CN217087164U - 开关箱和ups配电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种开关箱和UPS配电系统。开关箱内设置有一合路开关和至少两个并联设置支路开关，开关箱还包括监控装置和电流采集器，电流采集器与支路开关一一对应，以采集所在支路的电流信息，监控装置接收电流信息和支路开关的状态信息进行逻辑分辨，当支路开关合闸，且至少一个电流采集器检测到连接在相应支路中的电池组存在沿放电方向的电流；而另一个或多个电流采集器未检测到连接在相应支路中的电池组存在沿放电方向的电流时，则判定未检测到存在沿放电方向的电流的电池组处于开路状态。本实用新型的开关箱以至少解决由于常规开关的保护特性与电池组容量不匹配，导致的常规开关误动或拒动问题的发生，以提升UPS配电系统的使用安全性。

Description

开关箱和UPS配电系统

技术领域

本实用新型涉及电工业及附属设备技术领域，尤其涉及一种开关箱和具有该开关箱的UPS配电系统。

背景技术

在UPS配电系统中，开关的选型存在着随意性、盲目性，尚未有针对 UPS配电系统本身的特性优化定制的专用开关，使得UPS配电系统故障时，开关无法进行准确的关断，且常伴随着无法监控、无法保护等问题的发生。

例如，当UPS配电系统中的电池组短路时，选用常规的开关可能出现开关无法分断或多级开关跳闸将故障范围扩大的问题；而当UPS配电系统中的电池组虚接时，常规开关的选用可能导致备用电源放电时无法有效输出且无法监控该故障的问题；同时，常规开关的选用可能导致UPS配电系统的不完全启动，且由于UPS配电系统一般具有较长的配电线路，且配电线路中存在多个连接点，在UPS配电系统的正极、负极以及中间极之间的绝缘破坏时，常规开关的选用无法及时对绝缘破坏或绝缘下降进行识别，致使UPS配电系统的安全性受到影响。

有鉴于此，确有必要提出一种适用于UPS配电系统的开关箱，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种开关箱以及具有该开关箱的UPS配电系统，以至少解决现有技术中由于常规开关的保护特性与UPS配电系统电池组容量不匹配，导致的常规开关误动或拒动问题的发生，以提升UPS配电系统的使用安全性。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种开关箱，所述开关箱的出线端连接有UPS电源装置，所述开关箱的进线端连接有电池组，所述开关箱内设置有一合路开关和至少两个并联设置支路开关，所述开关箱还包括监控装置和与所述监控装置连接的电流采集器，所述电流采集器与所述支路开关一一对应，并设置在所述支路开关的支路正极和/或支路负极上，以采集所在支路的电流信息，所述监控装置接收所述电流信息和所述支路开关的状态信息进行逻辑分辨，当所述支路开关合闸，且至少一个所述电流采集器检测到连接在相应支路中的所述电池组存在沿放电方向的电流；而另一个或多个所述电流采集器未检测到连接在相应支路中的所述电池组存在沿放电方向的电流时，则判定未检测到存在沿放电方向的电流的所述电池组处于开路状态，并发出所述电池组开路的报警信号。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关箱还包括通信模块，所述通信模块用于接收所述监控装置传递的所述报警信号，并将所述报警信号传递至上级网关或监视主站进行所述电池组的远程开路报警。

作为本实用新型的进一步改进，所述通信模块集成在所述监控装置中。

作为本实用新型的进一步改进，所述电流采集器和所述通信模块均集成在所述支路开关中。

作为本实用新型的进一步改进，所述电流采集器和所述通信模块中的至少一个设置在所述开关箱的壳体内。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关箱还包括热磁式配电保护单元，所述热磁式配电保护单元与所述支路开关一一对应设置并集成在所述支路开关中，所述热磁式配电保护单元至少包括热长延时保护模块和磁瞬时保护模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关箱还包括电子式配电保护单元，所述电子式配电保护单元与所述支路开关一一对应设置并集成在所述支路开关中，包括电子式瞬时保护模块和电子式延时保护模块，所述电子式瞬时保护模块用于进行瞬时保护门限值的判定，所述电子式延时保护模块用于进行延时保护门限值的判定及延时计算。

