CN115664039A - 配电安全控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配电或供电领域，具体提供一种配电安全控制系统，包括：管理后台，用于管理小区的配电；入户配电箱，用于给对应的用户进行配电，以及获取所述用户的用电信息；环境采集装置，用于采集所述入户配电箱的环境信息；智能微型控制器，用于获取所述环境采集装置采集的所述环境信息，和所述入户配电箱采集的所述用电信息，并基于所述环境信息和所述用电信息生成本地控制命令，以控制其对应的所述入户配电箱，以及将所述本地控制命令反馈给所述管理后台。本发明采用边缘计算，降低了管理后台的计算能力需求，无需担心通信延迟造成的控制延时等情况，提高入户配电箱一端事件处理的及时性。

Description

配电安全控制系统

技术领域

本发明涉及到配电或供电领域，特别是涉及到一种配电安全控制系统。

背景技术

小区配电的方案和技术已经很成熟，设置管理后台，通过管理后台控制入户配电箱等，以实现入户配电、主动跳闸断电等。

发明人发现，管理后台管理许多入户配电箱，需要极大的运算能力，在对入户配电箱控制时，会出现通信延迟或通信不佳造成的控制延时等现象，当出现入户配电箱起火等险情时，管理后台无法第一时间进行快速控制处理。

所以，如何提高险情的应急处理速度，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种配电安全控制系统，旨在解决现有技术中，入户配电箱发生安全问题时应急处理存在延时的技术问题。

本发明提出一种配电安全控制系统，包括：

管理后台，用于管理小区的配电；

入户配电箱，用于给对应的用户进行配电，以及获取所述用户的用电信息；

环境采集装置，用于采集所述入户配电箱的环境信息；

智能微型控制器，用于获取所述环境采集装置采集的所述环境信息，和所述入户配电箱采集的所述用电信息，并基于所述环境信息和所述用电信息生成本地控制命令，以控制其对应的所述入户配电箱，以及将所述本地控制命令反馈给所述管理后台；

其中，每一个所述入户配电箱对应设置一个所述环境采集装置和一个所述智能微型控制器。

进一步地，所述入户配电箱包括箱体，和设置于所述箱体的灭火系统；

所述灭火系统受控于所述智能微型控制器，当所述智能微型控制器基于所述环境信息判定所述入户配电箱发生火情时，控制所述灭火系统启动相应的火情处理动作。

进一步地，所述灭火系统包括防火棉布、棉布收拢器和干粉灭火装置；

所述棉布收拢器和干粉灭火装置受控于所述智能微型控制器；

所述箱体上设置有百叶窗，所述棉布收拢器设置在所述箱体内部的所述百叶窗的上方，用于收拢所述防火棉布；

其中，所述当所述智能微型控制器基于所述环境信息判定所述入户配电箱发生火情时，控制所述灭火系统启动相应的火情处理动作，包括：

所述智能微型控制器控制所述干粉灭火装置进行灭火；预设时间后，控制所述棉布收拢器将所述防火棉布放下遮挡所述百叶窗。

进一步地，所述防火棉布的底部设置金属片，所述箱体位于百叶窗下部设置磁吸结构，当所述防火棉布遮挡所述百叶窗时，所述磁吸结构吸附所述金属片。

进一步地，所述入户配电箱还包括储能电池，所述储能电池与所述箱体分体设置，用于给所述棉布收拢器和所述干粉灭火装置的电动开关供电。

进一步地，所述环境采集装置包括壳体、以及设置在所述壳体的容纳空间内的单片机和多种环境参数采集传感器；

所述多种环境参数采集传感器将采集的环境信号发送给所述单片机；

所述单片机将所有的所述环境信号转换成统一的信号格式，发送给所述智能微型控制器。

进一步地，所述环境采集装置还包括旋转驱动器、传动齿轮组、限位导管、螺钉和弹簧；

所述壳体包括底壳和上壳，底壳和上壳配合形成所述容纳空间；

所述旋转驱动器固定于所述底壳，受控于所述单片机；

所述传动齿轮组为减速齿轮组，其输入端分别与所述旋转驱动器的输出端啮合连接；

所述底壳上设置有安装孔，所述限位导管对应所述安装孔设置；

所述螺钉设置于所述限位导管中，螺钉的长度大于所述限位导管的长度，当螺钉的尖端部与所述安装孔的外侧口平齐时，所述螺钉露出于所述限位导管的部分侧面设置有沿着所述螺钉长度方向设置的长条齿牙，所述减速齿轮组的输出端与所述齿牙啮合连接；

