CN219123699U - 一种用于低压计量箱的电气主板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于低压计量箱的电气主板，涉及低压计量箱的检测技术领域。包括两层电气绝缘板，两层电气绝缘板之间集成有导线布线、进线机构、电能表插件、出线机构、单片机与总控单元；各布线、多个机构和控制单元固定于电气绝缘板上，进线机构包括进线总开关与N排，还设有单相温度传感器，两相电路之间有相间电压传感器，单片机包括A、B、C相单片机，采集电流数据和温度数据并报警。电能表插件设有多个且结构相同，其设有四个进线端口和四个出线端口，出线端口与出线机构连接。总控单元四周设有湿度传感器、环境温度传感器与报警器。本实用新型可减少安装接线错误，避免错接线路窃电行为，还支持箱内触点高温报警，可批量化生产。

Description

一种用于低压计量箱的电气主板

技术领域

本实用新型涉及低压计量箱的检测技术领域，具体为一种用于低压计量箱的电气主板。

背景技术

计量箱是为了计量电能所必须的计量器具和辅助设备的总体，包含电能表、计量用电压、电流互感器及其二次回路、电能计量屏、柜、箱等。一般计量箱厂家出厂的计量箱只包含箱体结构，再电力计量单位将经过质检校准的电能表、互感器等设备安装至计量空箱中形成完整的计量箱，但在设备安装过程中需要通过导线进行设备间的连接，箱内存在A相、B相、C相、零线、和地线，连接时容易出现线路混接的现象，因技术水平不同也出线导致接线端子不牢固、质量参差不齐等问题；且当完整的计量箱安装于用户后，用户可通过断开箱内线路或者倒换箱内线路的方式进行窃电，而当前计量箱难以针对此类情况进行监管；而且计量箱长期工作处于高温状态，高温可能破坏电力设备引起停电着火等现场，目前计量箱缺乏相应的监测手段。因此需要对低压计量箱内的电能结构进行改进，以解决上述问题。

发明内容

本实用新型为了解决现有的低压计量箱结构所存在的线路易出现混接，端子连接不牢固而且缺乏温度等参数采集的问题，提供了一种用于低压计量箱的电气主板。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种用于低压计量箱的电气主板，包括两层电气绝缘板，所述两层电气绝缘板之间集成有电气组件，包括导线布线、进线机构、电能表插件、出线机构、单片机与总控单元；所述导线布线固定于电气绝缘板上，且用于连接各个机构、控制单元与插件，所述单片机与总控单元为控制单元；所述进线机构包括进线总开关与N排，所述进线总开关与N排通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上；所述N排为N相接地电路；所述进线总开关输入为三相交流电源，所述进线总开关输出A、B、C三相电路，A、B、C三相电路的输出端各连接有一个单相温度传感器；A相电路与B相电路之间设有相间电压传感器，B相电路与C相电路之间也设有相间电压传感器；单片机包括A相单片机、B相单片机与C相单片机，所述单片机通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上，A、B、C三相电路通过其各自对应的电流传感器连接于A相单片机、B相单片机与C相单片机，A、B、C三相电路各自对应的单相温度传感器通过数据传输线路分别对应连接于A相单片机、B相单片机与C相单片机；A相电路还连接于总控单元；所述A相单片机、B相单片机与C相单片机均设有报警器。所述电能表插件设有多个、且结构相同，所述电能表插件通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上；每个电能表插件上均设有四个进线端口和四个出线端口，四个进线端口分别连接A、B、C三相电路和N相接地电路；四个进线端口和四个出线端口的接口连线处设有能采集每条进出导线温度的电能表温度传感器，所述电能表温度传感器通过数据传输线路连接于A相单片机、B相单片机与C相单片机的任一个，电能表温度传感器与单片机的连接线分配是根据电能表插件的数量平均分配；四个出线端口用于输出A、B、C三相电路与接地线路。所述出线机构包括多个出线开关与多个PE排，所述出线开关与PE排通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上；每个出线开关设有四个接线端口，所述出线开关的四个接线端口对应连接于电能表插件的四个出线端口，每个出线开关的其中一个接线端口为N相接地端口、且连接于PE排，每个出线开关的剩余三个接线端口为A、B、C三相电路且各设有一个电流传感器，每个出线开关的A相电路的电流传感器通过数据传输线路连接于A相单片机，B相电路的电流传感器通过数据传输线路连接于B相单片机，C相电路电流传感器通过数据传输线路连接于C相单片机；所述出线机构处还设置有振动传感器与光敏传感器，所述振动传感器与光敏传感器通过数据传输线路连接于总控单元。所述总控单元通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上，总控单元的四周设有湿度传感器、环境温度传感器与报警器，且均通过数据传输线路连接于总控单元。

