CN202616769U - 一种通信基站用智能交流配电防雷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通信基站用智能交流配电防雷装置，至少包括一体化设置、且相连的配电单元与防雷保护单元，以及与所述防雷保护单元相连的智能监控告警单元。本实用新型所述通信基站用智能交流配电防雷装置，可以克服现有技术中配置灵活性差、测量精度低、监测范围小、运行稳定性差、维修不方便与供电可靠性低等缺陷，以实现配置灵活性好、测量精度高、监测范围广、运行稳定性好、维修方便与供电可靠性高的优点。

Description

一种通信基站用智能交流配电防雷装置

技术领域

本实用新型涉及通信基站电源设备技术领域，具体地，涉及一种通信基站用智能交流配电防雷装置。

背景技术

现有的通信基站内部电源的雷电防护，一般都采用将防雷箱或防雷器并联连接于基站的配电开关后端的方式。虽然，这样的防雷解决方案，具备一定程度上的防雷功能；但是，由于配电与防雷没有一体化设计，导致此种防雷措施存在一定的弊端，而且智能化程度低；甚至，早期的基站交流配电防雷箱没有智能化设计，不能适应基站动环监控系统的监控要求，无法进行对基站交流配电防雷箱全面集中监控，导致管理人员无法即时获得交流配电故障与防雷器损坏等信息，不能及时处理故障、维护。

基站动环监控系统，已经推进了几年，但由于早期基站交流配电与防雷装置智能化程度低，甚至早期的基站交流配电防雷箱没有智能化设计。后期整改增加了相应的采集监测模块，而且更换了前期没有监控接口防雷保护单元，只能对基站重要的交流电源与防雷保护单元进行监控。这种监控还基本停留在总电流、电压的监控层次，对交流电源的集中监控没有做到全方位监控；存在交流配电的其他数据没法监控，造成故障的原因不太准确，而且稳定性较差。

目前，各厂家的“通信基站用智能交流配电防雷装置”也是层次不齐，大多采用智能性多功能仪表，不能对配电箱配出的各支路，即各个交流负载没法单独计量；不具备油机发电业务的监督考核管理功能，提供给基站动环监控系统的数据、信息有限。

综上所述，在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在配置灵活性差、测量精度低、监测范围小、运行稳定性差、维修不方便与供电可靠性低等缺陷。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种通信基站用智能交流配电防雷装置，以实现配置灵活性好、测量精度高、监测范围广、运行稳定性好、维修方便与供电可靠性高的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种通信基站用智能交流配电防雷装置，至少包括一体化设置、且相连的配电单元与防雷保护单元，以及与所述防雷保护单元相连的智能监控告警单元。

进一步地，所述配电单元，至少包括采用两级分配方式设置的市电输入接口与油机输入接口，设置在所述市电输入接口与油机输入接口之间、且用于将市电输入接口与油机输入接口进行机械互锁的机械互锁模块，以及多条输出分路。

进一步地，所述配电单元，还包括分别与所述市电输入接口、油机输入接口及多条输出分路相匹配、且用于过载和/或短路保护的高分断断路器，与高分断断路器匹配设置的电流互感器，以及分别与所述市电输入接口、油机输入接口及多条输出分路相匹配的零排及接地排。

进一步地，所述油机输入接口，至少包括快接式航空插座。

进一步地，所述防雷保护单元，至少包括可插拔式设置、且分别与所述市电输入接口及油机输入接口连接的防雷保护器，以及与所述防雷保护器匹配设置、且用于与所述智能监控告警单元连接的监控接口。

进一步地，所述智能监控告警单元，至少包括与所述监控接口连接的综合监控采集模块，以及与所述综合监控采集模块连接、用于对综合监控采集模块的实时监测信息进行显示及告警的主控显示模块。

进一步地，所述综合监控采集模块，至少包括第一单片机，与防雷保护单元连接、且用于监测防雷状态的防雷状态监测子模块，与市电输入接口连接、且用于监测市电供电状态的市电供电状态监测子模块，与油机输入接口连接、且用于监测油机供电状态的油机供电状态监测子模块，分别与输入和/或输出回路连接、且用于对输入和/或输出回路进行电参数测量与计量的多个电量计量支路，以及用于与主控显示模块进行通信的通信接口；

