开关和与总熔断器式隔离开关串联的若干二级一级分支回路，总熔断器式隔离开关通过电缆与各个二级一级分支回路连接，每个二级一级分支回路包括依次串联的熔断器和漏电断路器/断路器；所述二级成套设备中，多路剩余电流监视器、三相电压电流传感器或多功能电力仪表、温湿度控制器或控制器均设有与电力载波分路通信模块连接的RS485通信接口。
进一步地，所述三级成套设备还包括主电路熔断器和漏电断路器、用于检测主电路剩余电流的电流互感器、用于监控剩余电流的单路剩余电流监视器、用于检测主电路电压和电流的三相电压电流传感器或多功能电力仪表，主电路熔断器通过电缆与漏电断路器串联；单路剩余电流监视器信号输入端与剩余电流互感器连接；三相电压电流传感器或多功能电力仪表的电流信号输入端与电流互感器连接、电压信号输入端与主电路的相线连接；所述三级成套设备中，剩余电流监视器、三相电压电流传感器或多功能电力仪表均设有与电力载波分路通信模块连接的RS485通信接口。
原理如下：电力载波通信模块用于检测下级电缆安全状态并与主电路对应的相线相连；借助作为电力传输的相线线路来传输各种低压信号，减少了信号线路的布线和接线，从而减少了现场施工的工作量，简化了流程；物联网智能网关设有与电力载波通信模块相连的RS485通信接口。电力载波通信模块通过物联网智能网关来实现与物联网云端无线通讯，将在一级成套设备(总配电箱或总配电箱柜)内利用物联网智能网关和电力载波通信模块完成下级配电***所有监控参数（如电流、电压、漏电流、温湿度、电缆安全状态等安全参数）的采集和上传到物联网云端的工作，用户可以借助物联网用手机APP、远程PC进行监控和管理所有建筑工地用成套设备，包括一级成套设备(总配电箱或总配电箱柜)、二级成套设备(分路配电箱)、三级成套设备（开关箱或称终端箱）中的安全参数、各级成套设备和用电设备之间的电缆在线状态，实现提前发现安全隐患，及时处理潜在的危险，防止事态扩大，防祸于未然的目的。
通过各种传感器的应用、电力载波通信模块和物联网智能网关，各级成套设备之间的通讯线路实现“相线化”，不需要额外接通讯线；远程通讯实现“无线化”。解决或简接解决了以下问题：（1）户外作业，环境恶略，避免成套设备及用电设备极容易发生绝缘破坏引发漏电危及人生安全；（2）线路中漏电可以及时发现和处理，避免引发电气火灾；（3）避免因为赶工期配电设备和用电设备往往超负荷运行，电缆的选用与用电设备常常不匹配、线路电流得不到有效的监控，而引发线路过载引起火灾；（4）避免建筑工地用成套设备独立运行时，因缺乏统一的管理和监控，而发生事故后才追悔莫及；（5）避免建筑工地用成套设备的各级成套设备如果采用传统RS485进行通信往往因工地的复杂混乱实际情况实现起来比较困难，而且通信施工困难且容易断线的问题发生；（6）采用电容补偿回路，避免电网的无功损耗很大，同时也对周边电网电能的质量和电力变压器的损耗影响；（7）减少工地电缆被盗事件发生。
由上可知，相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点：基于移动互联网和电力载波通信、RS485通信的智慧式建筑工地用成套设备的接线***，具有安全、节能、电缆防盗、移动监控管理的特点。其主电路安全性、可靠性好、二次辅助电路所取的安全参数及电缆状态上传到物联网云端，应用移动通信技术使整个临时配电***的安全性、有效性、可靠性、预防性、应急处理等功能得到了很大提升，可以有效预防人生触电、电气火灾、防止电缆被盗、杜绝电能浪费等危害。
附图说明
图1为本实用新型的***结构框图。
图2为本实用新型的***电气原理图。
图3为图2的F处放大图。
图4为图2的G处放大图。
图5为图2的H处放大图。
附图主要标号说明：1-一级成套设备，2-二级成套设备，3-三级成套设备，4-总配电区域控制，5-分路配电区域控制，6-终端用电区域控制，7-开关电源模块，8-温湿度传感器，9-三相电压电流传感器； 10-多路剩余电流监视器，11-物联网智能网关，12-功率因数控制器，13-电力载波集中通信模块，14-天线；21-电力载波分路通信模块，31-单路剩余电流监视器。
具体实施方式
下面结合附图和优选的实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行进一步详细说明。
参见图1~图2，本实用新型优选实施的智慧式建筑工地用的成套设备接线***，包括作为总配电区域控制4的一级成套设备1、作为分路配电区域控制5的二级成套设备2、作为终端用电区域控制6的三级成套设备3；
