CN114243501B - 基于物联网云组态的智能远程监控开关柜及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于物联网云组态的智能远程监控开关柜及其控制方法，所述基于物联网云组态的智能远程监控开关柜包括；开关柜本体，所述开关柜本体内活动设置有多个安装板；限位组件，所述限位组件活动设置在所述开关柜本体内并同所述安装板连接；电磁吸引组件，所述电磁吸引组件设置在所述开关柜本体内，在所述开关柜本体内的控制单元因短路导致温升时，所述电磁吸引组件驱动与之固定连接的触头朝向固定安装在所述开关柜本体内的蜂鸣器运动至所述触头与所述蜂鸣器接触；断开机构，所述断开机构在所述触头朝向所述蜂鸣器运动的瞬间使为所述开关柜本体内的控制单元供电的线路断开，实现控制柜的短路报警并断电，设计新颖，实用性强。

Description

基于物联网云组态的智能远程监控开关柜及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种开关柜领域，具体是基于物联网云组态的智能远程监控开关柜及其控制方法。
背景技术
开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成。开关柜的分类方法很多，如通过断路器安装方式可以分为移开式开关柜和固定式开关柜；或按照柜体结构的不同，可分为敞开式开关柜、金属封闭开关柜、和金属封闭铠装式开关柜；根据电压等级不同又可分为高压开关柜，中压开关柜和低压开关柜等。主要适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合。
开关柜在使用过程中，根据装配不同的控制单元需要设计不同体型的柜体，在更换不同型号的控制单元时，往往因为不适配导致难以安装，大大降低了开关柜的实用性，为此提出基于物联网云组态的智能远程监控开关柜及其控制方法，来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供基于物联网云组态的智能远程监控开关柜及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于物联网云组态的智能远程监控开关柜，所述基于物联网云组态的智能远程监控开关柜包括；开关柜本体，所述开关柜本体内活动设置有多个可调高度并用于承接不同规格型号的控制单元的安装板；限位组件，所述限位组件活动设置在所述开关柜本体内并同所述安装板连接，使每个所述安装板均可固定在所述开关柜本体内；电磁吸引组件，所述电磁吸引组件设置在所述开关柜本体内，所述电磁吸引组件与固定安装在所述开关柜本体内的温度传感器信号连接，在所述开关柜本体内的控制单元因短路导致温升时，所述电磁吸引组件驱动与之固定连接的触头朝向固定安装在所述开关柜本体内的蜂鸣器运动，直至二者接触；断开机构，所述断开机构设置在所述开关柜本体内，所述断开机构在所述触头朝向所述蜂鸣器运动的瞬间使为所述开关柜本体内的控制单元供电的线路断开。
作为本发明进一步的方案：所述限位组件包括对称设置在所述开关柜本体内的两个立柱、固定安装在所述立柱上且齿向朝上的棘齿、通过一号扭簧与所述安装板弹性连接且与所述棘齿适配的卡杆；其中，所述开关柜本体上固定安装有两个隔板，所述立柱固定安装在所述隔板之间，所述卡杆一端与所述安装板铰接，另一端与所述棘齿适配，且所述卡杆通过解锁杆连接转动安装在所述安装板下部的转盘；所述解锁杆的一端与所述转盘铰接，另一端与所述卡杆铰接。
作为本发明再进一步的方案：所述电磁吸引组件与所述断开机构之间通过弹性驱动组件连接，所述弹性驱动组件包括与所述电磁吸引组件通过连接杆连接且转动安装在所述开关柜本体内的伸缩结构、与所述伸缩结构连接且设置在所述开关柜本体内的齿合结构，所述齿合结构连接所述断开机构。
作为本发明再进一步的方案：所述伸缩结构包括转动安装在所述开关柜本体内的弹簧套筒、设置在所述弹簧套筒内的弹簧、一端插入设置在所述弹簧套筒内且与所述弹簧连接的支撑杆，支撑杆的另一端转动安装有与所述隔板滚动连接的滑轮；其中，所述弹簧套筒上转动安装有所述连接杆，且所述连接杆的另一端与所述电磁吸引组件活动连接。
