CN219105027U - 一种公路工程施工现场安全用电监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种公路工程施工现场安全用电监控系统，包括主供电线，分别与主供电线电连接的第一至第n供电支线，其中n为不小于1的自然数，用于施工现场配电的配电柜；在配电柜内的主供电线和各供电支线上分别设置的用于控制供电通断的空气开关，用于电压实时监测的电压传感器，用于电流实时监测的电流互感器，用于剩余电流实时监测的剩余电流互感器，用于线路温度实时监测的温度传感器，以及用于系统主控的主控器；各空气开关、各电压传感器，各电流互感器、各剩余电流互感器以及各温度传感器均与主控器电连接。本实用新型能解决现有公路工程施工现场用电普遍存在的易发生用电安全事故、管理落后效率低下以及存在用电浪费的技术问题。

Description

一种公路工程施工现场安全用电监控系统

技术领域

本实用新型涉及安全用电辅助设施技术领域，具体涉及一种公路工程施工现场安全用电监控系统。

背景技术

公路工程施工离不开电，公路工程施工临时用电主要涉及机具设备用电、办公和生活用电、施工区域照明用电等。传统公路工程施工临时用电的方式比较简单：从主输电线路引入电力至施工现场配电柜，配电柜内一般仅配备用于控制各用电支路电源通断的开关或断路器，用电安全主要依赖工地安全员和专业电工的人工巡检，其存在的问题主要有：其一，易发生用电安全事故：公路施工现场环境恶劣，供电线路易发生老化、破损，若不能即时发现，易产生漏电、短路、超负荷、接触不良等问题，给施工人员、电气设备带来安全隐患，严重时甚至引发火灾、机具损毁、人员伤亡等事故；其二，管理落后，效率低下：依靠人工巡检容易出现因疏忽等原因漏查、瞒查，人工巡检依靠经验，容易存在检查不实、检查数据不准确，更不能实现远程掌控情况，一旦发生异常无法及时处置；其三，存在用电浪费：传统配电柜无法实现自动节能降耗，用电浪费比较严重，比如工人下班后未切断机具电源、现场照明等。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种公路工程施工现场安全用电监控系统，解决现有公路工程施工现场用电普遍存在的易发生用电安全事故、管理落后效率低下以及存在用电浪费的技术问题。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的公路工程施工现场安全用电监控系统，包括主供电线，分别与上述主供电线电连接的第一至第n供电支线，其中n为不小于1的自然数，用于施工现场配电的配电柜；其结构特点是：还包括在配电柜内的主供电线和各供电支线上分别设置的用于控制供电通断的空气开关，用于电压实时监测的电压传感器，用于电流实时监测的电流互感器，用于剩余电流实时监测的剩余电流互感器，用于线路温度实时监测的温度传感器，以及用于系统主控的主控器；上述各空气开关、各电压传感器，各电流互感器、各剩余电流互感器以及各温度传感器均与上述主控器电连接。

进一步的方案是：上述主控器包括箱体，设于上述箱体上的按钮组、显示屏、蜂鸣器、指示灯组，设于箱体内的电路板以及为主控器提供工作电源的电源模块，上述电路板上设有信号处理模块、CPU模块和4G物联网通信模块；上述按钮组、显示屏、蜂鸣器、指示灯组、信号处理模块以及4G物联网通信模块均与CPU模块电连接；上述各空气开关均与CPU模块电连接，各电压传感器、各电流互感器、各剩余电流互感器以及各温度传感器均与信号处理模块电连接。

进一步的方案是：上述指示灯组包括用于灯光报警的报警指示灯和用于指示故障的故障指示灯。

进一步的方案是：上述4G物联网通信模块配设有天线，上述天线与4G物联网通信模块电连接，天线固定设于上述配电柜的外部上方。

进一步的方案是：上述各温度传感器为NTC温度传感器，各温度传感器在各供电线路上以紧贴相应的供电线的方式设置。

本实用新型具有积极的效果：（1）本实用新型通过整体结构的设计，使用通过对公路工程施工现场各条供电线路的导线温度、电流、电压和剩余电流等安全影响参数进行实时监测并分析判断，当判断某条供电线路异常时系统一方面就地声光报警并切断异常供电线路的供电，防止安全事故的发生，确保用电安全，同时通过无线通信将报警信息以APP、微信、短信等方式发送管理人员以便即时处理。从而有效解决了现有技术中公路工程施工现场易发生用电安全事故以及用电管理落后，人工巡检效率低下的问题。（2）本实用新型在每天停工时，能自动巡检各条供电支线的监测数据，若某条供电支线实时监测电流数据大于自动断电电流判断阈值，则判断该条供电线路上存在工人未切断机具电源和现场照明电源，CPU模块通过控制该条供电线路的空气开关断开，以达到节电的目的。从而有效解决了现有技术中公路工程施工现场普遍存在的用电浪费问题。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的电路结构示意框图。

