CN110011202A - 一种具有信息安全功能的低压配电箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有信息安功能的低压配电箱，包括箱门（1）和箱体（9），所述箱门（1）和箱体（9）通过铰链（2）连接固定；所述箱体（9）内安装有将箱体（9）平分为两部分并沿竖直方向设置的隔板（10），所述隔板（10）的前侧部分形成配电箱的操作间隔（31），隔板（10）的后侧部分形成配电箱的元件间隔（29）。本发明的低压配电箱设置有信息安全模块，能够阻隔频率从3kHz到80MHz的电力载波信号传递；模块外壳采用易安装的导轨结构。低压配电箱做了分隔式结构设计,将箱体封闭空间分成元件间隔、操作间隔；元件间隔安装有行程开关检测隔板安装状态，监控隔板是否处于封闭状态，避免意外侵入。

Description

一种具有信息安全功能的低压配电箱

技术领域

本发明涉及低压配电箱技术领域，特别是一种具有信息安全功能的低压配电箱。

背景技术

电力线是当今一种普通的、覆盖面广的物理媒介，由其构成的电力网是范围广大的物理网络。利用电力网进行电力载波通信已经是一种成熟的技术，在家居自动化、远程抄表、宽带上网等领域获得大量应用。电力线载波通信日趋成熟，绝大多数的数据存储、处理设备（计算机、打印机、数控机床等）均与电力线相连。在这些场合存在将电力载波信信道当作隐蔽通道进行信息传输的可能性。如果对这种信息传输方式不加防护，很可能导致重要信息的外泄。因此对信息安全有高要求的使用单位，不仅需要做好互联网的信息安全防护，还需做好电力系统的信息安全防护。低压配电箱是电力系统中连接用电设备的终端供电设备，在此环节建立信息安全防护可以取得更高的安全效果，小电流等级元件更容易实现信息安全功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有信息安功能的低压配电箱，

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种具有信息安功能的低压配电箱，包括箱门和箱体，所述箱门和箱体通过铰链连接固定。

所述箱体内安装有将箱体平分为两部分并沿竖直方向设置的隔板，所述隔板的前侧部分形成配电箱的操作间隔，隔板的后侧部分形成配电箱的元件间隔；所述元件间隔内设置有安装板，所述安装板通过螺栓固定的方式固定于箱体的后侧内壁上，安装板上设置有电气元件。

所述箱体内设置有沿箱体内壁一周的内衬角板，所述内衬角板上设置有若干个固定孔，所述隔板的四角还设置有螺钉，所述螺钉依次穿过隔板和固定孔并通过设置于内衬角板上的卡箍螺母实现隔板与内衬角板的固定；所述固定于箱体左右两侧内壁上的内衬角板还设置有过线条孔，所述过线条孔用于将元件间隔中的控制线引入操作间隔。

所述电气元件包括接地排、二次端子、断路器、零排和信息安全模块，所述断路器的底部设置有π形断路器支架，所述隔板上设置有用于安装断路器手柄的通孔，所述断路器手柄位于操作间隔内，断路器手柄通过通孔与元件间隔内的断路器连接。

所述信息安全模块通过安装于安装板上的导轨固定在安装板上，所述信息安全模块包括模块外壳、输入端子、输出端子和模块电路板，所述模块电路板设置在模块外壳中，所述输入端子和输出端子安装在模块外壳上，所述输入端子还连接有接地线，所述接地线连接地排，实现模块电路板和模块外壳的接地。

所述模块电路板包括低频滤波电路、中频滤波电路和高频滤波电路，所述低频滤波电路包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2，所述电感L1和电感L2的第一端均与载波信号的输入端连接，所述电容C1设置在电感L1和电感L2的第一端之间，所述电容C2设置在电感L1和电感L2的第二端之间，所述电感L1和电感L2的第二端通过电感L3与中频滤波电路的输入端连接；所述中频滤波电路包括电容C3、电容C4、电阻R1、电阻R2和电阻R3，所述电容C3和电容C4并联，所述电感L3和电容C3串联组成双LC滤波回路，所述电阻R1设置在电容C3与电容C4之间，电阻R1的一端连接有电阻R2，电阻R1的另一端连接有电阻R3，所述电阻R2和电阻R3接地，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3形成载波信号分流接地；所述高频滤波电路包括电感L5、电感L6、电容C5、电容C6、电感L4和电容C4，高频滤波电路通过电感L4与中频滤波电路连接，所述电感L5和电感L6的第一端均与电感L4连接，所述电容C5设置在电感L5和电感L6的第一端之间，所述电容C6设置在电感L5和电感L6的第二端之间，所述电感L5和电感L6的第二端与载波信号的输出端连接，所述电感L5、电感L6、电容C5、电容C6、电感L4和电容C4形成与低频滤波电路对称的回路。