作为本发明再进一步的方案：所述齿合结构包括与所述弹簧套筒固定连接的扇形齿条板、与所述扇形齿条板啮合且转动安装在所述隔板上的齿轮，所述齿轮的转轴与所述断开机构连接；其中，所述扇形齿条板的圆心与所述弹簧套筒的转动中心同轴设置。
作为本发明再进一步的方案：所述电磁吸引组件包括固定安装在所述开关柜本体内的铁芯、缠绕在所述铁芯上并通过控制器与所述温度传感器信号连接的线圈、活动设置在所述开关柜本体内的铁块；其中，所述电磁吸引组件还包括绝缘杆及设置在所述绝缘杆上的限位块，所述限位块与所述触头固定连接；所述开关柜本体内固定安装有套筒，所述绝缘杆插放于所述套筒内且与所述套筒滑动配合，所述绝缘杆的一端与所述铁块固定连接，另一端通过所述连接杆与所述弹簧套筒连接。
作为本发明再进一步的方案：所述断开机构包括转动安装在所述隔板上且与所述齿轮的转轴固定连接的凸轮、与所述凸轮贴合且通过二号扭簧与所述隔板弹性连接的摆动杆、与所述摆动杆适配且固定安装在所述隔板上的接触器。
作为本发明再进一步的方案：所述开关柜本体内还转动安装有转速可调的风扇，所述风扇与所述控制器信号连接。
如所述的基于物联网云组态的智能远程监控开关柜的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：测量将要安装的控制单元的规格型号后，转动转盘，通过解锁杆使卡杆脱离棘齿，此时可对安装板与隔板之间或安装板与安装板之间的距离进行调节；
步骤二：控制单元安装好以后，关闭开关柜本体的柜门并通电，此时控制单元工作并产生热量，同时温度传感器实时监测开关柜本体内的温度，当开关柜本体内的温度上升时，温度传感器将信号发送给控制器，控制器控制风扇转动，对开关柜本体进行降温；
步骤三：当温度传感器检测到的实时温度相较于设定的温度过高时，将信号发送给控制器，控制器使线圈通电，此时缠绕线圈的铁芯具有磁性，从而吸引铁块运动，并通过绝缘杆带动触头朝向蜂鸣器运动至与之接触，蜂鸣器报警；
步骤四：在线圈通电的一瞬间，绝缘杆通过连接杆带动弹簧套筒转动，以使扇形齿条板与齿轮结合，并带动凸轮转动，在二号扭簧的作用下，摆动杆脱离接触器，使开关柜本体断电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置的限位组件使每个安装板之间的距离可调，便于安装不同规格型号的控制单元，使得开关柜本体内的空间得到有效利用，增强其实用性；在开关柜本体内的控制单元短路时，控制单元短路导致温升，并由温度传感器实时监测，将信号发送给控制器，使得电磁吸引组件工作，电磁吸引组件驱动触头与蜂鸣器结合并报警，且在电磁吸引组件工作的一瞬间，断开机构使为开关柜内控制单元供电的线路断开，实现断路保护的效果。
附图说明
图1为基于物联网云组态的智能远程监控开关柜一种实施例的结构示意图。
图2为基于物联网云组态的智能远程监控开关柜一种实施例的立体结构示意图。
图3为图1中A处的结构放大示意图。
图4为图1中B处的结构放大示意图。
图5为基于物联网云组态的智能远程监控开关柜一种实施例中伸缩结构的结构示意图。
图中：1-开关柜本体、2-隔板、3-风扇、4-立柱、5-安装板、6-棘齿、7-卡杆、8-一号扭簧、9-解锁杆、10-转盘、11-温度传感器、12-线圈、13-铁芯、14-铁块、15-绝缘杆、16-限位块、17-触头、18-蜂鸣器、19-连接杆、20-弹簧套筒、21-支撑杆、22-弹簧、23-扇形齿条板、24-齿轮、25-凸轮、26-摆动杆、27-二号扭簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“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。