作为本实用新型的进一步改进，所述支路开关中集成有欠压脱扣器，所述欠压脱扣器设置有第一控制端子、第二控制端子，所述第一控制端子和所述第二控制端子连接在所述UPS电源装置的启动电平输出端。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关箱还包括集成在所述合路开关中的合路欠压脱扣器，所述合路欠压脱扣器上设置第一合路控制端子、第二合路控制端子，且所述第一合路控制端子、第二合路控制端子接入到所述UPS电源装置的启动电平输出端。

作为本实用新型的进一步改进，所述监控装置设置有与每个所述支路开关连接的输入电路、与所述输入电路连接的接地电路以及设置在所述接地电路中的接地桥电路，所述监控装置通过所述接地桥电路进行接地电阻的测量。

作为本实用新型的进一步改进，N组所述支路开关进行延时保护时的延时保护门限值为1.3倍的单组所述电池组的额定放电电流至0.8*(N-1)倍的单组所述电池组的短路电流；N组所述支路开关进行瞬时保护时的瞬时保护门限值值下限为0.8*(N-1)倍的单组所述电池组的短路电流。

为实现上述实用新型目的，本实用新型还提供了一种UPS配电系统，包括 UPS电源装置、电池组以及连接在所述UPS电源装置和电池组之间的开关箱，所述开关箱为前述的开关箱。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型的开关箱通过设置其内部结构并设置与每个支路开关的正极和/或负极连接的用于采集电极的电流信息的电流采集器和对电流采集器采集的电流信息进行逻辑分辨的监控装置，可对UPS配电系统中的支路开关处于合闸状态，且至少一个电流采集器检测到连接在相应支路中的电池组存在沿放电方向的电流；而另一个或多个所述电流采集器未检测到连接在相应支路中的电池组存在沿放电方向的电流时的情况进行逻辑分辨，并发出报警信号进行电池组开路的开路报警；使得支路开关与UPS配电系统匹配的同时，提升了使用该开关箱的UPS配电系统的使用安全性。

2.本实用新型的开关箱通过设置与电流采集器连接的电子式配电保护单元和/或热磁式配电保护单元，通过电流采集器对UPS配电系统中电池组的短路电流进行逻辑分辨，当开关箱连接在UPS配电系统中时，电子式配电保护单元和/ 或热磁式配电保护单元与UPS配电系统中的电池组一一对应设置，且通过电子式配电保护单元和/或热磁式配电保护单元中的延时保护模块和瞬时保护模块进行保护门限值的限定，使得UPS配电系统中任一电池组的出线端出现短路故障时，安装在该组电池组上的支路开关进行保护动作，其他电池组对应的支路开关保持继续供电不动作，以将故障范围控制在最小范围，保证使用该开关箱的 UPS配电系统的供电稳定性。

3.本实用新型的开关箱通过设置具有正极输入、负极输入、中间极输入、接地输入以及接地桥电路的监控装置，并通过接地桥电路进行正极对地、负极对地及中间极对地接地电阻的测量；从而实现了对接地绝缘电阻的实时测量，以在配电线路的绝缘破坏或绝缘下降到一定数值前及时报警，方便对绝缘破坏处或绝缘下降的配电线路及时进行修补及更换，避免更大的次生事故的发生。

4.本实用新型的开关箱通过设置与UPS主机启动电平输出端相连接的欠压脱扣器和/或合路欠压脱扣器，有效防止在UPS主机未启动时，直流电池组的非预期接入。

5.通过使用本实用新型中的开关箱，提高了UPS配电系统中多级直流配电选择性保护的可靠性，具有配电线路运行隐患实时监测及报警功能，提高UPS 配电系统运行的安全性。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例中UPS配电系统的结构示意框图。