所述箱门的内壁上设置有沿箱门一周的内筋弯板，所述内筋弯板上设置有U形橡胶条。

所述箱门上还设置有指示灯和门锁，所述指示灯通过控制线与元件间隔内的电气元件相连。

所述模块外壳底部安装有卡座,所述信息安全模块通过卡座固定在导轨上。

每一个所述内角衬板上均设置有行程开关，所述行程开关用于检测隔板是否安装到位。

本发明的有益效果是：

本发明的低压配电箱设置有信息安全模块，信息安全模块是一种电力载波无源滤波器，能够阻隔频率从3kHz到80MHz的电力载波信号传递。信息安全模块根据不同频率信号的导通特性设置分级滤波线路。对称π型滤波回路可以阻隔3kHz到10MHz电力载波信号传递。双LC滤波回路阻隔10MHz到80MHz电力载波信号传递。设置并联电阻对载波信号分流接地。模块电路板由密闭金属外壳加强信号屏蔽，通过输入端子引线接地。模块外壳采用易安装的导轨结构低压配电箱做了分隔式结构设计。将箱体封闭空间分成元件间隔、操作间隔。主要电气元件安装在元件间隔，指示灯、断路器手柄等处于操作间隔。通过支架调整元件安装高度，使元件手柄露出于操作间隔，运行人员可以在隔板封闭状况下安全地操作开关，避免触电事故发生。元件间隔安装有行程开关检测隔板安装状态，行程开关触点信号传递至上级控制系统，监控隔板是否处于封闭状态，避免意外侵入。箱体左、右内侧板焊接有内衬角板，内衬角板上设置模数孔距的卡箍螺母。卡箍螺母可灵活调整位置，适应不同形式隔板的安装需要。箱门内侧焊接有內筋弯板，內筋弯板上卡装有U型橡胶条。依靠橡胶弹性，当箱门关闭时，U型橡胶条与箱体紧密压合，消除箱门与箱体之间的间隙，提高低压配电箱密封效果。

附图说明

图1为本发明正面示意图；

图2为本发明箱门打开的正面示意图；

图3为本发明正面去掉隔板的示意图；

图4为本发明侧面剖视图；

图5为本发明系统接线图；

图6为信息安全模块原理图；

图中，1-箱门，2-铰链，3-指示灯，4-门锁，5-内筋弯板，6-U型橡胶条，7-过线条孔，8-内衬角板，9-箱体，10-隔板，11-断路器手柄，12-信息安全模块，13-螺钉，14-接地排，15-接地线，16-卡箍螺母，17-二次端子，18-安装板，19-断路器，20-电线，21-输入端子，22-模块外壳，23-输出端子，24-模块电路板，25-卡座，26-导轨，27-零排，28-断路器支架，29-元件间隔，30-行程开关，31-操作间隔。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1～6所示，一种具有信息安功能的低压配电箱由箱门1、铰链2、指示灯3、门锁4、内筋弯板5、U型橡胶条6、过线条孔7、内衬角板8、箱体9、隔板10、断路器手柄11、信息安全模块12、螺钉13、接地排14、接地线15、卡箍螺母16、二次端子17、安装板18、断路器19、电线20、输入端子21、模块外壳22、输出端子23、模块电路板24、卡座25、导轨26、零排27、断路器支架28、元件间隔29、行程开关30和操作间隔31组成。

一种具有信息安功能的低压配电箱的连接方式如下：

一种具有信息安功能的低压配电箱，包括箱门1和箱体9，所述箱门1和箱体9通过铰链2连接固定。

所述箱体9内安装有将箱体9平分为两部分并沿竖直方向设置的隔板10，所述隔板10的前侧部分形成配电箱的操作间隔31，隔板10的后侧部分形成配电箱的元件间隔29；所述元件间隔29内设置有安装板18，所述安装板18通过螺栓固定的方式固定于箱体9的后侧内壁上，安装板18上设置有电气元件。

