CN212626741U - 一种基于5g通信的智能低压配电分支箱 - Google Patents

一种基于5g通信的智能低压配电分支箱 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于5G通信的智能低压配电分支箱，所述智能低压配电分支箱包括MCU控制模块、电气数据采集模块、环境信息采集模块、通信模块、若干个断路器与开关模块、GPS定位模块、分支箱箱体、排风系统、后台，本实用新型免去了人工日常巡检分支箱的烦恼，分支箱可对自己进行自检，有问题时直接通过GPS定位模块定位查找进行维修维护即可，降低了劳动成本，提高了资源的利用率，保证电力传输的安全稳定进行，具有很高的实用价值，大大降低人力成本，提高资源利用率，且有利于检修人员与分支箱运行的高效性和安全性。

Description

一种基于5G通信的智能低压配电分支箱
技术领域
本实用新型涉及一种基于5G通信的智能低压配电分支箱。
背景技术
随着配电网电缆化进程的发展，当容量不大的独立负荷分布较集中时，可使用电缆分支箱进行电缆多分支的连接，因为分支箱不能直接对每路进行操作，仅作为电缆分支使用，电缆分支箱的主要作用是将电缆分接或转接。可是随着人们对人身与财产的安全防护需求不断提高,不断刺激了电缆分支箱产业的迅速增长,原来的电缆分支箱以无法满足人们日益增长的安全需求与功能需求，目前发展一款新的更加智能化的电缆分支箱十分有意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有产品中的不足，提供一种基于5G通信的智能低压配电分支箱。
为了达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种基于5G通信的智能低压配电分支箱，所述智能低压配电分支箱包括MCU控制模块、电气数据采集模块、环境信息采集模块、通信模块、若干个断路器与开关模块、GPS定位模块、分支箱箱体、排风系统、后台，所述电气数据采集模块、环境信息采集模块、通信模块、若干个断路器与开关模块、GPS定位模块、排风系统都与MCU控制模块连接，所述MCU控制模块、电气数据采集模块、环境信息采集模块、通信模块、若干个断路器与开关模块、GPS定位模块、排风系统都安装于分支箱箱体中，所述通信模块与后台无线连接。
作为优选，电气数据采集模块包括电压采集模块、电流采集模块、谐波检测模块、功率检测模块、电量计量模块，电压采集模块、电流采集模块都与电量计量模块连接。
电压采集模块采用电磁式电压互感器进行电压采集,电压互感器是一种把电网中的高电压转化为低压，便于监视和测量的高压设备。由一次和二次绕组、铁心、引出线，以及绝缘结构等构成；
电流采集采用电流互感器进行电流采集,电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成；
电流采集模块、电压采集模块将采集到的电流电压通过电量计量模块处理，然后电量计量模块将处理后的数据送至MCU控制模块。
作为优选，环境信息采集模块包括温湿度检测模块、水浸检测模块、烟雾检测模块、姿态检测模块。
作为优选，通信模块由5G通信模块、第一天线组成，所述5G通信模块连接第一天线，所述第一天线负责接收与发送信号。
作为优选，GPS定位模块设有第二天线，所述第二天线用于接收发送GPS卫星信号。
作为优选，排风系统由风扇、通风口组成，所述风扇与MCU控制模块相连。
作为优选，MCU控制模块采用型号为STM32F030单片机。
作为优选，电量计量模块选用ATT7022系列三相电能专用芯片。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型采用电气数据采集模块与环境信息采集模块对分支箱箱体的工作情况和工作环境进行实时监控，在运行异常或环境参数异常时会通过通信模块向后台发送信号，后台根据其GPS定位及时找到问题设备并进行维护检修，若是单纯检测到环境温湿度参数脱离正常范围则首先控制启动排风系统控制箱体内环境温湿度，若箱体内温度大于40℃，湿度大于90％判定为异常，需要开启排风系统，每一条线路都配备断路器和开关模块，保证当某一条线路出现问题时不会影响别的线路运行，使故障造成影响最小化；同时水浸检测模块、烟雾检测模块等检测模块也会时刻对分支箱内环境进行检测，保证分支箱内处于安全稳定的工作状态，在环境异常时及时通过通信模块上报后台进行处理以及记录，免去了人工日常巡检分支箱的烦恼，分支箱可对自己进行自检，有问题时直接通过GPS定位模块定位查找进行维修维护即可，降低了劳动成本，提高了资源的利用率；
