CN106711814A - 配电柜及其温度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电柜及其温度调节方法，配电柜包括柜体、调温模块以及设置于所述柜体内的温度传感器、微型控制单元、显示模块、通信模块、存储装置；所述温度传感器、显示模块、调温模块、通信模块、存储模块分别与所述微型控制单元电联接；所述温度传感器包括第一温度传感器组、第二温度传感器组以及第三温度传感器组；所述第一温度传感器设置于所述柜体靠近底面位置，所述第三温度传感器组设置于所述柜体靠近顶面位置，所述第二温度传感器组设置于所述第一传感器组与所述第二传感器组之间；所述显示模块包括正常、警告、报警三色背景灯。本发明的配电柜可以精确显示、测量内部温度，智能调节温度，提高配电柜工作的稳定性及可靠性。

Description

配电柜及其温度调节方法

技术领域

本发明涉及供电技术领域，尤其涉及一种可以智能调节柜内温度的配电柜及其温度调节方法。

背景技术

配电柜广泛应用于发电厂、变电站、企业等电力用户，由于其用途的特殊性，配电柜的稳定运行是保证电力用户安全用点的重要保证。

在配电柜的使用过程中，由于其内部触头、排线头的节点长期处于高电压、大电流的工作状态下，触点的结合处以及排线连接处因表面氧化、腐蚀、触点老化等原因导致电阻增大，从而造成温度升高，热量不断积累，容易导致配电柜内电子元器件的温度逐渐升高，导致电子元器件故障，影响配电柜的正常工作。因此，如何调节配电柜内的温度，保证电子元器件正常工作成为配电柜设计生产时所面临的重要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以智能调节内部温度、精确显示、报警温度异常区域的配电柜以及控制配电柜内部温度的方法。

为了实现上述目的，本发明配电柜采用以下技术方案：

一种配电柜，包括柜体，还包括调温模块以及设置于所述柜体内的温度传感器、微型控制单元、显示模块、通信模块、存储装置；所述温度传感器与所述微型控制单元电联接；所述温度传感器包括第一温度传感器组、第二温度传感器组以及第三温度传感器组；所述第一温度传感器设置于所述柜体 靠近底面位置，所述第三温度传感器组设置于所述柜体靠近顶面位置，所述第二温度传感器组设置于所述第一传感器组与所述第二传感器组之间；所述显示模块与所述微型控制单元电联接，所述显示模块包括正常、警告、报警三色背景灯；所述调温模块、通信模块、所述存储模块分别与所述微型控制单元电联接。

作为一种优选的技术方案，所述配电柜还包括设置于所述配电柜外部的外部传感器组，所述外部传感器组与所述微型控制单元电联接。

作为进一步的优选方案，所述外部传感器组包括温度传感器及湿度传感器。

作为另一种优选的技术方案，所述显示模块正常、警告、报警三色背景灯颜色分别对应为绿、黄、红三色。

作为另一种优选的技术方案，所述通信模块包括有线通信模块和/或无线通信模块。

作为另一种优选的技术方案，所述调温模块为风扇。

作为另一种优选的技术方案，所述调温模块空调和/或风扇。

作为进一步的优选方案，当调温模块设置有风扇时，所述风扇设置于所述柜体上，所述柜体对应所述风扇设置有避让孔；所述风扇包括第一风扇及第二风扇；所述第一风扇设置于所述柜体靠近底面的位置，所述第二风扇对应所述第一风扇设置于所述柜体斜对角靠近顶面的位置；所述第一风扇为进气扇，所述第二风扇为排气扇。

本发明的配电柜，采用三组温度传感器，三组温度传感器分别设置于配电柜内靠近底面、靠近顶面以及设置于前述两组温度传感器之间，可以精确测量配电柜内各个部位的温度，避免只采用一组温度传感器时对应位置局部过热导致的误报情况，配电柜内部温度监测更准确。同时，三组温度传感器的设置可以精确测量温度异常区域，当局部元器件故障导致局部温度过热时可以明确显示故障异常区域，为配电柜内部电子元器件检修提供位置参考。并且，显示模块包括正常、警告、报警三色背景灯，可以直观判断配电柜工作状态。设置有通信模块可以使配电柜内部监测数据导出更方便，有利于配电柜工作状态的长期监控，设置的调温模块可以在配电柜内部温度异常时对配电柜内部温度进行调节，提高配电柜应用的可靠性。

作为优选的方案，本发明配电柜还可以设置外部传感器组，外部传感器组可监控外部工作环境温度、湿度等数据，针对外部环境数据对配电柜内部温度进行适应性调整，当配电柜应用于温室大棚等高温高湿度的环境中时可以对应调整配电柜内部调温机制，保证配电柜的正常工作，提高配电柜应用的广泛性；若外部环境极度恶劣，超出配电柜正常承受的范围，则配电柜暂停作业，以保护内部电子元件，提高配电柜可靠性。

