CN109683108A - 一种可热插拔式电源监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可热插拔式电源监测装置，用于解决现有电源检测传感器无法从供电系统中热插拔的技术问题。所述的可热插拔式电源监测装置包括底座和检测模块，所述检测模块与所述底座插接组合，所述检测模块中设置有传感器，所述底座上设置有进线口和出线口，分别与被测电源系统和用电设备连接；所述检测模块插入所述底座中时，所述电源系统的电流首先通过所述检测模块，被所述传感器检测，然后通过所述底座向所述用电设备供电，所述检测模块从所述底座中拔出时，所述电源系统的电流直接通过所述底座向所述用电设备供电。本发明实现了在系统不断电的情况下，对传感器监测模块进行更换。

Description

一种可热插拔式电源监测装置

技术领域

本发明涉及电源监测领域，具体涉及一种可热插拔式电源监测装置。

背景技术

通信用高压直流电源又称HVDC，是一种新型的直流不间断供电系统，这里说的高压是相对传统的-48V直流通信电源而言，主要应用在IT设备较为集中并对供电可靠性有一定要求的场合，如数据中心，客服中心等。

HVDC系统主要由交流配电单元、整流模块、蓄电池、直流配电单元、电池管理单元、绝缘监测装置及监控模块组成。其中，监控模块是整个系统的“大脑”和“眼睛”，担负着各单元实时运行情况的监测和处理的重任；绝缘监测装置可对直流母线、输出分路对大地的绝缘状况进行实时监测，保证操作人员的人身安全。

监控模块主要包括霍尔传感器，绝缘监测装置主要包括漏电流传感器。现在市场上虽然存在不同型号的霍尔传感器以及漏电流传感器等，但共同点都是单独使用，一旦器件损坏，必须整个HVDC系统断电才能更换，而且能将两者模块化并能实现热插拔的更是没有出现。

此外，现有的监控模块、绝缘监测装置在HVDC系统中全部采用导线连接，系统布线工艺要求高，空间要求大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可热插拔式电源监测装置，实现了电源检测传感器可热插拔。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种可热插拔式电源监测装置，包括底座和检测模块，所述检测模块与所述底座插接组合，所述检测模块中设置有传感器，所述底座上设置有进线口和出线口，分别与被测电源系统和用电设备连接；所述检测模块插入所述底座中时，所述电源系统的电流首先通过所述检测模块，被所述传感器检测，然后通过所述底座向所述用电设备供电，所述检测模块从所述底座中拔出时，所述电源系统的电流直接通过所述底座向所述用电设备供电。

可选地，所述传感器包括微型霍尔传感器和/或微型漏电流传感器和，所述检测模块中设置有两根测试导线，分别为火线和零线，所述微型霍尔传感器套在其中任意一根所述测试导线上进行检测，所述微型漏电流传感器套在两根所述测试导线上进行检测。

可选地，所述底座包括第一外壳，所述第一外壳的前侧设置有第一安装槽，所述第一外壳的内部设置有第二安装槽，所述第一安装槽与第二安装槽相邻，所述检测模块插入所述第一安装槽中与所述底座插接组合。

可选地，所述进线口和出线口分别设置在所述第一外壳的上侧和下侧，所述进线口和出线口中均设置有接触片，所述接触片伸入所述第二安装槽中，所述第二安装槽中设置有铜排，所述铜排背向所述接触片的一侧设置有弹簧，所述弹簧顶推所述铜排使得所述铜排与所述接触片搭接实现所述进线口和出线口的电路连接。

可选地，所述检测模块包括第二外壳，所述第二外壳的后侧设置有信号接头和顶柱，所述检测模块插入所述第一安装槽中时所述测试导线的端部与所述接触片接触实现所述进线口和出线口的电路连接，并且同时所述顶柱伸入所述第二安装槽中推开所述铜排，使得所述铜排与所述接触片分离，所述检测模块从所述第一安装槽中拔出时，所述测试导线的端部与所述接触片分离并且同时所述铜排与所述接触片恢复搭接。

可选地，所述信号接头与所述传感器连接进行检测信号传输，，所述第二安装槽中设置有信号板，所述信号板设置有前接口和后接口，所述检测模块插入所述第一安装槽中时所述前接口连接所述信号接头，所述后接口连接外部的电路板。

