CN215817488U - 双重断路保护的机房配电*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双重断路保护的机房配电***，包括人机交互装置、配电柜和多个用电机柜，配电柜中设有电源分配单元，每个用电机柜中设有塑壳断路器和多个相互并联后经塑壳断路器电连接电源分配单元的用电负载，其中每个用电负载串接有一个空气开关，每个开关状态监测装置包括限流电阻、采样电阻、电流传感器和继电器开关，继电器开关包括线圈和常闭触点，人机交互装置分别电连接各个电流传感器，每个开关状态监测装置中：线圈和对应的空气开关相互串联，限流电阻的输入端连接串联后的总输出端，限流电阻的输出端接地；常闭触点和采样电阻相互串联，串联后的总输入端连接对应空气开关的输入端，总输出端接地；电流传感器连接采样电阻的采样端。

Description

双重断路保护的机房配电***

技术领域

本实用新型涉及配电柜技术领域，特别涉及一种双重断路保护的机房配电***。

背景技术

配电柜是电动机控制中心的统称，其用于把上一级配电设备的电能分配给下一级用电负载。目前，机房配电***通常包括一个配电柜和多个用电机柜，配电柜中设有用于将电源分配给各个用电机柜的电源分配单元(Power Distribution Unit，PDU)，每个用电机柜中设有一个塑壳断路器和多个相互并联的用电负载，多个用电负载相互并联后经塑壳断路器电连接电源分配单元，其中每个用电负载串接有一个空气开关，每个用电机柜中，塑壳断路器的跳脱设定电流大于任一个空气开关的跳脱设定电流，这样就可利用塑壳断路器和空气开关实现对用电负载的双重断路保护，具体地：当某个用电负载出现短路故障而导致其输入电流超过其串接的空气开关的跳脱设定电流时，该用电负载串接的空气开关会自动断开，使得该出现短路故障的用电负载停止工作以避免发生意外，而其他用电负载继续得电工作；当某个用电机柜的输入电流超过该用电机柜中的塑壳断路器的跳脱设定电流时，该用电机柜中的塑壳断路器会自动断开，使得该用电机柜整体不再从电源分配单元取电，从而令该用电机柜中的全部用电负载停止工作以避免发生意外。

在出现短路故障的用电负载停止工作之后，维护人员需要及时对该出现短路故障的用电负载进行维护，因此，现有的机房配电***通常在各个用电负载的输入端设置电流传感器，利用电流传感器的检测结果来判断用电负载是否出现短路故障，具体地：当用电负载正常工作时，对应的电流传感器检测到该用电负载的工作电流，因此可判断对应的空气开关没有断开，即该用电负载没有出现短路故障；当某个用电负载出现短路故障而导致对应的空气开关自动断开之后，对应的电流传感器就检测不到电流，故可判断出对应的空气开关自动断开，从而可利用电流传感器的检测结果找到出现短路故障的用电负载。

但是，用电负载通常设有负载开关，当某个用电负载无需投入使用时，用户会手动操作负载开关令该用电负载断电停止工作，此时该用电负载是没有出现短路故障的，故该用电负载空气开关没有断开，但电流传感器会因用电负载断电而检测不到工作电流，从而会误判对应的空气开关自动断开。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何避免维护人员误判机房配电***中的空气开关自动断开。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种双重断路保护的机房配电***，包括配电柜和多个用电机柜，所述配电柜中设有用于将电源分配给各个用电机柜的电源分配单元，每个用电机柜中设有塑壳断路器和多个相互并联的用电负载，多个用电负载相互并联后经所述塑壳断路器电连接所述电源分配单元，其中每个用电负载串接有一个空气开关，包括人机交互装置和多个开关状态监测装置，所述多个开关状态监测装置分别用于监测各个空气开关的开合状态，每个开关状态监测装置包括限流电阻、采样电阻、电流传感器和继电器开关，所述继电器开关包括线圈和常闭触点，所述人机交互装置分别电连接各个开关状态监测装置的电流传感器，每个开关状态监测装置中：所述线圈和对应监测的空气开关相互串联，所述限流电阻的输入端连接相互串联的线圈和空气开关的总输出端，所述限流电阻的输出端接地；所述常闭触点和所述采样电阻相互串联，相互串联的常闭触点和采样电阻的总输入端连接对应监测的空气开关的输入端，相互串联的常闭触点和采样电阻的总输出端接地；所述电流传感器连接所述采样电阻的采样端。