所述箱体9内设置有沿箱体9内壁一周的内衬角板8，所述内衬角板8上设置有若干个固定孔，所述隔板10的四角还设置有螺钉13，所述螺钉13依次穿过隔板10和固定孔并通过设置于内衬角板8上的卡箍螺母16实现隔板10与内衬角板8的固定；所述固定于箱体9左右两侧内壁上的内衬角板8还设置有过线条孔7，所述过线条孔7用于将元件间隔29中的控制线引入操作间隔31。

所述电气元件包括接地排14、二次端子17、断路器19、零排27和信息安全模块12，所述断路器19的底部设置有π形断路器支架28，所述隔板10上设置有用于安装断路器手柄11的通孔，所述断路器手柄11位于操作间隔31内，断路器手柄11通过通孔与元件间隔29内的断路器19连接。

所述信息安全模块12通过安装于安装板18上的导轨26固定在安装板18上，所述信息安全模块包括模块外壳22、输入端子21、输出端子23和模块电路板24，所述模块电路板24设置在模块外壳22中，所述输入端子21和输出端子23安装在模块外壳22上，所述输入端子21还连接有接地线15，所述接地线15连接地排14，实现模块电路板24和模块外壳22的接地。

所述模块电路板24包括低频滤波电路、中频滤波电路和高频滤波电路，所述低频滤波电路包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2，所述电感L1和电感L2的第一端均与载波信号的输入端连接，所述电容C1设置在电感L1和电感L2的第一端之间，所述电容C2设置在电感L1和电感L2的第二端之间，所述电感L1和电感L2的第二端通过电感L3与中频滤波电路的输入端连接；所述中频滤波电路包括电容C3、电容C4、电阻R1、电阻R2和电阻R3，所述电容C3和电容C4并联，所述电感L3和电容C3串联组成双LC滤波回路，所述电阻R1设置在电容C3与电容C4之间，电阻R1的一端连接有电阻R2，电阻R1的另一端连接有电阻R3，所述电阻R2和电阻R3接地，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3形成载波信号分流接地；所述高频滤波电路包括电感L5、电感L6、电容C5、电容C6、电感L4和电容C4，高频滤波电路通过电感L4与中频滤波电路连接，所述电感L5和电感L6的第一端均与电感L4连接，所述电容C5设置在电感L5和电感L6的第一端之间，所述电容C6设置在电感L5和电感L6的第二端之间，所述电感L5和电感L6的第二端与载波信号的输出端连接，所述电感L5、电感L6、电容C5、电容C6、电感L4和电容C4形成与低频滤波电路对称的回路。

所述箱门1的内壁上设置有沿箱门一周的内筋弯板5，所述内筋弯板5上设置有U形橡胶条6。

所述箱门1上还设置有指示灯3和门锁4，所述指示灯3通过控制线与元件间隔29内的电气元件相连。

所述模块外壳22底部安装有卡座25,所述信息安全模块12通过卡座25固定在导轨26上。

每一个所述内角衬板8上均设置有行程开关30，所述行程开关用于检测隔板10是否安装到位。

如图6所示，为本发明中信息安全模块12的原理图。信息安全模块12是一种电力载波无源滤波器，能够阻隔频率从3kHz到80MHz的电力载波信号传递。信息安全模块12根据不同频率信号的导通特性设置分级滤波线路。如果载波信号从输入端进入，电感L1、电感L2、电容C1、电容C2组成的对称π型滤波回路可以阻隔3kHz到10MHz电力载波信号传递。电感L3、电容C3组成双LC滤波回路阻隔10MHz到80MHz电力载波信号传递。电阻R1、电阻R2、电阻R3形成载波信号分流接地。相应的电感L5、电感L6、电容C5、电容C6、L4、C4形成对称回路，对输出端进入的电力载波信号进行阻隔。

如图3所示，为更好保证信息安全模块12对电力载波信号的阻隔和屏蔽，信息安全模块12在结构上做了如下特殊设计：模块电路板24安装在密闭金属的模块外壳22中，输入端子21、输出端子23安装在模块外壳22上，引出模块接线，其中输入端子21还引出接地线15至接地排14，将模块电路板24接地点和模块外壳22等电位接地。模块外壳22底部安装卡座25,信息安全模块12通过卡座25固定在导轨26上。