所述防雷状态监测子模块、油机供电状态监测子模块、市电供电状态监测子模块、多个电量计量支路与通信接口，分别与第一单片机连接。

进一步地，在所述多个电量计量支路中，每个电量计量支路，至少包括与相应的输入和/或输出支路连接、且用于对相应支路进行电参数测量的电参数测量子模块，以及连接在所述电参数测量子模块与第一单片机之间的计量子模块；

所述通信接口，至少包括RS485接口、RS422接口、RS232接口与以太网接口中的任意一种或多种。

进一步地，所述主控显示模块，至少包括通过所述通信接口、与第一单片机连接的第二单片机，以及分别与所述第二单片机连接的人机交互子模块、通信子模块、告警输出子模块。

进一步地，所述人机交互子模块，至少包括显示屏和/或操作按键；所述告警输出子模块，至少包括声光告警子模块和/或干簧管告警子模块和/或故障告警继电器输出子模块。

本实用新型各实施例的通信基站用智能交流配电防雷装置，由于至少包括一体化设置、且相连的配电单元与防雷保护单元，以及与防雷保护单元相连的智能监控告警单元；防雷保护单元与配电单元采用一体化设计，可以避免由于导线过长导致的残压偏高，而损坏后端设备的危害；从而可以克服现有技术中配置灵活性差、测量精度低、监测范围小、运行稳定性差、维修不方便与供电可靠性低的缺陷，以实现配置灵活性好、测量精度高、监测范围广、运行稳定性好、维修方便与供电可靠性高的优点。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为根据本实用新型通信基站用智能交流配电防雷装置的电气原理示意图；

图2为根据本实用新型通信基站用智能交流配电防雷装置的结构示意图；

图3为根据本实用新型通信基站用智能交流配电防雷装置中智能监控告警单元的工作原理示意图；

图4a-图4c（RS232/485/422通信接口）、图5a-图5c（第二单片机）、图6a-图6d（故障告警继电器输出子模块）、图7a-图7d（人机LCD,LCM19264）、图8a-图8b（人机指示按键）、以及图9（以太网通信接口）为根据本实用新型通信基站用智能交流配电防雷装置中主控显示模块的电气原理示意图；

图10a-图10g（CPU与RS485）、图11a-图11d（电参数测量电路）、图12a-图12b（计量子模块电路）、图13a-图13b（油机市电防雷监测模块）、以及图14a-图14e（与计量子模块接口电路）为根据本实用新型通信基站用智能交流配电防雷装置中综合监控采集模块的电气原理示意图。

结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：

1-浪涌保护器；2-市电断路器；3-机械互锁模块；4-油机断路器；5-总电流互感器；6-主控显示模块；7-综合监控采集模块；8-支路电流互感器；9-配出支路断路器；10-零排；11-接地排；12-防雷保护熔断器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

根据本实用新型实施例，如图1-图14g所示，提供了一种通信基站用智能交流配电防雷装置。

如图1和图2所示，本实施例的通信基站用智能交流配电防雷装置，至少包括一体化设置、且相连的配电单元与防雷保护单元，以及与防雷保护单元相连的智能监控告警单元。

其中，上述配电单元，至少包括采用两级分配方式设置的市电输入接口与油机输入接口，设置在市电输入接口与油机输入接口之间、且用于将市电输入接口与油机输入接口进行机械互锁的机械互锁模块3，多条输出分路，分别与市电输入接口、油机输入接口及多条输出分路相匹配、且用于过载和/或短路保护的高分断断路器，与高分断断路器匹配设置的电流互感器（如总电流互感器5与支路电流互感器8），以及分别与市电输入接口、油机输入接口及多条输出分路相匹配的零排10及接地排11。

该配电单元，采用两级分配方式，市电输入接口与油机输入接口之间机械互锁；油机输入接口，可以采用快接式航空插座；市电输入接口、油机输入接口及多条输出分路，分别匹配设置有高分断断路器（例如，与市电输入接口匹配设置的市电断路器2，与油机输入接口匹配设置的油机断路器4，以及与多条输出分录匹配设置的与配出支路断路器9）；设有多条输出分路，具有输出分路多、配置灵活与供电可靠性高等特点。

