CN113315223A - 一种智能配电箱及智能配电系统 - Google Patents

一种智能配电箱及智能配电系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种智能配电箱及配电系统，包括：采集模块，所述采集模块用于采集智能配电箱的电源电压数据、工作状态；控制模块，所述控制模块用于获取智能配电箱的电源电压数据、工作状态，并控制智能配电箱的开启或关闭；处理器模块，用于获取智能配电箱的电源电压数据、工作状态，并进行分析处理；显示模块，用于显示处理器模块的分析处理结果；通信模块，用于将处理器模块的分析处理结果发送给云端；电源模块，用于向智能配电箱供电；智能锁具，用于获取云端发送的开锁信息，并开启智能配电箱。本发明通过采用智能锁具，对智能配电箱进行智能锁定，避免未经许可的他人对配电箱的使用。

Description

一种智能配电箱及智能配电系统
技术领域
本发明涉及低压配电箱技术领域，具体为一种智能配电箱及及智能配电系统。
背景技术
配电箱广泛应用于建筑等施工工程，是不可或缺的配电设施。通常工程甲方、总包单位都会制定配电箱接电、用电和安全管理制度，由于现场施工单位众多、人员复杂，配电箱数量多、位置分散，“谁来都可以接线，谁都可以用”，“私拉乱接”现象严重，超负荷使用、不规范接线等现象经常发生，造成设备经常跳闸、线路超载和三相不平衡，导致线路绝缘老化损坏，甚至引起短路、火灾，存在配电箱管理难度大，存在安全隐患，导致事故发生等问题。
发明内容
本发明提供一种智能配电箱及及智能配电系统，以至少解决现有技术中配电箱管理困难、存在安全隐患，导致事故发生等问题。
本发明提供了一种智能配电箱，包括：
采集模块，所述采集模块用于采集智能配电箱的电源电压数据、工作状态；
控制模块，所述控制模块用于获取智能配电箱的电源电压数据、工作状态，并控制智能配电箱的开启或关闭；
处理器模块，所述处理器模块用于获取智能配电箱的电源电压数据、工作状态，并进行分析处理；
显示模块，所述显示模块用于显示处理器模块的分析处理结果；
通信模块，所述通信模块用于将处理器模块的分析处理结果发送给云端；
电源模块，所述电源模块用于向智能配电箱供电；
智能锁具，所述智能锁具用于获取云端发送的开锁信息，并开启智能配电箱。
进一步地，所述智能配电箱还包括：
信号转换模块，所述信号转换模块用于对采集模块采集的电源电压数据、工作状态数据进行格式转换，并发送给控制模块、处理器模块。
更进一步地，所述采集模块至少包括电压采集单元、电流采集单元、温度采集单元、湿度采集单元、断路器中的一种。
进一步地，所述智能锁具内置电池、通讯模组；所述通讯模组为蓝牙、4G、NB-IoT、LORA、Wifi、MODBUS中的一种或多种。
更进一步地，所述电流采集单元包括电流传感器、零序电流传感器。
本发明另一方面还公开一种应用上述智能配电箱的系统，包括：智能配电箱、监控管理系统；
所述监控管理系统与智能配电箱通讯联接；
所述监控管理系统包括身份识别单元；所述身份识别单元用于获取操作人员信息，并与预先设置的身份信息和/或授权结果进行判断，若操作人员符合预先设置的身份信息和/或授权结果，则具有操作权限，向智能锁具发送开锁信号；否则，向智能锁具发送自动闭锁信号。
进一步地，所述监控管理系统还包括配电箱控制单元，所述配电箱控制单元用于对智能配电箱进行参数域值设定、修改。
更进一步地，所述系统还包括终端，所述终端用于向监控管理系统发送操作人员信息，所述终端为移动APP终端、监控PC终端中的一种或多种
更进一步地，所述系统还包括智能保护装置，所述智能保护装置包括若干个环境检测器，所述环境检测器环绕设置在智能配电箱周围，所述环境检测器用于检测所述智能配电箱周围人员信息，并发送给智能配电箱及监控管理系统。
更进一步地，所述环境检测器包括检测单元，所述检测单元至少包括红外检测器、红外对温度检测器、超声波距离探测器、激光雷达中的一种。
本发明相对于现有技术，通过采用智能锁具，对智能配电箱进行智能锁定，避免未经许可的他人对配电箱的使用，提高施工现场用电的安全管理、过程维护及监控，方便用户操作，提升工作效率，更好的满足配电管理和安全管理的实时、快速及可靠性的要求，本发明可极大提高故障处置效率，消除设备安全隐患，保证设备的稳定运行，提高设备使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例连接框图。