本实用新型所设计的一种用于低压计量箱的电气主板，包括两层电气绝缘板，两层电气绝缘板之间集成有电气组件，包括导线布线、进线机构、电能表插件、出线机构、单片机与总控单元；导线布线固定于电气绝缘板上，且用于连接各个机构、控制单元与插件，指的是所有的电气连线与数据采集线路，单片机与总控单元为控制单元。进线机构包括进线总开关与N排，进线总开关与N排通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上，N排为N相接地电路；进线总开关输入为三相交流电源，进线总开关输出A、B、C三相电路，A、B、C三相电路的输出端各连接有一个单相温度传感器，用于检测单相电路的温度，并将温度通过数据传输线路传输至A相单片机、B相单片机与C相单片机；A相电路与B相电路之间设有相间电压传感器，B相电路与C相电路之间也设有相间电压传感器，用于检测相间电压。单片机是用于窃电检测的，包括A相单片机、B相单片机与C相单片机，分别用于检测三相是否存在窃电；单片机通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上，A相电路还连接于总控单元，为总控单元供电。A相单片机、B相单片机与C相单片机均设有报警器，用于出现窃电时进行报警。电能表插件设有多个、且结构相同，电能表插件为本领域技术人员公知的结构装置，电能表插件通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上，三种方式使得固定方式多样化；每个电能表插件上均设有四个进线端口和四个出线端口，四个进线端口分别连接A、B、C三相电路和N相接地电路；四个进线端口和四个出线端口的接口连线处设有能采集每条进出导线温度的电能表温度传感器，电能表温度传感器通过数据传输线路连接于A相单片机、B相单片机与C相单片机的任一个，将温度数据传输出去，用于检测三相输入/输出电路的温度数据是否异常，电能表温度传感器与单片机的连接线分配是根据电能表插件的数量平均分配，一般会根据电能表插件的数量，将多个电能表温度传感器采集的温度数据平均分配发送到多个单片机中；四个出线端口用于输出A、B、C三相电路与接地线路，连接到出线机构。出线机构包括多个出线开关与多个PE排，出线开关与PE排通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上；每个出线开关设有四个接线端口，出线开关的四个接线端口对应连接于电能表插件的四个出线端口，每个出线开关的其中一个接线端口为N相接地端口、且连接于PE排，每个出线开关的剩余三个接线端口为A、B、C三相电路且三相电路各设有一个电流传感器，每个出线开关的A相电路的电流传感器通过数据传输线路连接于A相单片机，B相电路的电流传感器通过数据传输线路连接于B相单片机，C相电路电流传感器通过数据传输线路连接于C相单片机，三相的输出电流数据传输至单片机，进行分析；出线机构处还设置有振动传感器与光敏传感器，用于检测整个电气绝缘板是否有异常的振动，同时还可以检测整个电气主板所在的表箱内是否会被人异常打开，光敏传感器可以检测到是否有光，振动传感器与光敏传感器通过数据传输线路连接于总控单元，将两种数据传输于总控单元。总控单元通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上，总控单元的四周设有湿度传感器、环境温度传感器与报警器，且均通过数据传输线路连接于总控单元，用于采集四周的环境数据，若有异常可以报警。

上述结构工作时的具体过程为：不限个数的电能表插件通过线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上，进线机构输入三相电压电流，进线总开关输出ABC三相电压，单相温度传感器检测ABC三相输出时的温度数据，并将数据输入A相单片机、B相单片机与C相单片机，同时ABC三相电压或单相电压输入电能表插件，电能表插件可以是单相电能表也可以是三相电能表，只要与相应的接口连接即可。ABC三相输出时，相间电压传感器检测了相间电压，电流传感器检测了三相的电流分别传输数据至对应的三相单片机；A相电路为总控单元供电，总控单元用于采集所有的湿度、环境温度、振动、强光数据，并处理这些数据做出反馈。电能表插件输出三相电流电压至出线机构，每个电能表插件的出线端口连接出线开关，三相电路均设有电流传感器，检测出的电流传输到对应的三相单片机，与开始输入时的三相电流进行比较，看是否差别过大，判断是否有窃电行为，若有则报警器发出警报；当采集到的温度数据传输到三相单片机内时，若超过了一定阈值，报警器也发出警报。总控单元在采集到湿度、环境温度、振动和光感数据时，若各自超过了定好的阈值，则其报警器也会发出警报。多种传感器和数据采集器对于电气主板上所有的元件的数据均进行了采集，实现了全方位的监测。