请参阅图1~5，本发明实施例中，基于物联网云组态的智能远程监控开关柜，所述基于物联网云组态的智能远程监控开关柜包括；开关柜本体1，所述开关柜本体1内活动设置有多个可调高度并用于承接不同规格型号的控制单元的安装板5；限位组件，所述限位组件活动设置在所述开关柜本体1内并同所述安装板5连接，使每个所述安装板5均可固定在所述开关柜本体1内；电磁吸引组件，所述电磁吸引组件设置在所述开关柜本体1内，所述电磁吸引组件与固定安装在所述开关柜本体1内的温度传感器11信号连接，在所述开关柜本体1内的控制单元因短路导致温升时，所述电磁吸引组件驱动与之固定连接的触头17朝向固定安装在所述开关柜本体1内的蜂鸣器18运动，直至二者接触；断开机构，所述断开机构设置在所述开关柜本体1内，所述断开机构在所述触头17朝向所述蜂鸣器18运动的瞬间使为所述开关柜本体1内的控制单元供电的线路断开。
在本发明实施例中，通过设置的限位组件使每个安装板5之间的距离可调，便于安装不同规格型号的控制单元，使得开关柜本体1内的空间得到有效利用；且在开关柜本体1内的控制单元短路时，控制单元短路导致温升，并由温度传感器11实时监测，将信号发送给控制器，使得电磁吸引组件工作，电磁吸引组件驱动触头17与蜂鸣器18结合并报警，且在电磁吸引组件工作的一瞬间，断开机构使为开关柜本体1内控制单元供电的线路断开，实现断路保护的效果。
上述的温度传感器11为现有技术的应用，温度传感器11是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多，按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
作为本发明的一种实施例，所述限位组件包括对称设置在所述开关柜本体1内的两个立柱4、固定安装在所述立柱4上且齿向朝上的棘齿6、通过一号扭簧8与所述安装板5弹性连接且与所述棘齿6适配的卡杆7；其中，所述开关柜本体1上固定安装有两个隔板2，所述立柱4固定安装在所述隔板2之间，所述卡杆7一端与所述安装板5铰接，另一端与所述棘齿6适配，且所述卡杆7通过解锁杆9连接转动安装在所述安装板5下部的转盘10；所述解锁杆9的一端与所述转盘10铰接，另一端与所述卡杆7铰接。
在本发明实施例中，一号扭簧8在初始状态下处于被压缩的状态，以使卡杆7作用于棘齿6，将安装板5固定在立柱4上，当需要调节安装板5的高度位置以适应不同型号的控制单元时，通过转动转盘10，并通过解锁杆9作用于卡杆7，使一号扭簧8进一步被压缩，此时卡杆7脱离棘齿6，安装板5的位置调整好以后，松开转盘10，在一号扭簧8的作用下，转盘10恢复至初始状态，此时卡杆7与棘齿6结合，将安装板5的位置固定。
作为本发明的一种实施例，所述电磁吸引组件与所述断开机构之间通过弹性驱动组件连接，所述弹性驱动组件包括与所述电磁吸引组件通过连接杆19连接且转动安装在所述开关柜本体1内的伸缩结构、与所述伸缩结构连接且设置在所述开关柜本体1内的齿合结构，所述齿合结构连接所述断开机构；所述伸缩结构包括转动安装在所述开关柜本体1内的弹簧套筒20、设置在所述弹簧套筒20内的弹簧22、一端插入设置在所述弹簧套筒20内且与所述弹簧22连接的支撑杆21，支撑杆21的另一端转动安装有与所述隔板2滚动连接的滑轮；其中，所述弹簧套筒20上转动安装有所述连接杆19，且所述连接杆19的另一端与所述电磁吸引组件活动连接；所述齿合结构包括与所述弹簧套筒20固定连接的扇形齿条板23、与所述扇形齿条板23啮合且转动安装在所述隔板2上的齿轮24，所述齿轮24的转轴与所述断开机构连接；其中，所述扇形齿条板23的圆心与所述弹簧套筒20的转动中心同轴设置。
在本发明实施例中，在电磁吸引组件工作时，通过连接杆19驱动弹簧套筒20转动，在弹簧套筒20持续转动的过程中，弹簧22被压缩，当弹簧套筒20连同支撑杆21转动至竖直状态时，电磁吸引组件继续通过连接杆19拉动弹簧套筒20运动，此时弹簧22释放弹性势能，通过连接杆19作用于电磁吸引组件，加速触头17与蜂鸣器18的结合速度。
在弹簧套筒20转动时，带动扇形齿条板23转动，使得与扇形齿条板23啮合的齿轮24转动，并带动断开机构动作，将开关柜本体1内的线路断开，进行断电保护；需要说明的是，上述的蜂鸣器18自带有电源。