如图1、图2、图3所示，为保证低压配电箱具有更好的安全性能，在结构上做了特殊设计。箱体9、箱门1组成封闭结构，箱体9为分隔式结构，箱门1与箱体9通过铰链2连接在一起。

如图3所示，安装板18固定在箱体9上。安装板18上安装有：接地排14、二次端子17、断路器19、信息安全模块12、零排27等电气元件，上述电气元件通过电线20连接组成信息安全电气配电方案。

如图4所示，箱体9被隔板10分成两个间隔，分别为元件间隔29、操作间隔31。断路器19、信息安全模块12等主要电气元件安装后处于元件间隔29中。指示灯3、断路器手柄11等处于操作间隔31中。如图4所示，断路器19底部配置断路器支架28，使断路器上部与隔板10接近，以便断路器手柄11突出于隔板10。如图2所示，隔板10安装固定在内衬角板8上，将主要电气元件全部遮蔽，仅露出断路器手柄11等非带电部位。操作人员可以安全地对开关进行操作。

如图4所示，元件间隔29安装有行程开关30。当隔板10安装固定在内衬角板8上时，隔板10压住行程开关30触头，行程开关30处于开接点，当隔板10移开时，行程开关30触头解除压力，行程开关30处于闭接点。行程开关30触点信号的输出端与控制器连接，监控低压配电箱隔板10是否处于封闭状态，避免意外侵入，若低压配线箱隔板10没有处于封闭状态，则行程开关输出信号给控制器，控制器控制设置于箱门1上的蜂鸣器常响，提醒工作人员隔板10没有封闭。

如图2、图3所示，内衬角板8焊接于箱体9左右内侧板上。在内衬角板8上部设置有过线条孔7，可以将元件间隔29中的控制线引出到操作间隔31，并连接到箱门1上的指示灯3和门锁4。内衬角板8上设置模数孔距的卡箍螺母16。隔板10通过螺钉13与卡箍螺母16的联结，固定在内衬角板8。卡箍螺母16可以根据隔板10的结构不同，灵活调整在内衬角板8上的安装位置。

如图2、图4所示，箱门1内侧焊接有一圈內筋弯板5。在內筋弯板5上卡装有U型橡胶条6。U型橡胶条6牢固固定在內筋弯板5上。当箱门1关闭时，U型橡胶条6与箱体9紧密压合，消除箱门1与箱体9之间的间隙，提高低压配电箱密封效果。

本发明的低压配电箱设置有信息安全模块，信息安全模块是一种电力载波无源滤波器，能够阻隔频率从3kHz到80MHz的电力载波信号传递。信息安全模块根据不同频率信号的导通特性设置分级滤波线路。对称π型滤波回路可以阻隔3kHz到10MHz电力载波信号传递。双LC滤波回路阻隔10MHz到80MHz电力载波信号传递。设置并联电阻对载波信号分流接地。模块电路板由密闭金属外壳加强信号屏蔽，通过输入端子引线接地。模块外壳采用易安装的导轨结构低压配电箱做了分隔式结构设计。将箱体封闭空间分成元件间隔、操作间隔。主要电气元件安装在元件间隔，指示灯、断路器手柄等处于操作间隔。通过支架调整元件安装高度，使元件手柄露出于操作间隔，运行人员可以在隔板封闭状况下安全地操作开关，避免触电事故发生。元件间隔安装有行程开关检测隔板安装状态，行程开关触点信号传递至上级控制系统，监控隔板是否处于封闭状态，避免意外侵入。箱体左、右内侧板焊接有内衬角板，内衬角板上设置模数孔距的卡箍螺母。卡箍螺母可灵活调整位置，适应不同形式隔板的安装需要。箱门内侧焊接有內筋弯板，內筋弯板上卡装有U型橡胶条。依靠橡胶弹性，当箱门关闭时，U型橡胶条与箱体紧密压合，消除箱门与箱体之间的间隙，提高低压配电箱密封效果。

诚然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有信息安功能的低压配电箱，其特征在于：包括箱门（1）和箱体（9），所述箱门（1）和箱体（9）通过铰链（2）连接固定；

