CN212933734U

CN212933734U - 一种低压配电系统智慧电气安全探测报警装置及系统

Info

Publication number: CN212933734U
Application number: CN202020569978.0U
Authority: CN
Inventors: 高明明; 谢洪潮; 朱家禄
Original assignee: Wuhan Optics Valley Electric Co ltd
Current assignee: Wuhan Optics Valley Electric Co ltd
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2021-04-09
Anticipated expiration: 2030-04-16

Abstract

本实用新型提供的一种低压配电系统智慧电气安全探测报警装置，对三相交流电参数进行全面的实时监测，并对故障电路及时进行准确定位和报警，实现对配电回路各项危险参数进行实时监控和管理。包括CPU主板以及分别与CPU主板连接的通讯控制模块，显示模块，参量检测模块；CPU主板通过参量检测模块检测到电压、电流、温度和漏电信号后，在显示模块上显示相关物理量实时数值，将采集到的数值与设置的阈值进行比较，当不在阈值范围内时，通过显示模块显示报警信息，并通过通讯控制模块通知后台或远程主机，根据后台或远程主机的查询请求发送相关数据信息。本实用新型还提供由所述低压配电系统智慧电气安全探测报警装置组成的报警系统。

Description

一种低压配电系统智慧电气安全探测报警装置及系统

技术领域

本实用新型涉及智慧电气安全监测监控技术领域，特别是涉及一种低压配电系统智慧电气安全探测报警装置及系统。

背景技术

在低压配电系统中，电气安全通过检测系统中的剩余电流、温度等电气参数，从而预防电气火灾等事故的发生。当被保护线路中监控装置参数超过报警设定值时，能发生报警和控制信号，以便消除电气安全隐患。在实际的使用中，电气安全检测系统多为集中总线型的信息管理模式，即采用RS485或者二总线进行通讯，可以与其他监控报警器、监控单元或监控主机联合组成监控系统，可适用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业以及石油化工、文教卫生、金融电信等领域。传统探测器主要通过检测剩余电流、温度等参数，然后将检测结果发送给主机，主机根据检测数据来判断是否发生报警和开关动作，将控制命令发送给探测器。当传输距离较远，往往会存在报警不及时，开关动作延时大，现场工作人员只能在主机端判断发生报警的位置，无法对故障进行准确定位，从而造成检修困难等问题。

实用新型内容

根据现有技术存在的问题，本实用新型提供一种低压配电系统智慧电气安全探测报警装置，能够对三相交流电参数进行全面的实时监测，并对故障电路及时进行准确定位和报警，实现对配电回路各项危险参数进行实时监控和管理，本实用新型还提供由所述低压配电系统智慧电气安全探测报警装置组成的报警系统。

本实用新型的技术方案是：

1.一种低压配电系统智慧电气安全探测报警装置，其特征在于，包括CPU主板以及分别与CPU主板连接的通讯控制模块，OLED显示模块，参量检测模块；所述CPU主板通过参量检测模块检测到电压、电流、温度和漏电信号后，在显示模块上显示电压、电流、温度、漏电的电力相关物理量实时数值，将采集到的数值与设置的阈值进行比较，当不在阈值范围内时，通过显示模块显示报警信息，并通过通讯控制模块通知后台或远程主机，根据后台或远程主机的查询请求发送相关数据信息。

2.所述参量检测模块包括分别与CPU主板连接的电压采集单元、电流采集单元、温度采集单元、漏电采集单元；A、B、C三相电压输入电压采集单元后，先经过降压电路先将220V交流电转换成毫伏级别的交流电，然后将降压后的交流电压接入运算放大电路，运放的输出接入CPU带有A/D转换功能的IO引脚，由CPU控制完成电压数据的采集；A、B、C三相电流经CT线圈将大电流转换成毫安级别的小电流输入电流采集单元，经过电流电压转换电路，将转换后的电压接入CPU带有A/D转换功能的IO引脚，完成电流数据的采集；将温度探头缠绕或者放置在需要测量温度的线束或者设备上后通过温度探头输入端接入温度采集单元，温度探头的阻值经过电阻桥转换成小电压信号，再经运放放大接入CPU带有A/D转换功能的IO引脚，完成温度数据的采集；将负载线的火线和零线同时穿过漏电传感器线圈，将漏电电流信号转换成毫安级别的小电流后接入漏电采集单元，经过电流电压转换电路转换成可CPU接受的电压接入CPU带有A/D转换功能的IO引脚，完成漏电数据的采集。