图2是图1中开关箱的结构示意图。

图3是图1中开关一较佳实施例的结构示意框图。

图4是图1中开关另一较佳实施例的结构示意框图。

图5是图1监控装置中接地桥电路的电路结构示意图。

图6是本实用新型另一较佳实施例中的UPS配电系统的结构示意框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1并结合图2所示，为本实用新型提供的一种UPS配电系统，UPS 配电系统包括UPS电源装置100、电池组20设置在UPS电源装置100和电池组20之间的开关箱30，其中，UPS电源装置100包括UPS主机40、配电柜 50、列头柜及服务器柜60。

电池组20包括第一电池组201、第二电池组202、......、第N电池组20N，且N组电池组20并联连接，且N为大于等于1的正整数。N组电池组20的出线端连接在开关箱30的进线端上，以通过开关箱30控制和/或保护电池组 20。

开关箱30包括箱体31、收容在箱体31内的支路开关32、合路开关33、与支路开关32一一对应设置的电流采集器34以及与每个电流采集器34连接的监控装置35。箱体31呈中空设置，以至少用于收容支路开关32、合路开关33以及电流采集器34。支路开关32同时设置有N个，N个支路开关32 与电池组20一一对应设置，包括第一支路开关321、第二支路开关322、......、第N支路开关32N，N个支路开关32一端通过开关箱30的出线端与UPS电源装置100连接，另一端通过开关箱30的进线端分别与每个电池组20一一对应连接。

电流采集器34与支路开关32一一对应设置，并连接在与其对应设置的支路开关32的正极和/或负极上，用于对每个支路开关32的电流信息进行采集获取，并传递到监控装置35中进行处理。

支路开关32包括至少两个静触头10、至少两个动触头11、至少一个操作机构12、执行器13；具体的，相对设置的一个静触头10和一个动触头11 组合构成支路开关32的正极，相对设置另一静触头10和另一动触头11组合构成支路开关32的负极，支路开关32中除了用于构成正极和负极的两组静触头10和动触头11外，还包括设置在正极和负极之间的中间极，同样的，中间极由相对设置的一个静触头10和一个动触头11组合构成，且每组电极 (包括正极、负极以及中间极)中的动触头11之间相互联动并同时被操作机构12控制分合。

需要说明的是，在本实施例中以支路开关32具有中间极为例进行举例说明，在本实用新型的其他实施例中，支路开关32还可仅设置有正极和负极。

请参阅图3并结合图1所示，支路开关32还包括用于容纳静触头10、动触头11、操作机构12、执行器13以及电流采集器34的第一外壳C1，第一外壳C1可为收容在其内的各个元件提供机械、电气方面的防护，进一步使得支路开关32可拆卸地连接在开关箱30中，使得支路开关32呈模块化设置。

通常而言，第一外壳C1包括基座、盖等组成部分，且静触头10、动触头11、操作机构12、执行器13以及电流采集器34可拆卸连接在基座上。基座上设置有进线端、出线端，UPS配电系统100中的电池组20通过进线端和出线端与支路开关32电性连接。盖扣合安装在基座上，并与基座配合，对收容在基座和盖之间的静触头10、动触头11、操作机构12、执行器13以及电流采集器34提供机械、物理保护；进一步的，基座和/或盖采用绝缘材料制成，以进一步为上述各组成部分提供电气防护，优选的，盖上还设置人机交互结构，如合分闸手柄、状态指示灯、显示屏幕等常规结构，即，在本实施例中，第一外壳C1的设置结构仅是示例性的，不应以此为限。

请参阅图4并结合图1所示，在本实用新型的另一较佳实施方式中，支路开关32设置有相互对接设置的第二外壳C2和第三外壳C3。第二外壳C2 用于容纳支路开关32中构成基本功能的各类构件，如静触头10、动触头11、操作机构12以及执行器13；第三外壳C3用于容纳支路开关32中构成增强型功能的各类配件，如电流采集器34。

