CN107957520A - 配电柜及其检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配电柜及其检测装置。上述的检测装置包括第一采样组件、第一分析组件以及显示组件；第一采样组件用于采集回路的电参数的信号；第一分析组件包括第一壳体、分析单元和第一连接端，分析单元设置于第一壳体上，第一壳体开设有第一插孔；第一连接端与分析单元通信连接；第一采样组件伸入第一插孔内，以与第一连接端电连接；分析单元用于根据回路的电参数的信号进行计算并发出第一告警信息；显示组件与分析单元通信连接，显示组件用于显示第一显示信息。上述的配电柜及其检测装置，大大提高了配电柜的负载回路的诊断效率。

Description

配电柜及其检测装置

技术领域

本发明涉及配电的技术领域，特别是涉及一种配电柜及其检测装置。

背景技术

在数据中心领域的配电方案中，配电柜一般位于UPS(Uninterruptible PowerSystem/Uninterruptible Power Supply，不间断电源)和负载(如服务器、网络和储存设备等)之间，以为负载提供电源。配电柜在配电系统中起到分流的作用。由于数据中心包括多路负载，且任何一路负载都很重要而不能轻易停电，需在配电柜与任一路负载之间设置监控器，以监测负载的电气参数(如电压、电流、谐波含量和电能等)。

每一路负载的回路均通过电流互感器和电压采样端子等来检测电路的电气参数。由于配电柜需要供电的负载的数目较多(几十个或上百个)，相应的回路数目也较多，导致配电柜内部的电流互感器、电压采样端子及将电流电压信号上传至监控单元的导线数量也增多；由于配电柜的导线的数量较多，当其中一个负载出现故障时，配电柜的负载回路的诊断效率较低。

发明内容

基于此，有必要针对配电柜的负载回路的诊断效率较低的问题，提供一种配电柜及其检测装置。

一种检测装置，设于UPS与回路连接的电路中，所述检测装置包括：

第一采样组件，用于与所述回路通信连接，所述第一采样组件用于采集所述回路的电参数的信号；

第一分析组件，包括第一壳体、分析单元和第一连接端，所述分析单元设置于所述第一壳体上，所述第一壳体开设有第一插孔；所述第一连接端与所述分析单元通信连接；所述第一采样组件伸入第一插孔内，以与所述第一连接端电连接；所述分析单元用于根据所述回路的电参数的信号进行计算并发出第一显示信息；以及

显示组件，与所述分析单元通信连接，所述显示组件用于显示所述第一显示信息。

在其中一个实施例中，检测装置还包括第二采样组件和第二分析组件；所述第二采样组件和所述第二分析组件电连接，所述第二分析组件与所述显示组件通信连接；所述第二采样组件通信连接于与所述回路电连接的主路上，所述第二采样组件用于采集所述主路的电参数的信号；所述第二分析组件用于根据所述主路的电参数的信号进行计算并发出第二显示信息；所述显示组件还用于显示所述第二显示信息，以便维修人员快速确定配电柜的故障位置。

在其中一个实施例中，所述第一采样组件包括第二壳体、第一导线、第二导线、连接件、线路板、采集元件和第二连接端；

所述第二壳体上开设有第一导线孔、第二导线孔和第二插孔，所述第一导线穿设于所述第一导线孔内，所述第二导线穿设于所述第二导线孔内，所述连接件的两端分别与所述第一导线和所述第二导线电连接；所述线路板设置于所述第二壳体上，所述线路板与所述第一导线通信连接；所述第一导线远离所述连接件的端部与所述回路电连接；所述第二导线远离所述连接件的端部与所述回路电连接；

所述采集元件设于所述第二壳体上，所述采集元件与所述连接件通信连接，所述采集元件用于采集所述回路的电参数；所述第二连接端设置于所述线路板上，且所述第二连接端分别穿设于所述第二插孔和所述第一插孔内，以与所述第一连接端通信连接。