本实用新型采用5G通信技术进行数据传输，5G网络具有超大网络容量，提供千亿设备的连接能力，满足物联网通信需求。其系统协同化，智能化水平提升，表现为多用户、多点、多天线、多摄取的协同组网，以及网络间灵活地自动调整，5G网络高带宽、低延迟的特性有利于智能低压配电分支箱的数据上传，在发生问题时有利于后台第一时间收到相应消息作出相应指示，保证电力传输的安全稳定进行，具有很高的实用价值；
本实用新型满足了快速建立智能分支箱配电系统的需求，建立后可随时增加减少智能低压配电分支箱，对于新的智能低压配电分支箱的增加只需启动入网，智能低压配电分支箱系统的建立将大大降低人力成本，提高资源利用率，且有利于检修人员与分支箱运行的高效性和安全性。
附图说明
图1为本实用新型的模块组成图；
图2为本实用新型的电气数据采集模块组成图；
图3为本实用新型的环境信息采集模块组成图；
图4为本实用新型的通信模块组成图；
图5为本实用新型的排风系统组成图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步说明：
如图1所示，一种基于5G通信的智能低压配电分支箱，所述智能低压配电分支箱包括MCU控制模块1、电气数据采集模块2、环境信息采集模块3、通信模块4、若干个断路器与开关模块5、GPS定位模块6、分支箱箱体7、排风系统8、后台100，所述电气数据采集模块2、环境信息采集模块3、通信模块4、若干个断路器与开关模块5、GPS定位模块6、排风系统8都与MCU控制模块1连接，所述MCU控制模块1、电气数据采集模块2、环境信息采集模块3、通信模块4、若干个断路器与开关模块5、GPS定位模块6、排风系统8都安装于分支箱箱体7中，所述通信模块4与后台100无线连接。
如图2所示，电气数据采集模块2包括电压采集模块21、电流采集模块22、谐波检测模块23、功率检测模块24、电量计量模块25，所述电压采集模块21、电流采集模块22都与电量计量模块25连接。
如图3所示，环境信息采集模块3包括温湿度检测模块31、水浸检测模块32、烟雾检测模块33、姿态检测模块34。
如图4所示，通信模块4由5G通信模块41、第一天线42组成，所述5G通信模块41连接第一天线42，所述第一天线42负责接收与发送信号。
如图1所示，GPS定位模块6设有第二天线61，所述第二天线61用于接收发送GPS卫星信号。
如图5所示，排风系统8由风扇81、通风口82组成，所述风扇81与MCU控制模块1相连。
MCU控制模块1采用型号为STM32F030单片机，电量计量模块25选用ATT7022系列三相电能专用芯片。
电压采集模块21采用电磁式电压互感器进行电压采集,电压互感器是一种把电网中的高电压转化为低压，便于监视和测量的高压设备。由一次和二次绕组、铁心、引出线，以及绝缘结构等构成。
电流采集模块22采用电流互感器进行电流采集,电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中。二次侧绕组匝数较多,串接在测量电路中。
电量计量模块25采用ATT7022系列三相电能专用芯片，电流采集模块22、电压采集模块21将采集到的电流电压通过电量计量模块25处理，然后电量计量模块25将处理后的数据送至MCU控制模块1，高效稳定地对电量进行监测。
本实用新型将所有模块安装在分支箱箱体7内，箱体接地，第一天线42、第二天线61在分支箱箱体7上部打孔露出。断路器与开关模块5控制分支箱箱体7内每一条线路，一条电缆对应一个断路器与开关模块5。电气数据采集模块2采集电压电流电量等信息送至MCU控制模块1，MCU控制模块1通过通信模块4将数据上传至后台，环境信息采集模块3中的温湿度检测模块31、水浸检测模块32、烟雾检测模块33、姿态检测模块34分别检测分支箱箱体7内的温度、湿度、是否浸水、实时姿态等，在夏季多雨炎热天气时，MCU控制模块1控制风扇81开启，通过通风孔82对分支箱箱体7进行排风换气操作，保证箱体内保持干燥并及时散热，避免箱体内温度过高而引发火灾。检测到箱体内浸水时会通过MCU控制模块1控制通信模块4上传至后台，及时通知工作人员进行维护保证分支箱安全稳定的运行。越来越多的极端天气使得姿态检测34变得非常重要，在大风天暴雨天时，箱体会被吹动或者周围设备倒塌会导致箱体被推倒或剧烈震动，此时姿态检测模块34检测分支箱箱体7的倾斜震动等姿态情况，并及时上传至后台知晓，使后台工作人员能及时进行设备维护。GPS定位模块6的配置使得工作人员能掌握每一个分支箱体的具体位置，在维护检修时快速定位地点，同时避免了不必要的寻找过程，可快速定位问题区域，及时解决问题，保证居民生产生活不会受到分支箱损坏所造成的断电影响。