1、箱体；2、电源模块；3、控制模块；4、采集模块；5、断路器；6、电流传感器；7、零序电流传感器；8、温度传感器；9、湿度传感器；10、主回路；11、信号转换模块；12、显示模块；13、处理器模块；14、通讯模块；15、智能锁具；16、监控管理系统；17、移动APP终端；18、监控PC终端。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。
本实施例公开了智能配电箱，如图1所示，所述配电箱包括控制模块、采集模块、信号转换模块、显示模块、处理器模块13、通讯模块14；
所述智能配电箱还设有电源模块2、传感器、断路器5；
所述采集模块4采集接收电源的电压数据、传感器数据、断路器5开关状态量，将采集到的数据和状态量发送至信号转换模块11；
所述信号转换模块11将接收的数据进行格式转换，并将转换后的数据发送至处理器模块13，所述处理器模块13对接收到的数据进行处理，所述处理器模块13将处理后的数据发送至显示模块12、通讯模块14；
所述断路器5配置分闸执行机构；
所述智能配电箱还设有智能锁具15，所述智能锁具15内置电池、通讯模组，；
所述智能锁具15还设有开锁、关锁动作机构。
本实施例在原有配电箱的基础上进行了智能化扩展，所述智能锁具15通过通讯模组发送、接收信息和指令，通过智能锁具15实现对配电箱开(关)门、接(拆)线的权限管理，提高施工现场用电的安全管理。
优选的，所述智能锁具15内置的通讯模组为蓝牙(Blue Teeth)、4G、NB-IoT、LORA、Wifi、MODBUS中的一种；
所述传感器包括：电流传感器6、零序电流传感器76、温度传感器8、湿度传感器9；
所述电流传感器6生成电流信号传送给采集模块4；所述零序电流传感器76生成漏电电流信号传送给采集模块4；所述温度传感器8生成温度信号传送至采集模块4；所述湿度传感器9生成湿度信号传送至采集模块4；所述主回路10电压信号接入采集模块4。
本实施例准确采集配电箱运行数据，在设备运行异常时可及时发出报警信息，使配电箱实现故障断电，同时快速定位故障区间，并发出提醒维护处理故障信息，保证设备的安全稳定运行，提高设备使用寿命。
优选的，所述配电箱还设有除湿器，所述除湿器内置吸入风扇、冷凝器，所述除湿器设有通讯端口。
其中，如图1所示，除湿器通讯端口优选RS485通讯端口，所述除湿器为微型除湿器。
本实施例中除湿器设有通讯端口可接收指令启动或停止工作，在配电箱产生凝露前智能除湿，避免配电箱产生凝露，保障配电箱安全运行，提高配电箱使用寿命。
本发明实施例另一方面还公开一种应用上述智能配电箱的系统，如图1所示，包括：智能配电箱、监控管理系统16；
所述监控管理系统16与智能配电箱通讯联接；
所述监控管理系统16包括身份识别单元；所述身份识别单元用于获取操作人员信息，并与预先设置的身份信息和/或授权结果进行判断，若操作人员符合预先设置的身份信息和/或授权结果，则具有操作权限，向智能锁具15发送开锁信号；否则，向智能锁具15发送自动闭锁信号。
特别的，所述系统还包括终端，所述终端用于向监控管理系统16发送操作人员信息，所述终端为移动APP终端17、监控PC终端18中的一种或多种
其中，所述监控管理系统16布设在云平台；
所述智能配电箱、终端、监控管理系统16无线通讯联接；
所述终端为移动APP终端17、监控PC终端18中的一种或多种；
所述监控管理系统16包括身份识别单元、报警单元、智能锁具15管理单元、接线指引单元。
其中，智能配电箱可以是多个。
本实施例具有全天候监控、大数据分析、集中运维、实时推送运维信息等功能，可帮助工作人员做好配电箱的运维管理，有效降低故障率、减少事故损失，提高设备安全性和使用寿命，本实施例终端、监控管理系统16对施工现场用电进行集中遥测、遥信和遥控的智能化管理，提高用电管理的实时性和安全性。
可选的，所述监控管理系统16还包括配电箱控制单元，所述配电箱控制单元用于对智能配电箱进行参数域值设定、修改。
