CN203278015U - 光电警示节能配电箱 - Google Patents

Abstract

一种光电警示节能配电箱，箱门铰接在箱体上，箱体上设有220V火线引入端和零线引入端。箱体内安装有声光警示电路，该电路由4.8V充电电池供电，同时又采用6V直流电源作为充电电池的充电电源，该电路由时钟芯片、功率放大器、多谐振荡器、音响集成块以及发光二极管等组成。同时，火线引入端上并联有多条分支线路，每条分支线路上顺次串接有一个空气开关和一条用作供钳形电流表测量的弧形线。通过声光预警方式直观显示每一办公单元的用电情况，监管方便于通过钳形电流表及时监测每一办公单元的用电数据，具有合理用电、节约用电、方便监管、方便用电方与监管方沟通等特点。

Description

光电警示节能配电箱

技术领域

本实用新型涉及配电箱，特别是具有声光预警功能的办公用配电箱。

背景技术

较大的企事业单位，基本上都建有楼房，车间与办公室多个，但所用电费都是按总表计算，故单位内部各楼层、各办公室便只牵线，把电源送到，却不再配备计量监测表计。由此，对用电状况和用电量大小基本处于不设管防的自由状态。由此工作人员下班后，忘记关断电源的情况时有发生，使照明、电脑、空调等用电器具在无人状态下仍在继续工作，特别是因为出差，竟然连续多日仍在运行的情况，使之既浪费电能，增加耗资，还潜伏安全隐患，目前，尚没有专门监管办公室用电的配电设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种便于监测每一办公单元（指办公室）用电与否的光电警示节能配电箱。

本实用新型的目的是这样实现的：一种光电警示节能配电箱，包括箱门铰接在箱体上，箱体上设有220V火线引入端和零线引入端，箱体内安装有声光警示电路：6V直流电源的正极和负极分别接于4.8V充电电池Ec的正极和负极，电阻R2一端接于充电电池Ec正极，电阻R2另一端串接电阻R3后接充电电池Ec负极，电阻R2一端接于三极管BG1的集电极，电阻R2和电阻R3的结点接于CY-56型时钟芯片的13脚，时钟芯片的14脚接于充电电池Ec负极，时钟芯片的1脚接于三极管BG1基极，开关K2一端接于时钟芯片11脚，开关K3一端和开关K7一端均接于时钟芯片10脚，开关K4一端和开关K8一端均接于时钟芯片9脚，开关K5一端、开关K6一端、开关K2另一端、开关K4另一端以及开关K3另一端均接于时钟芯片12脚，开关K5另一端和开关K6另一端分别接于时钟芯片的7脚和8脚，开关K7另一端和开关K8另一端均接于时钟芯片11脚，三极管BG1发射极接于三极管BG2基极，三极管BG2集电极接于三极管BG1集电极，三极管BG2发射极接于音响集成块YX一端，音响集成块YX另一端和电解电容C2正极均接于三极管BG3集电极，三极管BG3基极接于电解电容C3负极，电解电容C2负极同时接于三极管BG4基极和电位器W的固定端，电解电容C3正极和电阻R5一端均接于三极管BG4集电极，三极管BG4发射极串接电阻R6后接于充电电池Ec负极，电解电容C3负极串接电阻R4后接于电位器W的滑动端，电阻R5另一端以及电位器W的滑动端均接于三极管BG2发射极，多个发光显示单元并联在三极管BG3发射极与充电电池Ec负极之间，上述每个发光显示单元由一个开关串接一个发光二极管组成；

所述火线引入端上并联有多条分支线路，每条分支线路上顺次串接有一个空气开关和一条用作供钳形电流表测量的弧形线。

所述弧形线经接线柱压接在箱体上。

所述箱门上设置有带锁把手。

所述箱门上设置有透明有机玻璃板，所述发光显示单元的发光二极管设置在箱体内、且位于透明有机玻璃板内侧。

还具有留言箱LY；矩形盒体的留言箱设置在所述箱门内侧面上，留言箱前板上的投递口位于箱门面板的开口上，留言箱后板上开有便于取留言条的弧形缺口。

所述6V直流电源为：220交流电接于220V/7.5V变压器B初级绕组，变压器B次级绕组两端分别接整流器D两个输入端，整流器D的正、负输出端之间串接有电解电容C1，整流器D的正输出端串接稳压集成块WY7806后接于所述充电电池Ec正极，整流器D的负输出端接于充电电池Ec负极。