作为本发明的一种实施例，所述电磁吸引组件包括固定安装在所述开关柜本体1内的铁芯13、缠绕在所述铁芯13上并通过控制器与所述温度传感器11信号连接的线圈12、活动设置在所述开关柜本体1内的铁块14；其中，所述电磁吸引组件还包括绝缘杆15及设置在所述绝缘杆15上的限位块16，所述限位块16与所述触头17固定连接；所述开关柜本体1内固定安装有套筒，所述绝缘杆15插放于所述套筒内且与所述套筒滑动配合，所述绝缘杆15的一端与所述铁块14固定连接，另一端通过所述连接杆19与所述弹簧套筒20连接。
在本发明实施例中，当温度传感器11检测到的实时温度大于设定的稳定时，将信号发送至控制器中，控制器使线圈12通电，此时缠绕有线圈12的铁芯13具有磁性，吸引铁块14，拉动绝缘杆15运动，并通过连接杆19带动弹簧套筒20转动，使得触头17朝向蜂鸣器18运动，并使蜂鸣器18通电报警。
其中，上述的控制器为微型CPU。
作为本发明的一种实施例，所述断开机构包括转动安装在所述隔板2上且与所述齿轮24的转轴固定连接的凸轮25、与所述凸轮25贴合且通过二号扭簧27与所述隔板2弹性连接的摆动杆26、与所述摆动杆26适配且固定安装在所述隔板2上的接触器。
在本发明实施例中，在使用时，二号扭簧27始终处于被压缩的状态，在齿轮24转动时，驱动凸轮25转动，在二号扭簧27的作用下，摆动杆26旋转，并与接触器脱离，使为开关柜本体1内的控制单元供电的线路断开。
作为本发明的一种实施例，所述开关柜本体1内还转动安装有转速可调的风扇3，所述风扇3与所述控制器信号连接。
在本发明实施例中，在使用时，控制单元工作产生热量，控制器控制风扇3转动，为开关柜本体1散热，且在当控制单元短路导致开关柜本体1内产生大量的热量，温度大于正常工作状态下的温度时，控制器提高风扇3的转速，同时使电磁吸引组件工作。
作为本发明的一种实施例，还提出了如所述的基于物联网云组态的智能远程监控开关柜的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：测量将要安装的控制单元的规格型号后，转动转盘，通过解锁杆使卡杆脱离棘齿，此时可对安装板与隔板之间或安装板与安装板之间的距离进行调节；
步骤二：控制单元安装好以后，关闭开关柜本体的柜门并通电，此时控制单元工作并产生热量，同时温度传感器实时监测开关柜本体内的温度，当开关柜本体内的温度上升时，温度传感器将信号发送给控制器，控制器控制风扇转动，对开关柜本体进行降温；
步骤三：当温度传感器检测到的实时温度相较于设定的温度过高时，将信号发送给控制器，控制器使线圈通电，此时缠绕线圈的铁芯具有磁性，从而吸引铁块运动，并通过绝缘杆带动触头朝向蜂鸣器运动至与之接触，蜂鸣器报警；
步骤四：在线圈通电的一瞬间，绝缘杆通过连接杆带动弹簧套筒转动，以使扇形齿条板与齿轮结合，并带动凸轮转动，在二号扭簧的作用下，摆动杆脱离接触器，使开关柜本体断电。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.基于物联网云组态的智能远程监控开关柜，其特征在于，所述基于物联网云组态的智能远程监控开关柜包括；
开关柜本体(1)，所述开关柜本体(1)内活动设置有多个可调高度并用于承接不同规格型号的控制单元的安装板(5)；
限位组件，所述限位组件活动设置在所述开关柜本体(1)内并同所述安装板(5)连接，使每个所述安装板(5)均可固定在所述开关柜本体(1)内，所述限位组件包括对称设置在所述开关柜本体(1)内的两个立柱(4)、固定安装在所述立柱(4)上且齿向朝上的棘齿(6)、通过一号扭簧(8)与所述安装板(5)弹性连接且与所述棘齿(6)适配的卡杆(7)；
其中，所述开关柜本体(1)上固定安装有两个隔板(2)，所述立柱(4)固定安装在所述隔板(2)之间，所述卡杆(7)一端与所述安装板(5)铰接，另一端与所述棘齿(6)适配，且所述卡杆(7)通过解锁杆(9)连接转动安装在所述安装板(5)下部的转盘(10)；
所述解锁杆(9)的一端与所述转盘(10)铰接，另一端与所述卡杆(7)铰接；
电磁吸引组件，所述电磁吸引组件设置在所述开关柜本体(1)内，所述电磁吸引组件与固定安装在所述开关柜本体(1)内的温度传感器(11)信号连接，在所述开关柜本体(1)内的控制单元因短路导致温升时，所述电磁吸引组件驱动与之固定连接的触头(17)朝向固定安装在所述开关柜本体(1)内的蜂鸣器(18)运动，直至二者接触；