参见图2~图5，所述一级成套设备1、二级成套设备2和三级成套设备3均包括：通过主电路相线通讯的电力载波通信模块、为电力载波通信模块供电的开关电源模块7；电力载波通信模块的信号输入端和信号输出端均与一级成套设备1、二级成套设备2和三级成套设备3的对应主电路的相线连接，二级成套设备2和三级成套设备3的电力载波通信模块为电力载波分路通信模块21；电力载波通信模块用于检测下级电缆安全状态并与主电路对应的相线相连；借助作为电力传输的相线线路来传输各种低压信号，减少了信号线路的布线和接线，从而减少了现场施工的工作量，简化了流程；
参见图3，所述一级成套设备1还包括物联网智能网关11、作为物联网智能网关11与物联网云端进行无线连接的天线14，一级成套设备1中的电力载波通信模块为电力载波集中通信模块13，电力载波集中通信模块13通过RS485通信线与物联网智能网关11连接。
物联网智能网关11设有与电力载波通信模块相连的RS485通信接口。电力载波通信模块通过物联网智能网关11来实现与物联网云端无线通讯，将在一级成套设备1(总配电箱或总配电箱柜)内利用物联网智能网关11和电力载波通信模块完成下级配电***所有监控参数（如电流、电压、漏电流、温湿度、电缆安全状态等安全参数）的采集和上传到物联网云端的工作，用户可以借助物联网用手机APP、远程PC进行监控和管理所有建筑工地用成套设备，包括一级成套设备1(总配电箱或总配电箱柜)、二级成套设备2(分路配电箱)、三级成套设备3（开关箱或称终端箱）中的安全参数、各级成套设备和用电设备之间的电缆在线状态，实现提前发现安全隐患，及时处理潜在的危险，防止事态扩大，防祸于未然的目的。
优选地，所述电力载波通信模块内置有电缆防盗采样单元。
参见图3，优选地，所述一级成套设备1还包括总隔离开关H和若干与总隔离开关H串联的一级分支回路；每个一级分支回路包括一级分支回路控制开关，总隔离开关H包括带隔离功能的总隔离刀开关、断路器或漏电断路器，总隔离开关H的输出端通过作为相线的铜母排和各一级分支回路控制开关连接，一级分支回路控制开关包括依次串联的熔断器式隔离开关GL和漏电断路器LK。
参见图3，优选地，所述一级成套设备1还包括若干电容补偿回路，总隔离开关H的输出端通过铜母排与各电容补偿回路连接，电容补偿回路包括依次串联的熔断器RD、复合开关FK和电力补偿电容器组组C。
参见图3，优选地，所述一级成套设备1和二级成套设备2均还包括用于监控主电路和各个一级分支回路中的剩余电流的多路剩余电流监视器10，多路剩余电流监视器10的信号输入端与主电路和各个一级分支回路中的剩余电流互感器连接。
参见图3，优选地，所述一级成套设备1和二级成套设备2均还包括用于检测线路电压、电流和功率因数的三相电压电流传感器9或多功能电力仪表；三相电压电流传感器9或多功能电力仪表的电流信号输入端与主电路和各个一级分支回路中的电流互感器L0连接、电压信号输入端与主电路的相线连接。
参见图3，优选地，所述一级成套设备1、二级成套设备2和三级成套设备3均还包括用于检测一级成套设备内部温度和湿度的温湿度传感器8，温湿度传感器8与物联网智能网关11相连，检测用于检测一级成套设备1内部的温度和湿度。
参见图3，优选地，所述一级成套设备1还包括用于功率因数采集和功率补偿的功率因数控制器12，功率因数控制器12与复合开关FK相连；所述一级成套设备1中，多路剩余电流监视器10、三相电压电流传感器9或多功能电力仪表、温湿度控制器、功率因数控制器12均设有与物联网智能网关11连接的RS485通信接口。
参见图4，优选地，所述二级成套设备2还包括总熔断器式隔离开关GL和与总熔断器式隔离开关GL串联的若干二级一级分支回路，总熔断器式隔离开关GL通过电缆与各个二级一级分支回路连接，每个二级一级分支回路包括依次串联的熔断器RD和漏电断路器LK/断路器；所述二级成套设备2中，多路剩余电流监视器10、三相电压电流传感器9或多功能电力仪表、温湿度控制器或控制器均设有与电力载波分路通信模块21连接的RS485通信接口。
参见图5，优选地，所述三级成套设备3还包括主电路熔断器GLRD和漏电断路器LK、用于检测主电路剩余电流的电流互感器L0、用于监控剩余电流的单路剩余电流监视器31、用于检测主电路电压和电流的三相电压电流传感器9或多功能电力仪表，主电路熔断器GLRD通过电缆与漏电断路器LK串联；单路剩余电流监视器31信号输入端与剩余电流互感器连接；三相电压电流传感器9或多功能电力仪表的电流信号输入端与电流互感器L0连接、电压信号输入端与主电路的相线连接；所述三级成套设备3中，剩余电流监视器、三相电压电流传感器9或多功能电力仪表均设有与电力载波分路通信模块21连接的RS485通信接口。
上述说明内容中，对属于现有技术中常规使用的内容，如所用部件的具体结构和工艺，为了节省篇幅，不再赘述。本实用新型未揭示的加工工艺和零部件，如图中未标示的剩余电流互感器，属于常用电气元器件，按现有技术的常规技术处理即可。