上述防雷保护单元，至少包括可插拔式设置、且分别与市电输入接口及油机输入接口连接的防雷保护器，以及与防雷保护器匹配设置、且用于与智能监控告警单元连接的监控接口。

该防雷保护单元与配电单元采用一体化设置，采用模块化插拔式的防雷保护器，且具有监控接口；当模块化插拔式的防雷保护器损坏时，更换非常简单方便，只需更换损坏的插拔式保护模块（即模块化插拔式的防雷保护器）。该防雷保护器，至少可以包括是浪涌保护器（Surge Protective Device，简称SPD）1与防雷保护熔断器12。

如图3所示，上述智能监控告警单元，至少包括与监控接口连接的综合监控采集模块7，以及与综合监控采集模块7连接、用于对综合监控采集模块7的实时监测信息进行显示及告警的主控显示模块6。

该智能监控告警单元，主要用于交流电量监测，电能质量监测，电能分类计量、发电业务管理，防雷监测，市电断电、缺相、电压与电流超限、防雷失效、丢地、零地接反等故障的声光告警，以及提供RS485、RS422、RS232与以太网四种通信接口。在该智能监控告警单元中，主控显示模块6主要用于人机交互、通信、主控MCU单片机（即第一单片机）控制、数据储存等操作。综合监控采集模块7主要用于市电油机监测、防雷监测、输入与输出回路监测计量等操作。

通过配备智能监控告警单元，可以集交流电量监测，电能质量监测，电能分类计量，发电业务管理，防雷监测为一体；能够准确监测交流电源的电压、电流、功率因数、频率、功率、防雷模块等进行实时监测，具有市电与油机发电电能分别计量、发电时间统计、方便发电业务考核管理等功能；同时还具有各个交流负载设备的能耗监测功能，即每路配出支路的电流、功率、功率因数、电能进行实时监测；具有市电断电、缺相、电压与电流超限、防雷失效、丢地、零地接反等故障的声光告警功能，可以提供RS485、RS422、RS232、以太网四种通信接口，即能通过接入基站动环监控系统实现集中监控、管理；也可以通过以太网接口实现集中监控、管理，智能监控告警单元集成度高、性能稳定、功能齐全、精度高、成本低。

具体地，该综合监控采集模块7，至少包括第一单片机，与防雷保护单元连接、且用于监测防雷状态的防雷状态监测子模块，与市电输入接口连接、且用于监测市电供电状态的市电供电状态监测子模块，与油机输入接口连接、且用于监测油机供电状态的油机供电状态监测子模块，分别与输入和/或输出回路连接、且用于对输入和/或输出回路进行电参数测量与计量的多个电量计量支路，以及用于与主控显示模块6进行通信的通信接口；防雷状态监测子模块、油机供电状态监测子模块、市电供电状态监测子模块、多个电量计量支路与通信接口，分别与第一单片机连接。在多个电量计量支路中，每个电量计量支路，至少包括与相应的输入和/或输出支路连接、且用于对相应支路进行电参数测量的电参数测量子模块（如总电参数计量子模块，第1电参数计量子模块，…，第7电参数计量子模块等），以及连接在电参数测量子模块与第一单片机之间的计量子模块（如总计量子模块，第1计量子模块，…，第7计量子模块等）；和/或，通信接口，至少包括RS485接口、RS422接口、RS232接口与以太网接口中的任意一种或多种。

具体实施时，第一单片机如主控MCU，该主控MCU与RS485接口的电气原理，可参见图10a-图10q；电参数测量子模块如电参数测量电路，该电参数测量电路的电气原理，可参见图11a-图11g；防雷状态监测子模块、油机供电状态监测子模块、市电供电状态监测子模块可以一体化设置为油机市电防雷监测模块，该油机市电防雷监测模块的电气原理，可参见图13a-图13b；计量子模块可以包括计量子模块接口电路，该计量子模块接口电路的电气原理，可参见14a-图14g。