在其中一个实施例中，所述采集元件包括互感器线圈和电压采样线；所述互感器线圈套接于所述第一导线上，所述互感器线圈的两端分别与所述连接件和所述线路板电连接；所述电压采样线的两端分别与所述连接件和所述线路板电连接，以对回路的电流和电压进行诊断。

在其中一个实施例中，所述线路板包括线路板本体、二极管和电阻，所述二极管的两端分别与所述电路板本体和所述互感器线圈电连接，所述电阻的两端分别与所述线路板本体和所述电压采样线电连接，所述第二连接端与所述线路板本体电连接，二极管可以防止互感器线圈开路产生的高压，电阻可以降低电压采样线的电压，以便采集元件对回路的电参数进行较好地采集。

在其中一个实施例中，所述第二壳体包括壳本体、紧固套和接线端子，所述紧固套连接于所述壳本体上，所述紧固套开设有通孔和螺纹孔，所述通孔与所述螺纹孔连通，所述第二导线穿设于所述通孔内，所述接线端子位于所述螺纹孔内与所述紧固套螺纹连接；至少部分所述连接件位于所述通孔内，所述接线端子将所述连接件压紧于所述第二导线上，所述连接件远离所述接线端子的一端与所述第一导线电连接，使所述连接件的两端分别与所述第一导线和所述第二导线电连接。

在其中一个实施例中，检测装置还包括第三导线，所述第一壳体上开设有第三插孔，所述第三导线的一端伸入所述第三插孔内与所述分析单元通信连接，所述第三导线的另一端与所述显示组件通信连接，使所述分析单元与所述显示组件通信连接。

在其中一个实施例中，检测装置还包括第四导线，所述第四导线的数目至少为一个，所述第一分析组件的数目至少为两个，相邻两个所述第一分析组件的第一壳体均开设有第四插孔，第四导线的两端分别伸入相邻的两个所述第一分析组件的第一壳体的第四插孔内与相应的所述分析单元通信连接，使相邻两个第一分析组件通过第四导线串联于一起。

在其中一个实施例中，所述显示组件包括显示单元和显示屏，所述显示单元与所述显示屏通信连接，所述分析单元和所述第二分析组件均与所述显示单元通信连接。

一种配电柜，包括柜体、断路器和上述的检测装置；所述断路器与所述回路电连接，所述断路器用于切断所述回路的电流；所述断路器和所述第一采样组件均固定于所述柜体上，所述第一采样组件与所述断路器电连接；所述第一壳体固定于所述柜体上。

上述的配电柜及其检测装置，第一采样组件与回路通信连接，由于第一采样组件通过第一连接端与分析单元通信连接，分析单元根据回路的电参数的信号进行计算并发出第一告警信息，显示组件对回路的电参数及第一告警信息进行显示，以便使用者直观查看回路的电参数及其第一告警信息；当回路中的负载出现故障时，相应的电参数也会显示异常，维修人员仅需根据显示组件的显示信息对回路进行快速维修，大大提高了配电柜的负载回路的诊断效率。

附图说明

图1为一实施例的检测装置与断路器连接的立体图，其中，部分检测装置与断路器均固定于基座上；

图2为图1所示检测装置的第一分析组件的立体图；

图3为图2所示第一分析组件的剖视图；

图4为图1所示检测装置的第一采样组件的主视图；

图5为图4所示第一采样组件的内部结构示意图；

图5a为图5所示第一采样组件的A处局部放大图；

图5b为图5所示第一采样组件的B处局部放大图；及

图6为图4所示第一采样组件的立体图(部分壳本体被省略)。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对配电柜及其检测装置进行更全面的描述。附图中给出了配电柜及其检测装置的首选实施例。但是，配电柜及其检测装置可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对配电柜及其检测装置的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在配电柜及其检测装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一实施例的配电柜(图中未示出)包括柜体(图中未示出)、断路器10和检测装置20。断路器10用于切断回路(图未示)的电流。检测装置20与回路通信连接。在本实施例中，回路的一端与负载电连接，另一端与UPS电连接，回路中的电流为强电。检测装置20设于回路与UPS之间，检测装置20与回路通信连接，所以从回路中接入检测装置20内的电流也为强电。