优选的，为了使出线开关更加集成化，多个出线开关集成于一块底板上，或根据实际情况集成于两块底板上。

优选的，所述电能表插件设有六个，且按三个位于上排，三个位于下排的顺序排列，上排中前两个电能表插件的电能表温度传感器连接于A相单片机，下排中前两个电能表插件的电能表温度传感器电连接于B相单片机，剩余两个电能表插件的电能表温度传感器连接于C相单片机。进一步的，所述出线开关也设有六个，左侧的两个出线开关通过同一底板固定，右侧的四个出线开关通过同一底板固定，下排第一个电能表插件的出线端口与上排第一个电能表插件的出线端口与左侧的两个出线开关对应连接，剩余的电能表插件与右侧的四个出线开关对应连接；左侧两个出线开关的N相接地端口各连接一个PE排，右侧四个出线开关的N相接地端口相互串接，且左右侧各连接一个PE排，位于右侧四个出线开关的左侧的PE排与左侧两个出线开关右侧的PE排相互串接。

优选的，所述导线布线根据导通电流的大小选用铜排或铜箔材料。

优选的，所述进线机构的三相交流电源进线线路通过多个电缆抱箍固定。

与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：本实用新型所提供的一种用于低压计量箱的电气主板，集成了导线布线、进线机构、电能表插件、多种传感器与控制模块、出线机构，应用于单相或三相电能表插件的检测与接入。使计量箱内布线安装智能化和PCB化，可减少安装接线错误，避免错接线路窃电行为，同时支持箱内触点高温报警，支持进线电能表进线与电能表示值计算分析出窃电行为，形成可批量自动化生产的规范化的计量箱内布线及结构。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中标记如下：1-导线布线，2-进线机构，3-电能表插件，4-出线机构，5-单片机，6-总控单元，7-单相温度传感器，8-相间电压传感器，9-电流传感器，10-报警器，11-电能表温度传感器，12-湿度传感器，13-环境温度传感器，14-振动传感器，15-光敏传感器，16-电缆抱箍，201-进线总开关，202-N排，501-A相单片机，502-B相单片机，503-C相单片机，401-出线开关，402-PE排。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

一种用于低压计量箱的电气主板，如图1所示：包括两层电气绝缘板，所述两层电气绝缘板之间集成有电气组件，包括导线布线1、进线机构2、电能表插件3、出线机构4、单片机5与总控单元6；所述导线布线1固定于电气绝缘板上，且用于连接各个机构、控制单元与插件，所述单片机5与总控单元6为控制单元；所述进线机构2包括进线总开关201与N排202，所述进线总开关201与N排202通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上；所述N排202为N相接地电路；所述进线总开关201输入为三相交流电源，所述进线总开关201输出A、B、C三相电路，A、B、C三相电路的输出端各连接有一个单相温度传感器7；A相电路与B相电路之间设有相间电压传感器8，B相电路与C相电路之间也设有相间电压传感器8；所述单片机5包括A相单片机501、B相单片机502与C相单片机503，所述单片机5通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上，A、B、C三相电路通过其各自对应的电流传感器9连接于A相单片机501、B相单片机502与C相单片机503，A、B、C三相电路各自对应的单相温度传感器7通过数据传输线路分别对应连接于A相单片机501、B相单片机502与C相单片机503；A相电路还连接于总控单元6；所述A相单片机501、B相单片机502与C相单片机503均设有报警器10；所述电能表插件3设有多个、且结构相同，所述电能表插件3通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上；每个电能表插件3上均设有四个进线端口和四个出线端口，四个进线端口分别连接A、B、C三相电路和N相接地电路；四个进线端口和四个出线端口的接口连线处设有能采集每条进出导线温度的电能表温度传感器11，所述电能表温度传感器11通过数据传输线路连接于A相单片机501、B相单片机502与C相单片机503的任一个，电能表温度传感器11与单片机的连接线分配是根据电能表插件3的数量平均分配；四个出线端口用于输出A、B、C三相电路与接地线路；所述出线机构4包括多个出线开关401与多个PE排402，所述出线开关401与PE排402通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上；每个出线开关401设有四个接线端口，所述出线开关401的四个接线端口对应连接于电能表插件3的四个出线端口，每个出线开关401的其中一个接线端口为N相接地端口、且连接于PE排402，每个出线开关401的剩余三个接线端口为A、B、C三相电路且各设有一个电流传感器9，每个出线开关401的A相电路的电流传感器9通过数据传输线路连接于A相单片机501，B相电路的电流传感器9通过数据传输线路连接于B相单片机502，C相电路电流传感器9通过数据传输线路连接于C相单片机503；所述出线机构4处还设置有振动传感器14与光敏传感器15，所述振动传感器14与光敏传感器15通过数据传输线路连接于总控单元6；所述总控单元6通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上，总控单元6的四周设有湿度传感器12、环境温度传感器13与报警器10，且均通过数据传输线路连接于总控单元6。