该主控显示模块6，至少包括通过通信接口、与第一单片机连接的第二单片机，以及分别与第二单片机连接的人机交互子模块、通信子模块、告警输出子模块与数据存储模块。人机交互子模块，至少包括显示屏和/或操作按键；告警输出子模块，至少包括声光告警子模块和/或干簧管告警子模块和/或故障告警继电器输出子模块。

具体实施时， RS232/485/422通信接口的电气原理，可参见图4a-图4c；以太网通信接口，可参见图9a-图9e；第二单片机的电气原理，可参见图5a-图5c；故障告警继电器输出子模块，可参见图6a-图6d；显示屏如型号为LCM19264的人机LCD，该人机LCD可参见图7a-图7d；操作按键如人机指示按键，该人机指示按键具体可参见图8a-图8b。

例如，显示屏显示的电气参数显示界面，可以包括：

⑴电流、电压显示界面

⑵有功功率、无功功率显示界面

⑶合相功率因数、频率、总电能与油机时间显示界面

⑷市电与油机发电电能显示界面

⑸支路计量显示界面

⑹设置界面

上述实施例的通信基站用智能交流配电防雷装置，是与通信基站交流输入市电或油机相连，包含交流配电单元与防雷保护单元，实现交流电源分配和雷击防护功能的设备；采用配电与防雷一体化设置，配电单元采用二级分配，交流市电与油机输入机械互锁；配备的智能监控告警单元实时监测电源分配与防雷保护单元状态，并具备市电与油机发电的计量、发电时间、各交流负载设备运行情况，具备RS485、RS422、RS232、以太网四种通信接口，可上传数据到基站动环监控系统，实现基站集中管理；方便用户全面了解掌握基站交流电源及负载设备运行情况，方便发电业务的管理考核，并为基站能耗管理、节能减排提供全面可靠的分析数据。该通信基站用智能交流配电防雷装置，至少具有以下特点：

⑴配电单元采用两级分配方式，市电、油机输入机械互锁。油机接口采用快接式航空插座，输入（如电流信号输入与电压信号输入）、输出均采用高分断断路器，具有输出分路多、配置灵活、供电可靠性高等特点；

⑵防雷保护单元与配电单元采用一体化设计，采用模块化插拔式的防雷保护器，具有监控接口；当防雷器损坏时更换非常简单方便，只需更换损坏的插拔式保护模块；

⑶实时监测，并采用中文LCD显示。输入电压、总电流、总有功功率、总无功功率、功率因数、频率、总有功电能、总无功电能；市电供电有功电能、无功电能；油机发电有功电能、无功电能；油机发电时间；每配出支路的电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能；当前供电（市电或油机）状态；防雷保护单元状态等。功能齐全、监测内容全面；

⑷分别计量市电与油机发电有功电能、无功电能，统计油机发电时间；而且具有油机发电时来市电停止发电计时，避免发电业务单位的谎报，方便市电供电与油机发电业务的核算、考核、管理；

⑸监测配出各支路的电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能，为能耗管理、节能减排提供可靠的数据依据；