检测装置20包括第一采样组件100、第一分析组件200以及显示组件300。第一采样组件100用于与回路通信连接。第一采样组件100用于采集回路的电参数的信号。具体的，第一采样组件100和回路的数目均为多个，多个第一采样组件100用于与多个回路一一对应通信连接。同时参见图2，第一分析组件200包括第一壳体210、分析单元220(如图3所示)和第一连接端230(如图3所示)。如图3所示，分析单元220设置于第一壳体210上。同时参见图2，第一壳体210开设有第一插孔211。第一连接端230与分析单元220通信连接。第一采样组件100伸入第一插孔211内，以与第一连接端230电连接。分析单元220用于根据回路的电参数的信号进行计算并发出第一显示信息。

在本实施例中，第一连接端230和第一插孔211的数目均为多个，多个第一连接端230均与分析单元220通信连接。多个第一采样组件100分别伸入相应的一个第一插孔211内，以与相应的一个第一连接端230电连接。

第一壳体210呈长方体状。第一壳体210上开设有多个间隔分布的第一插孔211。分析单元220通过螺钉固定于第一壳体210的上。具体的，分析单元220通过螺钉固定于第一壳体210的内壁上。在其他实施例中，分析单元220还可以通过胶接或焊接固定于第一壳体210上。第一连接端230的数目为多个，多个第一连接端230均固定于分析单元220上，多个第一连接端230分别与相应的一个第一插孔211相对应。多个第一采样组件100分别伸入相应的一个第一插孔211内与第一连接端230电连接。具体在本实施例中，多个第一连接端230均通过焊接连接于分析单元220上。在其他实施例中，多个第一连接端230与分析单元220一体加工成型而成。显示组件300与分析单元220通信连接。显示组件300用于显示第一显示信息。第一显示信息包括回路中的电流、电压和回路的告警信息等。

如图1所示，断路器10和第一采样组件100均固定于柜体上，第一采样组件100与断路器10电连接。第一壳体210固定于柜体上。在本实施例中，断路器10的数目为多个，多个断路器10和多个第一采样组件100均固定于柜体上，多个第一采样组件100与多个断路器10一一对应电连接。第一壳体210固定于柜体上。柜体包括柜体本体(图中未示出)和基座30，柜体本体与基座30连接。多个断路器10和多个第一采样组件100均固定于基座30上。第一壳体210通过螺钉固定于基座30上。在其他实施例中，第一壳体210还可以通过焊接或胶接固定于基座30上。

如图1所示，在其中一个实施例中，检测装置20还包括第二采样组件400和第二分析组件500。第二采样组件400和第二分析组件500电连接，第二分析组件500与显示组件300通信连接。第二采样组件400通信连接于与回路电连接的主路(图未示)上，第二采样组件400用于采集主路的电参数的信号。第二分析组件500用于根据主路的电参数的信号进行计算并发出第二告警信息。显示组件300还用于显示第二显示信息，以便维修人员快速确定配电柜的故障位置。在本实施例中，第二显示信息包括主路中的电流、电压和主路的告警信息等。主路的电流通过多个回路的电流汇集而成，主路分别与多个回路电连接。主路远离回路的端部与UPS电连接。第二采样组件400与主路通信连接，所以从主路中接入第二采样组件400的电流为强电。

如图1所示，在其中一个实施例中，显示组件300包括显示单元310和显示屏320，显示单元310与显示屏320通信连接，分析单元220和第二分析组件500均与显示单元310通信连接。在本实施例中，显示屏320为液晶显示屏。显示单元310与显示屏320各自独立设置。在其他实施例中，显示单元310与显示屏320可以集成设置，即显示单元310可以集成于显示屏320内。

