CN206922211U - 一种高温自预警式供配电机柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温自预警式供配电机柜，包括机柜本体，所述机柜本体的内壁上设置有封闭的空心导热管，所述空心导热管内充有气体，所述机柜本体内设置有高温自预警系统，所述高温自预警系统包括：气压检测电路，包括气压传感器，气压传感器的检测探头伸入在空心导热管内，在气压传感器的信号输出端输出一气压检测信号；处理电路，耦接于气压检测电路的信号输出端，用于将气压检测信号与一阈值参考信号比较后，在其输出端相应输出一控关信号；预警装置，耦接于处理电路的输出端，用于接收控关信号，并根据所述控关信号发出相应的提示信号；具有对机柜本体内部的温度监测的范围广、灵敏度高和准确度高的优点。

Description

一种高温自预警式供配电机柜

技术领域

本实用新型涉及温度检测装置，更具体地说，它涉及一种高温自预警式供配电机柜。

背景技术

对于现有的供配电机柜，在其内部的变压器长时间超负荷运行或三相负荷不平衡时，容易造成局部异常温升，会直接影响到内部配电变压器的正常运行。特别对于医疗建筑来说，供电的稳定性十分重要，需要在机柜内设置相应的温度检测和预警系统。

在公告号为CN203502143U的中国专利中公开了一种配电变压器温升在线检测装置，包括：温度信号采集传感器、单片机系统电路，所述温度信号采集传感器采用数字温度传感器，温度采集传感器探头设置于配电系统的变压器器身或油枕内，数字温度传感器通过通讯输出端口连接单片机系统电路，与所述单片机系统电路连接设有双向收发的无线通讯模块。该配电变压器温升在线检测装置通过对变压器温升实时检测并将结果上传，实现了变压器运行状态监控。但是由于是点对点监测，即该配电变压器温升在线检测装置只能检测到其所在区域小范围内的温度，检测范围较小。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种高温自预警式供配电机柜，可以对供配电机柜内进行较大范围的温度监测。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种高温自预警式供配电机柜，包括机柜本体，所述机柜本体的内壁上设置有封闭的空心导热管，所述空心导热管内充有气体，所述机柜本体内设置有高温自预警系统，所述高温自预警系统包括：气压检测电路，包括气压传感器，气压传感器的检测探头伸入在空心导热管内，在所述气压传感器的信号输出端输出一气压检测信号；处理电路，耦接于所述气压检测电路的信号输出端，用于将所述气压检测信号与一阈值参考信号比较后，在其输出端相应输出一控关信号；预警装置，耦接于所述处理电路的输出端，用于接收所述控关信号，并根据所述控关信号发出相应的提示信号。

通过采用上述技术方案，由于密闭容器内的气体压强随温度的升高而增大，当外界的温度升高时，经空心导热管的导热使其内部的气体压强增大，经气压传感器而检测到气体压强的变化，并通过处理电路控制预警装置发出相应的提示信号，使工作人员可以直观地观察到机柜本体内是否有异常升温；其中，空心导热管所经过区域的外度温度经过其导热后都会直接传导到其内部的气体中，且由于密闭容器内气体的压强处处相等，从而使空心导热管所经过区域任何一处异常升温都会使其内部气体膨胀，并被气压传感器检测到，从而大大提高了对机柜本体内部温度监测的范围和灵敏度。

进一步的，所述预警装置包括设置在所述机柜本体外壁上的发光二极管L1、发光二极管L2和蜂鸣器H1。

进一步的，所述处理电路包括：比较电路，耦接于所述气压检测电路的输出端，生成所述阈值参考信号，并将所述气压检测信号与阈值参考信号比较后，在其输出端输出一比较信号；控关电路，耦接于所述比较电路的输出端，用于根据所述比较信号控制发光二极管L1、发光二极管L2和蜂鸣器H1与电源之间的通断。