还具有电源显示电路：发光二极管Fg1和电阻R1串接在所述整流器D的正、负输出端之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、对每一办公用电单元，如每一办公室分别供电，且在供电回路上设置一弧形线，方便使用钳形电流表随时监测该办公室的用量情况。

2、通过声光预警方式直观显示每一办公单元的用电情况。

3、设置留言箱便于用电方与监管方的对话，适时解决用电问题。

4、采用充电电池作为直流工作电源，同时辅以市电整流后的直流电源对充电电池进行充电，既保证直流工作电源的不间断，同时，具有节能效果。

本实用新型的特点和优点将结合具体实施方式加以进一步阐述。

附图说明

图1是用户线路图。

图2是监测线路图。

图3是本配电箱内部安装结构图。

图4是声光报警电路图。

图5是配电箱面板正视图。

图6a是留言箱的投递口的主视图。

图6b是留言箱的侧视图。

图6c是留言箱的立体图（示出后板）。

具体实施方式

配电箱的设置装配：

防护以及节能手段有好些，比如电子控制，时间控制，甚至智能控制等，但这些控制都造价较高，掌握和维护难度大，故推广应用受到阻碍。为此，我们设计了一种简易方便，实用性强、一层楼甚至一个片区只安装一个的配电箱，该配电箱可进行人工巡视检测，在无人状况下，作补充停电的操作控制，并在上班时给予声光警示。

请见图1、图2、图3：图1是原220V交流电分别送给各办公室，即编号为1、2至N的用户。此时的特点是：线路处于直接供电形式。

图2是在图1的基础上作了一定的电路改进，其特点是按用户结构情况，在线路中分别加装了一个带保护跳闸的空气开关，并在开关出口处增加了一段弧形线，使工作人员可用钳形电流表测量数据，以判断是否在无人状态下还有电器运行。

用钳形表测量判断是否有电器运行，还有两个突出优点：

1、一表多用，比按分支线路装表监测减少若干投资和维护量；

2、钳形表自带档位选择，可解决量程矛盾。若分线装表，量程难于确定，小了，大电流测不了，甚至烧表；大了，误差大，可能掩盖有的设备关闭、有的设备仍在运行的状况。钳形表能测数百安到毫安级，故基本无漏洞；

图3是按楼层或区域安装的配电箱，也是图2电路的实施装配体。从箱中右侧可见，每个开关对应着用户编号，而紧接开关的下面，分别装设了一段弧形线，弧形线有以下几个特点：

1、弧长约12cm；

2、两端用螺钉固定或接线柱压接在箱体上；

3、弧线并非紧挨、重叠、或向一边倾斜（那样在测量中钳线不便），而是中间正向朝外，两边分别向左右偏倒，这样充分利用空间，以便钳形表在每段弧形线钳制测量中有足够位置，由此更便于测量使用。

弧形线后的电源线再从箱体背后（捆扎）引出，送往各个办公室。

再看图3左侧是打开的配电箱门，其中1是透明有机玻璃板（设在箱门上，发光显示单元的发光二极管位于该玻璃板内侧），既有对内部开关器件等的保护作用，又可观察了解开关的投、切情况。2是与办公室一一对应的Φ3型发光二极管，正常不亮，有问题时开启闪亮警示。3是配电箱门的带锁把手，只有持有钥匙的专职人员才能打开。4是频闪控制盒，盒内是电器元件，盒面装有电源和被控支路选择开关。5是各发光管连接线，通过这些线路送出频闪信号。6是留言箱，参见图6a、6b、6c，矩形盒体的留言箱设置在所述箱门内侧面上，留言箱前板上的投递口位于箱门面板的开口上，留言箱后板上开有便于取留言条的弧形缺口。便于办公室人员与电气工人对话，当需要带电运行时，可从门外的留言口（也叫纸条插入口）投入纸条告知，电气工人见条后，便不会关断该办公室电源，否则，当测试到有负载时，将从严拉闸。7是220V电源插头，为减少交变损耗，本仪器主要由蓄电池工作，在缺电时才将插头插入右侧CZ插座中，既交、直流同时工作，又进行充电，当电源充满，再拔掉插头，恢复蓄电池工作。