优选地，所述人机交互装置包括相互电连接的控制器和触控屏，所述控制器分别电连接各个开关状态监测装置的电流传感器。

优选地，所述控制器是PLC控制器

优选地，每个用电机柜中，所述塑壳断路器的跳脱设定电流大于任一个空气开关的跳脱设定电流。

优选地，每个用电机柜中设有一个连接所述塑壳断路器输出端的浪涌保护器。

本实用新型具有以下有益效果：

机房配电***在正常工作状态下，各个塑壳断路器和各个空气开关闭合，如此则电源电流先经电源分配单元的分配，分别流经闭合的塑壳断路器输入到各个用电机柜中，再流经用电机柜中各个闭合的空气开关和继电器开关线圈之后分别供给用电负载和限流电阻，使各个用电负载带电工作，这样分别串联各个空气开关的继电器开关线圈得电，使得继电器开关的常闭触点断开，因此电源电流不会流经已断开的常闭触点供给采样电阻，此时电流传感器就检测不到有电流流经采样电阻，故不会向人机交互装置发送警报信号。

当某个用电负载无需投入使用时，用户可手动操作负载开关令该用电负载断电停止工作，此时该用电负载是没有出现短路故障的，故该用电负载串接的空气开关不会自动断开，如此则电源电流继续流经对应的空气开关、继电器开关线圈供给限流电阻，这样继电器开关线圈继续得电，使得继电器开关的常闭触点保持断开，如此则电源电流仍不会流经已断开的常闭触点供给采样电阻，此时电流传感器仍检测不到有电流流经采样电阻，故不会向人机交互装置发送警报信号。

当某个用电负载出现短路故障而导致其输入电流超过其串接的空气开关的跳脱设定电流时，该用电负载串接的空气开关会自动断开，从而令该用电负载断电停止工作以避免发生意外，此时串联该空气开关的继电器开关线圈就会失电，使得该继电器开关的常闭触点恢复至闭合状态，如此则电源电流就会流经已闭合的常闭触点供给采样电阻，此时电流传感器就检测到有电流流经采样电阻，并据此发送相应的警报信号给人机交互装置，人机交互装置在接收到警报信号之后显示该用电负载出现短路故障的相关信息给维护人员查看。

综上，本机房配电***在正常工作和用户手动令用电负载断电时，空气开关都没有自动断开，此时电流传感器不会向人机交互装置发送警报信号，人机交互装置就不会显示用电负载出现短路故障的相关信息；而在某个用电负载出现短路故障时，该用电负载串接的空气开关自动断开，此时电流传感器向人机交互装置发送警报信号，人机交互装置在接收到该警报信息之后才会显示该用电负载出现短路故障的相关信息给维护人员查看。因此，本机房配电***能避免维护人员误判空气开关自动断开。

附图说明

图1是双重断路保护的机房配电***的电路连接示意图；

图2是开关状态监测装置连接用电机柜的电路连接示意图。

附图标记说明：1-配电柜；2-用电机柜；3-电源分配单元；4-用电负载；5-空气开关；6-塑壳断路器；7-人机交互装置；8-开关状态监测装置；9-限流电阻；10-采样电阻；11-电流传感器；12-线圈；13-常闭触点；14-浪涌保护器。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明创造作进一步详细说明。

双重断路保护的机房配电***如图1所示，包括配电柜1、用电机柜2和人机交互装置7，其中，用电机柜2有两个，配电柜1给两个用电机柜2分配电源，两个用电机柜2电连接人机交互装置7。