优选的，所述控制模块3接收终端发出的控制指令，所述控制模块3接收断路器5状态信号并将状态信号反馈到终端；
通讯模块14将数据发送至监控管理系统16和/或终端；
所述终端对所述监控管理系统16、配电箱进行参数域值设定、修改；
所述监控管理系统16与通讯模块14、终端间接收数据、发送数据和指令。
本实施例通过智能化控制，便于配电箱管理、过程维护和及时监控，提升工作效率，更好的满足配电管理和安全管理的实时、快速及可靠性的要求。
优选的，所述监控管理系统16包括采集单元、存储单元、比较单元、分析单元、统计单元；
所述终端为多个，包括主终端、子终端。
其中，终端可为多个移动APP终端17和/或监控PC终端18，对各终端进行权限管理，分层设置权限，根据授权权限操作配电箱，避免非专业人员进行操作，降低人身安全事故。
特别的，所述系统还包括智能保护装置，所述智能保护装置包括若干个环境检测器，所述环境检测器环绕设置在智能配电箱周围，所述环境检测器用于检测所述智能配电箱周围人员信息，并发送给智能配电箱及监控管理系统16。
特别的，所述环境检测器包括检测单元，所述检测单元至少包括红外检测器、红外对温度检测器、超声波距离探测器、激光雷达中的一种。
其中，环境检测器环绕设置在智能配电箱的周围，监控是否有他人靠近智能配电箱。
本实施例还公开了智能配电箱系统的控制方法，所述控制方法包括安全监管、智能锁具15监管、接线监管；
所述安全监管，包括断路器5监管，所述采集模块4采集开关当前位置状态，若开关状态量超出安全域值，发出报警信号，所述监控管理系统16进行分析、判别报警级别严重程度，若严重级别时，所述监控管理系统16发出控制指令给控制模块3，所述控制模块3生成控制信号，所述断路器5分闸机构带动断路器5分闸断开电源。
优选的，所述安全监管还包括电压、电流、温度、湿度监管，所述采集模块4采集所述配电箱电压、电流、温度、湿度，若超出安全域值，所述采集模块4发出越限报警数据传送至信号转换模块11，所述信号转换模块11将数据格式转换后发送至处理器模块13，所述处理器模块13对接收到的数据进行处理后发送至显示模块12、通讯模块14，所述通讯模块14将数据发送至监控管理系统16和/或终端，所述监控管理系统16进行分析、判别报警级别严重程度，若严重级别时，所述监控管理系统16发出控制指令给控制模块3，所述控制模块3生成控制信号控制断路器5断开电源，并向所述终端、所述配电箱推送报警信息。
优选的，所述智能锁具15监管，操作人员通过终端提出操作申请，身份识别单元根据预先设置的身份信息和/或授权结果进行判断，若操作人员具有操作权限，则向智能锁具15发送开锁信号，否则向所述智能锁具15发送自动闭锁信号，并向所述安全警示单元发送提示无权限信号。
优选的，所述接线监管，操作人员通过终端提出接线申请，并输入拟接入设备参数，所述分析单元对采集单元采集的数据进行计算分析，若申请设备参数在可接入域值内，终端给出新设备接入位置指引；否则安全警示单元提出不能接入警示。
本发明采用无线通讯技术，借助网络发射无线信号，将配电柜内主要设备的状态和测量参数上传至终端，用户可通过监控PC和移动终端监视设备运行状态；同时可以通过终端实现智能锁具15开锁申请、授权，避免非授权使用，实现规范化管理；本发明通过NB-IoT、SIM卡4G等通讯方式将采集到的各电压、电流、漏电电流、温度、箱内湿度、断路器5分合闸状态等参数上传至终端数据库，终端具备计算分析功能，根据设备运行实际数据给出新设备接入位置，并对设备运行异常状态进行报警信息推送；用户可在监控PC、移动APP上查看各类报表数据、接受设备报警信息，控制断路器5的合闸、分闸状态；设备报警时可及时准确地通知维护人员；终端具有历史数据存储功能，用户可随时调取参数的历史数据或历史曲线。
本发明可极大提高故障处理效率，消除设备安全隐患，保证设备的稳定运行，提高设备使用寿命。
本发明实施例另一方面公开一种上述施工现场用智能临时配电箱的控制方法，包括安全监测过程：
所述安全监测过程包括：
S201智能保护装置监测智能临时配电箱周围人员信息，若智能临时配电箱周围人员与智能临时配电箱之间距离低于第一设定距离，则智能保护装置向处理器模块13发送信息；
S202若智能临时配电箱周围人员与智能临时配电箱之间距离低于第二设定距离，则智能保护装置向处理器模块13发送第一警示信号；
