CN218124027U - 一种新型智能高低压配电柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型智能高低压配电柜，包括高低压配电柜的柜本体和智能数据采集处理装置；在柜本体顶部的母线室内设置一块隔板；所述智能数据采集处理装置固定安装在隔板上。所述智能数据采集处理装置主要由电源插座、智能终端模块和若干个数据测控模块组成；所述电源插座与高低压配电柜内电源线连接；所述智能终端模块设有电源插头，用于插接电源插座；所述智能终端模块与数据测控模块之间采用支持热拔插的连接器进行连接。本实用新型在现有配电柜的结构基础上增设智能数据采集处理装置，有效解决了当前现有高低压配电柜需要依赖外部数据分析设备并且无法在无网络连接的状况下独立进行状态分析工作的问题。

Description

一种新型智能高低压配电柜

技术领域

本实用新型属于电力柜设备技术领域，具体涉及了一种新型智能高低压配电柜。

背景技术

在多数的传统高低压配电柜中，柜内的仪表、断路器以及传感器等设备的通讯往往是依赖于外部的Modbus交换机进行数据交互，需要进行大量的Modbus-485线缆的铺设进行引线，并且柜子的整体状态并不能在柜内进行分析处理，需要依赖部署于中控室或云端的上位机系统对柜内各设备的数据进行分析处理后得出，造成上层系统需要对柜内每个设备进行独立的配置，并且通过轮询数据进行数据的采集交互，数据通讯效率不高，并且柜子整体状态的分析处理过于依赖上层的系统进行处理，在没有网络或网络连接不佳的状况下缺少对柜子状态的感知，造成设备的维护相对繁琐且柜子无法在无网络连接的状况下独立进行状态分析的工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型智能高低压配电柜，用于解决现有设备存在的设备维护繁琐、线缆众多造成拆装不便、开关柜内无内置的可扩展数据分析处理子系统、无法实现依赖开关柜本体进行柜内仪表及传感器等众多设备数据的综合分析、从而无法实现整柜在脱离第三方数据处理系统状况下的智能化处理等技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种新型智能高低压配电柜，包括高低压配电柜的柜本体和智能数据采集处理装置；在柜本体顶部的母线室内设置一块隔板；所述智能数据采集处理装置固定安装在隔板上。

在现有的大多数高低压配电柜中，其顶部均设有一母线室，用于放置母线；然而在放置母线后，其仍有较大的空置空间。因此，本实用新型主要是利用此空置空间，在母线室内设置一隔板，然后将智能数据采集处理装置安装在隔板上，使得在不影响高低压配电柜原有仪器的状态下具备内置独立的智能数据分析功能，解决了当前现有高低压配电柜需要依赖外部数据分析设备并且无法在无网络连接的状况下独立进行状态分析工作的问题。

作为本实用新型进一步说明，所述智能数据采集处理装置主要由电源插座、智能终端模块和若干个数据测控模块组成；所述电源插座与高低压配电柜内电源线连接；所述智能终端模块设有电源插头，用于插接电源插座；所述智能终端模块与数据测控模块之间采用支持热拔插的连接器进行连接；所述数据测控模块之间同样采用支持热拔插的连接器进行连接。