3.所述CPU主板设置的报警阈值包括电压、电流、温度和/或漏电阈值；当电压出现过压或者欠压到设定阈值时，发出报警；当电流出现过流到设定阈值时，发出报警；当温度超过设定阈值时，发出报警；当漏电电流超过设定阈值时，发出报警。

4.所述OLED显示模块显示的是电压、电流、温度、漏电等电力相关的物理量实时数值，并将报警信息显示在界面上。

5.所述CPU主板还通过继电器连接蜂鸣器，在控制OLED显示模块显示报警信息时控制继电器使蜂鸣器发出报警鸣响。

6.所述通讯控制模块为485通讯模块，采用标准MODBUS数据格式，数据帧中包含地址信息、功能码、信息域以及校验码。

7.还包括电源模块，用于分别给CPU主板、通讯控制模块、OLED显示模块、参量检测模块供电。

8.还包括与参量检测模块连接的A、B、C三相电压线和N线输入接线端子，A、B、C三相电流输入接线端子，温度探头输入接线端子，漏电传感器输入接线端子，开出电压输出端子，开入电压输入端子，脉冲电压输出端子，与RS485通讯模块连接的通讯接线端子，与电源模块连接的辅助电源接线端子。

9.一种低压配电系统智慧电气安全探测报警系统，其特征在于，包括设置在不同监测节点上的上述多个低压配电系统电气安全探测报警装置，多个电气安全探测报警装置通过通讯控制模块连接主机或通过其他通信设备连接远程后台，主机或远程后台根据需求，对各个监测节点的电气参数进行轮询访问，对发生报警的监测点的电气数据进行查看显示。

本实用新型的技术效果：

本实用新型提供一种低压配电系统智慧电气安全探测报警装置及系统，能够对电流、电压、功率、功率因数、频率、过压、过流、电能等三相交流电参数进行全面的实时监测，并将监测数据实时显示在OLED屏上，便于对故障电路进行准确的定位，可大大方便后期的维护。同时具有剩余电流和多路温度的监测与声光报警功能，实现对配电回路各项危险参数的实时监控和管理。

本实用新型为解决传统电气安全探测器因需要等待主机命令，远距离传输时容易造成反应不及时，在监控点不能及时看到报警和电气数据，导致后期维护困难等问题，设计了一款一体式电气安全探测报警装置，采用分布式系统原理，根据电压、电流、温度、漏电等物理量，在装置中实时判断并根据判断结果发出报警信息以及控制命令，及时控制电气火灾源头，并配有OLED显示屏，维护人员能根据显示内容很快做出维修处理。该装置数据测量精准，性能稳定可靠，采用导轨式安装方式，使用方便。并将设置在不同监测节点上的上述多个低压配电系统电气安全探测报警装置通过组网组成低压配电系统电气安全探测报警系统，通过主机或远程后台实现对各个监测节点集中监控管理。

附图说明

图1是本实用新型低压配电系统智慧电气安全探测报警装置实施例的结构示意图。

图2是参量检测模块结构示意图。

图3是本实用新型低压配电系统智慧电气安全探测报警系统实施例示意图之一。

图4是本实用新型低压配电系统智慧电气安全探测报警系统实施例示意图之二。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。

如图1所示，是本实用新型的低压配电系统智慧电气安全探测报警装置实施例的结构示意图。一种低压配电系统智慧电气安全探测报警装置，包括CPU主板以及分别与CPU主板连接的通讯控制模块，OLED显示模块，参量检测模块；CPU主板通过参量检测模块检测到电压、电流、温度和漏电信号后，在OLED显示模块上显示电压、电流、温度、漏电的电力相关物理量实时数值，并将采集到的数值与设置的阈值进行比较，当不在阈值范围内时，通过OLED显示模块显示报警信息，并通过通讯控制模块通知后台或远程主机，根据后台或远程主机的查询请求发送相关数据信息。