配电柜1中设有一个电源分配单元3(Power Distribution Unit，简称PDU)，电源分配单元3用于将电源分配给各个用电机柜2，每个用电机柜2中设有三个用电负载4、三个空气开关5、一个塑壳断路器6和一个浪涌保护器14。每个用电机柜2中，三个用电负载4相互并联后经塑壳断路器6电连接配电柜1的电源分配单元3，其中每个用电负载4串接一个空气开关5，浪涌保护器14连接塑壳断路器6的输出端。浪涌保护器14又叫防雷器，当用电机柜2的电气回路因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器14能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对用电机柜2的电气回路中的用电负载4造成损害。

每个用电机柜2中，塑壳断路器6的跳脱设定电流大于任一个空气开关5的跳脱设定电流，这样就可利用塑壳断路器6和空气开关5实现对用电负载4的双重断路保护，具体地：当某个用电负载4出现短路故障而导致其输入电流超过其串接的空气开关5的跳脱设定电流时，该用电负载4串接的空气开关5自动断开以切断电流，使得该出现短路故障的用电负载4停止工作以避免发生意外，而其他用电负载4继续得电工作；当某个用电机柜2的输入电流超过该用电机柜2中的塑壳断路器6的跳脱设定电流时，该用电机柜2中的塑壳断路器6自动断开以切断电流，使得该用电机柜2整体不再从电源分配单元3取电，从而令该用电机柜2中的全部用电负载4停止工作以避免发生意外。

见图2，每个用电机柜2中设有三个开关状态监测装置8，这三个开关状态监测装置8分别用于监测各个空气开关5的开合状态。每个开关状态监测装置8包括限流电阻9、采样电阻10、电流传感器11和继电器开关，其中，继电器开关包括线圈12和常闭触点13，人机交互装置7分别电连接各个开关状态监测装置8的电流传感器11。

每个开关状态监测装置8中：线圈12和对应监测的空气开关5相互串联，限流电阻9的输入端连接相互串联的线圈12和空气开关5的总输出端，限流电阻9的输出端接地；常闭触点13和采样电阻10相互串联，相互串联的常闭触点13和采样电阻10的总输入端连接对应监测的空气开关5的输入端，相互串联的常闭触点13和采样电阻10的总输出端接地；电流传感器11连接采样电阻10的采样端。其中，电流传感器11是一种电流检测装置，其能检测到采样电阻10的电流信息，并能将检测到的电流信息按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

本实施例中，人机交互装置7包括相互电连接的控制器和触控屏(图中都未示出)，该控制器是PLC控制器(可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller)，该控制器分别电连接各个开关状态监测装置8的电流传感器11，从而能获取电流传感器11的检测数据，并把各项检测数据通过触控屏显示给维护人员查看。

机房配电***在正常工作状态下，各个塑壳断路器6和各个空气开关5闭合，如此则电源电流先经电源分配单元3分配，分别流经两个闭合的塑壳断路器6输入到两个用电机柜2中，再流经用电机柜2中各个闭合的空气开关5和继电器开关线圈12之后分别供给用电负载4和限流电阻9，使各个用电负载4带电工作，这样分别串联各个空气开关5的继电器开关线圈12得电，使得继电器开关的常闭触点13断开，因此电源电流不会流经已断开的常闭触点13供给采样电阻10，此时电流传感器11就检测不到有电流流经采样电阻10，故不会向人机交互装置7发送警报信号。

当某个用电负载4无需投入使用时，用户可手动操作负载开关令该用电负载4断电停止工作，此时该用电负载4是没有出现短路故障的，故该用电负载4串接的空气开关5不会自动断开，如此则电源电流继续流经对应的空气开关5和继电器开关线圈12供给限流电阻9，这样继电器开关线圈12继续得电，使得继电器开关的常闭触点13保持断开，如此则电源电流仍不会流经已断开的常闭触点13供给采样电阻10，此时电流传感器11仍检测不到有电流流经采样电阻10，故不会向人机交互装置7发送警报信号。