所述智能终端模块和数据测控模块的底部均设有插接口，通过插接方式分别插装在连接器的两侧。电源插座的电源输入由柜内所引出的220V电源线进行连接。

作为本实用新型进一步说明，所述数据测控模块为Modbus数据采集器，并且通过RS-485线缆与高低压配电柜内设有Modbus通讯接口的仪器相连接。

所述数据测控模块设有RS-485数据交互口。所述柜内设有Modbus通讯接口的仪器包括各类仪表、断路器和传感器等等。

作为本实用新型进一步说明，所述数据测控模块具有数据采集及主动推送功能，用于采集高低压配电柜内设有Modbus通讯接口的仪器的状态数据并向上推送至智能终端模块。

本实用新型的数据测控模块通过使用Modbus协议与柜内设备进行连接，数据测控模块的主控程序中带有嵌入式数据库，将各Modbus设备的设备基础信息、连接参数信息、寄存器写入信息以及寄存器读取信息进行存储，在主控程序工作时对嵌入式数据库内的Modbus设备信息进行加载，并通过事件循环机制对所连接的Modbus设备进行数据的读取及写入，在数据读取及写入的存储区域设立缓存层，通过缓存成对数据进行粗加工，粗加工分为两个部分，第一部针对数据的读取，第二部分针对数据的写入操作。在数据的读取操作中，缓存层中对数据原始的寄存器位置进行分片处理，并且采用自反馈机制在设备数据的读取中搜寻数据读取长度及单个数据分片长度的最优比例值，并且该数值实时反馈至嵌入式数据库中的单个Modbus设备配置信息中，数据原始数据读取后，在缓存层中使用Modbus设备配置中预设的解析数据类型对单个或多个寄存器所读取的数值进行解析，并且在所有分片数据解析完成后统一推入JSON格式的数据包中，从而使柜内元器件数据在数据测控模块中进行低端数据解析及处理，生成有数据含义的高可读性数据包。在数据的写入操作中，缓存层对所收到的写入数据进行解析，在每次事件循环时从嵌入式数据库中读取相应寄存器的数据类型以及数据变换比例，将缓存层中的暂存写入原始数据按照相应的数据类型及数据变换比例进行转换，该步骤完成后则将在下个事件循环中将已完成处理的寄存器数据值通过Modbus写入指令写入设备中。

数据测控模块与Modbus元器件设备每次通讯完成后，在设备的缓存区将留存已构建好的JSON数据包，数据测控模块默认将智能终端模块作为本身的默认网关地址，数据包默认将向网关地址通过Websocket协议进行推送。

作为本实用新型进一步说明，所述智能终端模块装载有嵌入式可编程扩展处理系统。

作为本实用新型进一步说明，所述智能终端模块采用双网口设计，其中一个网口为对外服务网口，另一个网口为对内服务网口，对外服务网口负责处理公网或外部局域网的数据流量请求，对内服务网口负责处理数据测控模块的Websocket长连接、数据推送及指令下发。

本实用新型的智能终端模块中架设有脚本式可编程语言的运行环境，搭配嵌入式数据库，提供统一的数据读取接口，从而支持脚本式编程语言在智能终端模块中通过受信的虚拟机运行环境进行执行，可通过统一的数据读取接口读取数据测控模块所连接的元器件设备数据，实现开关柜整体状态的分析整合以及预测。智能终端模块中嵌入式系统集成实现HTTP网络访问协议、NTP对时服务协议，为数据测控模块提供NTP对时服务，并且对外提供可通过浏览器访问的Web用户界面，可在脱离外部公网环境以及无上层工控系统的情况下通过局域网IP地址对智能开关柜设备进行浏览器访问操作。

智能终端模块中可编程式脚本语言运行环境基于事件式触发，基于多进程池的设计模型，在模型加载时可快速调用已分配的子进程进行任务的处理，并且具有自动负载均衡的执行功能，从而在测控单元数据包上传时触发数据事件，调用已存储的脚本式代码，进行柜内状态分析预测的功能处理。

本实用新型的智能终端模块、数据测控模块和连接器的具体器件结构可以优选采用本申请人的在先成果，即专利号为2021205846568一种Modbus可扩展数据采集器、专利号为2021205846746一种Modbus数据采集器的动态扩容热拔插连接结构等公开的相关器件；也可以选用市场上现有的可实现相应功能的零器件。

作为本实用新型进一步说明，所述电源插座的输入端设有插座保护熔断器。

作为本实用新型进一步说明，所述隔板设置在母线室的前端，并且所述隔板上设有散热孔。将隔板设在母线室的前端，不影响母线室内母线的放置，不改变原有结构，充分利用配电柜的空间。

作为本实用新型进一步说明，所述智能数据采集处理装置还设有通讯天线；所述通讯天线安装在柜本体的顶部。智能数据采集处理装置通过通讯天线与外部的上位机或云端服务器进行数据传输。

作为本实用新型进一步说明，所述隔板上还设有导轨；所述连接器安装在导轨上。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型在现有配电柜的结构基础上增设智能数据采集处理装置，不改变原有配电柜内部机构，有效解决了当前现有高低压配电柜需要依赖外部数据分析设备并且无法在无网络连接的状况下独立进行状态分析工作的问题。