第二外壳C2和第三外壳C3相互靠近的一侧设有对应设置的连接接口，如主电路接线接口，二次控制接口，动触头11合分闸位置信号接口等，以使得收容在第二外壳C2内构成基本功能的各类构件与收容在第三外壳C3内的构成增强型功能的各类配件相互连接；实现基本功能和增强型功能之间的配合。第二外壳C2和第三外壳C3相互靠近的一侧还设有与各类连接接口错位设置的卡合结构，第二外壳C2和第三外壳C3通过卡合结构对接设置并构成有机组合体，使得支路开关32呈模块化设置，方便支路开关32中各类配件/ 结构之间的相互配合、使用以及更换。

需要说明的是，在上述两个实施例中，仅以电流采集器34收容在第一外壳C1或第二外壳C2内，并通过支路开关32的正极和/或负极的出线端与监控装置35连接为例进行举例说明，在本实用新型的其他实施例中，电流采集器34还可通过设置在第一外壳C1或第二外壳C2外侧的连接支架可拆卸连接在第一外壳C1或第二外壳C2的外侧，如此可方便电流采集器34的散热和更换。即，在本实施例中，电流采集器34的具体设置位置可根据实际需要进行选择，与此不予限制。

开关箱30还包括用于对电池组20的短路情况进行判定的电子式配电保护单元37和热磁式配电保护单元中的一种或两种，以为开关箱30提供电子式保护和/或热磁式保护。

在本实施例中，电子式配电保护单元37与支路开关32一一对应设置，并收容在支路开关32中，电流采集器34连接在电子式配电保护单元37中，并通过电子式配电保护单元37与监控装置35连接，实现对支路开关32的电子式保护。

电子式保护单元至少包括电子式瞬时保护模块和电子式延时保护模块。其中，电子式瞬时保护模块通过电流采集器34获取电流采集器34所在电极的电流信息，且电流信息包括流经电极的电流的电流值和电流方向。电流采集器34将采集获取的电流信息传递至电子式瞬时保护模块中，并通过电子式瞬时保护模块进行瞬时门限值判定。具体的，当电子式瞬时保护模块检测到电流信息处于设定的瞬时保护门限值范围内时，则电子式瞬时保护模块给出瞬时脱扣指令到执行器13，执行器13动作并驱动述操作机构12脱扣，进一步控制动触头11与静触头10分离，从而实现支路开关32的电子式瞬时保护。

电子式延时保护模块同样通过电流采集器34获取电流采集器34所在电极的电流信息。电子式延时保护模块接收到电流信息后，对电流信息进行延时门限值判定，当电子式延时保护模块检测到电流信息处于设定的延时门限值范围内时，则根据电流信息进行延时计算，电子式延时保护模块给出延时脱扣指令到执行器13，执行器13动作并驱动操作机构12脱扣，进一步控制动触头11与静触头10分离，从而实现支路开关32的电子式延时保护。

热磁式配电保护单元与支路开关32一一对应设置，并与支路开关32中的电流采集器34连接。热磁式配电保护单元至少包括热长延时保护构件和磁瞬时保护构件。

具体的，热长延时保护构件包括设置在支路开关32的正极和/或负极上的双金属片和与双金属片直接或间接连接的发热元件。其中，双金属片为具有特性形状和厚度的片状金属，且双金属片上形成有动作执行端，进一步的，双金属片区别于动作执行端的一侧与发热元件直接或间接相连，以使得发热元件采用直热式、旁热式中的至少一种为双金属片加热，具体的，当电流流经热延时保护构件时，发热元件发热使得双金属片受热变形，双金属片上的动作执行端驱动操作机构12脱扣，控制动触头11与静触头10分离，实现热长延时保护。