本实施例采用了以下优选方案：所述电能表插件3设有六个，且按三个位于上排，三个位于下排的顺序排列，上排中前两个电能表插件3的电能表温度传感器11连接于A相单片机501，下排中前两个电能表插件3的电能表温度传感器11电连接于B相单片机502，剩余两个电能表插件3的电能表温度传感器11连接于C相单片机503；所述出线开关401也设有六个，左侧的两个出线开关401通过同一底板固定，右侧的四个出线开关401通过同一底板固定，下排第一个电能表插件3的出线端口与上排第一个电能表插件3的出线端口与左侧的两个出线开关401对应连接，剩余的电能表插件3与右侧的四个出线开关401对应连接；左侧两个出线开关401的N相接地端口各连接一个PE排402，右侧四个出线开关401的N相接地端口相互串接，且左右侧各连接一个PE排402，位于右侧四个出线开关401的左侧的PE排402与左侧两个出线开关401右侧的PE排402相互串接。所述导线布线1根据导通电流的大小选用铜排或铜箔材料。所述进线机构2的三相交流电源进线线路通过多个电缆抱箍16固定。本实施例应用于三相电能表插件的检测与接入。

本实施例具体操作为：6个电能表插件3通过线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上，进线机构2输入三相电压电流，进线总开关201输出ABC三相电压，单相温度传感器7检测ABC三相输出时的温度数据，并将数据输入A相单片机501、B相单片机502与C相单片机503，同时ABC三相电压或单相电压输入电能表插件3，本实施例中，电能表插件3为三相电能表，只要与相应的接口连接即可。ABC三相输出时，相间电压传感器8检测了相间电压，电流传感器9检测了三相的电流分别传输数据至对应的三相单片机；A相电路为总控单元6供电，总控单元5用于采集所有的湿度、环境温度、振动、强光数据，并处理这些数据做出反馈。电能表插件3输出三相电流电压至出线机构4，每个电能表插件3的出线端口连接出线开关401，三相电路均设有电流传感器9，检测出的电流传输到对应的三相单片机，与开始输入时的三相电流进行比较，看是否差别过大，判断是否有窃电行为，若有则报警器发出警报；当采集到的温度数据传输到三相单片机内时，若超过了一定阈值，报警器也发出警报。总控单元6在采集到湿度、环境温度、振动和光感数据时，若各自超过了定好的阈值，则其报警器也会发出警报。多种传感器和数据采集器对于电气主板上所有元件的数据均进行了采集，实现了全方位的监测并做出反馈。

本实用新型要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有多种变形和更改，凡在本实用新型的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于低压计量箱的电气主板，其特征在于：包括两层电气绝缘板，所述两层电气绝缘板之间集成有电气组件，包括导线布线（1）、进线机构（2）、电能表插件（3）、出线机构（4）、单片机（5）与总控单元（6）；