进一步的，所述比较电路包括：阈值参考信号生成电路，具有一第一电阻R1，其一端耦接于一直流电VCC_1，另一端与一第二电阻R2串联后接地，自第一电阻R1和第二电阻R2之间产生所述阈值参考信号；比较器A，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，所述同相输入端耦接于气压传感器的输出端，反相输入端耦接于第一电阻R1和第二电阻R2之间，输出端输出所述比较信号。

进一步的，所述控关电路包括：NPN三极管Q1，其发射极接地，基极通过一第三电阻R3耦接于比较器A的输出端，其集电极串接一第四电阻R4后耦接于所述发光二极管L1的阴极，所述发光二极管L1的阳极耦接于一直流电VCC_2；NPN三极管Q2，其发射极接地，基极通过一第五电阻R5耦接于比较器A的输出端，其集电极串接一第六电阻R6和蜂鸣器H1后耦接于所述直流电VCC_2；非门NOT，其输入端耦接于所述比较器A的输出端；NPN三极管Q3，其发射极接地，基极通过一第七电阻R7耦接于非门NOT的输出端，其集电极串接一第八电阻R8后耦接于所述发光二极管L2的阴极，所述发光二极管L2的阳极耦接于所述直流电VCC_2。

通过采用上述技术方案，当空心导热管所经过区域任何一处升温，空心导热管内部的气体压强增大，并使气压传感器输出的气压检测信号的电压值大于阈值参考信号后，比较器A的输出端输出高电平的比较信号，控关电路断开发光二极管L2并导通发光二极管L1和蜂鸣器H1，以提示工作人员机柜内部存在异常升温区域；而当气压传感器输出的气压检测信号的电压值低于阈值参考信号时，比较器A的输出端输出低电平的比较信号，控关电路断开发光二极管L1和蜂鸣器H1并导通发光二极管L2，以提示工作人员机柜内部温度正常。

进一步的，第一电阻R1为可变电阻器。

通过采用上述技术方案，通过调节第一电阻R1阻值可以调整阈值参考信号的电压大小，从而调节导通发光二极管L1和蜂鸣器H1所对应的外界温度的触发温度，实现触发温度上下可调节，使高温自预警系统可以根据具体使用环境的温度进行触发温度校准，使高温自预警系统的判断与预警更加准确。

进一步的，所述比较器A的同相输入端耦接着一滤波电容C1的一端，所述滤波电容C1的另一端接地。

通过采用上述技术方案，通过滤波电容C1可以便捷地过滤掉气压传感器输出的气压检测信号中大部分杂波信号，使比较器A的判断更加准确，即使高温自预警系统的判断与预警更加准确。

进一步的，所述气压传感器的检测探头与所述空心导热管的端部螺纹连接，所述气压传感器的检测探头的外壁上设置有抵接边，所述抵接边与所述空心导热管之间垫有与二者紧密抵接的密封橡胶圈。

通过采用上述技术方案，使气压传感器的检测探头与空心导热管的连接较为稳固且密封性较好。

进一步的，所述空心导热管的侧壁呈圆柱状且表面开有多条导热弧槽。

通过采用上述技术方案，通过导热弧槽增大空心导热管的导热效率，增大高温自预警系统的判断与预警的灵敏度。

进一步的，所述空心导热管为铜制，所述空心导热管的端部与侧壁设置有圆弧倒角。

通过采用上述技术方案，铜制的空心导热管具有较高的导热效率，同时空心导热管的端部与侧壁设置有圆弧倒角，由于尖端容易发生尖端放电现象，通过设置圆弧倒角来减少棱角，使铜制的空心导热管不易发生释放静电现象，提高了整体供配电机柜的安全性。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

（1）机柜本体的内壁上设置有封闭的空心导热管和高温自预警系统，工作人员可以直观地观察到机柜本体内是否有异常升温，且空心导热管所经过区域任何一处异常升温都会使其内部气体膨胀，并被气压传感器检测到，大大提高了对机柜本体内部温度监测的范围和灵敏度；