磁瞬时保护构件包括设置在支路开关32的正极和/或负极上的磁脱扣器，磁脱扣器至少包括衔铁、磁轭，衔铁、磁轭围绕开关正极和/或开关负极设置并构成导磁回路，具体的，当电流流经支路开关32的正极和/或负极时，且流经正极和/或负极的电流达到设定阈值时，伴生在正极和/或负极周围的磁场通过衔铁、磁轭，使得衔铁产生吸合动作，驱动操作机构12脱扣，继而控制动触头11与静触头10分离，实现磁瞬时保护动作。

具体的，开关箱30的进行延时保护(至少包括电子式延时保护和热长延时保护)的延时保护门限值为1.3倍额定放电电流至0.8*(N-1)倍单组电池组 20的短路电流；瞬时保护(包括电子式瞬时保护和磁瞬时保护)的瞬时保护门限值下限为0.8*(N-1)倍单组电池组20的短路电流。

较佳地，支路开关32的还包括欠压脱扣器，欠压脱扣器位于操作机构 12的旁侧，包括第一控制端子D1和第二控制端子D2。进一步的，每个支路开关32的欠压脱扣器的第一控制端子D1和第二控制端子D2连接到UPS主机40的启动电平输出端，进一步的，当第一控制端子D1和第二控制端子D2 检测到线路中的电压为控制电压的35％～70％时，则给出欠压脱扣指令到执行器13，执行器13动作并驱动操作机构12驱动支路开关32的欠压脱扣，实现欠压保护；当第一控制端子D1和第二控制端子D2检测到线路中的电压为控制电压的35％以下时，则给出防合闸指令到执行器13，执行器13动作并驱动操作机构12动作以控制支路开关32的保持脱扣状态，防止支路开关32的的合闸；如此设置，可避免在UPS配电系统100未启动时，电池组20的非预期接入。

合路开关33收容在箱体31中，N个支路开关32的正极和负极连接到合路开关33的合路正极和合路负极中，使得开关箱30具有N路进线、一路出线，且开关箱30的进线端与出线端位于开关箱30的箱体31的同侧。

具体的，第一电池组201的正极输出电连接到第一支路开关321的正极的输入端，第一电池组201的负极输出电连接到第一支路开关321的负极的输入端；第一支路开关321的正极的输出端汇流到合路开关33的合路正极的输入端，第一支路开关321的负极的输出端汇流到合路开关33的合路负极的输入端；第二电池组202的正极输出电连接到第二支路开关322的正极的输入端，第二电池组202的负极输出电连接到第二支路开关322的负极的输入端；第二支路开关322的正极的输出端汇流到合路开关33的合路正极的输入端，第二支路开关322的负极的输出端汇流到合路开关33的合路负极的输入端；......；第N电池组20N的正极输出电连接到第N支路开关32N的正极的输入端，第N电池组20N的负极输出电连接到第N支路开关32N的负极的输入端，第N支路开关32N的正极的输出端汇流到合路开关33的合路正极的输入端，第N支路开关32N的负极汇流到合路开关33的合路负极的输入端；合路开关33的合路正极的输出端、合路负极的输出端电连接到UPS主机40的逆变器的直流侧，以使得电池箱30构成N路进线、一路出线。

进一步的，N组电池组20、N组支路开关32以及合路开关33均具有中间极，具体的，第一电池组201、第二电池组202、......、第N电池组20N的中间极输出分别与第一支路开关321、第二支路开关322、......、第N支路开关32N 的中间极的输入端电连接，N组支路开关32的中间极的输出端汇流到合路开关 33的合路中间极的输入端，且合路开关33的开关中间极的输出端电连接到UPS 主机40的逆变器的直流侧。