所述弹簧的一端固定在所述上壳内部，另一端固定在一轴承的外圈上，所述轴承的内圈与所述螺钉的螺帽端固定连接，其中，弹簧在自然状态时，所述螺钉的尖端部沿着所述限位导管伸出所述安装孔。

进一步地，所述安装孔包括多个，围绕所述底壳的中心设置；

所述传动齿轮组、限位导管、螺钉和弹簧的数量均与所述安装孔的数量相同，且分别对应一个所述安装孔设置；

所述旋转驱动器设置在所述底壳的中心位置，同时驱动多个所述传动齿轮组。

进一步地，所述环境信号包括氧气含量、温度、湿度、噪音和烟雾含量中的一种或多种。

进一步地，所述的配电安全控制系统还包括能源均衡装置，分别与所述管理后台和小区内的汽车充电桩连接；

所述能源均衡装置通过充电桩与电动汽车的电池连接，用于接收所述电池的卖电请求，并执行所述卖电请求，记录相应的卖电记录。

本申请的配电安全控制系统，管理后台与智能微型控制器通讯连接，而智能微型控制器可以控制入户配电箱。智能微型控制器在接收到环境采集装置采集的环境信息和入户配电箱采集到的用户的用电信息后，直接进行相应的计算分析，然后基于分析结果生成本地控制命令对入户配电箱进行控制，同时将本地控制命令反馈给管理后台。这样，智能微型控制器可以第一时间在本地对入户配电箱进行相应的控制，无需管理后台基于入户配电箱和环境采集装置获取到的信息计算分析，降低管理后台的计算能力；又因为智能微型控制器是在入户配电箱一侧直接计算和控制，所以无需担心通信延迟造成的控制延时等情况，当入户配电箱一端发生配电异常或产生火情等事件时，可以第一时间进行处理，提高事件处理的及时性。

附图说明

图1 为本发明一实施例的配电安全控制系统的结构框图；

图2 为本发明一实施例的入户配电箱的结构示意图；

图3 为本发明一实施例的环境采集装置的截面结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，本申请实施例提供一种配电安全控制系统，包括：

所述管理后台10，用于管理小区的配电；

入户配电箱30，用于给对应的用户进行配电，以及获取所述用户的用电信息；

所述环境采集装置40，用于采集所述入户配电箱30的环境信息；

智能微型控制器20，用于获取所述环境采集装置40采集的所述环境信息，和所述入户配电箱30采集的所述用电信息，并基于所述环境信息和所述用电信息生成本地控制命令，以控制其对应的所述入户配电箱30，以及将所述本地控制命令反馈给所述管理后台10。

其中，每一个所述入户配电箱30对应设置一个所述环境采集装置40和一个所述智能微型控制器20。

如上所述，管理后台10即为服务器、计算机等具有数据处理能力，并可以发出相应控制命令的终端。入户配电箱30即为小区内针对每一户设置的配电箱，可以为现有技术中的任意一种配电箱。环境采集装置40即为采集如温度、湿度、氧气含量、烟雾含量等环境信息的装置，设在上述入户配电箱30中。智能微型控制器20是指具有数据处理能力的终端设备，与环境采集装置40和入户配电箱30连接，以获取环境信息和用电信息。智能微型控制器20根据环境信息，可以判断入户配电箱30是否存在安全隐患，或者是否已经发生险情等，然后生成相应的本地控制命令，以控制对应的入户配电箱30的断电等配电动作，同时会将本地控制命令反馈给管理后台10，管理后台10可以根据本地控制命令，对其它的入户配电箱30等进行控制，比如一栋楼中的某个入户配电箱30发生火情，其对应的智能微型控制器20在本地发出控制火情的指令，同时反馈给管理后台10，管理后台10会发出相应的指令，控制发生火情的入户配电箱30所处的楼栋整体断电，以防止火势沿着电线等蔓延。