如图4、图5所示，在其中一个实施例中，第一采样组件100包括第二壳体110、第一导线120、第二导线130、线路板140、采集元件150、第二连接端160和连接件170。同时参见图5，第二壳体110上开设有第一导线孔111、第二导线孔113和第二插孔115(如图5a所示)，第一导线120穿设于第一导线孔111内，第二导线130穿设于第二导线孔113内，连接件170的两端分别与第一导线120和第二导线130电连接。线路板140设置于第二壳体110上，线路板140与第一导线120通信连接。第一导线120远离连接件170的端部与回路电连接。第二导线130远离连接件170的端部与回路电连接。采集元件150设于第二壳体110上，采集元件150与连接件170通信连接，采集元件150用于采集回路的电参数。第二连接端160设置于线路板140上，且第二连接端160分别穿设于第二插孔115和第一插孔211(如图3所示)内，以与第一连接端230通信连接。在本实施例中，第二连接端160分别穿设于第二插孔115和其中一个第一插孔211(如图3所示)内，以与相应的一个第一连接端230通信连接。

如图1所示，第二壳体110通过焊接连接于基座30上，在其他实施例中，第二壳体110还可以通过胶接或其他连接方式固定于基座30上。基座30上开设有通线孔32，多个第一采样组件100的第一导线120均穿设于通线孔32内。同时参见图5，第一导线120穿设于第一导线孔111内与第二导线130电连接，以便对第一导线120进行理线、绑扎和接线。第二壳体110的内壁上开设有卡槽112，线路板140卡入卡槽112内。可以理解，卡槽112可以省略。在其他实施例中，线路板140可以通过螺钉连接或胶接或焊接于第二壳体110上。第二连接端160为电流电压连接器。第二连接端160用于传输电流和电压信号。第一导线120和第二导线130均与回路电连接。断路器10设于第二导线130与回路之间连接的电路上。

如图5所示，在其中一个实施例中，第二壳体110的外壁上设有弧形槽114，弧形槽114的内壁上设有多个齿牙114a。在拆装时，使用者可以通过手指伸入弧形槽114内以握持第二壳体110，方便第二壳体110的拆装。再次参见图1，多个第一采样组件100平行固定于基座30上，多个第一采样组件100与多个断路器10一一对应电连接。

如图5b所示，在其中一个实施例中，采集元件150包括互感器线圈152和电压采样线154。互感器线圈152套接于第一导线120上，互感器线圈152的两端分别与连接件170和线路板140电连接。电压采样线154的两端分别与连接件170和线路板140电连接，以对回路的电流和电压进行诊断。

如图5b所示，在其中一个实施例中，线路板140包括线路板本体142、二极管144和电阻146，二极管144的两端分别与线路板本体142和互感器线圈152电连接，电阻146的两端分别与线路板本体142和电压采样线154电连接。再次参见图5，第二连接端160与线路板本体142电连接。二极管144可以防止互感器线圈152开路产生的高压，电阻146可以降低电压采样线154的电压，以便采集元件150对回路的电参数进行较好地采集。在本实施例中，二极管144为钳位二极管。当断路器10断路时，互感器线圈152处于开路状态，二极管144可以防止互感器线圈152开路时产生的高压。电阻146为降压高阻，具有较大阻值，起到降低电压采样线154的电压的作用。

如图6所示，在其中一个实施例中，第二壳体110包括紧固套116、接线端子117和壳本体118，紧固套116连接于壳本体118上，紧固套116开设有通孔116a和螺纹孔116b，通孔116a与螺纹孔116b连通，第二导线130穿设于通孔116a内，接线端子117位于螺纹孔116b内与紧固套116螺纹连接。至少部分连接件170位于通孔116a内，接线端子117将连接件170压紧于第二导线130上，连接件170远离接线端子117的一端与第一导线120电连接，使连接件170的两端分别与第一导线120和第二导线130电连接。在本实施例中，连接件170为铜片，具有较好地导电性能。接线端子117为一次接线端子。