2.本实用新型通过增设智能数据采集处理装置将柜内众多的仪表、断路器以及传感器等元器件设备的数据进行统一集成，能够将柜内元器件状态进行统一采集、统一处理。

3.本实用新型通过智能终端模块所提供的可编程式脚本分析运行环境，能够将柜内数据进行多样化处理计算，从而支持通过现有柜内各元器件的状态数据生成设备运行状态的预测数据，实现高低压配电柜的智能化；并且在高低压配电柜的元器件出现损坏需要更换时，与高低压配电柜相连接的第三方系统无需进行修改，可通过访问柜内的智能终端模块及数据测控模块对设备数据采集信息进行修改即可，保证高低压配电柜的高可维护性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型另一实施例的结构示意图。

图3为本实用新型一实施例的工作示意图。

附图标记：1-母线室前门，2-隔板，3-插座保护熔断器，4-电源插座，5-智能终端模块、6-数据测控模块，7-连接器，8-通讯天线，9-导轨，10-柜本体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

实施例1：

一种新型智能高低压配电柜，包括高低压配电柜的柜本体10和智能数据采集处理装置；在柜本体10顶部的母线室内设置一块隔板2；所述智能数据采集处理装置固定安装在隔板2上。

实施例2：

如图1所示，一种新型智能高低压配电柜，包括高低压配电柜的柜本体10和智能数据采集处理装置；在柜本体10顶部的母线室内设置一块隔板2；所述智能数据采集处理装置固定安装在隔板2上。

所述智能数据采集处理装置主要由电源插座4、智能终端模块5和若干个数据测控模块6组成；所述电源插座4与高低压配电柜内电源线连接；所述智能终端模块5设有电源插头，用于插接电源插座4；所述智能终端模块5与数据测控模块6之间采用支持热拔插的连接器7进行连接；所述数据测控模块6之间同样采用支持热拔插的连接器7进行连接。

所述隔板2设置在母线室的前端，并且所述隔板2上设有散热孔。所述电源插座4的输入端设有插座保护熔断器3。所述智能数据采集处理装置还设有通讯天线8；所述通讯天线8安装在柜本体10的顶部。

实施例3：

如图2所示，一种新型智能高低压配电柜，包括高低压配电柜的柜本体10和智能数据采集处理装置；在柜本体10顶部的母线室内设置一块隔板2；所述智能数据采集处理装置固定安装在隔板2上。

所述隔板2设置在母线室的前端，并且所述隔板2上设有散热孔和导轨9。

所述智能数据采集处理装置主要由电源插座4、智能终端模块5、若干个数据测控模块6和通讯天线8组成；所述电源插座4与高低压配电柜内电源线连接；所述智能终端模块5设有电源插头，用于插接电源插座4；所述智能终端模块5与数据测控模块6之间采用支持热拔插的连接器7进行连接；所述数据测控模块6之间同样采用支持热拔插的连接器7进行连接。所述连接器7安装在导轨9上。所述通讯天线8安装在柜本体10的顶部。所述电源插座4的输入端设有插座保护熔断器3。

实施例4：

如图1所示，一种新型智能高低压配电柜，包括高低压配电柜的柜本体10和智能数据采集处理装置；在柜本体10顶部的母线室内设置一块隔板2；所述智能数据采集处理装置固定安装在隔板2上。

所述智能数据采集处理装置主要由电源插座4、智能终端模块5和若干个数据测控模块6组成；所述电源插座4与高低压配电柜内电源线连接；所述智能终端模块5设有电源插头，用于插接电源插座4；所述智能终端模块5与数据测控模块6之间采用支持热拔插的连接器7进行连接；所述数据测控模块6之间同样采用支持热拔插的连接器7进行连接。

所述隔板2设置在母线室的前端，并且所述隔板2上设有散热孔。所述电源插座4的输入端设有插座保护熔断器3。所述智能数据采集处理装置还设有通讯天线8；所述通讯天线8安装在柜本体10的顶部。

所述数据测控模块6为Modbus数据采集器，并且通过RS-485线缆与高低压配电柜内设有Modbus通讯接口的仪器相连接。所述数据测控模块6具有数据采集及主动推送功能，用于采集高低压配电柜内设有Modbus通讯接口的仪器的状态数据并向上推送至智能终端模块5。