为了提高配电柜温度监控、调节的效率，本发明还提出了一种温度调节方法，包括：

S1、所述第一温度传感器组、所述第二温度传感器组以及所述第三温度传感器组拾取三组温度信息，所述温度信息传递至所述微型控制单元；

S2、所述微型控制单元比较所述三组温度信息，若三组温度信息温度差相差数值小于a，则求出三组温度信息的平均值b；若三组温度信息中有一组温度信息或两组温度信息与剩余两组或一组剩余信息的数值差大于a，则微型控制单元发送报警信息至所述通信模块，同时在所述显示模块上显示温度过高的一组或两组温度信息的组别及温度，所述显示模块报警背景灯打开；

S3、所述微型控制单元将步骤S2内求得的平均值b与预先存储的最佳工作温度范围及极限工作温度范围比较，若b不在最佳工作温度范围内但位于极限工作温度范围内，则微型控制单元向所述调温模块发送工作信号，所述调温模块开始工作，同时微型控制单元控制所述显示模块显示所述配电柜内平均实时温度，所述显示模块警告背景灯打开；若b不在预先存储的极限工作温度范围内，则微型控制单元暂停所述供电柜工作，将报警信息发送至所述通信模块，并向所述调温模块发送工作信号，所述调温模块开始工作，同时控制所述显示模块显示所述配电柜内平均实时温度，所述显示模块报警背景灯打开。

S4、所述微型控制单元将上述三组温度信息及判定的工作信息存储于所述存储模块，所述通信模块将所有信息传递至外部设备。

作为一种优选方案，当设置有外部传感器组时，该温度调节方法还包括：外部传感器组将所述配电柜工作的外部环境数据传递至所述微型控制单元；所述微型控制单元根据所述外部环境数据调整所述最佳工作温度范围及所述极限工作温度范围；所述微型控制单元将外部环境数据与预设的工作环境数据进行比较，若外部环境数据位于预设的工作环境数据范围外，则微型控制单元暂停所述供电柜工作，将报警信息发送至所述通信模块，同时在所述显示模块上显示外部环境数据，所述显示模块报警背景灯打开。

通过采用以上结构及方法，本发明的配电柜可以精确显示、测量内部温度，智能调节温度，提高配电柜工作的稳定性及可靠性。

附图说明

图1为本发明配电柜实施例一功能模块示意图；

图2为图1所示配电柜外观立体图；

图3为图2所示配电柜另一视角立体图；

图4为图1所示配电柜内部温度传感器分布示意图；

图5为本发明配电柜实施例二功能模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图，详细说明本发明配电柜的具体结构及调温方法。

实施例一：

如图1所示，本实施例的配电柜包括温度传感器、微型控制单元、调温模块、显示模块、通信模块以及存储模块。其中，温度传感器包括第一温度传感器组、第二温度传感器组以及第三温度传感器组，三组温度传感器组均与微型控制单元电联接，向微型控制单元提供温度数据。微型控制单元与调温模块、显示模块、通信模块以及存储模块均电联接，微型控制单元根据温度传感器数据，控制调温模块、显示模块、通信模块以及存储模块工作。

如图2所示，本实施例的配电柜1为长方体，配电柜1正面柜体上设置有显示模块3以及通信模块4，以便于直观地显示配电柜信息以及与外部设备通信。如图4所示，图4为本实施例配电柜内部温度传感器与柜体结合分布示意图，温度传感器包括第一温度传感器组21，第二温度传感器组22以及第三温度传感器组23。第一温度传感器组21设置于柜体上靠近长方体柜体的底面位置，第三温度传感器组23设置于柜体上靠近长方体柜体的顶面位置，第二温度传感器组设22置于第一温度传感器组21与第三温度传感器组23之间。如此排布的三组温度传感器组可以分别监控配电柜内上、中、下三个方位的具体温度，提高温度监测的可靠性，避免局部温度过热产生误报，当局部元器件故障导致温度过高时，也可以针对性报警，直观显示故障区域，提高检修针对性。当然，本实施例的三组温度传感器组排布仅用于解释本发明构思，在实际应用中，第一温度传感器组可以直接设置于配电柜底面，第三温度传感器组可以直接设置于配电柜顶面，均不影响本发明配电柜优点体现，属于本发明配电柜的保护范围。在实际应用过程中，三组温度传感器组可以包括一个或多个温度传感器，以进一步提高温度监测的准确度。