再次参见图1，在其中一个实施例中，检测装置20还包括第三导线700，第一壳体210上开设有第三插孔213，第三导线700的一端伸入第三插孔213内与分析单元220(如图3所示)通信连接，第三导线700的另一端与显示组件300通信连接，使分析单元220与显示组件300通信连接。在其中一个实施例中，检测装置20还包括第四导线800，第四导线800的数目至少为一个，第一分析组件200的数目至少为两个，相邻两个第一分析组件200的第一壳体210均开设有第四插孔215，第四导线800的两端分别伸入相邻的两个第一分析组件200的第一壳体210的第四插孔215内与相应的分析单元220通信连接，使相邻两个第一分析组件200通过第四导线800串联于一起，以将所有的第一分析组件200的分析单元220发出的第一告警信息及回路的电参数上传至显示组件300。在本实施例中，第四插孔215为级联接口。

在本实施例中，第四导线800的数目为n(n≥1)个，第一分析组件200和基座30的数目均为2n个。相邻两个第一分析组件200的第一壳体210均开设有第四插孔215，使2n个第一分析组件200串联于一起。2n个第一分析组件200均对相应的多个回路上的电参数信号进行计算并发出第一告警信息，第一告警信息通过第三导线700输入至显示组件300进行显示。具体地，在本实施例中，九个第一分析组件200与九个第一采样组件100一一对应电连接，以对第一采样组件100采集到的回路上的电参数信号进行计算并发出第一告警信息，相应的，每个第一分析组件200对应与相应的一个断路器10电连接。九个断路器10和九个第一采样组件100均固定于同一基座30上。

上述的配电柜及其检测装置20，第一采样组件100与回路通信连接，由于第一采样组件100通过第一连接端230与分析单元220通信连接，分析单元220根据回路的电参数的信号进行计算并发出第一告警信息，显示组件300对回路的电参数及第一告警信息进行显示，以便使用者直观查看回路的电参数及其第一告警信息。当回路中的负载出现故障时，相应的电参数也会显示异常，维修人员仅需根据显示组件300的显示信息对回路进行快速维修，大大提高了配电柜的负载回路的诊断效率。

特别的，当第一采样组件100的数目为多个时，多个第一采样组件100分别与相应的一个回路通信连接，由于多个第一采样组件100分别通过相应的一个第一连接端230与分析单元220通信连接，分析单元220根据回路的电参数的信号进行计算并发出第一告警信息，显示组件300对回路的电参数及第一告警信息进行显示，以便使用者直观查看各个回路的电参数及其第一告警信息。当回路中的负载出现故障时，相应的电参数也会显示异常，维修人员仅需根据显示组件300的显示信息对相应的回路进行快速维修，大大提高了配电柜的负载回路的诊断效率。

上述的配电柜具有以下的有益的技术效果：

1)有效地减少配电柜内部的元器件及导线的数目，提高配电柜的生产效率，同时可以降低配电柜的故障率。由于传统的电路或电压的分析单元220仅能够对各自的回路的电参数进行分析，当回路的数目较多时，配电柜内部的元器件及导线的数目较多，从而不易理线或接线。由于配电柜内部的电连接的接触点较多，容易出现故障，而上述的配电柜的电流或电压的分析单元220集成于第一分析组件200内部，且分析单元220可以对多个回路的电参数的信号进行计算并发出第一告警信息，且配电柜内部的电连接的接触点大大地减少。

2)方便使用者的维护工作。当使用者需更换第一分析组件200的分析单元220时，无需对重要负载进行停电，即无需对回路进行停电；当使用者需更换第一采样组件100时，只需对本回路对应的负载进行停电，从而不会影响其他回路的负载。

3)配电柜的成本较低。

4)配电柜的性能较为可靠。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种检测装置，设于UPS与回路连接的电路中，其特征在于，所述检测装置包括：