警示电路的设计：

当电气工人经巡检测量，发现问题并关断电源，但办公室人员不一定知道，在重新上班时可能会盲目查找原因，甚至造成误解和抱怨。与其如此，不如明确相告，理直气壮，以掌握操控的主动权。为此，我们进行了声音加灯光闪烁的警示电路设计。图5示出本光电警示节能配电箱，箱门铰接在箱体上，箱体上设有220V火线引入端和零线引入端，所述箱体内安装有声光警示电路：6V直流电源的正极和负极分别接于4.8V充电电池Ec的正极和负极，电阻R2一端接于充电电池Ec正极，电阻R2另一端串接电阻R3后接充电电池Ec负极，电阻R2一端接于三极管BG1的集电极，电阻R2和电阻R3的结点接于CY-56型时钟芯片的13脚，时钟芯片的14脚接于充电电池Ec负极，时钟芯片的1脚接于三极管BG1基极，开关K2一端接于时钟芯片11脚，开关K3一端和开关K7一端均接于时钟芯片10脚，开关K4一端和开关K8一端均接于时钟芯片9脚，开关K5一端、开关K6一端、开关K2另一端、开关K4另一端以及开关K3另一端均接于时钟芯片12脚，开关K5另一端和开关K6另一端分别接于时钟芯片的7脚和8脚，开关K7另一端和开关K8另一端均接于时钟芯片11脚，三极管BG1发射极接于三极管BG2基极，三极管BG2集电极接于三极管BG1集电极，三极管BG2发射极接于音响集成块YX一端，音响集成块YX另一端和电解电容C2正极均接于三极管BG3集电极，三极管BG3基极接于电解电容C3负极，电解电容C2负极同时接于三极管BG4基极和电位器W的固定端，电解电容C3正极和电阻R5一端均接于三极管BG4集电极，三极管BG4发射极串接电阻R6后接于充电电池Ec负极，电解电容C3负极串接电阻R4后接于电位器W的滑动端，电阻R5另一端以及电位器W的滑动端均接于三极管BG2发射极，多个发光显示单元并联在三极管BG3发射极与充电电池Ec负极之间，上述每个发光显示单元由一个开关串接一个发光二极管组成；

所述火线引入端上并联有多条分支线路，每条分支线路上顺次串接有一个空气开关和一条用作供钳形电流表测量的弧形线。

从图4中可以看到，6V直流电源为：220交流电接于220V/7.5V变压器B初级绕组，变压器B次级绕组两端分别接整流器D两个输入端，整流器D的正、负输出端之间串接有电解电容C1，整流器D的正输出端串接稳压集成块WY7806后接于所述充电电池Ec正极，整流器D的负输出端接于充电电池Ec负极。

还具有电源显示电路：发光二极管Fg1和电阻R1串接在所述整流器D的正、负输出端之间。

图4示出，220V交流电引入后，经开关K1传给220V/7.5V变压器B的原边，B的副边输出经桥堆D整流、电容C₁滤波、WY7806型集成块稳压，再向后续电路提供直流工作电源。

图4中降压电阻R1和发光二极管Fg1构成电源指示电路，Fg1点亮表示工作正常。

电路中设置有4节7号充电电池Ec，各节先串接为4.8V，然后与6V直流稳压电源并联，平时主要由此蓄电池Ec工作，当缺电时，可开启交变电源，即同时工作，又实施充电（充电电压适当高于蓄电池电压）。

直流电源分两路，一路经电阻R2、R3分压，在交结处得到1.5V的电压值，将其送给CY-56型时钟芯片的13脚，芯片的14脚接地。K2-K8分别为芯片的校时、定时、常开、常闭功能开关和周、时、分、调节开关。通过这些开关，可以把时间设置在上班前后各半个小时启动。如是8：30上班，则可将时间设置在8：00开启，发出声光信号，通知被截断电源办公室的人员关注，9：00自动关闭。

直流电源的另一路跨越时钟芯片，直接送给复合管BG1、BG2的相并集电极，BG1的基极接时钟芯片的1脚，发射极接BG2基极，BG2发射极接多谐振荡器。多谐振荡器以晶体管BG3、BG4为中心，BG3的集电极配有音乐片和蜂鸣器组成的音响电路XY（音响集成块）；