合路开关33内集成有合路欠压脱扣器，合路欠压脱扣器具有第一合路控制端子Dh1、第二合路控制端子Dh2，进一步的，第一合路控制端子Dh1和第二合路控制端子Dh2均接入到UPS主机40的启动电平输出端，以对合路线路中的电压进行判断，具体的，当第一合路控制端子Dh1和第二合路控制端子Dh2检测到合路线路中的电压为合路控制电压的35％～70％时，则控制合路开关33欠压脱扣，实现对UPS供电系统100整体的欠压保护；当第一合路控制端子Dh1和第二合路控制端子Dh2检测到合路线路中的电压为合路控制电压的35％以下时，则给出防合闸指令到合路开关33中，使得合路开关33 保持脱扣状态；如此设置，可进一步避免UPS主机40未启动时，直流电池组20的非预期接入。

监控装置35收容在箱体31内，用于对连接在UPS配电系统中的电池组20 的开路情况进行逻辑分辨。监控装置35设置有正极输入、负极输入、中间极输入、接地输入以及接地桥电路，监控装置35通过接地桥电路进行正极对地，负极对地及中间极对地接地电阻的测量。

具体的，每个支路开关32均连接到监控装置35的输入电路中，以对支路开关32处于合闸状态，且至少一个电流采集器34检测到连接在相应支路中的电池组20存在沿放电方向的电流；而另一个或多个所述电流采集器34未检测到连接在相应支路中的电池组20存在沿放电方向的电流时的情况进行逻辑分辨，监控装置35根据逻辑分辨结果发出报警信号给通信模块36，通信模块 36进一步将该报警信号传递到UPS配电系统100上级网关或监视主站进行电池组20开路报警。

具体来讲，监控装置35分辨支路开关32处于合闸状态，且至少一个电流采集器34检测到连接在相应支路中的电池组20存在沿放电方向的电流；而另一个或多个所述电流采集器34未检测到连接在相应支路中的电池组20存在沿放电方向的电流时的逻辑具体描述为：每个支路开关32均处于合闸状态，每个支路开关32内的电流采集器34检测连接在对应设置的电池组20的正极及负极上的电极的电流信息，监控装置35接收对应的支路开关32的合闸状态信息和电流信息，对电流信息进行分辨；具体的，若连接在一个或多个支路开关32中的电流采集器34检测到支路开关32的电极中存在沿放电方向的电流，而连接在其他一个或多个支路开关32中的电极中电流采集器34为检测到沿放电方向的电流，则监控装置35可判定未检测到存在沿放电方向的电流的支路开关32所连接的电池组20处于开路状态，并发出电池组20开路的报警信号，而对应支路开关32的正极或负极存在沿放电方向的电流的电池组20 处于通路状态。

在本实用新型中，报警信号通常为用于实现声光报警的声光报警信号和用于实现远程主机报警的远程报警信号，进一步的，当报警信号为声光报警信号时，支路开关32或连接有支路开关32的UPS配电系统100中设有用于接收声光报警信号的声光报警装置；而当报警信号为远程报警信号时，通信模块36直接与远程主站信号连接，以通过在远程主站中显示报警信息的方式，提示电池组20存在开路的问题，方便对开路位置进行检修。

请参阅图5所示，监控装置35中的接地桥电路设置有负极开关电桥K31 和正极开关电桥K32。负极开关电桥K31上设有负极电桥电阻R31，正极开关电桥K32上设置有正极电桥电阻R32，进一步的，负极电桥电阻R31和正极电桥电阻R32通过负极开关电桥K31和正极开关电桥K32分别与负极输入和正极输入接通。

当UPS供电系统及负载的正极或负极有单一接地点E时，接地桥电路中不产生接地电流，当闭合负极开关电桥K31或正极开关电桥K32后，UPS 供电系统100中的电池组20、单一接地点、负极开关电桥K31和/或正极开关电桥K32、正极和/或负极和/或中间极母线之间构成回路，产生接地电流 Id，监控装置35检测到接地电流Id后即可确定UPS供电系统100及其负载发生接单点地故障，进一步通过正极对地电压或负极对地电压及接地电流Id 计算接地电阻Rd。其中，接地电流

