CN113551804A - 一种开关成套系统 - Google Patents

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Abstract

一种开关成套系统，包括柜体、所述柜体内设置有至少一台断路器、至少三相电源导线或母线，所述断路器的电源端和负载端直接或间接地与所述柜体上设置的电源接线装置和负载接线装置进行插入连接或抽出断开；在所述断路器电源端、负载端、电源接线装置、负载接线装置上设置有至少一个温度采集器，所述温度采集器的温度信号输入给所述断路器内的电子控制器，所述电子控制器可有线地或无线地与上位机进行通信，对开关成套系统的运行温度进行实时监测，当温度超过系统预设的阈值时，可自动发出报警信号或切断电路，提醒运维人员对故障进行分析处理，从而提高了开关成套系统运行的安全性及可靠性。

Description

一种开关成套系统
技术领域
本申请属于低压配电技术领域，具体涉及一种开关抽屉柜成套系统。
背景技术
配电柜是一种集成度非常高、功能组合繁杂的成套设备，而其中的抽屉柜更是因为其安全、优越的维护性能广泛使用。但现有抽屉柜存在一个较大的技术难题，即为由于本身结构所限，插接触头的接触状况无法直接观察，如果插接状况不良，引起接触电阻增大，导致插接触头温升过高，严重时引起开关设备的烧毁，抽屉柜设备运行的可靠性得不到保证。
目前也有些配电柜会设置多个红外测温模块监测插接触头的温升再通过模块化连接器向外传输温度信号来解决此问题，但由于占用空间大，安装成本高，温度信号传输方式复杂等问题无法广泛使用。
针对如上问题，开发一种结构小巧、安装方便、信号传输稳定、成本可控、具有插接触头温度监控功能开关成套系统是非常必要的。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供开发一种结构小巧、安装方便、信号传输稳定、成本可控、具有插接触头温度监控功能开关成套系统，从而避免因插头温升过高引起的开关设备的烧毁的隐患。
本发明的具体技术方案是：
一种开关成套系统，包括柜体，所述柜体内设置有至少一台断路器、至少三相电源导线或母线，所述断路器的电源端和负载端分别直接或间接地与所述柜体上设置的电源接线装置和负载接线装置进行插入连接或抽出断开；在所述断路器电源端、负载端、电源接线装置和负载接线装置上中的至少一个上设置有至少一个温度采集器，所述温度采集器的温度信号输入给所述断路器内的内置电子控制器或外置电子控制器，所述内置电子控制器或外置电子控制器可通过有线或无线通信方式与上位机进行通信。通过该方案可实现对所述开关成套系统的运行温度进行实时监测，当温度超过系统预设的阈值时，可自动发出报警信号或切断电路，提醒运维人员对故障进行分析处理，从而提高了开关成套系统运行的安全性及可靠性。
优选的，所述断路器设置于插入或抽出式装置上，所述断路器的电源端和负载端上分别设置有至少一个插头，在所述插入式装置设置有至少一个与所述插头对应的插座，在所述插头或所述插座上设有温度采集器。
优选的，所述断路器设置于抽屉装置内，所述断路器的电源端和负载端分别与所述抽屉装置上设置的电源连接装置和负载连接装置用导线进行连接，在所述电源连接装置和/或所述负载连接装置上设置至少一个所述温度采集器。
优选的，所述电源连接装置和所述负载连接装置上分别设置有至少一个夹头，所述夹头上设置至少一个温度采集器。
优选的，所述内置电子控制器设置有通信模块，所述通信模块的通信方式为电力线载波型，所述电力线载波型的载波用的零（N）线由所述插入或抽出式装置或所述抽屉装置以外的零（N）线通过所述插入或抽出式装置或所述抽屉装置上的通信用插头和与所述通信用插头对应的通信用插座接入。
优选的，所述内置电子控制器上设置计量控制模块，所述计量控制模块所需的零（N）线通过所述插入或抽出式装置或所述抽屉装置上的通信用插头和与所述通信用插头对应的通信用插座共用接入。
优选的，所述通信用插头和通信用插座分别包括至少一零（N）线通道和至少一个相（L）线通道，所述零（N）线通道和相（L）线通道相互绝缘且带有导电体。
优选的，所述通信用插座与所述上位机用导线进行连接。
优选的，所述有线通信方式包括HPLC、PLC、LAN、CAN、DeviceNet或Profibus，所述无线通信方式包括4G、5G、WIFI、BLE、ZigBee、NB-IoT或LoRa。
优选的，所述温度采集器可设置在所述断路器电源端、负载端、电源接线装置或负载接线装置的坚固连接件上。