发射极带有K9-N开关组和Fg9-N发光管组，组中的各条支路对应一个办公室编号（号码尽量相同，所以不一定照顺序排列），所有支路又形成并联，构成“或门”关系，即任中一个或几个开关按下，都会将本侧支路接通；BG4的集电极和发射极分别接电阻R5、与R6，BG3、BG4的基极分别接电位器W、电阻R4、电容C2和C3。通过所有器件的工作，产生不同大小的电流量，电流量大小又控制电容器充放电时间，电容的充放电又使晶体管BG3、BG4不断翻转，由此形成振荡。

K9-N开关与Fg9-N发光管都装在配电箱门的内侧，在外面只能通过透明有机玻璃的观察窗看见发光管闪动与否，而各开关只能由电气人员根据检测情况在内部操作。

现普遍单位设总表或装修后，空气开关要么不设，要么设在办公室内，而楼道上基本不再装配空气开关。若考虑节能和巡检控制的需要，像本专利所述，在不影响美观的适当位置装设可控配电箱是有必要的。当然，若楼层仍有配电箱，也需进行改造，加入可测弧形线、可控分户开关、声光及控制件等，方能使用。

电路有几个特点需要额外说明：

1、蓄电池节能工作：

本配电箱主要负载是声光器件，能耗极小，而若采用交流电的变压、整流、稳压等，其电磁转换和热能耗量已远远大于之，故平时主要由蓄电池工作。同时，若出现声音小、光电弱，表明电量降低，现象明显，故本电路未设采样、比较、判断电路，进一步减少分支耗能，延长蓄电池使用时间。在缺电情况下，方将插头插入本箱体中的220V插座，既可转为交、直流同时工作，又进行充电，当电源充满，再拔掉插头，恢复蓄电池独立工作。在日复一日的运行中，可以大大节约电能，故此为一巧妙而有特色的设计。

2、复合管开关作用：

复合管BG1、BG2是由S8050和3DG12，构成的功放电路，可承载数百毫安的电流值，而音响和发光二极管的单只电流在20毫安左右，就是几只并联问题也不大。故本电路不再设继电器转换，而是直接将复合管用作开关。复合管平时截止，当设置时间到达，时钟芯片1脚输出高电平，使之导通，将集电极的正电源传送给振荡器工作，可见，确实起到开关作用。

3、振荡器失衡工作：

一般的多谐振荡器电气参数是平衡的，但我们设计的图4 声光警示电路左右结构却不一样，参数明显不平衡，尤其电位器W的单面设置，更加剧了不平衡的份量，这是因为我们的音响和光电闪烁要点在左面，考虑保持时间应更长一些，故无需两边平衡，而有意设置为脉冲宽度可调的电路。此功能的实现，也是我们对单稳态触发器构成的振荡器基本特性的巧妙应用。

使用方式：节能配电箱及其线路安装完成后，便可投入使用。首先，电气工作人员可手持电流分2~600A四档的DT9258钳形表巡检测量，此处检测到4号和17号办公室分别有0.8A和3A电流以上，又无留言条，即判断是该办公室人员忘记关电源，则先拨下开关键使之断电，再把声光启动时间设置在8：00——9：00，并按下K4和K17支路开关，当时间到达时，控制器将发出声光警示信号。请见图5：

 图5是配电箱正面观察图，当听到音响信号，办公室工作人员可从观察窗看到4号和17号的灯光在闪烁，同时开关键被拨下，则该两办公室的人员应该反省，同时，可拨打电话联系，电气工人会很快来到，为其开启配电箱，合上开关，恢复供电，同时断开K4、K17开关，此时可能9点钟还不到，但因线路中断，所以音响和灯光警示效果也随之解除。

还有几点需要补充介绍的是：

1、从图3、图5可见，本配电箱开关件分上下两排设置，共计20个组合排列，紧凑合理，并根据楼层及所控办公室的多少，还可调节增减，方便灵活。

2、留言箱结构 该箱的作用在于办公室人员向电气工人送达信息，以免错关电源。其结构如图6所示，为了保证内部圆弧线的位置空间，箱体压得比较窄，如图6a，投递口是仅为一个6×2cm的条孔，只能放入小纸条或将常用A4纸折叠后投入；图6b是门内横竖3×15cm高度的侧视图，上部断点表示投递口；图6c是6×2×15cm的箱体（后视），从该图还可以看到一个弧形缺口，这是便于手指取拿留言条所设的开口位置。