（2）第一电阻R1为可变电阻器，使高温自预警系统可以根据具体使用环境的温度进行触发温度校准，提高了高温自预警系统的判断与预警的准确度；

（3）比较器A的同相输入端耦接着一接地的滤波电容C1，提高了高温自预警系统的判断与预警的准确度；

（4）空心导热管的侧壁呈圆柱状且表面开有多条导热弧槽，增大高温自预警系统的判断与预警的灵敏度；

（5）空心导热管的端部与侧壁设置有圆弧倒角，使铜制的空心导热管不易发生释放静电现象，提高了整体供配电机柜的安全性。

附图说明

图1为本实施例的高温自预警式供配电机柜的结构示意图；

图2为本实施例的空心导热管的结构示意图；

图3为图2中A部的放大图；

图4为本实施例的空心导热管的内部结构示意图；

图5为本实施例的气压检测电路和处理电路的电路图；

图6为本实施例的电源电路的电路图。

附图标记：1、机柜本体；2、空心导热管；3、卡接片；4、螺栓；5、高温自预警系统；6、气压检测电路；7、气压传感器；8、处理电路；9、预警装置；10、导热弧槽；11、圆弧倒角；12、抵接边；13、密封橡胶圈；14、电源电路；15、比较电路；16、控关电路；17、阈值参考信号生成电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

如图1和图2所示，一种高温自预警式供配电机柜，包括机柜本体1，机柜本体1的内壁上设置有盘绕在机柜本体1内壁上的封闭的空心导热管2，空心导热管2内充有高压气体。通过卡接片3卡接着空心导热管2，卡接片3再通过螺栓4固定于机柜本体1的内壁上，从而将空心导热管2固定于机柜本体1的内壁上。

如图1和图5所示，机柜本体1内设置有高温自预警系统5，高温自预警系统5包括：气压检测电路6，包括气压传感器7，气压传感器7的检测探头伸入在空心导热管2内，如图3和图4所示，在气压传感器7的信号输出端输出一气压检测信号，气压检测信号的电压值随空心导热管2内气体压强的增大而增大；处理电路8，耦接于气压检测电路6的信号输出端，用于将气压检测信号与一阈值参考信号比较后，在其输出端相应输出一控关信号；预警装置9，耦接于处理电路8的输出端，用于接收控关信号，并根据控关信号发出相应的提示信号。

由于密闭容器内的气体压强随温度的升高而增大，当外界的温度升高时，经空心导热管2的导热使其内部的气体压强增大，经气压传感器7而检测到气体压强的变化，并通过处理电路8控制预警装置9发出相应的提示信号，使工作人员可以直观地观察到机柜本体1内是否有异常升温；其中，空心导热管2所经过区域的外度温度经过其导热后都会直接传导到其内部的气体中，且由于密闭容器内气体的压强处处相等，从而使空心导热管2所经过区域任何一处异常升温都会使其内部气体膨胀，并被气压传感器7检测到，从而大大提高了对机柜本体1内部温度监测的范围和灵敏度。

如图2和图3所示，空心导热管2的侧壁呈圆柱状且表面开有多条导热弧槽10。通过导热弧槽10增大空心导热管2的导热效率，增大高温自预警系统5的判断与预警的灵敏度。

如图2和图3所示，空心导热管2为铜制成，空心导热管2的端部与侧壁设置有圆弧倒角11。铜制的空心导热管2具有较高的导热效率，同时空心导热管2的端部与侧壁设置有圆弧倒角11，使铜制的空心导热管2不易发生释放静电现象，提高了整体供配电机柜的安全性。

如图3和图4所示，气压传感器7的检测探头与空心导热管2的端部螺纹连接，气压传感器7的检测探头的外壁上设置有抵接边12，抵接边12与空心导热管2之间垫有与二者紧密抵接的密封橡胶圈13。使气压传感器7的检测探头与空心导热管2的连接较为稳固且密封性较好。