可选地，所述接触片在所述第二安装槽中设置有折弯部，所述折弯部朝向所述铜排构成凸起，朝向所述检测模块构成凹槽，所述测试导线的端部对应所述折弯部设置有插头，所述检测模块插入所述第一安装槽中时，所述插头插入所述折弯部的凹槽中，所述检测模块从所述第一安装槽中拔出时，所述弹簧顶推所述铜排使得所述铜排与所述折弯部的凸起搭接。

可选地，所述第二外壳的前侧设置有状态指示灯。

可选地，所述第二外壳的上侧和下侧分别设置有限位槽和/或限位块，所述第一安装槽中对应设置有限位块和/或限位槽。

可选地，所述第二外壳的上侧和下侧还设置有波浪纹供插拔所述检测模块时把握。

可选地，所述第一外壳的前侧对应所述接触片设置有固定孔，所述固定孔中装入螺钉顶紧所述接触片，将进线和出线与所述接触片保持紧密接触。

可选地，所述底座安装在横梁上，所述横梁上设置有电路板，所述信号板的后接口连接所述电路板，所述电路板上设置有信号输出接口。

可选地，所述横梁上安装有若干组所述检测模块和底座。

可选地，所述第一外壳的上侧和下侧分别设置有固定耳板，所述固定耳板上设置有第一连接孔，所述横梁上对应设置有第二连接孔，在所述第一连接孔和第二连接孔中装入螺钉实现所述底座与所述横梁的连接组合。

可选地，所述横梁后部设置有安装槽，通过所述安装槽将所述横梁固定。

本发明的可热插拔式电源监测装置所具有的优点及有益效果是：

本发明中的监测模块可热插拔，实现了在系统不断电的情况下，对传感器监测模块进行更换。

本发明全部采用PCB暗线，能够减少工艺布线，增加系统美观性。

本发明中的监测模块体积小，相当于普通2P微型断路器尺寸，提高了系统空间可利用率。

本发明中的监测模块更换速度快，减少了系统维修时间，提高了维修工作效率。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的右视图；

图3为本发明的立体图(主要示出前侧)；

图4为本发明的立体图(主要示出后侧)；

图5为本发明所采用底座的主视图；

图6为本发明所采用底座的左视图；

图7为本发明所采用底座的立体图(主要示出前侧)；

图8为本发明所采用底座的立体图(主要示出后侧)；

图9为本发明所采用检测模块的主视图；

图10为本发明所采用检测模块的左视图；

图11为本发明所采用检测模块的立体图(主要示出后侧)；

图12为本发明所采用检测模块的立体图(主要示出前侧)；

图13为本发明所采用检测模块和底座的组合状态主视图；

图14为本发明所采用检测模块和底座的组合状态后视图；

图15为本发明所采用检测模块和底座的组合状态左视图；

图16为本发明所采用检测模块和底座的组合状态右视图；

图17为本发明所采用检测模块和底座的组合状态俯视图；

图18为本发明所采用检测模块和底座的组合状态立体图；

图19为本发明所采用信号板的立体图；

图20为本发明所采用横梁的立体图。

图中：1.底座；1-1.第一外壳；1-2.第一安装槽；1-3.上接触片；1-4.固定耳板；1-5.折弯部；1-6.铜排；1-7.弹簧；1-8.固定孔；1-9.第一透孔；1-10.第二透孔；1-11.第二安装槽；1-12.第一连接孔；1-13.进线口；1-14.第三透孔；1-15.限位块；1-16.第四透孔；1-17.信号板；1-18.后接口；1-19.前接口；1-20.螺钉；1-21.出线口；1-22.下接触片；2.检测模块；2-1.第二外壳；2-2.微型漏电流传感器；2-3.微型霍尔传感器；2-4.限位块；2-5.测试导线；2-6.插头；2-7.信号接头；2-8.顶柱；2-9.状态指示灯；2-10.波浪纹；2-11.限位槽；3.横梁；3-1.本体；3-2.安装槽；3-3.第二连接孔；4.电路板；5.信号输出接口。