所述导线布线（1）固定于电气绝缘板上，且用于连接各个机构、控制单元与插件；所述单片机（5）与总控单元（6）为控制单元；

所述进线机构（2）包括进线总开关（201）与N排（202），所述进线总开关（201）与N排（202）通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上；所述N排（202）为N相接地电路；所述进线总开关（201）输入为三相交流电源，所述进线总开关（201）输出A、B、C三相电路，A、B、C三相电路的输出端各连接有一个单相温度传感器（7）；A相电路与B相电路之间设有相间电压传感器（8），B相电路与C相电路之间也设有相间电压传感器（8）；所述单片机（5）包括A相单片机（501）、B相单片机（502）与C相单片机（503），所述单片机（5）通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上，A、B、C三相电路通过其各自对应的电流传感器（9）连接于A相单片机（501）、B相单片机（502）与C相单片机（503），A、B、C三相电路各自对应的单相温度传感器（7）通过数据传输线路分别对应连接于A相单片机（501）、B相单片机（502）与C相单片机（503）；A相电路还连接于总控单元（6）；所述A相单片机（501）、B相单片机（502）与C相单片机（503）均设有报警器（10）；

所述电能表插件（3）设有若干个、且结构相同，所述电能表插件（3）通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上；每个电能表插件（3）上均设有四个进线端口和四个出线端口，四个进线端口分别连接A、B、C三相电路和N相接地电路；四个进线端口和四个出线端口的接口连线处设有能采集每条进出导线温度的电能表温度传感器（11），所述电能表温度传感器（11）通过数据传输线路连接于A相单片机（501）、B相单片机（502）与C相单片机（503）的任一个，电能表温度传感器（11）与单片机的连接线分配是根据电能表插件（3）的数量平均分配；四个出线端口用于输出A、B、C三相电路与接地线路；

所述出线机构（4）包括多个出线开关（401）与多个PE排（402），所述出线开关（401）与PE排（402）通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上；每个出线开关（401）设有四个接线端口，所述出线开关（401）的四个接线端口对应连接于电能表插件（3）的四个出线端口，每个出线开关（401）的其中一个接线端口为N相接地端口、且连接于PE排（402），每个出线开关（401）的剩余三个接线端口为A、B、C三相电路且各设有一个电流传感器（9），每个出线开关（401）的A相电路的电流传感器（9）通过数据传输线路连接于A相单片机（501），B相电路的电流传感器（9）通过数据传输线路连接于B相单片机（502），C相电路电流传感器（9）通过数据传输线路连接于C相单片机（503）；所述出线机构（4）处还设置有振动传感器（14）与光敏传感器（15），所述振动传感器（14）与光敏传感器（15）通过数据传输线路连接于总控单元（6）；

所述总控单元（6）通过导线焊点焊接或冷压压接或螺栓连接的方式安装于电气绝缘板上，总控单元（6）的四周设有湿度传感器（12）、环境温度传感器（13）与报警器（10），且均通过数据传输线路连接于总控单元（6）。

2.根据权利要求1所述的一种用于低压计量箱的电气主板，其特征在于：多个出线开关（401）集成于一块底板上，或根据实际情况集成于两块底板上。

3.根据权利要求1所述的一种用于低压计量箱的电气主板，其特征在于：所述电能表插件（3）设有六个，且按三个位于上排，三个位于下排的顺序排列，上排中前两个电能表插件（3）的电能表温度传感器（11）连接于A相单片机（501），下排中前两个电能表插件（3）的电能表温度传感器（11）电连接于B相单片机（502），剩余两个电能表插件（3）的电能表温度传感器（11）连接于C相单片机（503）。

4.根据权利要求3所述的一种用于低压计量箱的电气主板，其特征在于：所述出线开关（401）也设有六个，左侧的两个出线开关（401）通过同一底板固定，右侧的四个出线开关（401）通过同一底板固定，下排第一个电能表插件（3）的出线端口与上排第一个电能表插件（3）的出线端口与左侧的两个出线开关（401）对应连接，剩余的电能表插件（3）与右侧的四个出线开关（401）对应连接；左侧两个出线开关（401）的N相接地端口各连接一个PE排（402），右侧四个出线开关（401）的N相接地端口相互串接，且左右侧各连接一个PE排（402），位于右侧四个出线开关（401）的左侧的PE排（402）与左侧两个出线开关（401）右侧的PE排（402）相互串接。

5.根据权利要求1所述的一种用于低压计量箱的电气主板，其特征在于：所述导线布线（1）采用铜排或铜箔材料。

6.根据权利要求1所述的一种用于低压计量箱的电气主板，其特征在于：所述进线机构（2）的三相交流电源进线线路通过多个电缆抱箍（16）固定。

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