优选的，所述温度采集器可设置在所述断路器电源端、负载端、电源接线装置、负载接线装置上且临近所述母线位置的卡槽中。
优选的，所述温度采集器的温度采集方式为热传导或热辐射。
借由以上的技术方案，本申请的有益效果在于：
1、本发明提供的开关成套系统通过多种方式将温度采集器设置于插头装置的导体上或导体附近，安装方便，测温准确，可靠性高，能够实时的监控插头装置的温度状况，防止由于插头装置温升过高造成开关设备烧毁 的隐患。
2、本发明提供的开关成套系统通过有线或无线的多种信号传输方式，将温度采集器采集到的温度信号及时传输给断路器的控制器及外部上位机，适用性强，成本可控，可满足不同使用场合的需要。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：
图1为本发明的开关成套系统一实施例的整体结构示意图。
图2为本发明的开关成套系统一实施例抽屉内部结构示意图。
图3为本发明的开关成套系统一实施例插头单元与导电母线配合示意图。
图4为图3的局部放大示意图。
图5为本发明的一实施例温度信号传输装置的结构示意图。
图6为本发明的另一实施例插入式装置的结构示意图。
图7为本发明的另一实施例抽出式装置的结构示意图
图8为本发明的又一实施例温度采集器安装及信号传输装置的结构示意图。
图9为本发明的温度信号传输原理图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和／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和图2所示，本发明提供了一种开关成套系统100，所述开关成套系统100包括柜体101、所述柜体101内设置有一台断路器14、至少三相电源导线或母线11，所述断路器14设置于抽屉装置102-2内，所述断路器14的电源端14-D和负载端14-F与所述抽屉装置102-2上设置的电源连接装置102-2-1和负载连接装置102-2-2用导线300进行连接，在所述电源连接装置102-2-1和所述负载连接装置102-2-2上设置夹头102-2-3，所述夹头102-2-3包括进线插头装置12和出线插头装置13，可与所述三相电源导线或母线11插入连接或抽出断开，从而实现电路的导通或断开，所述进线插头装置12和所述出线插头装置13的结构相同，且均包括若干插头单元121，所述插头单元121数量可以为一个，也可以为多个，和所述断路器14的极数对应，每一个插头单元121与所述断路器14对应极的进线端或出线端相连，在所述插头单元121上设有温度采集器A1，当所述插头单元121的数量为多个时，每一个插头装置121都设置有一个温度采集A1。
具体的，在本实施例中，所述进线插头装置12和所述出线插头装置13各包括3个插头单元121，对应所述断路器14为三极的，所述温度采集器A1数量为6个，所述进线插头装置12和所述出线插头装置13均分别包括坚固连接件16和导线300，具体的，所述进线插头装置12和所述出线插头装置13分别通过所述坚固连接件16固定在所述抽屉装置102-2的安装支架17上，与所述三相电源导线或母线11呈夹头状连接，所述断路器14固定在所述抽屉装置102-2的安装支架18上，通过所述导线300分别与所述进线插头装置12和所述出线插头装置13连接，从而形成整个开关成套系统的一次回路。
如图3所示，在所述插头单元121上设置有所述温度采集器A1的安装卡槽1211，所述安装卡槽1211设置于临近所述三相电源导线或母线11位置，所述温度采集器A1安装于所述卡槽1211内，通过热辐射的方式采集温度信号，即：所述温度采集器A1设于所述卡槽1211内，且与所述三相电源导线或母线11不接触，通过热辐射的方式采集所述三相电源导线或母线11上的温度信息。在所述卡槽1211的上下方向还设置有若干走线槽1212用于固定所述温度采集器A1的信号传输线。
如图5所示，各极所述插头单元121安装在所述坚固连接件16上，所述的坚固连接件16上设置有若干导线汇集槽161，用于汇集各极所述插头单元121上引出的所述温度采集器A1的信号传输线，所述信号传输线再通过接线端子19与所述断路器14的内置电子控制器14-1连接，由所述内置电子控制器14-1进行分析处理，实时监控插头的温度状况。