进一步地，智能微型控制器20判断入户配电箱30是否存在安全隐患，或者已经发生险情的方法，可以通过端到端的方法进行，即预先训练出一个神经网络模型，将环境信息输入到该神经网络模型后，即会得到相应的结果。具体神经网络模型在此不做介绍，可以使用现有技术中的任意一种可行的神经网络模型训练得到。

进一步地，可以利用上述智能微型控制器20和环境采集装置40对老旧小区的配电系统进行升级改造，即将智能微型控制器20和环境采集装置40对应老旧小区中的入户配电箱30适配安装，然后将智能微型控制器20与老旧小区的管理后台10建立通信连接，这样，提高老旧小区的配电系统的安全性，并且节约升级改造成本。

本实施例中，管理后台10与智能微型控制器20通讯连接，而智能微型控制器20可以控制入户配电箱30。智能微型控制器20在接收到环境采集装置40采集的环境信息和入户配电箱30采集到的用户的用电信息后，直接进行相应的计算分析，然后基于分析结果生成本地控制命令对入户配电箱30进行控制，同时将本地控制命令反馈给管理后台10。这样，智能微型控制器20可以第一时间在本地对入户配电箱30进行相应的控制，无需管理后台10基于入户配电箱30和环境采集装置40获取到的信息计算分析，降低管理后台10的计算能力；又因为智能微型控制器20是在入户配电箱30一侧直接计算和控制，所以无需担心通信延迟造成的控制延时等情况，当入户配电箱30一端发生配电异常或产生火情等事件时，可以第一时间进行处理，提高事件处理的及时性。

参照图2，在一个实施例中，上述入户配电箱30包括箱体301，和设置于所述箱体301的灭火系统；所述灭火系统受控于所述智能微型控制器20，当所述智能微型控制器20基于所述环境信息判定所述入户配电箱30发生火情时，控制所述灭火系统启动相应的火情处理动作。

如上所述，入户配电箱30的箱体中设置有灭火系统，当智能微型控制器20基于所述环境信息判定所述入户配电箱30发生火情时，控制所述灭火系统启动相应的火情处理动作，以实现灭火。入户配电箱30内设置灭火系统，可以快速地进行第一次灭火，尽可能地实现本地灭火成功，或者有效防止火势变大或蔓延。