断开机构，所述断开机构设置在所述开关柜本体(1)内，所述断开机构在所述触头(17)朝向所述蜂鸣器(18)运动的瞬间使为所述开关柜本体(1)内的控制单元供电的线路断开；
所述电磁吸引组件与所述断开机构之间通过弹性驱动组件连接，所述弹性驱动组件包括与所述电磁吸引组件通过连接杆(19)连接且转动安装在所述开关柜本体(1)内的伸缩结构、与所述伸缩结构连接且设置在所述开关柜本体(1)内的齿合结构，所述齿合结构连接所述断开机构；
所述伸缩结构包括转动安装在所述开关柜本体(1)内的弹簧套筒(20)、设置在所述弹簧套筒(20)内的弹簧(22)、一端插入设置在所述弹簧套筒(20)内且与所述弹簧(22)连接的支撑杆(21)，支撑杆(21)的另一端转动安装有与所述隔板(2)滚动连接的滑轮；
其中，所述弹簧套筒(20)上转动安装有所述连接杆(19)，且所述连接杆(19)的另一端与所述电磁吸引组件活动连接；
所述齿合结构包括与所述弹簧套筒(20)固定连接的扇形齿条板(23)、与所述扇形齿条板(23)啮合且转动安装在所述隔板(2)上的齿轮(24)，所述齿轮(24)的转轴与所述断开机构连接；
其中，所述扇形齿条板(23)的圆心与所述弹簧套筒(20)的转动中心同轴设置。
2.根据权利要求1所述的基于物联网云组态的智能远程监控开关柜，其特征在于，所述电磁吸引组件包括固定安装在所述开关柜本体(1)内的铁芯(13)、缠绕在所述铁芯(13)上并通过控制器与所述温度传感器(11)信号连接的线圈(12)、活动设置在所述开关柜本体(1)内的铁块(14)；
其中，所述电磁吸引组件还包括绝缘杆(15)及设置在所述绝缘杆(15)上的限位块(16)，所述限位块(16)与所述触头(17)固定连接；
所述开关柜本体(1)内固定安装有套筒，所述绝缘杆(15)插放于所述套筒内且与所述套筒滑动配合，所述绝缘杆(15)的一端与所述铁块(14)固定连接，另一端通过所述连接杆(19)与所述弹簧套筒(20)连接。
3.根据权利要求1所述的基于物联网云组态的智能远程监控开关柜，其特征在于，所述断开机构包括转动安装在所述隔板(2)上且与所述齿轮(24)的转轴固定连接的凸轮(25)、与所述凸轮(25)贴合且通过二号扭簧(27)与所述隔板(2)弹性连接的摆动杆(26)、与所述摆动杆(26)适配且固定安装在所述隔板(2)上的接触器。
4.根据权利要求2所述的基于物联网云组态的智能远程监控开关柜，其特征在于，所述开关柜本体(1)内还转动安装有转速可调的风扇(3)，所述风扇(3)与所述控制器信号连接。
5.如权利要求1-4任意一项所述的基于物联网云组态的智能远程监控开关柜的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：测量将要安装的控制单元的规格型号后，转动转盘(10)，通过解锁杆(9)使卡杆(7)脱离棘齿(6)，此时可对安装板(5)与隔板(2)之间或安装板(5)与安装板(5)之间的距离进行调节；
步骤二：控制单元安装好以后，关闭开关柜本体(1)的柜门并通电，此时控制单元工作并产生热量，同时温度传感器(11)实时监测开关柜本体(1)内的温度，当开关柜本体(1)内的温度上升时，温度传感器(11)将信号发送给控制器，控制器控制风扇(3)转动，对开关柜本体(1)进行降温；
步骤三：当温度传感器(11)检测到的实时温度相较于设定的温度过高时，将信号发送给控制器，控制器使线圈(12)通电，此时缠绕线圈(12)的铁芯(13)具有磁性，从而吸引铁块(14)运动，并通过绝缘杆(15)带动触头(17)朝向蜂鸣器(18)运动至与之接触，蜂鸣器(18)报警；
步骤四：在线圈(12)通电的一瞬间，绝缘杆(15)通过连接杆(19)带动弹簧套筒(20)转动，以使扇形齿条板(23)与齿轮(24)结合，并带动凸轮(25)转动，在二号扭簧(27)的作用下，摆动杆(26)脱离接触器，使开关柜本体(1)断电。
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