具有消防功能的配电箱的制作方法

本发明涉及配电箱领域，具体而言，涉及具有消防功能的配电箱。

背景技术：

配电箱能够合理的分配电能，方便对电路的开合操作。有较高的安全防护等级，同时能直观的显示电路的导通状态。

配电箱是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，构成低压配电箱。正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警。借测量仪表可显示运行中的各种参数，还可对某些电气参数进行调整，对偏离正常工作状态进行提示或发出信号。

实际工作中，由于受到自然因素的影响，如用户超容用电、电力线路老化、线路设置不合理的影响，民用和工用的配电箱经常出现安全隐患，进而发生火灾事故。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供具有消防功能的配电箱，以降低工作和生活中由配电箱所引起的安全隐患。

第一方面，本发明实施例提供了具有消防功能的配电箱，包括：

外壳、位于外壳内部的配电线路、接入配电线路的互感器、与互感器电连接的PLC控制器，和与PLC控制器电连接的报警器；

互感器，用于检测配电线路的电流值/电压值；

PLC控制器，用于比较检测得到的电流值/电压值是否超过预设的第一阈值，并当超过时生成报警信号；

报警器，用于在接收到报警信号后工作。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括设置在外壳内部温度传感器和烟感器；

温度传感器和烟感器均与报警器电连接；

温度传感器，用于检测外壳内部的温度值；

烟感器，用于检测外壳内部的烟雾浓度值；

PLC控制器，还用于比较检测得到的温度值是否超过预设的第一阈值，并当超过时生成报警信号，以及，比较检测得到的烟雾浓度值是否超过预设的第一阈值，并当超过时生成报警信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括与PLC控制器电连接的触摸显示屏，用于显示PLC控制器所接收到的温度值、烟雾浓度值和电流值/电压值。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括漏电开关，漏电开关包括采集器和接入配电线路中的关断器，采集器分别与PLC控制器和关断器电连接；

采集器，用于检测配电线路是否产生漏电电流，并当检测到漏电电流时，生成关断信号，并将关断信号向PLC控制器发送；

关断器，用于接收到关断信号后工作。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括设置在外壳内部的灭火装置和灭火开关，PLC控制器和灭火装置电连接；

PLC控制器，还用于比较检测得到的电流值/电压值是否超过预设的第二阈值，并当超过时生成灭火信号，以及，比较检测得到的温度值是否超过预设的第二阈值，并当超过时生成灭火信号，以及，比较检测得到的烟雾浓度值是否超过预设的第二阈值，并当超过时生成灭火信号；

灭火装置，用于在接收到灭火信号时，工作。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括温感开关、主电源和电池，主电源与PLC控制器电连接，电池与灭火装置电连接；

温感开关位于外壳内部，且当检测到的环境温度超过预定阈值时，驱动灭火装置工作；

PLC控制器上电后，向灭火装置供电；

PLC控制器断电后，电池向灭火装置供电。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，外壳包括一侧开口的中空箱体和盖合在箱体的开口侧的箱盖；

箱盖的外表面设置有把手，以及箱盖的边沿设置有活页连接件，箱盖和箱体通过活页连接件活动连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，触摸显示屏嵌设在箱盖的表面。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，箱盖和箱体均为冷轧板，且箱盖和箱体的厚度均为1.5cm。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，箱盖和箱体的表面均涂抹有防火涂料。

本发明实施例提供的具有消防功能的配电箱，采用自动监控的方式，与现有技术中的配电箱只能够完成基础的电能分配工作，当配电箱中线路的负载过大，或者是线路老化之后，会直接引起火灾的发生相比，其通过在原有的配电箱的基础上，在配电箱的外壳内部设置了与配电线路配合的互感器(包括电流互感器和电压互感器)、PLC控制器和报警器，其中，互感器、PLC控制器和报警器顺序连接。工作时，首选由互感器检测配电线路中的电流值/电压值，并将检测到的数值传输给PLC控制器，PLC控制器通过其内部的比较器来判断接收到的电流值/电压值是否符合超过了合理的阈值，如果超过，则生成报警信号，进而驱动报警器工作。此种设置方式保证了配电箱能够对自身的安全隐患进行预警，以及及时的告知用户当前的警情，降低了安全隐患。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普 通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的具有消防功能的配电箱的基本原理框图；