上述附图中的附图标记如下：

配电柜1，

空气开关组3，主线空气开关30，第一支路空气开关31，第二支路空气开关32，第n支路空气开关3n；

电压传感器组4，主线电压传感器40，第一支路电压传感器41，第二支路电压传感器42，第n支路电压传感器4n；

电流互感器组5，主线电流互感器50，第一支路电流互感器51，第二支路电流互感器52，第n支路电流互感器5n；

剩余电流互感器组6，主线剩余电流互感器60，第一支路剩余电流互感器61，第二支路剩余电流互感器62，第n支路剩余电流互感器6n；

温度传感器组7，主线温度传感器70，第一支路温度传感器71，第二支路温度传感器72，第n支路温度传感器7n；

主控器8，箱体81，按钮组82，显示屏83，蜂鸣器84，指示灯组85，信号线接线孔排86，电源线接线座87；

天线9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

（实施例1）

见图1和图2，公路工程施工现场具有主供电线L0，以及分别与主供电线L0电连接的第一供电支线L1、第二供电支线L2……第n供电支线Ln共n条供电支线，其中n为不小于1的自然数。

本实施例的公路工程施工现场安全用电监控系统，其主要由配电柜1、设于配电柜1内的空气开关组3、电压传感器组4、电流互感器组5、剩余电流互感器组6、温度传感器组7和主控器8组成。各电气构件设于配电柜1内，便于防雨、防潮、防强光照射以及适用于公路施工现场恶劣的工况，有利于保证系统正常运行。

空气开关组3包括设于主供电线L0上的主线空气开关30、设于第一供电支线L1上的第一支路空气开关31、设于第二供电支线L2上的第二支路空气开关32、……以及设于第n供电支线Ln上的第n支路空气开关3n；各空气开关用于控制相应线路电源的通断。空气开关组3的各空气开关均选用市购的可电控通断的空气开关，空气开关组3的各空气开关均与主控器8电连接，必要时由主控器8控制相应的空气开关切断相应线路的供电。

电压传感器组4包括设于主供电线L0上的主线电压传感器40，以及设于相应供电支线上的第一支路电压传感器41、第二支路电压传感器42、……第n支路电压传感器4n。电压传感器组4的各电压传感器用于对相应供电线路的电压进行实时监测并将监测数据发送主控器8；电压传感器组4的各电压传感器均与主控器8电连接。

电流互感器组5包括设于主供电线L0上的主线电流互感器50，以及设于相应供电支线上的第一支路电流互感器51、第二支路电流互感器52、……第n支路电流互感器5n。电流互感器组5的各电流互感器用于对相应供电线路的电流进行实时监测并将监测数据发送主控器8；电流互感器组5的各电流互感器均与主控器8电连接。

剩余电流互感器组6包括设于主供电线L0上的主线剩余电流互感器60，以及设于相应供电支线上的第一支路剩余电流互感器61、第二支路剩余电流互感器62、……第n支路剩余电流互感器6n。剩余电流互感器组6的各剩余电流互感器用于对相应供电支线的剩余电流进行实时监测并将监测数据发送主控器8；剩余电流互感器组6的各剩余电流互感器均与主控器8电连接。

温度传感器组7包括设于主供电线L0上的主线温度传感器70，以及设于相应供电支线上的第一支路温度传感器71、第二支路温度传感器72……、第n支路温度传感器7n；本实施例中，温度传感器组7的各温度传感器均采用NTC温度传感器，各温度传感器在相应的供电线路上紧贴相应的供电线设置，各温度传感器用于对各供电线的温度进行实时监测并将监测数据发送主控器8；温度传感器组7的各温度传感器均与主控器8电连接。

主控器8主要由箱体81、设于箱体81上的按钮组82、显示屏83、蜂鸣器84、指示灯组85、信号线接线孔排86、电源线接线座87、设于箱体81内的电路板以及电源模块组成。电路板上设有信号处理模块、CPU模块和4G物联网通信模块。

按钮组82、显示屏83、蜂鸣器84、指示灯组85、信号处理模块以及4G物联网通信模块均与CPU模块电连接，前述的空气开关组3的各空气开关均经信号线接线孔排86与CPU模块电连接，电压传感器组4的各电压传感器、电流互感器组5的各电流互感器、剩余电流互感器组6的各剩余电流互感器以及温度传感器组7的各温度传感器均经信号线接线孔排86与信号处理模块电连接。电源线接线座87用于电源模块外接如AC220V市电，电源模块用于将市电进行转换为主控器8提供工作电源，电源模块为成熟的现有技术功能模块，其具体电路结构不作详述。