如图2所示，是参量检测模块结构示意图。参量检测模块主要用于采集电压、电流、温度、漏电等物理参量。包括A、B、C三相电压线和N线接入端，A、B、C三相电流接入端，温度探头输入端，漏电传感器输入端；在采集电压过程中，A、B、C三相线和N线接入对应的端子，经过降压电路先将220V交流电转换成毫伏级别的交流电，然后将降压后的交流电压接入运算放大电路，运放的输出接入CPU带有A/D转换功能的IO引脚，通过CPU控制完成电压数据的采集；在采集电流的过程中，将负载线穿入CT线圈后接入A、B、C三相电流接入端，将大电流转换成毫安级别的小电流，经过电流电压转换电路，将转换后的电压接入CPU带有A/D转换功能的IO引脚，进行数据采集与处理；在采集温度的过程中，将温度探头缠绕或者放置在需要测量温度的线束或者设备上后接入温度探头输入端，温度探头的电阻值随着温度的变化而变化，在一定范围内与温度呈线性关系，温度探头的阻值经过电阻桥转换成小电压信号，而后经运放放大接入CPU带有A/D转换功能的IO引脚，从而满足采集温度的需要；当采集漏电时，负载线的火线和零线同时穿过漏电传感器线圈后接入漏电传感器输入端，将漏电电流信号转换成毫安级别的小电流，经过电流电压转换电路转换成可接受的电压接入CPU带有A/D转换功能的IO引脚，进而完成漏电数据的采集。

当CPU检测到电压、电流、温度和漏电信号后，将采集到的的数值与设置的阈值进行比较，当不在阈值范围内的时候，在OLED屏幕上显示报警原因，并通过控制继电器使蜂鸣器发出报警鸣响。

CPU主板设置的报警阈值包括电压、电流、温度和/或漏电阈值；当电压出现过压或者欠压到设定阈值时，发出报警；当电流出现过流到设定阈值时，发出报警；当温度超过设定阈值时，发出报警；当漏电电流超过设定阈值时，发出报警。

OLED显示模块可显示电压、电流、温度、漏电等电力相关的物理量实时数值，并将报警信息显示在界面上。

通讯控制模块主要作用是通知远程主机发生了哪些报警和动作，并根据后台主机或者远程后台查询请求发送物理参量相关的数据。其具有标准MODBUS-RTU协议。

通讯控制模块为485通讯方式，采用标准MODBUS数据格式，数据帧中包含地址信息、功能码、信息域以及校验码；功能码支持03H和10H指令读写寄存器；通信遵循主-从通信方式，数据采用1个起始位，8个数据位、1个停止位、无校验位格式，校验码采用CRC-16格式，通信帧之间的间隔必须大于30毫秒。通过485总线主机或者远程后台可以查询现场不同节点电压、电流、温度、漏电以及电度、谐波等电气设备相关的参数，也可以看到是否有报警信息。

还包括电源模块，电源模块用来将输入的交流的220V转换成不同的直流电压，从而给系统各个子部分供电。电源模块通过AC/DC变换将220V的交流电转换为5V的直流电，该直流电压通过DC/DC变换转换成隔离的5V电源为通讯控制模块供电，同时通过LDO转换为3.3V，为CPU主板，参量检测模块以及OLED显示模块供电。

本实用新型实施例的外部接线端子包括：G、A、B为RS485通讯单元接口，可根据需求将物理量和报警信息传输到远端，可直接通过双绞线连接远端主机，或者连接485转无线通讯模块，通过无线传输到云平台；T1-T4为四路温度探头输入端，每路温度两个输入端，不分正负极，用来连接温度探头输出；L1为漏电传感器的两个输入端，不分正负极；DO1为开出电压输出端，当出现报警信息或者安全事故时用于与其它设备进行联动，两个输出端不分正负极，规格为5A 30VDC/5A 220VAC；PO+，PO-分别为脉冲输出端，测试需外接电源，用来进行校准测试；E、N、L为辅助电源输入端，交流电源输入范围为100-240V；A、B、C、N分别是电压ABC相线和N线输入端；IA、IB、IC为电流输入端，用来连接CT传感器输出，电流最大5A；DI1+、DI1-、DI2+、DI2-为开入电压输入端，通过连接断路器等设备辅助触点来判断通断状态，输入电压为24V，需外接电源。