根据上述说明书及具体实施例并不对本实用新型构成任何限制，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变形，也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智慧式建筑工地用的成套设备接线***，包括作为总配电区域控制的一级成套设备、作为分路配电区域控制的二级成套设备、作为终端用电区域控制的三级成套设备；其特征是，
所述一级成套设备、二级成套设备和三级成套设备均包括：通过主电路相线通讯的电力载波通信模块、为电力载波通信模块供电的开关电源模块；电力载波通信模块的信号输入端和信号输出端均与一级成套设备、二级成套设备和三级成套设备的对应主电路的相线连接，二级成套设备和三级成套设备的电力载波通信模块为电力载波分路通信模块；
所述一级成套设备还包括物联网智能网关、作为物联网智能网关与物联网云端进行无线连接的天线，一级成套设备中的电力载波通信模块为电力载波集中通信模块，电力载波集中通信模块通过RS485通信线与物联网智能网关连接。
2.如权利要求1所述的智慧式建筑工地用的成套设备接线***，其特征是：所述电力载波通信模块内置有电缆防盗采样单元。
3.如权利要求1或2所述的智慧式建筑工地用的成套设备接线***，其特征是：所述一级成套设备还包括总隔离开关和若干与总隔离开关串联的一级分支回路；每个一级分支回路包括一级分支回路控制开关，总隔离开关包括带隔离功能的总隔离刀开关、断路器或漏电断路器，总隔离开关的输出端通过作为相线的铜母排和各一级分支回路控制开关连接，一级分支回路控制开关包括依次串联的熔断器式隔离开关和漏电断路器。
4.如权利要求3所述的智慧式建筑工地用的成套设备接线***，其特征是：所述一级成套设备还包括若干电容补偿回路，总隔离开关的输出端通过铜母排与各电容补偿回路连接，电容补偿回路包括依次串联的熔断器、复合开关和电力补偿电容器组。
5.如权利要求4所述的智慧式建筑工地用的成套设备接线***，其特征是：所述一级成套设备和二级成套设备均还包括用于监控主电路和各个一级分支回路中的剩余电流的多路剩余电流监视器，多路剩余电流监视器的信号输入端与主电路和各个一级分支回路中的剩余电流互感器连接。
6.如权利要求5所述的智慧式建筑工地用的成套设备接线***，其特征是：所述一级成套设备和二级成套设备均还包括用于检测线路电压、电流和功率因数的三相电压电流传感器或多功能电力仪表；三相电压电流传感器或多功能电力仪表的电流信号输入端与主电路和各个一级分支回路中的电流互感器连接、电压信号输入端与主电路的相线连接。
7.如权利要求6所述的智慧式建筑工地用的成套设备接线***，其特征是：所述一级成套设备、二级成套设备和三级成套设备均还包括用于检测一级成套设备内部温度和湿度的温湿度传感器，温湿度传感器与物联网智能网关相连。
8.如权利要求7所述的智慧式建筑工地用的成套设备接线***，其特征是：所述一级成套设备还包括用于功率因数采集和功率补偿的功率因数控制器，功率因数控制器与复合开关相连；所述一级成套设备中，多路剩余电流监视器、三相电压电流传感器或多功能电力仪表、温湿度控制器、功率因数控制器均设有与物联网智能网关连接的RS485通信接口。
9.如权利要求8所述的智慧式建筑工地用的成套设备接线***，其特征是：所述二级成套设备还包括总熔断器式隔离开关和与总熔断器式隔离开关串联的若干二级一级分支回路，总熔断器式隔离开关通过电缆与各个二级一级分支回路连接，每个二级一级分支回路包括依次串联的熔断器和漏电断路器/断路器；所述二级成套设备中，多路剩余电流监视器、三相电压电流传感器或多功能电力仪表、温湿度控制器或控制器均设有与电力载波分路通信模块连接的RS485通信接口。
10.如权利要求9所述的智慧式建筑工地用的成套设备接线***，其特征是：所述三级成套设备还包括主电路熔断器和漏电断路器、用于检测主电路剩余电流的电流互感器、用于监控剩余电流的单路剩余电流监视器、用于检测主电路电压和电流的三相电压电流传感器或多功能电力仪表，主电路熔断器通过电缆与漏电断路器串联；单路剩余电流监视器信号输入端与剩余电流互感器连接；三相电压电流传感器或多功能电力仪表的电流信号输入端与电流互感器连接、电压信号输入端与主电路的相线连接；所述三级成套设备中，剩余电流监视器、三相电压电流传感器或多功能电力仪表均设有与电力载波分路通信模块连接的RS485通信接口。
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