CN102868104B - 带预报警装置的低压配电柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带预报警装置的低压配电柜，包括有柜体，同柜体相连接的柜门，所述柜体包括有断路器室，母线室，电缆室，继电器室，所述各室间用钢板隔开；所述继电器室还设置有预报警装置；本低压配电柜不仅能提供电弧的火灾报警，也能够提供易燃易爆气体的预报警，扩大装置的应用范围。预报警装置的控制单元启动后，能够冻结该配电柜所属的所有电气设备的操作，能够防止因在不知情或误操作的情况下引起灾害的后果。

Description

带预报警装置的低压配电柜

技术领域

本发明属于电力电气设备领域，特别是指带有能够对可能由电弧引发的电气火灾或对环境中有爆炸气体的预报警装置的低压配电柜。

背景技术

目前，低压配电柜均设置有一定的保护功能，但基本上是防过载、防短路、漏电等的保护功能，没有对电气火灾及对环境中存有易燃易爆气体的预报警功能。

通过分析已经发生过的电气火灾会发现，火灾起源于电气的很少，基本上都起源于配电柜。这主要是因为，绝大部分的火灾首先是用电气的各种原因导致出现过载、短路或漏电等现象，这一现象首先反应到配电柜上，若配电柜的反应灵敏，各保护电路会及时断路切断电源而将各隐患消除。但当配电柜内的保护电路的反应不灵敏时，配电柜内的装置不能及时切断电源，就会在配电柜内的各元件就会出现电弧或高温等现象，当超过一定范围时会引起火灾的发生。当配电柜内发生火灾时，已经无法通过这一配电柜来切断电源，只能通过上一级来切断电源，但这一时间的延迟会造成严重的后果。

另一方面是配电柜无法对环境中的易燃易爆气体实现预报警，这主要是因为在有易燃易爆气体的企业或环境中，首先选用的是具有防爆型配电柜，比如化工企业或矿井等。而在其它情况下，因易燃易爆气体存在的可能性小，而防爆型配电柜的成本高，一般选用的是普通型配电柜。但在现有的普通用户中，如居民楼，燃气的使用已经普遍，当出现泄漏时，因开启电气而发生发生爆炸的事故时有发生。

针对上述问题，现有技术提出电气火灾隐患的在线监控报警装置，但这种监控报警装置仅能在火灾发生时或发生后进行报警，而无法对火灾隐患进行预报警。

现有技术中没有提到对有易燃易爆气体实现预报警的技术和文献，现有的仅是在设施内安装有烟雾报警装置，仅能对烟雾在达到一定浓度的情况下进行报警。

发明内容

本发明的目的是提供一技术方案，该技术方案不仅能够实现对低压配电柜内的电弧进行预报警，还能对环境中的易燃易爆气体实现预报警。

本发明是通过以下技术方案实现的：

带预报警装置的低压配电柜，包括有柜体，同柜体相连接的柜门，所述柜体包括有断路器室，母线室，电缆室，继电器室，所述各室间用钢板隔开；所述继电器室还设置有预报警装置；

所述断路器室在柜体前下部，断路器由拉杆与操动机构连接，所述断路器的上接线端子与上隔离开关连接，断路器的下接线端子与电流互感器连接，所述断路器室还设有压力释放通道；

所述母线室在柜体后上部，母线呈品形排列，母线与上隔离开关接线端子连接；

所述电缆室在柜体下部的后方；所述继电器室在柜体上部前方，所述继电器室内有端子排支架；

所述预报警装置主要由信号检测单元、中央处理单元、显示单元、预报警单元、控制单元、电源单元和通信单元组成；

所述断路器室内设置有主开关和每一电气设备均设置有单独控制开关；所述上述开关均为电磁开关并同继电室内的预报警装置的控制单元连接；

所述断路器室内设置有各电气设备的控制装置，该装置同继电室内的预报警装置的控制单元连接并由该控制单元控制。

其中，信号检测单元由超声波传感器、紫外线传感器、光传感器、烟雾传感器、温度传感器及气体分析检测仪组成；超声波传感器和紫外线传感器用于对电弧进行检测，实现电气火灾的预警和控制；光传感器、烟雾传感器和温度传感器用于对已经发生的火灾进行检测和实现电气火灾的报警和控制；气体分析检测仪对易燃易爆气体的种类、气体的含量值进行检测，实现对火灾的预报警和对电气设备的控制。

其中，中央处理单元为以单片机为核心的分析处理电路，完成对信号检测单元采集到的信号数据进行处理、分析和判断，并将结果输送到控制单元和预报警单元。

其中，控制单元包括三组主动控制电路，第一组主动控制电路为接收中央处理单元中的处理数据对配电柜或电气设备的主动控制电路；第二组主动控制电路为本地控制电路，由按键组成的主动控制电路，用于对中央处理单元的调整或对第一组主动控制电路的人工调整；第三组主动控制电路为远程控制单元，用于接收通信单元的信号对中央处理单元或第一组控制单元的调整。