具体实施方式

本发明的设计构思是：

针对现有技术中电源检测传感器无法从供电系统中热插拔的缺陷，本发明提供了一种可热插拔式电源监测装置，将传感器设置在可插拔的检测模块中，检测模块与底座插接组合，利用底座与电源和用电设备连接，无论检测模块拔出底座或者插入与底座，都能够保持用电设备与电源之间的电路连通，从而实现了传感器可热插拔。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如图1、图2、图3、图4所示为本发明实施例1，在该实施例中提供了一种可热插拔式电源监测装置，包括底座1和检测模块2，检测模块2与底座1插接组合，检测模块2中设置有传感器，底座1上设置有进线口1-13和出线口1-21，分别与被测电源系统和用电设备连接；检测模块2插入底座1中时，电源系统的电流首先通过检测模块2，被传感器检测，然后通过底座1向用电设备供电，检测模块2从底座1中拔出时，电源系统的电流直接通过底座1向用电设备供电。

通过上述设置，可以实现在电源系统不断电的情况下，对检测模块2进行更换，实现了检测模块2热插拔。

为了方便观察内部，多个说明书附图中底座1和检测模块2的一侧没有设置封盖，在实际的产品结构中，底座1和检测模块2两侧均是封闭的，可以参考图14所示。

在本实施例中，传感器包括微型霍尔传感器2-3和微型漏电流传感器2-2，微型霍尔传感器2-3和微型漏电流传感器2-2中均设置有感应部，该感应部通常为环状，可以套在导线上进行检测。本实施例中的可热插拔式电源监测装置适用于直流电源系统。

如图9、图10、图11、图12所示，检测模块2中设置有两根测试导线2-5，分别为火线和零线(正线或负线)，微型霍尔传感器2-3套在其中任意一根测试导线2-5上进行检测，微型漏电流传感器2-2套在两根测试导线2-5上进行检测。

本实施例中的可热插拔式电源监测装置，电能检测采用微型霍尔传感器，将支路的正线(或负线)穿过微型霍尔传感器，微型霍尔传感器通过检测线连接至电能检测板，从而实现电能检测。绝缘监测采用微型漏电流传感器，将微型漏电流传感器安装在直流回路的正负出线上，微型漏电流传感器通过检测线连接至绝缘检查板，当电源监测运行时，实时检测各支路微型漏电流传感器输出的信号，当支路绝缘情况正常时，流过微型漏电流传感器的电流大小相等，方向相反，其输出信号为零；当支路有接地时，微型漏电流传感器有差流流过，微型漏电流传感器的输出不为零。

如图5、图6、图7、图8所示，底座1包括第一外壳1-1，第一外壳1-1的前侧设置有第一安装槽1-2，第一外壳1-1的内部设置有第二安装槽1-11，第一安装槽1-2与第二安装槽1-11相邻，检测模块2插入第一安装槽1-2中与底座1插接组合。

第一安装槽1-2与第二安装槽1-11之间设置有隔板，隔板上设置有两个第一透孔1-9、两个第二透孔1-10、四个第三透孔1-14。这些透孔是分别对应检测模块2上的不同部件所设置的，供检测模块2上的部件伸入第二安装槽1-11中，下面有详细介绍。

进线口1-13和出线口1-21分别设置在第一外壳1-1的上侧和下侧，进线口1-13和出线口1-21中均设置有接触片，分别为上接触片1-3和下接触片1-22，接触片伸入第二安装槽1-11中。进线口1-13和出线口1-21均是两个口，分别对应电源、用电设备的火线和零线。相应地，上接触片1-3和下接触片1-22也均包括两片。

第二安装槽1-11中设置有铜排1-6，铜排1-6为两根分别对应火线和零线，每根铜排1-6背向接触片的一侧设置有两个弹簧1-7，弹簧1-7顶推铜排1-6使得铜排1-6与接触片搭接实现进线口1-13和出线口1-21的电路连接。

在底座1中没有检测模块2插入时，铜排1-6与接触片搭接，进线口1-13和出线口1-21实现电路连接，用电设备与电源系统即保持接通状态。

如图9、图10、图11、图12所示，检测模块2包括第二外壳2-1，第二外壳2-1的后侧设置有信号接头2-7和顶柱2-8，检测模块2插入第一安装槽1-2中时测试导线2-5的端部与接触片接触实现进线口1-13和出线口1-21的电路连接，并且同时顶柱2-8伸入第二安装槽1-11中推开铜排1-6，使得铜排1-6与接触片分离，检测模块2从第一安装槽1-2中拔出时，测试导线2-5的端部与接触片分离并且同时铜排1-6与接触片恢复搭接。