当某个用电负载4出现短路故障而导致其输入电流超过其串接的空气开关5的跳脱设定电流时，该用电负载4串接的空气开关5会自动断开，从而令该用电负载4断电停止工作以避免发生意外，此时串联该空气开关5的继电器开关线圈12就会失电，使得该继电器开关的常闭触点13恢复至闭合状态，如此则电源电流就会流经已闭合的常闭触点13供给采样电阻10，此时电流传感器11就检测到有电流流经采样电阻10，并据此发送相应的警报信号给人机交互装置7的控制器，人机交互装置7的控制器在接收到警报信号之后，通过触控屏显示该用电负载4出现短路故障的相关信息给维护人员查看。

综上，本机房配电***在正常工作和用户手动操作负载开关令用电负载4断电时，空气开关5都没有自动断开，此时电流传感器11不会向人机交互装置7发送警报信号，人机交互装置7就不会显示用电负载4出现短路故障的相关信息；而在某个用电负载4出现短路故障时，该用电负载4串接的空气开关5自动断开，此时电流传感器11向人机交互装置7发送警报信号，人机交互装置7在接收到该警报信息之后才会显示该用电负载4出现短路故障的相关信息给维护人员查看。因此，本机房配电***能避免维护人员误判空气开关5自动断开。

在其他实施例中，本机房配电***的用电机柜2数量可以设置成两个以上的其他数量，例如3个、4个、5个……；每个用电机柜2中的用电负载4数量也可以设置两个以上的其它数量，例如2个、4个、5个……，如此则每个用电机柜2中对应的空气开关5需设置成对应用电负载4的数量。

如上所述仅为本发明创造的实施方式，不以此限定专利保护范围。本领域技术人员在本发明创造的基础上作出非实质性的变化或替换，仍落入专利保护范围。

Claims (5)

1.双重断路保护的机房配电***，包括配电柜(1)和多个用电机柜(2)，所述配电柜(1)中设有用于将电源分配给各个用电机柜(2)的电源分配单元(3)，每个用电机柜(2)中设有塑壳断路器(6)和多个相互并联的用电负载(4)，多个用电负载(4)相互并联后经所述塑壳断路器(6)电连接所述电源分配单元(3)，其中每个用电负载(4)串接有一个空气开关(5)，其特征是，包括人机交互装置(7)和多个开关状态监测装置(8)，所述多个开关状态监测装置(8)分别用于监测各个空气开关(5)的开合状态，每个开关状态监测装置(8)包括限流电阻(9)、采样电阻(10)、电流传感器(11)和继电器开关，所述继电器开关包括线圈(12)和常闭触点(13)，所述人机交互装置(7)分别电连接各个开关状态监测装置(8)的电流传感器(11)，每个开关状态监测装置(8)中：所述线圈(12)和对应监测的空气开关(5)相互串联，所述限流电阻(9)的输入端连接相互串联的线圈(12)和空气开关(5)的总输出端，所述限流电阻(9)的输出端接地；所述常闭触点(13)和所述采样电阻(10)相互串联，相互串联的常闭触点(13)和采样电阻(10)的总输入端连接对应监测的空气开关(5)的输入端，相互串联的常闭触点(13)和采样电阻(10)的总输出端接地；所述电流传感器(11)连接所述采样电阻(10)的采样端。

2.根据权利要求1所述的机房配电***，其特征是，所述人机交互装置(7)包括相互电连接的控制器和触控屏，所述控制器分别电连接各个开关状态监测装置(8)的电流传感器(11)。

3.根据权利要求2所述的机房配电***，其特征是，所述控制器是PLC控制器。

4.根据权利要求1所述的机房配电***，其特征是，每个用电机柜(2)中，所述塑壳断路器(6)的跳脱设定电流大于任一个空气开关(5)的跳脱设定电流。

5.根据权利要求1所述的机房配电***，其特征是，每个用电机柜(2)中设有一个连接所述塑壳断路器(6)输出端的浪涌保护器(14)。

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