进一步的，当电池组20和支路开关32的数量N≥2时，每个支路开关 32中均设置有逆电流保护模块，具体的，逆电流保护模块分别与电流采集器 34和监控装置35连接，支路开关32的正极和负极上的电流采集器34可传递电池组20的电流值和电流方向；当监控装置35检测到充电电流，且充电电流的电流值大于设定的1.2倍浮充电流值时，即可确定发生支路内短路或电池组20内部短路，如此设置，可进一步提升UPS配电系统的使用安全性。

通信模块36用于接收监控装置35传递的报警信号，并将报警信号传递至 UPS配电系统的上级网关或监视主站进行电池组20的远程开路报警。在本实用新型中，通信模块36与支路开关32一一对应设置，并集成在每个支路开关32 的外壳中，当然在本实用新型的其他实施例中，通信模块36还可设置在支路开关32的外部支架上，以方便通信模块36的散热和更换。进一步的，通信模块 36还可仅设置有一个，且一个通信模块36与监控装置35连接以对监控装置35 发出的报警信号进行采集、发送。优选的，通信模块36集成在监控装置35中，以进一步的减小开关箱30的体积，达到提升开关箱30安装的便捷性、降低开关箱30的制备成本的目的。

需要说明的是，本实施例中仅以电子采集器34收容在支路开关32中，并通过收容在支路开关32中的电子式配电保护单元37与监控装置35连接为例进行举例说明。如图6所示，在本实用新型的其他实施例中，开关箱30仅包括与支路开关32一一对应设置的热磁式配电保护单元，电子采集器34连接在支路开关32的正极和/或负极的出线端上，并直接与监控装置35连接，以在通过电子采集器34进行电流信息采集的同时，通过热磁式配电保护单元实现对支路开关32的热磁式保护，即，在本实用新型中，电子式配电保护单元37、热磁式配电保护单元以及电子采集器34的设置位置和形式可根据实际需要进行选择，于此不予限制。

综上所述，本实用新型的开关箱30通过设置其内部结构并设置与每个支路开关32的正极和/或负极连接的用于采集电极的电流信息的电流采集器34和对电流采集器34采集的电流信息进行逻辑分辨的监控装置36，可对UPS配电系统中的支路开关32处于合闸状态，且至少一个电流采集器34检测到连接在相应支路中的电池组20存在沿放电方向的电流；而另一个或多个所述电流采集器 34未检测到连接在相应支路中的电池组20存在沿放电方向的电流时的情况进行逻辑分辨，并发出报警信号进行电池组20开路的开路报警；使得支路开关32 与UPS配电系统匹配的同时，提升了使用该开关箱30的UPS配电系统的使用安全性。

同时，通过在开关箱30设置与电流采集器34连接对应的电子式配电保护单元和热磁式配电保护单元，可对UPS配电系统中电池组20的短路电流进行逻辑分辨，且电子式配电保护单元和热磁式配电保护单元中的延时保护模块和瞬时保护模块可进行保护门限值的限定，使得UPS配电系统中任一电池组20出口出现短路故障时，安装在该组电池组20上的支路开关32进行保护动作，其他电池组20对应的支路开关32保持继续供电不动作，以将故障范围控制在最小范围，保证使用该支路开关32的UPS配电系统的供电稳定性。

进一步的，通过在开关箱30中设置具有正极输入、负极输入、中间极输入、接地输入以及接地桥电路的监控装置35，并通过接地桥电路进行正极对地、负极对地及中间极对地的接地电阻的测量；从而实现了对接地绝缘电阻的实时测量，以在配电线路的绝缘破坏或绝缘下降到一定数值前及时报警，方便对绝缘破坏处或绝缘下降的配电线路及时进行修补及更换，避免更大的次生事故发生。