其中，显示单元包括显示器和指示灯；显示器用于显示中央处理单元的测量值和报警值，本地控制单元或远程控制单元对中央处理单元的调整参数值；指示灯用于预报警装置工作状态指示灯；

电源单元为将交流电转变为直流工作电源，并对信号检测单元、中央处理单元、显示电路单元、预报警电路单元、控制电路单元及通信单元提供直流电源。

第一组主动控制电路启动时，当该启动数据是由中央处理单元处理气体分析检测仪检测的数据时，该控制电路冻结断路室内各电气设备控制装置的本地或远程操作；当该启动数据是由中央处理单元处理超声波传感器和紫外线传感器采集的数据时，该控制电路断开设置于配电柜内的电弧部位的上一级开关；当该启动数据是由中央处理单元处理光传感器、烟雾传感器和温度传感器采集的数据时，该控制电路断开设置于配电柜内总开关。

本发明同现有技术相比的有益效果是：

1、配电柜不仅能提供电弧的火灾报警，也能够提供易燃易爆气体的预报警，扩大装置的应用范围。

2、配电柜的预报警装置的控制单元启动后，能够冻结该配电柜所属的所有电气设备的操作，能够防止因在不知情或误操作的情况下引起灾害的后果。

附图说明

图1为本发明配电柜正面结构示意图；

图2为本发明配电柜去侧面后左视图；

图3为本发明预报警装置框架图。

1．柜体2．柜门3．继电器室4．断路器室5．母线室6．电缆室A．超声波传感器B．紫外线传感器C．光传感器D．烟雾传感器E．温度传感器F．气体分析检测仪

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1至图3所示，带预报警装置的低压配电柜，包括有柜体1，同柜体相连接的柜门2，所述柜体1包括有断路器室4，母线室5，电缆室6，继电器室3，所述各室间用钢板隔开；所述继电器室3还设置有预报警装置；

所述断路器室4在柜体1前下部，断路器由拉杆与操动机构连接，所述断路器的上接线端子与上隔离开关连接，断路器的下接线端子与电流互感器连接，所述断路器室4还设有压力释放通道；

所述母线室5在柜体1后上部，母线呈品形排列，母线与上隔离开关接线端子连接；

所述电缆室6在柜体1下部的后方；所述继电器室3在柜体上部前方，所述继电器室内有端子排支架；

所述预报警装置主要由信号检测单元、中央处理单元、显示单元、预报警单元、控制单元、电源单元和通信单元组成；

所述断路器室内设置有主开关和每一电气设备均设置有单独控制开关；所述上述开关均为电磁开关并同继电室内的预报警装置的控制单元连接；

所述断路器室内设置有各电气设备的控制装置，该装置同继电室内的预报警装置的控制单元连接并由该控制单元控制。

预报警装置采用220伏交流电源供电，也可以根据需要对供电电源进行调整，该技术属于现有技术方案，电源的调整不会影响到本发明的技术方案。本装置通过电源单元将交流电源转换为直流电源，本装置内的各单元所需均为直流电源，各单元的电压可以相同也可以不相同，但各单元所需要的直流电压以低于36伏为主，通常为5伏或7伏直流供电。

本装置可以放置于任一低压交流配电柜内，本装置在放置于有严格防爆需要的配电柜时，优选是将本装置中的气体分析检测仪外置于配电柜外。

本装置的工作原理是：超声波传感器A和紫外线传感器B对配电柜内产生的电弧进行检测，检测到的信号经中央处理单元为以单片机为核心的分析处理电路，完成对信号检测单元采集到的信号数据进行处理、分析和判断，当这两个信号的强度达到一定程度时，并将结果输送到控制单元和预报警单元，控制单元会直接控制设置于配电柜内的电弧部位的上一级开关断开，同时报警使维修人员及时对电弧部件进行维修；光传感器C、烟雾传感器D和温度传感器E用于对已经发生的火灾进行检测，并将检测到的数据传输给中央处理器，中央处理器对采集到的数据进行处理、分析和判断，并将结果输送到控制单元和报警单元，控制电路会断开配电柜的总开关；气体分析检测仪F对易燃易爆气体的种类、气体的含量值进行检测，检测到的数据传输给中央处理器，中央处理器对采集到的数据进行处理、分析和判断，并将结果输送到控制单元和预报警单元，控制单元会冻结配电柜所属的电气设备的操作，也就是说在此情况下，电气设备只能保持现有状态，防止在操作过程中会产生火花引起爆炸或火灾。

本装置中对气体分析检测仪的数值范围为所述气体的物理爆炸极限值；其它方面的数值可以通过设置或默认两种方式。

低压配电柜预报警装置，主要由信号检测单元、中央处理单元、显示单元、预报警单元、控制单元、电源单元和通信单元组成；

其中信号检测单元由超声波传感器A、紫外线传感器B、光传感器C、烟雾传感器D、温度传感器E及气体分析检测仪F组成；超声波传感器A和紫外线传感器B用于对电弧进行检测，实现电气火灾的预警；光传感器C、烟雾传感器D和温度传感器E用于对已经发生的火灾进行检测和实现电气火灾的报警；气体分析检测仪F对易燃易爆气体的种类、气体的含量值进行检测，实现对火灾的预报警和对电气设备的控制；