进一步地，参照图2，上述灭火系统包括防火棉布302、棉布收拢器303和干粉灭火装置304；

所述棉布收拢器303和干粉灭火装置304受控于所述智能微型控制器20；

所述箱体301上设置有百叶窗305，所述棉布收拢器303设置在所述箱体301内部的所述百叶窗305的上方，用于收拢所述防火棉布302；

其中，上述当所述智能微型控制器20基于所述环境信息判定所述入户配电箱30发生火情时，控制所述灭火系统启动相应的火情处理动作，包括：

所述智能微型控制器20控制所述干粉灭火装置304进行灭火；预设时间后，控制所述棉布收拢器303将所述防火棉布302放下遮挡所述百叶窗305。

如上所述，入户配电箱30最大的安全隐患即为火灾隐患，本申请虽然可以通过管理后台10远程关闭相应的入户配电箱30的电路，防止火势沿着电线蔓延，但是为了给入户配电箱30通风等，入户配电箱30一般设置有百叶窗305等通风孔，所以入户配电箱30一旦着火则可能会通过通风孔波及到周边事物，以及通过通风孔获取大量的助燃氧气。本申请在入户配电箱30内设置防火棉布302、棉布收拢器303和干粉灭火装置304，且棉布收拢器303和干粉灭火装置304受控于所述智能微型控制器20，这样一旦发生火灾，可以通过上述智能微型控制器20控制棉布收拢器303和干粉灭火装置304，以防止入户配电箱30停电而无法控制棉布收拢器303和干粉灭火装置304的情况发生。需要说明的是，智能微型控制器20相对其对应的入户配电箱30单独走线获取电能，或者配备储能电源，以应对入户配电箱30断电的情况。进一步地，当需要灭火的时候，先控制干粉灭火装置304喷洒干粉，以将入户配电箱30中的氧气通过百叶窗305等挤出部分，然后控制所述棉布收拢器303将所述防火棉布302放下遮挡所述百叶窗305，这样可以防止火势从百叶窗305窜出，同时可以降低外部空气进入入户配电箱30的速度，提高灭火的效率。上述预设时间的选值一般在3-10秒中选择，优选5秒。

进一步地，在防火棉布302的底部设置金属片306，在箱体301位于百叶窗305下部设置磁吸结构307，当所述防火棉布302遮挡所述百叶窗305时，所述磁吸结构307吸附所述金属片306。防止防火棉布302因为箱体301内气压低于外部气压而被压开的情况发生。

进一步地，上述入户配电箱30还包括储能电池，所述储能电池与所述箱体301分体设置，用于给所述棉布收拢器303和所述干粉灭火装置304的电动开关供电。储能电池的存在，可以防止入户配电箱30着火时停电，从而无法控制棉布收拢器303和所述干粉灭火装置304。将储能电池与箱体301分体设置，可以防止箱体301着火时波及储能电池，使火灾变成电池着火，增加灭火难度。

参照图3，在一个实施例中，上述环境采集装置40包括壳体、以及设置在所述壳体的容纳空间411内的单片机409和多种环境参数采集传感器（图中未示出）；

所述多种环境参数采集传感器将采集的环境信号发送给所述单片机409；

所述单片机409将所有的所述环境信号转换成统一的信号格式，发送给所述智能微型控制器20。

如上所述，环境采集装置40是一个融合型装置，其将不同的环境参数采集传感器集成到同一个壳体内，并共用同一个单片机409，这样，单片机409可以将所有的所述环境信号转换成统一的信号格式，发送给所述智能微型控制器20，方便智能微型控制器20对数据的处理和使用。上述单片机409可以是任意可以满足本申请功能实现的单片机即可，不做具体限定。另外，本申请采用智能全数字化校准工艺设计，保证各环境参数采集传感器的精度和一致性。需要说明的，环境参数采集传感器的探头根据要求设置在壳体上，一般是在壳体上留有开口等，便于探头采集数据。环境采集装置40的各部件均集成在壳体内，无需如现有技术中分别安装不同的传感器，提高安装效率。

参照图3，在一个实施例中，所述环境采集装置40还包括旋转驱动器、传动齿轮组、限位导管405、螺钉406和弹簧410；

所述壳体包括底壳401和上壳402，底壳401和上壳402配合形成所述容纳空间411；

所述旋转驱动器固定于所述底壳401，受控于所述单片机409；

所述传动齿轮组为减速齿轮组404，其输入端与所述旋转驱动器的输出端啮合连接；

所述底壳401上设置有安装孔，所述限位导管405对应所述安装孔设置；

所述螺钉406设置于所述限位导管405中，螺钉406的长度大于所述限位导管405的长度，当螺钉406的尖端部与所述安装孔的外侧口平齐时，所述螺钉406露出于所述限位导管405的部分侧面设置有沿着所述螺钉406长度方向设置的长条齿牙，所述减速齿轮组404的输出端与所述齿牙啮合连接；

所述弹簧410的一端固定在所述上壳402内部，另一端固定在一轴承的外圈407上，所述轴承的内圈408与所述螺钉406的螺帽端固定连接，其中，弹簧410在自然状态时，所述螺钉406的尖端部沿着所述限位导管405伸出所述安装孔。