本发明配电柜的显示模块3包括标记正常、警告以及报警三种状态的三色背景灯，当配电柜的工作情况为对应状态时，显示模块3的背景灯为对应颜色。作为优选方案，在实际应用中，可以采用绿色、黄色以及红色背景灯标示正常、警告、报警三种状态。

作为优选方案，为提高配电柜报警信息的实时、准确传输；同时将配电柜工作状态、内部温度等数据传递至外部终端进行数据的监控、分析，通信模块4可以设置为有线通信模块和/或无线通信模块。

为了避免配电柜内部温度过高，本发明配电柜的调温模块可以为空调或风扇或二者的组合。当然，为了降低能耗并且保证调温效果，在外部环境条件允许的前提下，优选地采用空调与降温风扇配合的方案。空调与降温风扇在微型控制单元的控制下，可以单独工作，也可以配合工作。如图2及图3所示，本实施例配电柜给出了一种优选的风扇分布方案。本实施例的配电柜的调温风扇设置于柜体上，柜体对应设置有避让孔，风扇安装于所述柜体避让孔内。风扇包括第一风扇51以及第二风扇52，如图2所示，第一风扇51设置于柜体靠近底面的位置，如图3所示，第二风扇52与第一风扇51斜对角设置于柜体靠近顶面的位置，第一风扇51为进气扇，第二风扇52为排气扇。一般来说，由于冷空气重于热空气，底部的空气温度会略低于顶部的空气温度，因此，将设置于柜体靠近底面的第一风扇51设置为进气扇，将冷空气抽入配电柜，将设置于柜体靠近顶面位置的第二风扇52设置为排气扇，将配电柜内部的热空气排出。斜对角设置的第一风扇51及第二风扇52使配电柜内的空气流通距离尽量最大化，通过气流带走配电柜内部的热量，提高降温效果。

为了提高温度监控准确性，提高温度调节效率，本实施例配电柜温度监控、调节方法为：

S1、所述第一温度传感器组、所述第二温度传感器组以及所述第三温度传感器组拾取三组温度信息，所述温度信息传递至所述微型控制单元；

S2、所述微型控制单元比较所述三组温度信息，若三组温度信息温度差相差数值小于a，则求出三组温度信息的平均值b；若三组温度信息中有一组温度信息或两组温度信息与剩余两组或一组剩余信息的数值差大于a，则微型控制单元发送报警信息至所述通信模块，同时在所述显示模块上显示温度过高的一组或两组温度信息的组别及温度，所述显示模块报警背景灯打开；

S3、所述微型控制单元将步骤S2内求得的平均值b与预先存储的最佳工作温度范围及极限工作温度范围比较，若b不在最佳工作温度范围内但位于极限工作温度范围内，则微型控制单元向所述调温模块发送工作信号，所述调温模块开始工作，同时微型控制单元控制所述显示模块显示所述配电柜内平均实时温度，所述显示模块警告背景灯打开；若b不在预先存储的极限工作温度范围内，则微型控制单元暂停所述供电柜工作，将报警信息发送至所述通信模块，并向所述调温模块发送工作信号，所述调温模块开始工作，同时控制所述显示模块显示所述配电柜内平均实时温度，所述显示模块报警背景灯打开。

S4、所述微型控制单元将上述三组温度信息及判定的工作信息存储于所述存储模块，所述通信模块将所有信息传递至外部设备。

上述方法内涉及的“数值a”、“最佳工作温度范围”及“极限工作温度范围”均可以根据配电柜内部电子元器件情况以及配电柜工作类型、工作环境进行调整，以提高配电柜应用的广泛性以及高效性。

本发明的配电柜可以准确监控配电柜内部温度，针对局部的异常情况进行报警，在配电柜内部整体温度需要调整的时候能够及时高效地进行温度调控，提高配电柜工作效率，提高配电柜的可靠性以及应用的广泛性。

实施例二

如图5所示，本实施例的配电柜与实施例一所揭示的配电柜相比，设置了外部传感器组，外部传感器组与微型控制单元电联接。外部传感器组将监控到的外部环境数据提供给微型控制单元，微型控制单元判断配电柜工作环境的情况对内部温度进行针对性调整，可以明显提高配电柜应用的广泛性。优选的，外部传感器组包括温度传感器以及湿度传感器。

本实施例的配电柜温度调节方法在实施例一调节方法的基础上添加了针对外部环境数据的调整：外部传感器组将所述配电柜工作的外部环境数据传递至所述微型控制单元；所述微型控制单元根据所述外部环境数据调整所述最佳工作温度范围及所述极限工作温度范围；所述微型控制单元将外部环境数据与预设的工作环境数据进行比较，若外部环境数据位于预设的工作环境数据范围外，则微型控制单元暂停所述供电柜工作，将报警信息发送至所述通信模块，同时在所述显示模块上显示外部环境数据，所述显示模块报警背景灯打开。