所述箱体（9）内安装有将箱体（9）平分为两部分并沿竖直方向设置的隔板（10），所述隔板（10）的前侧部分形成配电箱的操作间隔（31），隔板（10）的后侧部分形成配电箱的元件间隔（29）；所述元件间隔（29）内设置有安装板（18），所述安装板（18）通过螺栓固定的方式固定于箱体（9）的后侧内壁上，安装板（18）上设置有电气元件；

所述箱体（9）内设置有沿箱体（9）内壁一周的内衬角板（8），所述内衬角板（8）上设置有若干个固定孔，所述隔板（10）的四角还设置有螺钉（13），所述螺钉（13）依次穿过隔板（10）和固定孔并通过设置于内衬角板（8）上的卡箍螺母（16）实现隔板（10）与内衬角板（8）的固定；所述固定于箱体（9）左右两侧内壁上的内衬角板（8）还设置有过线条孔（7），所述过线条孔（7）用于将元件间隔（29）中的控制线引入操作间隔（31）；

所述电气元件包括接地排（14）、二次端子（17）、断路器（19）、零排（27）和信息安全模块（12），所述断路器（19）的底部设置有π形断路器支架（28），所述隔板（10）上设置有用于安装断路器手柄（11）的通孔，所述断路器手柄（11）位于操作间隔（31）内，断路器手柄（11）通过通孔与元件间隔（29）内的断路器（19）连接；

所述信息安全模块（12）通过安装于安装板（18）上的导轨（26）固定在安装板（18）上，所述信息安全模块包括模块外壳（22）、输入端子（21）、输出端子（23）和模块电路板（24），所述模块电路板（24）设置在模块外壳（22）中，所述输入端子（21）和输出端子（23）安装在模块外壳（22）上，所述输入端子（21）还连接有接地线（15），所述接地线（15）连接地排（14），实现模块电路板（24）和模块外壳（22）的接地。

2.根据权利要求1所述的一种具有信息安功能的低压配电箱，其特征在于：所述模块电路板（24）包括低频滤波电路、中频滤波电路和高频滤波电路，所述低频滤波电路包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2，所述电感L1和电感L2的第一端均与载波信号的输入端连接，所述电容C1设置在电感L1和电感L2的第一端之间，所述电容C2设置在电感L1和电感L2的第二端之间，所述电感L1和电感L2的第二端通过电感L3与中频滤波电路的输入端连接；所述中频滤波电路包括电容C3、电容C4、电阻R1、电阻R2和电阻R3，所述电容C3和电容C4并联，所述电感L3和电容C3串联组成双LC滤波回路，所述电阻R1设置在电容C3与电容C4之间，电阻R1的一端连接有电阻R2，电阻R1的另一端连接有电阻R3，所述电阻R2和电阻R3接地，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3形成载波信号分流接地；所述高频滤波电路包括电感L5、电感L6、电容C5、电容C6、电感L4和电容C4，高频滤波电路通过电感L4与中频滤波电路连接，所述电感L5和电感L6的第一端均与电感L4连接，所述电容C5设置在电感L5和电感L6的第一端之间，所述电容C6设置在电感L5和电感L6的第二端之间，所述电感L5和电感L6的第二端与载波信号的输出端连接，所述电感L5、电感L6、电容C5、电容C6、电感L4和电容C4形成与低频滤波电路对称的回路。

3.根据权利要求1所述的一种具有信息安功能的低压配电箱，其特征在于：所述箱门（1）的内壁上设置有沿箱门一周的内筋弯板（5），所述内筋弯板（5）上设置有U形橡胶条（6）。

4.根据权利要求1所述的一种具有信息安功能的低压配电箱，其特征在于：所述箱门（1）上还设置有指示灯（3）和门锁（4），所述指示灯（3）通过控制线与元件间隔（29）内的电气元件相连。

5.根据权利要求1所述的一种具有信息安功能的低压配电箱，其特征在于：所述模块外壳（22）底部安装有卡座（25）,所述信息安全模块（12）通过卡座（25）固定在导轨（26）上。

6.根据权利要求1所述的一种具有信息安功能的低压配电箱，其特征在于：每一个所述内角衬板（8）上均设置有行程开关（30），所述行程开关用于检测隔板（10）是否安装到位。