如上所述，因为环境采集装置40需要安装到入户配电箱30中，为了安装稳定，一般都是在壳体边沿留有安装孔，然后通过工具安装到入户配电箱30的箱壁或顶壁上，安装比较麻烦，且边沿占用空间。本实施例中，直接将螺钉406等设置在壳体内，然后通过旋转驱动器、传动齿轮组、限位导管405和弹簧410的配合，将螺钉406进行旋拧操作，以实现安装和拆卸动作。具体地：

上述旋转驱动器可以是驱动电机403，环境采集装置40上设置有电源，与入户配电箱30的电源连接，以得到驱动旋转驱动器工作的电能。驱动电机403的转动方向可以通过单片机409控制。在安装环境采集装置40时，将底壳401贴在入户配电箱30的侧壁或顶壁上，螺钉406的尖端部与所述安装孔的外侧口基本平齐，螺帽端通过轴承挤压弹簧410，通过单片机409控制驱动电机403启动（一般会设置一个控制开关，控制开关触发单片机409控制驱动电机403启动），驱动电机403驱动减速齿轮组404工作，减速齿轮组404带动长条齿牙转动，从而使螺钉406在限位导管405的限位，以及弹簧410的挤压下，攻向配电箱的侧壁或顶壁，以完成安装。当需要拆卸的时候，可以控制驱动电机403反转即可。

在另一个实施例中，上述旋转驱动器可以为一个柱形齿轮，通过轴承安装在底壳401上，即可以通过轴承转动。在壳体的侧壁相对的两端开设通孔，通过一个带有齿牙的直尺，通过通孔伸入壳体内，与柱形齿轮啮合（当直尺伸入通孔后，具有一定的余量空间，方便控制直尺与柱形齿轮啮合或分离抽出），则可以通过直尺的行进方向，改变柱形齿轮的转动方向，进而实现安装或拆卸的动作。这种设计，无需单片机409配合和电能驱动，节约成本。

本申请的安装孔设置在底壳401上，无需突出底壳401，可以节约安装空间，旋转驱动器的设置，及其配套结构，可以提高安装效率。

在一个实施例中，上述安装孔包括多个，围绕所述底壳401的中心设置；

所述传动齿轮组、限位导管405、螺钉406和弹簧410的数量均与所述安装孔的数量相同，且分别对应一个所述安装孔设置；

所述旋转驱动器设置在所述底壳401的中心位置，同时驱动多个所述传动齿轮组。

如上所述，一个旋转驱动器可以同时对多个传动齿轮组进行驱动，结构简单化，且提高安装效率。

在一个实施例中，配电安全控制系统还包括能源均衡装置，分别与所述管理后台10和小区内的汽车充电桩连接；所述能源均衡装置通过充电桩与电动汽车的电池连接，用于接收对应所述电池的卖电请求，并执行所述卖电请求，记录相应的卖电记录。

如上所述，上述能源均衡装置即为一个卖电装置，其可以将电动汽车的电池中的电能通过充电桩转移到小区配电网中，进行售卖。具体地，电动汽车可以在市电波谷的时候进行充电，此时电价降低，当电动汽车不使用的时候，车主可以通过相应的APP对电动汽车发出在市电波峰的时候进行卖电，这样，车主可以增加收入，同时可以提高市电波峰时的电能。因为电动汽车的加入，可以节省小区储能设备的存储量，进而节省小区的储能设备的成本。上述卖电记录用于结算卖电的费用等。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种配电安全控制系统，其特征在于，包括：

管理后台，用于管理小区的配电；

入户配电箱，用于给对应的用户进行配电，以及获取所述用户的用电信息；

环境采集装置，用于采集所述入户配电箱的环境信息；

智能微型控制器，用于获取所述环境采集装置采集的所述环境信息，和所述入户配电箱采集的所述用电信息，并基于所述环境信息和所述用电信息生成本地控制命令，以控制其对应的所述入户配电箱，以及将所述本地控制命令反馈给所述管理后台；