如图3、图4所示，是本实用新型低压配电系统智慧电气安全探测报警系统实施例示意图。一种低压配电系统电气安全探测报警系统，包括设置在不同监测节点上的上述多个低压配电系统电气安全探测报警装置，多个电气安全探测报警装置通过通讯控制模块连接主机或通过其他通信设备连接远程后台，主机或远程后台根据需求，对各个监测节点的电气参数进行轮询访问，对发生报警的监测点的电气数据进行查看显示。

本实用新型通讯控制模块采用RS485通讯方式，多个安全探测装置可直接通过RS485接口连接主机或者通过其它通讯设备传输到远端后台上，组成报警系统，同一个485接口上的安全探测器数量不得多于256个。后台根据需求，可对各个监测点的电气参数进行轮询访问，也可对发生报警的监测点电气数据进行查看显示。

以上对本实用新型进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本实用新型的保护范围当中。

Claims

2.根据权利要求1所述的低压配电系统智慧电气安全探测报警装置，其特征在于，所述参量检测模块包括分别与CPU主板连接的电压采集单元、电流采集单元、温度采集单元、漏电采集单元；A、B、C三相电压输入电压采集单元后，先经过降压电路先将220V交流电转换成毫伏级别的交流电，然后将降压后的交流电压接入运算放大电路，运放的输出接入CPU带有A/D转换功能的IO引脚，由CPU控制完成电压数据的采集；A、B、C三相电流经CT线圈将大电流转换成毫安级别的小电流输入电流采集单元，经过电流电压转换电路，将转换后的电压接入CPU带有A/D转换功能的IO引脚，完成电流数据的采集；将温度探头缠绕或者放置在需要测量温度的线束或者设备上后通过温度探头输入端接入温度采集单元，温度探头的阻值经过电阻桥转换成小电压信号，再经运放放大接入CPU带有A/D转换功能的IO引脚，完成温度数据的采集；将负载线的火线和零线同时穿过漏电传感器线圈，将漏电电流信号转换成毫安级别的小电流后接入漏电采集单元，经过电流电压转换电路转换成可CPU接受的电压接入CPU带有A/D转换功能的IO引脚，完成漏电数据的采集。

3.根据权利要求1所述的低压配电系统智慧电气安全探测报警装置，其特征在于，所述OLED显示模块显示的是电压、电流、温度、漏电的电力相关物理量实时数值，并将报警信息显示在界面上。

4.根据权利要求1所述的低压配电系统智慧电气安全探测报警装置，其特征在于，所述CPU主板还通过继电器连接蜂鸣器，在控制OLED显示模块显示报警信息时控制继电器使蜂鸣器发出报警鸣响。

5.根据权利要求1所述的低压配电系统智慧电气安全探测报警装置，其特征在于，所述通讯控制模块为485通讯模块，采用标准MODBUS数据格式，数据帧中包含地址信息、功能码、信息域以及校验码。

6.根据权利要求1至5之一所述的低压配电系统智慧电气安全探测报警装置，其特征在于，还包括电源模块，用于分别给CPU主板、通讯控制模块、OLED显示模块、参量检测模块供电。

7.根据权利要求6所述的低压配电系统智慧电气安全探测报警装置，其特征在于，还包括与参量检测模块连接的A、B、C三相电压线和N线输入接线端子，A、B、C三相电流输入接线端子，温度探头输入接线端子，漏电传感器输入接线端子，开出电压输出端子，开入电压输入端子，脉冲电压输出端子，与RS485通讯模块连接的通讯接线端子，与电源模块连接的辅助电源接线端子。

8.一种低压配电系统智慧电气安全探测报警系统，其特征在于，包括设置在不同监测节点上的多个如权利要求1至7之一所述的低压配电系统智慧电气安全探测报警装置，多个电气安全探测报警装置通过通讯控制模块连接主机或通过通信设备连接远程后台，主机或远程后台根据需求，对各个监测节点的电气参数进行轮询访问，对发生报警的监测点的电气数据进行查看显示。