按钮组82用于参数设置、复位等人机交互；显示屏83用于工作中信息的实时显示；蜂鸣器84用于异常及故障时的声音报警，指示灯组85包括用于灯光报警的报警指示灯和用于指示故障的故障指示灯。

电路板上的信号处理模块用于将各电压传感器、各电流互感器、各剩余电流互感器以及各温度传感器检测信号调理成CPU模块能够接收的信号然后发送给CPU模块，CPU模块用于系统的主控，CPU模块内置有主线和各支线的电压、电流、剩余电流以及温度的判断阈值以及自动断电时间阀值及自动断电电流判断阈值。4G物联网通信模块用于系统与监控后台如管理人员的手机APP等无线通信，以便管理人员远程操控，4G物联网通信模块配设有天线9，天线9与4G物联网通信模块电连接，为保证信号良好，天线9固定设于配电柜1外部上方。需要说明的是，电路板上的信号处理模块、CPU模块和4G物联网通信模块均为成熟的现有技术功能模块，其具体电路结构和原理不作详述。

本实施例的公路工程施工现场安全用电监控系统，其工作原理简述如下：

工作时，设于主供电线L0以及各供电支线L1～Ln上的各电压传感器、电流互感器、剩余电流互感器以及温度传感器分别对相应线路的电压、电流、剩余电流以及供电线缆温度进行实时监测，并将监测信号发送主控器8的CPU模块，CPU模块将各条供电线路的各实时监测数据与内置的判断阈值进行比较，当某条供电线路一项以上的实时监测数据大于相应的设定阈值时，CPU模块通过蜂鸣器84和指示灯组85就地报警，并通过显示屏83显示相应参数，同时通过4G物联网通信模块和天线9，向远端后台通过APP、微信、短信等发出警报，并且CPU模块通过控制该故障报警线路的空气开关断开，从而切断该条报警线路的供电，防止安全事故的发生，确保用电安全，同时CPU模块对故障记录进行存储，便于事后整理分析。并且，每天自动断电时间阀值到达时，CPU模块自动巡检各条供电支线的监测数据，若某条供电支线实时监测电流数据大于自动断电电流判断阈值，则判断该条供电线路上存在工人未切断机具电源和现场照明电源，CPU模块通过控制该条供电线路的空气开关断开，以达到节电的目的。

以上实施例是对本实用新型的具体实施方式的说明，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种公路工程施工现场安全用电监控系统，包括主供电线，分别与所述主供电线电连接的第一至第n供电支线，其中n为不小于1的自然数，用于施工现场配电的配电柜；其特征在于：还包括在配电柜内的主供电线和各供电支线上分别设置的用于控制供电通断的空气开关，用于电压实时监测的电压传感器，用于电流实时监测的电流互感器，用于剩余电流实时监测的剩余电流互感器，用于线路温度实时监测的温度传感器，以及用于系统主控的主控器；所述各空气开关、各电压传感器，各电流互感器、各剩余电流互感器以及各温度传感器均与所述主控器电连接。

2.根据权利要求1所述的公路工程施工现场安全用电监控系统，其特征在于：所述主控器包括箱体，设于所述箱体上的按钮组、显示屏、蜂鸣器、指示灯组，设于箱体内的电路板以及为主控器提供工作电源的电源模块，所述电路板上设有信号处理模块、CPU模块和4G物联网通信模块；所述按钮组、显示屏、蜂鸣器、指示灯组、信号处理模块以及4G物联网通信模块均与CPU模块电连接；所述各空气开关均与CPU模块电连接，各电压传感器、各电流互感器、各剩余电流互感器以及各温度传感器均与信号处理模块电连接。

3.根据权利要求2所述的公路工程施工现场安全用电监控系统，其特征在于：所述指示灯组包括用于灯光报警的报警指示灯和用于指示故障的故障指示灯。

4.根据权利要求2所述的公路工程施工现场安全用电监控系统，其特征在于：所述4G物联网通信模块配设有天线，所述天线与4G物联网通信模块电连接，天线固定设于所述配电柜的外部上方。

5.根据权利要求1～4任一所述的公路工程施工现场安全用电监控系统，其特征在于：所述各温度传感器为NTC温度传感器，各温度传感器在各供电线路上以紧贴相应的供电线的方式设置。

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