顶柱2-8包括两根，水平布置，分别对应两根铜排1-6，顶柱2-8通过第二透孔1-10伸入第二安装槽1-11中。顶柱2-8可以是圆柱体、也可以是棱柱体，还可以设计成圆柱体和棱柱体的组合。

信号接头2-7与传感器连接进行检测信号传输，第二安装槽1-11中设置有信号板1-17，如图19所示，信号板1-17设置有前接口1-19和后接口1-18，检测模块2插入第一安装槽1-2中时，前接口1-19连接信号接头2-7，后接口1-18连接外部的电路板4。

信号接头2-7包括两组，上下布置，分别对应微型霍尔传感器2-3和微型漏电流传感器2-2，信号接头2-7通过第一透孔1-9伸入第二安装槽1-11中。

如图8、图16所示，第一外壳1-1的后侧设置有第四透孔1-16，信号板1-17上的后接口1-18从第四透孔1-16伸出连接外部的电路板4。

如图5、图9所示，接触片在第二安装槽1-11中设置有折弯部1-5，折弯部1-5朝向铜排1-6构成凸起，朝向检测模块2构成凹槽，测试导线2-5的端部对应折弯部1-5设置有插头2-6，检测模块2插入第一安装槽1-2中时，插头2-6插入折弯部1-5的凹槽中，检测模块2从第一安装槽1-2中拔出时，弹簧1-7顶推铜排1-6使得铜排1-6与折弯部1-5的凸起搭接。

如图12所示，第二外壳2-1的前侧设置有状态指示灯2-9，两个状态指示灯2-9可以分别指示电源状态和信号状态。状态指示灯2-9可以采用不同颜色表示电源状态，例如绿色表示电源正常或传感器正常，红色表示电源出现故障，或者是传感器出现故障，以此提醒工作人员进行维修、更换。

如图11、图12所示，第二外壳2-1的上侧和下侧分别设置有限位槽2-11和限位块2-4，第一安装槽1-2中对应设置有限位块1-15。这些限位装置可以保证底座1和检测模块2在插接组合过程中对齐以及提高稳定性，让底座1和检测模块2保持稳定的组合状态。

第二外壳2-1的上侧和下侧还设置有波浪纹2-10供插拔检测模块2时把握。波浪纹2-10能够提高摩擦力，手指捏住检测模块2进行插拔时方便施加力量，不会松脱。

如图15、图17所示，第一外壳1-1的前侧对应接触片设置有固定孔1-8，固定孔1-8中装入螺钉1-20顶紧接触片，将进线和出线与接触片保持紧密接触，实现可靠连接。

如图1、图2、图3、图4所示，底座1安装在横梁3上，横梁3为矩形环状板结构，横梁3上设置有电路板4，信号板1-17的后接口1-18连接电路板4，电路板4上设置有信号输出接口5，信号输出接口5通过检测线连接至外部的电能检测板和绝缘检查板，输出各个检测模块2的检测信号。

具体地，底座1安装在横梁3前侧，电路板4安装在横梁3后侧，信号板1-17的后接口1-18穿过横梁3中部的透孔连接电路板4。

信号板1-17和电路板4均是起到检测信号传输作用，区别在于信号板1-17传输的是单个检测模块2内的检测信号，电路板4传输的是多个检测模块2内的检测信号。

图1-4中所示的横梁3上设置有多个底座1和检测模块2，可以实现对多个支路的检测。

第一外壳1-1的上侧和下侧分别设置有固定耳板1-4，固定耳板1-4上设置有第一连接孔1-12，横梁3上对应设置有第二连接孔3-3，在第一连接孔1-12和第二连接孔3-3中装入螺钉实现底座1与横梁3的连接组合。

横梁3后部设置有安装槽3-2，通过安装槽3-2将横梁3固定。

本实施例中的监测模块体积小，参考尺寸为：长宽高最大36mm，相当于普通2P微型断路器尺寸，提高了系统空间可利用率。

实施例2

与实施例1所不同的是，本实施例中的传感器只包括微型霍尔传感器2-3，只进行电能检测，不过本实施例中的可热插拔式电源监测装置不仅适用于直流电源系统，还适用于交流电源系统，适应范围更广。