如图6所示，高温自预警系统5还包括电源电路14，电源电路14的电路图如图3所示，其输入端耦接于220V交流电源，经过降压整流滤波后输出第一直流电VCC_1，该第一直流电VCC_1为5V；第二直流电VCC_2，该第二直流电VCC_2为12V，以供高温自预警系统5使用。

如图1所示，预警装置9包括设置在机柜本体1外壁上的发光二极管L1、发光二极管L2和蜂鸣器H1。

如图5所示，处理电路8包括：比较电路15，耦接于气压检测电路6的输出端，生成阈值参考信号，并将气压检测信号与阈值参考信号比较后，在其输出端输出一比较信号；控关电路16，耦接于比较电路15的输出端，用于根据比较信号控制发光二极管L1、发光二极管L2和蜂鸣器H1与电源之间的通断。

比较电路15包括：阈值参考信号生成电路17，具有一第一电阻R1，其一端耦接于直流电VCC_1，另一端与一第二电阻R2串联后接地，自第一电阻R1和第二电阻R2之间产生阈值参考信号；比较器A，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，同相输入端耦接于气压传感器7的输出端，反相输入端耦接于第一电阻R1和第二电阻R2之间，输出端输出比较信号。

控关电路16包括：NPN三极管Q1，其发射极接地，基极通过一第三电阻R3耦接于比较器A的输出端，其集电极串接一第四电阻R4后耦接于发光二极管L1的阴极，发光二极管L1的阳极耦接于直流电VCC_2；NPN三极管Q2，其发射极接地，基极通过一第五电阻R5耦接于比较器A的输出端，其集电极串接一第六电阻R6和蜂鸣器H1后耦接于直流电VCC_2；非门NOT，其输入端耦接于比较器A的输出端；NPN三极管Q3，其发射极接地，基极通过一第七电阻R7耦接于非门NOT的输出端，其集电极串接一第八电阻R8后耦接于发光二极管L2的阴极，发光二极管L2的阳极耦接于直流电VCC_2。其中，非门NOT_1可采用74LS04芯片来实现。

上述电路中，比较器A为有源电压比较器，电源接入端耦接于直流电VCC_1，接地端接地。

当空心导热管2所经过区域任何一处升温，空心导热管2内部的气体压强增大，并使气压传感器7输出的气压检测信号的电压值大于阈值参考信号后，比较器A的输出端输出高电平的比较信号，NPN三极管Q1和NPN三极管Q2导通，非门NOT输出低电平，NPN三极管Q3截止，从而断开发光二极管L2并导通发光二极管L1和蜂鸣器H1，以提示工作人员机柜内部存在异常升温区域；而当气压传感器7输出的气压检测信号的电压值低于阈值参考信号时，比较器A的输出端输出低电平的比较信号，NPN三极管Q1和NPN三极管Q2截止，非门NOT输出高电平，NPN三极管Q3导通，从而断开发光二极管L1和蜂鸣器H1并导通发光二极管L2，以提示工作人员机柜内部温度正常。

第一电阻R1为可变电阻器。通过调节第一电阻R1阻值可以调整阈值参考信号的电压大小，从而调节导通发光二极管L1和蜂鸣器H1所对应的外界温度的触发温度，实现触发温度上下可调节，使高温自预警系统5可以根据具体使用环境的温度进行触发温度校准，使高温自预警系统5的判断与预警更加准确。

比较器A的同相输入端耦接着一滤波电容C1的一端，滤波电容C1的另一端接地。通过滤波电容C1可以便捷地过滤掉气压传感器7输出的气压检测信号中大部分杂波信号，使比较器A的判断更加准确，即使高温自预警系统5的判断与预警更加准确。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高温自预警式供配电机柜，包括机柜本体(1)，其特征在于，所述机柜本体(1)的内壁上设置有封闭的空心导热管(2)，所述空心导热管(2)内充有气体，所述机柜本体(1)内设置有高温自预警系统(5)，所述高温自预警系统(5)包括：