优选的，所述内置电子控制器14-1设置有通信模块14-3和计量控制模块14-4，所述通信模块14-3的通信方式为电力线载波型，通过电力线与所述抽屉装置102-2上通信用插头C1连接，所述通信用插头C1可与和其对应的一通信用插座C2插入连接或抽出断开，所述通信用插头C1和通信用插座C2设置若干个相互绝缘的带有导电体的通道，包括零(N)线通道和相（L）线通道，所述通信用插座C2与所述上位机20用导线进行连接，将所述温度采集器采集的温度信号传输给所述上位机20，从而形成整个开关成套系统的二次回路。一旦温度超过系统预设的阈值时，所述断路器14的通信模块14-3向所述上位机20发出报警信号，通知运维人员进行系统维护，如果温度超过系统预设的跳闸阈值时，所述断路器14的控制器会发出信号给所述断路器14的执行器T1使所述断路器14跳闸，保护整个开关成套系统的安全，同时会将故障信号传输给所述上位机20，从而完成整个开关成套系统的温度监控及过温保护。
在另一较佳实施例中，如图6、7所示，所述断路器14设置于插入或抽出式装置102-1上，所述断路器14的电源端14-D和负载端14-F各设置有至少一个插头14-C，在所述插入或抽出式装置102-1设置有至少一个插座102-1-1，所述插头14-C与所述插座102-1-1可插入连接或抽出断开，所述插座102-1-1与所述柜体101上设置的电源接线装置101-1和负载接线装置101-2用导体连接，从而形成整个开关成套系统的一次回路。
所述温度采集器A1可设置在所述插头14-C和/或所述插座102-1-1上，并通过热传导方式的采集温度信号，所述温度采集器A1上设置有无线通信芯片B1,所述无线通信芯片B1通过无线通信的方式将温度信号传输给所述断路器14的内置电子控制器14-1,由所述内置电子控制器14-1进行分析处理，实时监控插头的温度状况，所述热传导方式即指：所述温度采集器A1与所述三相电源导线或母线11接触，并可直接采集所述三相电源导线或母线11的温度信息。一旦温度超过系统预设的报警阈值时，所述断路器14的通信模块14-3通过无线通信的方式向所述上位机20发出报警信号，通知运维人员进行系统维护，如果温度超过系统预设的跳闸阈值时，所述断路器14的内置电子控制器14-1会发出信号给执行器T1使所述断路器14跳闸，保护整个开关成套系统的安全，同时会将故障信号传输给外部上位机20，从而完成整个开关成套系统的温度监控及过温保护。
在又一较佳实施例中，如图8所示，所述温度采集器A1可设置在所述断路器14电源端14-D、负载端14-F、电源接线装置101-1、负载接线装置101-2的坚固连接件16上，通过热辐射方式的采集温度信号，所述的坚固连接件16上设置有若干导线汇集槽161，用于汇集各极温度采集器A1引出的信号传输线，所述断路器14包括外置电子控制器15，所述信号传输线与所述外置电子控制器15连接，由所述外置电子控制器15进行分析处理，实时监控插头的温度状况，所述外置电子控制器15设置通信模块15-1和计量控制模块15-2，所述通信模块15-1的通信方式为电力线载波型，通过电力线与所述抽屉装置102-2上通信用插头C1连接，所述通信用插头C1可与一与所述通信用插头对应设置的通信用插座C2插入连接或抽出断开，所述通信用插头C1和通信用插座C2分别设置若干个相互绝缘的带有导电体的通道，包括零(N)线通道和相（L）线通道，所述通信用插座C2与所述上位机20用导线进行连接，并将温度信号传输给所述上位机20，从而形成整个开关成套系统的二次回路。一旦温度超过系统预设的阈值时，所述电子控制器15的通信模块15-1向所述上位机20发出报警信号，通知运维人员进行系统维护，从而完成整个开关成套系统的温度监控及过温保护。
在上述多个实施例中，如图9所示，所述温度采集器A1可通过有线或无线传输方式向所述断路器14上的通信模块14-3传输温度信息，所述断路器14可通过有线或无线通信方式向所述上位机20传输温度信息，所述无线通信方式包括4G、5G、WIFI、BLE、ZigBee、NB-IoT或LoRa，所述有线通信方式包括HPLC、PLC、LAN、CAN、DeviceNet或Profibus。
当然，在其他实施例中，所述温度采集器A1也可单独设置在所述断路器14电源端14-D、负载端14-F、电源接线装置101-1、负载接线装置101-2上，同样在本发明的保护范围之内。