⑹输入与配出支路电量计量均单独采用专用电量计量芯片，互相不影响测量精度；通过数字校准电量测量精度可达0.2级，有功精度可达0.5S,无功精度可达1级；

⑺具有市电断电、缺相、电压与电流超限、防雷失效、丢地、零地接反等故障的声光告警功能，并提供两组告警输出干接点；

⑻提供RS485、RS422、RS232、以太网四种通信接口，即可通过接入基站动环监控系统实现集中监控、管理，也可以通过以太网接口单独组网实现集中监控、管理。

综上所述，本实用新型各实施例的通信基站用智能交流配电防雷装置，防雷保护单元与配电单元采用一体化设置，大大缩短了防雷保护器与交流电源的连接线长度，避免了由于导线过长导致的残压偏高，而损坏后端设备的危害，市电、油机输入机械互锁，油机接口采用快接式航空插座，输入、输出均采用高分断断路器，具有输出分路多、配置灵活、供电可靠性高等特点；模块化插拔式的防雷保护器，具有监控接口，当防雷器损坏时，可通过基站动环监控系统第一时间得知，更换非常简单方便，只需更换损坏的插拔式保护模块；采用快接式航空插座作为油机接头（即油机输入接口），接油机方便快捷；分别计量市电与油机发电有功电能、无功电能，统计油机发电时间；而且具有油机发电时来市电停止发电计时，避免发电业务单位的谎报，方便市电供电与油机发电业务的核算、考核、管理，监测配出各支路的电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能，可为能耗管理、节能减排提供可靠的数据依据。具有市电断电、缺相、电压与电流超限、防雷失效、丢地、零地接反等故障的声光告警功能，并提供两组告警输出干接点，并提供RS485、RS422、RS232、以太网通信接口；通信接口多、兼容性好、功能齐全、监测内容全面、测量精度高、成本低、运行稳定可靠。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通信基站用智能交流配电防雷装置，其特征在于，至少包括一体化设置、且相连的配电单元与防雷保护单元，以及与所述防雷保护单元相连的智能监控告警单元。

2.根据权利要求1所述的通信基站用智能交流配电防雷装置，其特征在于，所述配电单元，至少包括采用两级分配方式设置的市电输入接口与油机输入接口，设置在所述市电输入接口与油机输入接口之间、且用于将市电输入接口与油机输入接口进行机械互锁的机械互锁模块，以及多条输出分路。

3.根据权利要求2所述的通信基站用智能交流配电防雷装置，其特征在于，所述配电单元，还包括分别与所述市电输入接口、油机输入接口及多条输出分路相匹配、且用于过载和/或短路保护的高分断断路器，与高分断断路器匹配设置的电流互感器，以及分别与所述市电输入接口、油机输入接口及多条输出分路相匹配的零排及接地排。

4.根据权利要求2或3所述的通信基站用智能交流配电防雷装置，其特征在于，所述油机输入接口，至少包括快接式航空插座。

5.根据权利要求4所述的通信基站用智能交流配电防雷装置，其特征在于，所述防雷保护单元，至少包括可插拔式设置、且分别与所述市电输入接口及油机输入接口连接的防雷保护器，以及与所述防雷保护器匹配设置、且用于与所述智能监控告警单元连接的监控接口。

6.根据权利要求5所述的通信基站用智能交流配电防雷装置，其特征在于，所述智能监控告警单元，至少包括与所述监控接口连接的综合监控采集模块，以及与所述综合监控采集模块连接、用于对综合监控采集模块的实时监测信息进行显示及告警的主控显示模块。

7.根据权利要求6所述的通信基站用智能交流配电防雷装置，其特征在于，所述综合监控采集模块，至少包括第一单片机，与防雷保护单元连接、且用于监测防雷状态的防雷状态监测子模块，与市电输入接口连接、且用于监测市电供电状态的市电供电状态监测子模块，与油机输入接口连接、且用于监测油机供电状态的油机供电状态监测子模块，分别与输入和/或输出回路连接、且用于对输入和/或输出回路进行电参数测量与计量的多个电量计量支路，以及用于与主控显示模块进行通信的通信接口；

所述防雷状态监测子模块、油机供电状态监测子模块、市电供电状态监测子模块、多个电量计量支路与通信接口，分别与第一单片机连接。

8.根据权利要求7所述的通信基站用智能交流配电防雷装置，其特征在于，在所述多个电量计量支路中，每个电量计量支路，至少包括与相应的输入和/或输出支路连接、且用于对相应支路进行电参数测量的电参数测量子模块，以及连接在所述电参数测量子模块与第一单片机之间的计量子模块； 

所述通信接口，至少包括RS485接口、RS422接口、RS232接口与以太网接口中的任意一种或多种。

9.根据权利要求8所述的通信基站用智能交流配电防雷装置，其特征在于，所述主控显示模块，至少包括通过所述通信接口、与第一单片机连接的第二单片机，以及分别与所述第二单片机连接的人机交互子模块、通信子模块、告警输出子模块与数据存储模块。

10.根据权利要求9所述的通信基站用智能交流配电防雷装置，其特征在于，所述人机交互子模块，至少包括显示屏和/或操作按键；所述告警输出子模块，至少包括声光告警子模块和/或干簧管告警子模块和/或故障告警继电器输出子模块。

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