实施例4：

如图1所示，一种新型智能高低压配电柜，包括高低压配电柜的柜本体10和智能数据采集处理装置；在柜本体10顶部的母线室内设置一块隔板2；所述智能数据采集处理装置固定安装在隔板2上。

所述智能数据采集处理装置主要由电源插座4、智能终端模块5和若干个数据测控模块6组成；所述电源插座4与高低压配电柜内电源线连接；所述智能终端模块5设有电源插头，用于插接电源插座4；所述智能终端模块5与数据测控模块6之间采用支持热拔插的连接器7进行连接；所述数据测控模块6之间同样采用支持热拔插的连接器7进行连接。

所述隔板2设置在母线室的前端，并且所述隔板2上设有散热孔。所述电源插座4的输入端设有插座保护熔断器3。所述智能数据采集处理装置还设有通讯天线8；所述通讯天线8安装在柜本体10的顶部。

所述数据测控模块6为Modbus数据采集器，并且通过RS-485线缆与高低压配电柜内设有Modbus通讯接口的仪器相连接。所述数据测控模块6具有数据采集及主动推送功能，用于采集高低压配电柜内设有Modbus通讯接口的仪器的状态数据并向上推送至智能终端模块5。所述智能终端模块5装载有嵌入式可编程扩展处理系统。

本实施例的进一步优选实施方式，所述智能终端模块5采用双网口设计，其中一个网口为对外服务网口，另一个网口为对内服务网口，对外服务网口负责处理公网或外部局域网的数据流量请求，对内服务网口负责处理数据测控模块6的Websocket长连接、数据推送及指令下发。

显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本实用新型所作的举例，而并非对本实用新型实施的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种新型智能高低压配电柜，包括高低压配电柜的柜本体（10）；其特征在于：还包括智能数据采集处理装置；在柜本体（10）顶部的母线室内设置一块隔板（2）；所述智能数据采集处理装置固定安装在隔板（2）上。

2.根据权利要求1所述的新型智能高低压配电柜，其特征在于：所述智能数据采集处理装置主要由电源插座（4）、智能终端模块（5）和若干个数据测控模块（6）组成；所述电源插座（4）与高低压配电柜内电源线连接；所述智能终端模块（5）设有电源插头，用于插接电源插座（4）；所述智能终端模块（5）与数据测控模块（6）之间采用支持热拔插的连接器（7）进行连接；所述数据测控模块（6）之间同样采用支持热拔插的连接器（7）进行连接。

3.根据权利要求2所述的新型智能高低压配电柜，其特征在于：所述数据测控模块（6）为Modbus数据采集器，并且通过RS-485线缆与高低压配电柜内设有Modbus通讯接口的仪器相连接。

4.根据权利要求3所述的新型智能高低压配电柜，其特征在于：所述数据测控模块（6）具有数据采集及主动推送功能，用于采集高低压配电柜内设有Modbus通讯接口的仪器的状态数据并向上推送至智能终端模块（5）。

5.根据权利要求2所述的新型智能高低压配电柜，其特征在于：所述智能终端模块（5）装载有嵌入式可编程扩展处理系统。

6.根据权利要求2所述的新型智能高低压配电柜，其特征在于：所述智能终端模块（5）采用双网口设计，其中一个网口为对外服务网口，另一个网口为对内服务网口，对外服务网口负责处理公网或外部局域网的数据流量请求，对内服务网口负责处理数据测控模块（6）的Websocket长连接、数据推送及指令下发。

7.根据权利要求2所述的新型智能高低压配电柜，其特征在于：所述电源插座（4）的输入端设有插座保护熔断器（3）。

8.根据权利要求1所述的新型智能高低压配电柜，其特征在于：所述隔板（2）设置在母线室的前端，并且所述隔板（2）上设有散热孔。

9.根据权利要求2所述的新型智能高低压配电柜，其特征在于：所述智能数据采集处理装置还设有通讯天线（8）；所述通讯天线（8）安装在柜本体（10）的顶部。

10.根据权利要求2所述的新型智能高低压配电柜，其特征在于：所述隔板（2）上还设有导轨（9）；所述连接器（7）安装在导轨（9）上。

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