其中，每一个所述入户配电箱对应设置一个所述环境采集装置和一个所述智能微型控制器。

2.根据权利要求1所述的配电安全控制系统，其特征在于，所述入户配电箱包括箱体，和设置于所述箱体的灭火系统；

所述灭火系统受控于所述智能微型控制器，当所述智能微型控制器基于所述环境信息判定所述入户配电箱发生火情时，控制所述灭火系统启动相应的火情处理动作。

3.根据权利要求2所述的配电安全控制系统，其特征在于，所述灭火系统包括防火棉布、棉布收拢器和干粉灭火装置；

所述棉布收拢器和干粉灭火装置受控于所述智能微型控制器；

所述箱体上设置有百叶窗，所述棉布收拢器设置在所述箱体内部的所述百叶窗的上方，用于收拢所述防火棉布；

其中，所述当所述智能微型控制器基于所述环境信息判定所述入户配电箱发生火情时，控制所述灭火系统启动相应的火情处理动作，包括：

所述智能微型控制器控制所述干粉灭火装置进行灭火；预设时间后，控制所述棉布收拢器将所述防火棉布放下遮挡所述百叶窗。

4.根据权利要求3所述的配电安全控制系统，其特征在于，所述防火棉布的底部设置金属片，所述箱体位于百叶窗下部设置磁吸结构，当所述防火棉布遮挡所述百叶窗时，所述磁吸结构吸附所述金属片。

5.根据权利要求3所述的配电安全控制系统，其特征在于，所述入户配电箱还包括储能电池，所述储能电池与所述箱体分体设置，用于给所述棉布收拢器和所述干粉灭火装置的电动开关供电。

6.根据权利要求1所述的配电安全控制系统，其特征在于，所述环境采集装置包括壳体、以及设置在所述壳体的容纳空间内的单片机和多种环境参数采集传感器；

所述多种环境参数采集传感器将采集的环境信号发送给所述单片机；

所述单片机将所有的所述环境信号转换成统一的信号格式，发送给所述智能微型控制器。

7.根据权利要求6所述的配电安全控制系统，其特征在于，所述环境采集装置还包括旋转驱动器、传动齿轮组、限位导管、螺钉和弹簧；

所述壳体包括底壳和上壳，底壳和上壳配合形成所述容纳空间；

所述旋转驱动器固定于所述底壳，受控于所述单片机；

所述传动齿轮组为减速齿轮组，其输入端分别与所述旋转驱动器的输出端啮合连接；

所述底壳上设置有安装孔，所述限位导管对应所述安装孔设置；

所述螺钉设置于所述限位导管中，螺钉的长度大于所述限位导管的长度，当螺钉的尖端部与所述安装孔的外侧口平齐时，所述螺钉露出于所述限位导管的部分侧面设置有沿着所述螺钉长度方向设置的长条齿牙，所述减速齿轮组的输出端与所述齿牙啮合连接；

所述弹簧的一端固定在所述上壳内部，另一端固定在一轴承的外圈上，所述轴承的内圈与所述螺钉的螺帽端固定连接，其中，弹簧在自然状态时，所述螺钉的尖端部沿着所述限位导管伸出所述安装孔。

8.根据权利要求7所述的配电安全控制系统，其特征在于，所述安装孔包括多个，围绕所述底壳的中心设置；

所述传动齿轮组、限位导管、螺钉和弹簧的数量均与所述安装孔的数量相同，且分别对应一个所述安装孔设置；

所述旋转驱动器设置在所述底壳的中心位置，同时驱动多个所述传动齿轮组。

9.根据权利要求6所述的配电安全控制系统，其特征在于，所述环境信号包括氧气含量、温度、湿度、噪音和烟雾含量中的一种或多种。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的配电安全控制系统，其特征在于，还包括能源均衡装置，分别与所述管理后台和小区内的汽车充电桩连接；

所述能源均衡装置通过充电桩与电动汽车的电池连接，用于接收所述电池的卖电请求，并执行所述卖电请求，记录相应的卖电记录。

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