本实施例中可热插拔式电源监测装置的其他结构与实施例1中相同，此处不再重复描述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种可热插拔式电源监测装置，其特征在于，包括底座和检测模块，所述检测模块与所述底座插接组合，所述检测模块中设置有传感器，所述底座上设置有进线口和出线口，分别与被测电源系统和用电设备连接；所述检测模块插入所述底座中时，所述电源系统的电流首先通过所述检测模块，被所述传感器检测，然后通过所述底座向所述用电设备供电，所述检测模块从所述底座中拔出时，所述电源系统的电流直接通过所述底座向所述用电设备供电。

2.根据权利要求1所述的可热插拔式电源监测装置，其特征在于，所述传感器包括微型霍尔传感器和/或微型漏电流传感器和，所述检测模块中设置有两根测试导线，分别为火线和零线，所述微型霍尔传感器套在其中任意一根所述测试导线上进行检测，所述微型漏电流传感器套在两根所述测试导线上进行检测。

3.根据权利要求2所述的可热插拔式电源监测装置，其特征在于，所述底座包括第一外壳，所述第一外壳的前侧设置有第一安装槽，所述第一外壳的内部设置有第二安装槽，所述第一安装槽与第二安装槽相邻，所述检测模块插入所述第一安装槽中与所述底座插接组合；

所述进线口和出线口分别设置在所述第一外壳的上侧和下侧，所述进线口和出线口中均设置有接触片，所述接触片伸入所述第二安装槽中，所述第二安装槽中设置有铜排，所述铜排背向所述接触片的一侧设置有弹簧，所述弹簧顶推所述铜排使得所述铜排与所述接触片搭接实现所述进线口和出线口的电路连接。

4.根据权利要求3所述的可热插拔式电源监测装置，其特征在于，所述检测模块包括第二外壳，所述第二外壳的后侧设置有信号接头和顶柱，所述检测模块插入所述第一安装槽中时所述测试导线的端部与所述接触片接触实现所述进线口和出线口的电路连接，并且同时所述顶柱伸入所述第二安装槽中推开所述铜排，使得所述铜排与所述接触片分离，所述检测模块从所述第一安装槽中拔出时，所述测试导线的端部与所述接触片分离并且同时所述铜排与所述接触片恢复搭接。

5.根据权利要求4所述的可热插拔式电源监测装置，其特征在于，所述信号接头与所述传感器连接进行检测信号传输，所述第二安装槽中设置有信号板，所述信号板设置有前接口和后接口，所述检测模块插入所述第一安装槽中时，所述前接口连接所述信号接头，所述后接口连接外部的电路板。

6.根据权利要求4所述的可热插拔式电源监测装置，其特征在于，所述接触片在所述第二安装槽中设置有折弯部，所述折弯部朝向所述铜排构成凸起，朝向所述检测模块构成凹槽，所述测试导线的端部对应所述折弯部设置有插头，所述检测模块插入所述第一安装槽中时，所述插头插入所述折弯部的凹槽中，所述检测模块从所述第一安装槽中拔出时，所述弹簧顶推所述铜排使得所述铜排与所述折弯部的凸起搭接。

7.根据权利要求4所述的可热插拔式电源监测装置，其特征在于，所述第二外壳的前侧设置有状态指示灯；

所述第二外壳的上侧和下侧分别设置有限位槽和/或限位块，所述第一安装槽中对应设置有限位块和/或限位槽；

所述第二外壳的上侧和下侧还设置有波浪纹供插拔所述检测模块时把握。

8.根据权利要求3所述的可热插拔式电源监测装置，其特征在于，所述第一外壳的前侧对应所述接触片设置有固定孔，所述固定孔中装入螺钉顶紧所述接触片，将进线和出线与所述接触片保持紧密接触。

9.根据权利要求5所述的可热插拔式电源监测装置，其特征在于，所述底座安装在横梁上，所述横梁上设置有电路板，所述信号板的后接口连接所述电路板，所述电路板上设置有信号输出接口；

所述横梁上安装有若干组所述检测模块和底座。

10.根据权利要求9所述的可热插拔式电源监测装置，其特征在于，所述第一外壳的上侧和下侧分别设置有固定耳板，所述固定耳板上设置有第一连接孔，所述横梁上对应设置有第二连接孔，在所述第一连接孔和第二连接孔中装入螺钉实现所述底座与所述横梁的连接组合；

所述横梁后部设置有安装槽，通过所述安装槽将所述横梁固定。