以上仅为本发明的部分实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种开关成套系统（100），包括柜体(101)，所述柜体(101)内设置有至少一台断路器（14）、至少三相电源导线或母线（11），所述断路器（14）的电源端（14-D）和负载端（14-F）分别直接或间接地与所述柜体(101)上设置的电源接线装置(101-1)和负载接线装置(101-2)进行插入连接或抽出断开；其特征在于：在所述电源端（14-D）、负载端（14-F）、电源接线装置(101-1)和负载接线装置(101-2)中的至少一个上设置有至少一个温度采集器（A1），所述温度采集器（A1）的温度信号输入给断路器（14）内的内置电子控制器（14-1），所述电子控制器（14-1）可通过有线或无线通信方式与上位机(20)进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种开关成套系统（100），其特征在于，所述断路器（14）设置于插入或抽出式装置（102-1）上，所述断路器（14）的电源端（14-D）和负载端（14-F）上分别设置有至少一个插头(14-C)，在所述插入式装置（102-1）设置有至少一个与所述插头(14-C)对应的插座（102-1-1），在所述插头(14-C)和/或所述插座（102-1-1）上设有温度采集器（A1）。
3.根据权利要求1所述的一种开关成套系统（100），其特征在于，所述断路器（14）设置于抽屉装置(102-2)内，所述断路器（14）的电源端（14-D）和负载端（14-F）分别与所述抽屉装置(102-2)上设置的电源连接装置(102-2-1)和负载连接装置(102-2-2)用导线(300)进行连接，在所述电源连接装置(102-2-1)和/或所述负载连接装置(102-2-2)上设置至少一个所述温度采集器（A1）。
4.根据权利要求3所述的一种开关成套系统（100），其特征在于，所述电源连接装置(102-2-1)和所述负载连接装置(102-2-2)上分别设置有至少一个夹头(102-2-3)，所述夹头(102-2-3)上设置至少一个温度采集器（A1）。
5.根据权利要求2或3所述的一种开关成套系统（100），其特征在于，所述内置电子控制器（14-1）设置有通信模块（14-3），所述通信模块（14-3）的通信方式为电力线载波型，所述电力线载波型的载波用的零（N）线由所述插入或抽出式装置（102-1）或所述抽屉装置(102-2)以外的零（N）线通过所述插入或抽出式装置（102-1）或所述抽屉装置（102-2）上的通信用插头（C1）和与所述通信用插头（C1）对应的通信用插座（C2）接入。
6.根据权利要求2或3所述的一种开关成套系统（100），其特征在于，所述内置电子控制器（14-1）上设置计量控制模块(14-4)，所述计量控制模块(14-4)所需的零（N）线通过所述插入或抽出式装置（102-1）或所述抽屉装置（102-2）上的通信用插头（C1）和与所述通信用插头（C1）对应的通信用插座（C2）共用接入。
7.根据权利要求6所述的一种开关成套系统（100），其特征在于，所述通信用插头（C1）和通信用插座（C2）分别包括至少一零（N）线通道和至少一个相（L）线通道，所述零（N）线通道和相（L）线通道相互绝缘且带有导电体。
8.根据权利要求6所述的一种开关成套系统（100），其特征在于，所述通信用插座（C2）与所述上位机(20)用导线进行连接。
9.根据权利要求1所述的一种开关成套系统（100），其特征在于， 所述有线通信方式包括HPLC、PLC、RS485、LAN、CAN、DeviceNet或Profibus，所述无线通信方式包括4G、5G、WIFI、BLE、ZigBee、NB-IoT或LoRa。
10.根据权利要求1所述的一种开关成套系统（100），其特征在于，所述温度采集器（A1）可设置在所述电源端（14-D）、负载端（14-F）、电源接线装置(101-1)或负载接线装置(101-2)的坚固连接件（16）上。
11.根据权利要求1所述的一种开关成套系统（100），其特征在于，所述温度采集器（A1）可设置在所述电源端（14-D）、负载端（14-F）、电源接线装置(101-1)、负载接线装置(101-2)上且临近所述母线（11）位置的卡槽（1211）中。
12.根据权利要求1所述的一种开关成套系统（100），其特征在于，所述温度采集器（A1）的温度采集方式为热传导或热辐射。
13.根据权利要求1所述的一种开关成套系统（100），其特征在于，在所述电源端（14-D）、负载端（14-F）、电源接线装置(101-1)和负载接线装置(101-2)中的至少一个上设置有至少一个温度采集器（A1），所述温度采集器（A1）的温度信号输入给外置电子控制器（15），所述电子控制器（15）可通过有线或无线通信方式与上位机(20)进行通信。
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