本实施例的配电柜设置有外部传感器组，外部传感器组可监控外部工作环境温度、湿度等数据，针对外部环境数据对配电柜内部温度进行适应性调整，当配电柜应用于温室大棚等高温高湿度的环境中时可以对应调整配电柜内部调温机制，保证配电柜的正常工作，提高配电柜应用的广泛性；若外部环境极度恶劣，超出配电柜正常承受的范围，则配电柜暂停作业，以保护内部电子元件，提高配电柜可靠性。

以上仅为本发明实施案例而已，并不用于限制本发明，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (10)

1.一种配电柜，包括柜体，其特征在于，还包括调温模块以及设置于所述柜体内的温度传感器、微型控制单元、显示模块、通信模块、存储装置；

所述温度传感器与所述微型控制单元电联接；所述温度传感器包括第一温度传感器组、第二温度传感器组以及第三温度传感器组；所述第一温度传感器设置于所述柜体靠近底面位置，所述第三温度传感器组设置于所述柜体靠近顶面位置，所述第二温度传感器组设置于所述第一传感器组与所述第二传感器组之间；

所述显示模块与所述微型控制单元电联接，所述显示模块包括正常、警告、报警三色背景灯；

所述调温模块、通信模块、所述存储模块分别与所述微型控制单元电联接。

2.根据权利要求1所述的配电柜，其特征在于，所述配电柜还包括设置于所述配电柜外部的外部传感器组，所述外部传感器组与所述微型控制单元电联接。

3.根据权利要求2所述的配电柜，其特征在于，所述外部传感器组包括温度传感器及湿度传感器。

4.根据权利要求1或2所述的配电柜，其特征在于，所述显示模块正常、警告、报警三色背景灯颜色分别对应为绿、黄、红三色。

5.根据权利要求1或2所述的配电柜，其特征在于，所述通信模块包括有线通信模块和/或无线通信模块。

6.根据权利要求1或2所述的配电柜，其特征在于，所述调温模块为风扇。

7.根据权利要求1或2所述的配电柜，其特征在于，所述调温模块为空调和/或风扇。

8.根据权利要求6所述的配电柜，其特征在于，所述风扇设置于所述柜体上，所述柜体对应所述风扇设置有避让孔；所述风扇包括第一风扇及第二风扇；所述第一风扇设置于所述柜体靠近底面的位置，所述第二风扇对应所述第一风扇设置于所述柜体斜对角靠近顶面的位置；所述第一风扇为进气扇，所述第二风扇为排气扇。

9.根据权利要求1所述的配电柜，其温度调节方法包括：

S1、所述第一温度传感器组、所述第二温度传感器组以及所述第三温度传感器组拾取三组温度信息，所述温度信息传递至所述微型控制单元；

S2、所述微型控制单元比较所述三组温度信息，若三组温度信息温度差相差数值小于a，则求出三组温度信息的平均值b；若三组温度信息中有一组温度信息或两组温度信息与剩余两组或一组剩余信息的数值差大于a，则微型控制单元发送报警信息至所述通信模块，同时在所述显示模块上显示温度过高的一组或两组温度信息的组别及温度，所述显示模块报警背景灯打开；

S3、所述微型控制单元将步骤S2内求得的平均值b与预先存储的最佳工作温度范围及极限工作温度范围比较，若b不在最佳工作温度范围内但位于极限工作温度范围内，则微型控制单元向所述调温模块发送工作信号，所述调温模块开始工作，同时微型控制单元控制所述显示模块显示所述配电柜内平均实时温度，所述显示模块警告背景灯打开；若b不在预先存储的极限工作温度范围内，则微型控制单元暂停所述供电柜工作，将报警信息发送至所述通信模块，并向所述调温模块发送工作信号，所述调温模块开始工作，同时控制所述显示模块显示所述配电柜内平均实时温度，所述显示模块报警背景灯打开；

S4、所述微型控制单元将上述三组温度信息及判定的工作信息存储于所述存储模块，所述通信模块将所有信息传递至外部设备。

10.根据权利要求9所述的温度调节方法，其特征在于，所述配电柜还包括外部传感器组；所述外部传感器组将所述配电柜工作的外部环境数据传递至所述微型控制单元；所述微型控制单元根据所述外部环境数据调整所述最佳工作温度范围及所述极限工作温度范围；所述微型控制单元将外部环境数据与预设的工作环境数据进行比较，若外部环境数据位于预设的工作环境数据范围外，则微型控制单元暂停所述供电柜工作，将报警信息发送至所述通信模块，同时在所述显示模块上显示外部环境数据，所述显示模块报警背景灯打开。