其中，中央处理单元为以单片机为核心的分析处理电路，完成对信号检测单元采集到的信号数据进行处理、分析和判断，并将结果输送到控制单元和预报警单元；

其中，控制单元包括三组主动控制电路，第一组为接收中央处理单元中的处理数据对电气设备的主动控制电路，该控制电路启动时，冻结配电柜所有的电气设备的本地或远程操作；第二组为本地控制电路，由按键组成的主动控制电路，用于对中央处理单元的调整或对第一组主动控制电路的人工调整；按键由设定键、复位键、消音键、上翻键和下翻键组成；第三组为远程控制单元，用于接收通信单元的信号对中央处理单元或第一组控制单元的调整；

其中，显示单元包括显示器和指示灯；显示器用于显示中央处理单元的测量值和报警值，本地控制单元或远程控制单元对中央处理单元的调整参数值；指示灯用于预报警装置工作状态指示灯；

电源单元为将交流电转变为直流工作电源，并对信号检测单元、中央处理单元、显示电路单元、预报警电路单元、控制电路单元及通信单元提供直流电源。

预报警单元包括声音和发光两种方式，这两种方式均有本地和远程两种方式，并且这两种方式同时进行，其中远程预报警方式为通过通信单元进行传输；所述声音和发光报警方式选用现通用的方式。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (5)

1.带预报警装置的低压配电柜，包括有柜体，同柜体相连接的柜门，所述柜体包括有断路器室，母线室，电缆室，继电器室，所述各室间用钢板隔开；所述继电器室还设置有预报警装置；

所述断路器室在柜体前下部，断路器由拉杆与操动机构连接，所述断路器的上接线端子与上隔离开关连接，断路器的下接线端子与电流互感器连接，所述断路器室还设有压力释放通道；

所述母线室在柜体后上部，母线呈品形排列，母线与上隔离开关接线端子连接；

所述电缆室在柜体下部的后方；所述继电器室在柜体上部前方，所述继电器室内有端子排支架；其特征在于：

所述预报警装置主要由信号检测单元、中央处理单元、显示单元、预报警单元、控制单元、电源单元和通信单元组成；

所述断路器室内设置有主开关和每一电气设备均设置有单独控制开关；所述上述开关均为电磁开关并同继电器室内的预报警装置的控制单元连接；

所述断路器室内还设置有各电气设备的控制装置，该装置同继电器室内的预报警装置的控制单元连接并由该控制单元控制；

其中，控制单元包括三组主动控制电路，第一组主动控制电路为接收中央处理单元中的处理数据对配电柜或电气设备的主动控制电路；第二组主动控制电路为本地控制电路，由按键组成的主动控制电路，用于对中央处理单元的调整或对第一组主动控制电路的人工调整；第三组主动控制电路为远程控制单元，用于接收通信单元的信号对中央处理单元或第一组控制单元的调整；

第一组主动控制电路启动时，当该启动数据是由中央处理单元处理气体分析检测仪检测的数据时，该控制电路冻结断路室内各电气设备控制装置的本地或远程操作；当该启动数据是由中央处理单元处理超声波传感器和紫外线传感器采集的数据时，该控制电路断开设置于配电柜内的电弧部位的上一级开关；当该启动数据是由中央处理单元处理光传感器、烟雾传感器和温度传感器采集的数据时，该控制电路断开设置于配电柜内总开关。

2.根据权利要求1所述的带预报警装置的低压配电柜，其特征在于：其中，信号检测单元由超声波传感器、紫外线传感器、光传感器、烟雾传感器、温度传感器及气体分析检测仪组成；超声波传感器和紫外线传感器用于对电弧进行检测，实现电气火灾的预警；光传感器、烟雾传感器和温度传感器用于对已经发生的火灾进行检测和实现电气火灾的报警；气体分析检测仪对易燃易爆气体的种类、气体的含量值进行检测，实现对火灾的预报警。

3.根据权利要求1所述的带预报警装置的低压配电柜，其特征在于：其中，中央处理单元为以单片机为核心的分析处理电路，完成对信号检测单元采集到的信号数据进行处理、分析和判断，并将结果输送到控制单元和预报警单元。

4.根据权利要求1所述的带预报警装置的低压配电柜，其特征在于：其中，显示单元包括显示器和指示灯；显示器用于显示中央处理单元的测量值和报警值，本地控制单元或远程控制单元对中央处理单元的调整参数值；指示灯用于预报警装置工作状态指示灯。

5.根据权利要求1所述的带预报警装置的低压配电柜，其特征在于：电源单元为将交流电转变为直流工作电源，并对信号检测单元、中央处理单元、显示单元、预报警单元、控制单元及通信单元提供直流电源。