本实用新型的UPS配电系统通过设置与UPS主机40启动电平输出端相连接的欠压脱扣器和/或合路欠压脱扣器，有效防止了在UPS主机40未启动时，直流电池组20的非预期接入；同时，UPS配电系统通过使用具有欠压脱扣器和 /或合路欠压脱扣器以及各类保护单元的开关箱30’，提高了多级直流配电选择性保护的可靠性，具有配电线路运行隐患实时监测及报警功能，提高UPS配电系统运行的安全性、稳定性。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种开关箱，所述开关箱的出线端连接有UPS电源装置，所述开关箱的进线端连接有电池组，其特征在于：所述开关箱内设置有一合路开关和至少两个并联设置支路开关，所述开关箱还包括监控装置和与所述监控装置连接的电流采集器，所述电流采集器与所述支路开关一一对应，并设置在所述支路开关的支路正极和/或支路负极上，以采集所在支路的电流信息，所述监控装置接收所述电流信息和所述支路开关的状态信息进行逻辑分辨，当所述支路开关合闸，且至少一个所述电流采集器检测到连接在相应支路中的所述电池组存在沿放电方向的电流；而另一个或多个所述电流采集器未检测到连接在相应支路中的所述电池组存在沿放电方向的电流时，则判定未检测到存在沿放电方向的电流的所述电池组处于开路状态，并发出所述电池组开路的报警信号。

2.根据权利要求1所述的开关箱，其特征在于：所述开关箱还包括通信模块，所述通信模块用于接收所述监控装置传递的所述报警信号，并将所述报警信号传递至上级网关或监视主站进行所述电池组的远程开路报警。

3.根据权利要求2所述的开关箱，其特征在于：所述通信模块集成在所述监控装置中。

4.根据权利要求2所述的开关箱，其特征在于：所述电流采集器和所述通信模块均集成在所述支路开关中。

5.根据权利要求2所述的开关箱，其特征在于：所述电流采集器和所述通信模块中的至少一个设置在所述开关箱内。

6.根据权利要求1所述的开关箱，其特征在于：所述开关箱还包括热磁式配电保护单元，所述热磁式配电保护单元与所述支路开关一一对应设置并集成在所述支路开关中，所述热磁式配电保护单元至少包括热长延时保护模块和磁瞬时保护模块。

7.根据权利要求1所述的开关箱，其特征在于：所述开关箱还包括电子式配电保护单元，所述电子式配电保护单元与所述支路开关一一对应设置并集成在所述支路开关中，包括电子式瞬时保护模块和电子式延时保护模块，所述电子式瞬时保护模块用于进行瞬时保护门限值的判定，所述电子式延时保护模块用于进行延时保护门限值的判定及延时计算。

8.根据权利要求1所述的开关箱，其特征在于：所述支路开关中集成有欠压脱扣器，所述欠压脱扣器设置有第一控制端子、第二控制端子，所述第一控制端子和所述第二控制端子连接在所述UPS电源装置的启动电平输出端。

9.根据权利要求1所述的开关箱，其特征在于：所述开关箱还包括集成在所述合路开关中的合路欠压脱扣器，所述合路欠压脱扣器上设置第一合路控制端子、第二合路控制端子，且所述第一合路控制端子、第二合路控制端子接入到所述UPS电源装置的启动电平输出端。

10.根据权利要求1所述的开关箱，其特征在于：所述监控装置设置有与每个所述支路开关连接的输入电路、与所述输入电路连接的接地电路以及设置在所述接地电路中的接地桥电路，所述监控装置通过所述接地桥电路进行接地电阻的测量。

11.根据权利要求1所述的开关箱，其特征在于：N组所述支路开关进行延时保护时的延时保护门限值为1.3倍的单组所述电池组的额定放电电流至0.8*(N-1)倍的单组所述电池组的短路电流；N组所述支路开关进行瞬时保护时的瞬时保护门限值值下限为0.8*(N-1)倍的单组所述电池组的短路电流。

12.一种UPS配电系统，包括UPS电源装置、电池组以及连接在所述UPS电源装置和电池组之间的开关箱，其特征在于：所述开关箱为权利要求1～11中任一项所述的开关箱。

Images