通过通信模块4将数据上传至后台供后台值班工作人员查看，以便其及时掌握分支箱运行情况，保证巡检高效进行，同时平时工作人员无需到现场，只需定时巡检，按需维护即可，减少工作人员在现场的时间。通信模块无需布设光缆电线，只需启动设备5G天线既可以搜索到周围的5G基站所发出的信号建立联网，进行数据传输，安装便利，高效。
本实用新型满足了快速建立智能分支箱配电系统的需求，建立后可随时增加减少智能低压配电分支箱，对于新的智能低压配电分支箱的增加只需启动入网，智能低压配电分支箱系统的建立将大大降低人力成本，提高资源利用率，且有利于检修人员与分支箱运行的高效性和安全性。
需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一种具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形，总之，本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于5G通信的智能低压配电分支箱，其特征在于，所述智能低压配电分支箱包括MCU控制模块(1)、电气数据采集模块(2)、环境信息采集模块(3)、通信模块(4)、若干个断路器与开关模块(5)、GPS定位模块(6)、分支箱箱体(7)、排风系统(8)、后台(100)，所述电气数据采集模块(2)、环境信息采集模块(3)、通信模块(4)、若干个断路器与开关模块(5)、GPS定位模块(6)、排风系统(8)都与MCU控制模块(1)连接，所述MCU控制模块(1)、电气数据采集模块(2)、环境信息采集模块(3)、通信模块(4)、若干个断路器与开关模块(5)、GPS定位模块(6)、排风系统(8)都安装于分支箱箱体(7)中，所述通信模块(4)与后台(100)无线连接。
2.根据权利要求1所述一种基于5G通信的智能低压配电分支箱，其特征在于，所述电气数据采集模块(2)包括电压采集模块(21)、电流采集模块(22)、谐波检测模块(23)、功率检测模块(24)、电量计量模块(25)，所述电压采集模块(21)、电流采集模块(22)都与电量计量模块(25)连接。
3.根据权利要求1所述一种基于5G通信的智能低压配电分支箱，其特征在于，所述环境信息采集模块(3)包括温湿度检测模块(31)、水浸检测模块(32)、烟雾检测模块(33)、姿态检测模块(34)。
4.根据权利要求1所述一种基于5G通信的智能低压配电分支箱，其特征在于，所述通信模块(4)由5G通信模块(41)、第一天线(42)组成，所述5G通信模块(41)连接第一天线(42)，所述第一天线(42)负责接收与发送信号。
5.根据权利要求1所述一种基于5G通信的智能低压配电分支箱，其特征在于，所述GPS定位模块(6)设有第二天线(61)，所述第二天线(61)用于接收发送GPS卫星信号。
6.根据权利要求1所述一种基于5G通信的智能低压配电分支箱，其特征在于，所述排风系统(8)由风扇(81)、通风口(82)组成，所述风扇(81)与MCU控制模块(1)相连。
7.根据权利要求1所述一种基于5G通信的智能低压配电分支箱，其特征在于，所述MCU控制模块(1)采用型号为STM32F030单片机。
8.根据权利要求2所述一种基于5G通信的智能低压配电分支箱，其特征在于，所述电量计量模块(25)选用ATT7022系列三相电能专用芯片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113394728A (zh) * 2021-05-07 2021-09-14 天津市渤海新能科技有限公司 一种智能分支箱
CN114743339A (zh) * 2022-04-18 2022-07-12 广东电网有限责任公司 基于北斗定位的配电分支箱消防预警系统、方法及装置

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