S203若智能临时配电箱周围人员与智能临时配电箱之间距离低于第三设定距离，则智能保护装置向处理器模块13发送第二警示信号，处理器模块13获取第二警示信号，并向控制模块3发送信息，由控制模块3控制智能临时配电箱断电；
S204处理器模块13在智能临时配电箱断电的第一间隔时间后，对智能临时配电箱周围人员与智能临时配电箱之间距离进行再次检测，若仍低于第三设定距离，则由处理器模块13发送报警信息，进行报警；若高于第三设定距离，则由处理器模块13向控制模块3发送信息，由控制模块3控制智能临时配电箱开启；
所述第二设定距离小于第一设定距离，大于第三设定距离。
可选的，所述控制方法还包括安全监测暂停过程：
所述安全监测暂停过程包括：
S301处理器模块13获取操作人员的身份信息；
S302与预先设置的身份信息和/或授权结果进行判断；
S303若操作人员符合预先设置的身份信息和/或授权结果，则具有操作权限，处理器模块13停止安全监测过程；否则，保持安全监测过程继续执行。
本发明实施例的安全监测过程可对配电箱周围环境进行有效监控，在非工作人员过度靠近时，可进行警报及短暂关闭，以确保配电箱周围人的安全。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能配电箱，其特征在于，包括：
采集模块，所述采集模块用于采集智能配电箱的电源电压数据、工作状态；
控制模块，所述控制模块用于获取智能配电箱的电源电压数据、工作状态，并控制智能配电箱的开启或关闭；
处理器模块，所述处理器模块用于获取智能配电箱的电源电压数据、工作状态，并进行分析处理；
显示模块，所述显示模块用于显示处理器模块的分析处理结果；
通信模块，所述通信模块用于将处理器模块的分析处理结果发送给云端；
电源模块，所述电源模块用于向智能配电箱供电；
智能锁具，所述智能锁具用于获取云端发送的开锁信息，并开启智能配电箱。
2.根据权利要求1所述一种智能配电箱，其特征在于，所述智能配电箱还包括：
信号转换模块，所述信号转换模块用于对采集模块采集的电源电压数据、工作状态数据进行格式转换，并发送给控制模块、处理器模块。
3.根据权利要求2所述一种智能配电箱，其特征在于，所述采集模块至少包括电压采集单元、电流采集单元、温度采集单元、湿度采集单元、断路器中的一种。
4.根据权利要求1所述一种智能配电箱，其特征在于，所述智能锁具内置电池、通讯模组；所述通讯模组为蓝牙、4G、NB-IoT、LORA、Wifi、MODBUS中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述一种智能配电箱，其特征在于，所述电流采集单元包括电流传感器、零序电流传感器。
6.一种应用权利要求1-5任一项所述智能配电箱的智能配电系统，其特征在于，所述智能配电系统包括：智能配电箱、监控管理系统；
所述监控管理系统与智能配电箱通讯联接；
所述监控管理系统包括身份识别单元；所述身份识别单元用于获取操作人员信息，并与预先设置的身份信息和/或授权结果进行判断，若操作人员符合预先设置的身份信息和/或授权结果，则具有操作权限，向智能锁具发送开锁信号；否则，向智能锁具发送自动闭锁信号。
7.根据权利要求6所述智能配电系统，其特征在于，所述监控管理系统还包括配电箱控制单元，所述配电箱控制单元用于对智能配电箱进行参数域值设定、修改。
8.根据权利要求7所述智能配电系统，其特征在于，所述智能配电系统还包括终端，所述终端用于向监控管理系统发送操作人员信息，所述终端为移动APP终端、监控PC终端中的一种或多种
9.根据权利要求8所述智能配电系统，其特征在于，所述智能配电系统还包括智能保护装置，所述智能保护装置包括若干个环境检测器，所述环境检测器环绕设置在智能配电箱周围，所述环境检测器用于检测所述智能配电箱周围人员信息，并发送给智能配电箱及监控管理系统。
10.根据权利要求9所述智能配电系统，其特征在于，所述环境检测器包括检测单元，所述检测单元至少包括红外检测器、红外对温度检测器、超声波距离探测器、激光雷达中的一种。
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