第一采样组件，用于与所述回路通信连接，所述第一采样组件用于采集所述回路的电参数的信号；

第一分析组件，包括第一壳体、分析单元和第一连接端，所述分析单元设置于所述第一壳体上，所述第一壳体开设有第一插孔；所述第一连接端与所述分析单元通信连接，所述第一采样组件伸入第一插孔内，以与所述第一连接端电连接；所述分析单元用于根据所述回路的电参数的信号进行计算并发出第一显示信息；以及

显示组件，与所述分析单元通信连接，所述显示组件用于显示所述第一显示信息。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括第二采样组件和第二分析组件；所述第二采样组件和所述第二分析组件电连接，所述第二分析组件与所述显示组件通信连接；所述第二采样组件通信连接于与所述回路电连接的主路上，所述第二采样组件用于采集所述主路的电参数的信号；所述第二分析组件用于根据所述主路的电参数的信号进行计算并发出第二显示信息；所述显示组件还用于显示所述第二显示信息。

3.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于，所述第一采样组件包括第二壳体、第一导线、第二导线、连接件、线路板、采集元件和第二连接端；

所述第二壳体上开设有第一导线孔、第二导线孔和第二插孔，所述第一导线穿设于所述第一导线孔内，所述第二导线穿设于所述第二导线孔内，所述连接件的两端分别与所述第一导线和所述第二导线电连接；所述线路板设置于所述第二壳体上，所述线路板与所述第一导线通信连接；所述第一导线远离所述连接件的端部与所述回路电连接；所述第二导线远离所述连接件的端部与所述回路电连接；

所述采集元件设于所述第二壳体上，所述采集元件与所述连接件通信连接，所述采集元件用于采集所述回路的电参数；所述第二连接端设置于所述线路板上，且所述第二连接端分别穿设于所述第二插孔和所述第一插孔内，以与所述第一连接端通信连接。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述采集元件包括互感器线圈和电压采样线；所述互感器线圈套接于所述第一导线上，所述互感器线圈的两端分别与所述连接件和所述线路板电连接；所述电压采样线的两端分别与所述连接件和所述线路板电连接。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述线路板包括线路板本体、二极管和电阻，所述二极管的两端分别与所述电路板本体和所述互感器线圈电连接，所述电阻的两端分别与所述线路板本体和所述电压采样线电连接，所述第二连接端与所述线路板本体电连接。

6.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述第二壳体包括壳本体、紧固套和接线端子，所述紧固套连接于所述壳本体上，所述紧固套开设有通孔和螺纹孔，所述通孔与所述螺纹孔连通，所述第二导线穿设于所述通孔内，所述接线端子位于所述螺纹孔内与所述紧固套螺纹连接；至少部分所述连接件位于所述通孔内，所述接线端子将所述连接件压紧于所述第二导线上，所述连接件远离所述接线端子的一端与所述第一导线电连接，使所述连接件的两端分别与所述第一导线和所述第二导线电连接。

7.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，还包括第三导线，所述第一壳体上开设有第三插孔，所述第三导线的一端伸入所述第三插孔内与所述分析单元通信连接，所述第三导线的另一端与所述显示组件通信连接，使所述分析单元与所述显示组件通信连接。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，还包括第四导线，所述第四导线的数目至少为一个，所述第一分析组件的数目至少为两个，相邻两个所述第一分析组件的第一壳体均开设有第四插孔，第四导线的两端分别伸入相邻的两个所述第一分析组件的第一壳体的第四插孔内与相应的所述分析单元通信连接。

9.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述显示组件包括显示单元和显示屏，所述显示单元与所述显示屏通信连接，所述分析单元和所述第二分析组件均与所述显示单元通信连接。

10.一种配电柜，其特征在于，包括柜体、断路器和权利要求1至9任一项所述的检测装置；所述断路器与所述回路电连接，所述断路器用于切断所述回路的电流；所述断路器和所述第一采样组件均固定于所述柜体上，所述第一采样组件与所述断路器电连接；所述第一壳体固定于所述柜体上。