气压检测电路(6)，包括气压传感器(7)，气压传感器(7)的检测探头伸入在空心导热管(2)内，在所述气压传感器(7)的信号输出端输出一气压检测信号；

处理电路(8)，耦接于所述气压检测电路(6)的信号输出端，用于将所述气压检测信号与一阈值参考信号比较后，在其输出端相应输出一控关信号；

预警装置(9)，耦接于所述处理电路(8)的输出端，用于接收所述控关信号，并根据所述控关信号发出相应的提示信号。

2.根据权利要求1所述的一种高温自预警式供配电机柜，其特征在于，所述预警装置(9)包括设置在所述机柜本体(1)外壁上的发光二极管L1、发光二极管L2和蜂鸣器H1。

3.根据权利要求2所述的一种高温自预警式供配电机柜，其特征在于，所述处理电路(8)包括：比较电路(15)，耦接于所述气压检测电路(6)的输出端，用于生成所述阈值参考信号，并将所述气压检测信号与所述阈值参考信号比较后，在其输出端输出一比较信号；控关电路(16)，耦接于所述比较电路(15)的输出端，用于根据所述比较信号控制发光二极管L1、发光二极管L2和蜂鸣器H1与电源之间的通断。

4.根据权利要求3所述的一种高温自预警式供配电机柜，其特征在于，所述比较电路(15)包括：

阈值参考信号生成电路(17)，具有一第一电阻R1，其一端耦接于一直流电VCC_1，另一端与一第二电阻R2串联后接地，自第一电阻R1和第二电阻R2之间产生所述阈值参考信号；

比较器A，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，所述同相输入端耦接于气压传感器(7)的输出端，反相输入端耦接于第一电阻R1和第二电阻R2之间，输出端输出所述比较信号。

5.根据权利要求4所述的一种高温自预警式供配电机柜，其特征在于，所述控关电路(16)包括：

NPN三极管Q1，其发射极接地，基极通过一第三电阻R3耦接于比较器A的输出端，其集电极串接一第四电阻R4后耦接于所述发光二极管L1的阴极，所述发光二极管L1的阳极耦接于一直流电VCC_2；

NPN三极管Q2，其发射极接地，基极通过一第五电阻R5耦接于比较器A的输出端，其集电极串接一第六电阻R6和蜂鸣器H1后耦接于所述直流电VCC_2；

非门NOT，其输入端耦接于所述比较器A的输出端；

NPN三极管Q3，其发射极接地，基极通过一第七电阻R7耦接于非门NOT的输出端，其集电极串接一第八电阻R8后耦接于所述发光二极管L2的阴极，所述发光二极管L2的阳极耦接于所述直流电VCC_2。

6.根据权利要求5所述的一种高温自预警式供配电机柜，其特征在于，第一电阻R1为可变电阻器。

7.根据权利要求4所述的一种高温自预警式供配电机柜，其特征在于，所述比较器A的同相输入端耦接着一滤波电容C1的一端，所述滤波电容C1的另一端接地。

8.根据权利要求1所述的一种高温自预警式供配电机柜，其特征在于，所述气压传感器(7)的检测探头与所述空心导热管(2)的端部螺纹连接，所述气压传感器(7)的检测探头的外壁上设置有抵接边(12)，所述抵接边(12)与所述空心导热管(2)之间垫有与二者紧密抵接的密封橡胶圈(13)。

9.根据权利要求1所述的一种高温自预警式供配电机柜，其特征在于，所述空心导热管(2)的侧壁呈圆柱状且表面开有多条导热弧槽(10)。

10.根据权利要求9所述的一种高温自预警式供配电机柜，其特征在于，所述空心导热管(2)为铜制，所述空心导热管(2)的端部与侧壁设置有圆弧倒角(11)。