3、巡检记录表：

对于忘关电源的办公室，特别是长犯、累犯者，应当加强管理，为此我们制定了如下巡检记录表：

该表有巡检发现问题的年、月、日，有几栋、几层、几号办公室以及何时关断电源的时间，更重要的是被停办公室人员须签字作记录，方能恢复供电。这样，一是对工作人员起到警示作用，同时，根据记录，还可作为考核、评定、加扣分的依据。

由上可见，本项目巡检、测量、发现问题、代关电源、声光警示、表册记录、恢复供电，是一个完整体系，该体系的实现，不仅产生了节能作用，还有效提高了安全系数。

Claims (7)

1.一种光电警示节能配电箱，包括，箱门铰接在箱体上，箱体上设有220V火线引入端和零线引入端，其特征是，所述箱体内安装有声光警示电路：6V直流电源的正极和负极分别接于4.8V充电电池Ec的正极和负极，电阻R2一端接于充电电池Ec正极，电阻R2另一端串接电阻R3后接充电电池Ec负极，电阻R2一端接于三极管BG1的集电极，电阻R2和电阻R3的结点接于CY-56型时钟芯片的13脚，时钟芯片的14脚接于充电电池Ec负极，时钟芯片的1脚接于三极管BG1基极，开关K2一端接于时钟芯片11脚，开关K3一端和开关K7一端均接于时钟芯片10脚，开关K4一端和开关K8一端均接于时钟芯片9脚，开关K5一端、开关K6一端、开关K2另一端、开关K4另一端以及开关K3另一端均接于时钟芯片12脚，开关K5另一端和开关K6另一端分别接于时钟芯片的7脚和8脚，开关K7另一端和开关K8另一端均接于时钟芯片11脚，三极管BG1发射极接于三极管BG2基极，三极管BG2集电极接于三极管BG1集电极，三极管BG2发射极接于音响集成块YX一端，音响集成块YX另一端和电解电容C2正极均接于三极管BG3集电极，三极管BG3基极接于电解电容C3负极，电解电容C2负极同时接于三极管BG4基极和电位器W的固定端，电解电容C3正极和电阻R5一端均接于三极管BG4集电极，三极管BG4发射极串接电阻R6后接于充电电池Ec负极，电解电容C3负极串接电阻R4后接于电位器W的滑动端，电阻R5另一端以及电位器W的滑动端均接于三极管BG2发射极，多个发光显示单元并联在三极管BG3发射极与充电电池Ec负极之间，上述每个发光显示单元由一个开关串接一个发光二极管组成；

所述火线引入端上并联有多条分支线路，每条分支线路上顺次串接有一个空气开关和一条用作供钳形电流表测量的弧形线。

2.根据权利要求1所述的光电警示节能配电箱，其特征是，所述弧形线经接线柱压接在箱体上。

3.根据权利要求2所述的光电警示节能配电箱，其特征是，所述箱门上设置有带锁把手（3）。

4.根据权利要求3所述的光电警示节能配电箱，其特征是，所述箱门上设置有透明有机玻璃板（1），所述发光显示单元的发光二极管设置在箱体内、且位于透明有机玻璃板（1）内侧。

5.根据权利要求4所述的光电警示节能配电箱，其特征是，还具有留言箱LY；矩形盒体的留言箱设置在所述箱门内侧面上，留言箱前板上的投递口位于箱门面板的开口上，留言箱后板上开有便于取留言条的弧形缺口。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的光电警示节能配电箱，其特征是，所述6V直流电源为：220交流电接于220V/7.5V变压器B初级绕组，变压器B次级绕组两端分别接整流器D两个输入端，整流器D的正、负输出端之间串接有电解电容C1，整流器D的正输出端串接稳压集成块WY7806后接于所述充电电池Ec正极，整流器D的负输出端接于充电电池Ec负极。

7.根据权利要求6所述的光电警示节能配电箱，其特征是，还具有电源显示电路：发光二极管Fg1和电阻R1串接在所述整流器D的正、负输出端之间。

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