图2示出了本发明实施例所提供的具有消防功能的配电箱的优化实例框图；

图3示出了本发明实施例所提供的具有消防功能的配电箱的打开状态视图。

301，箱盖；302，触摸显示屏；303，箱体；304，把手。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

配电箱是一个集成了用于电能分配的电气元件的柜体，其主要的作用有两个，一是对用电设备进行配电和控制，二是在电路出现过载、短路和漏电时，提供断电保护。

配电箱能够对外部电路进行保护，属于供电系统中重要的组成部分，正是由于配电箱的重要性，其工作是否正常是保证供电系统正常工作的主要因素。相关技术中的配电箱，通常是对外部线路进行检测， 但忽略了对配电箱本身的检测。随着生产生活中，用电量的增加，配电箱内部的走线也日趋复杂，而且老化现象严重，这导致进行电路分配的配电箱容易发生损坏(如配电线路老化，导线裸露)，进而引发火灾，最终导致整个供电系统瘫痪。针对该种情况，为了提高配电箱的安全性，本申请提供了具有消防功能的配电箱，如图1所示，包括：

外壳、位于外壳内部的配电线路、接入配电线路的互感器101、与互感器101电连接的PLC控制器102，和与PLC控制器102电连接的报警器103；

互感器101，用于检测配电线路的电流值/电压值；

PLC控制器102，用于比较检测得到的电流值/电压值是否超过预设的第一阈值，并当超过时生成报警信号；

报警器103，用于在接收到报警信号后工作。

其中，配点线路是相关技术中的配电箱内已经存在的，是负责对外部电路进行电能分配和保护的电路，此处不做过多说明。互感器101有两种具体的存在形式，分别是电流互感器和电压互感器，电流互感器需要接入到配电线路中才能工作，而电压互感器则不需要对原有的配电线路进行改造。因此，在使用的时候，如果是生产厂家生产新的配电箱的话，则优选使用电流互感器，电流互感器所检测得到的电流值相对准确；如果是在已有的配电箱基础上进行改造的话，则优选使用电压互感器，使用电压互感器不需要对原有线路进行过度的改造，易于使用。

优选的，在实际工作中，可以同时使用电流互感器和电压互感器对配电线路进行检测，以保证检测的全面性。当然，还可以是在配电线路的不同位置上分别设置多个电流互感器或者电压互感器。

PLC控制器是执行判断功能的主要器件，其有两种实现方式。

第一种是采用编程的方式，在PLC芯片中写入预设的比较程序，则PLC控制器在接收到电流值或电压值之后，便会运行该比较程序来判断接收到的电流值或电压值是否符合预设的要求，并且当不符合的时候(超过预定限值的时候)生成报警信号。

第二种是采用PLC电控+基本物理元件的方式，将比较器、信号生成器进行合理的连接，具体如将比较器的两个输入端分别与信号生成器和互感器的输出端进行连接，将比较器的输出端与报警器进行连接，比较器能够比较标准信号(由信号生成器生成)和检测信号(由互感器检测配电线路后生成的电流值信号/电压值信号)的幅值高低，并且当检测信号的幅值过高时，由比较器的输出端输出高电平的触发信号(报警信号)，进而驱动报警器工作。

以上两种形式的PLC控制器均可以使用，第一种形式的自由度更高，用户可以根据需求，向PLC芯片中写入指令来修改阈值的高低，而第二种则需要改变电路中的具体元器件。

报警器可以如蜂鸣器，是一发声报警原件，也可以是灯光报警器等通过发光进行报警的器件。

以上的方案中，通过设置互感器对配电线路进行检测，以及使用PLC控制器和报警器进行联动报警，使得用户可以及时的知晓配电箱处于不安全的状态，进而，用户可以对配电箱进行安全检查等操作，以避免事故的发生。

在此基础上，为了更加全面的检测配电箱的状态，本申请所提供的方案中还设置了温度传感器和烟感器来进行预警。具体的，

温度传感器和烟感器均与报警器电连接；

温度传感器，用于检测外壳内部的温度值；

烟感器，用于检测外壳内部的烟雾浓度值；

PLC控制器，还用于比较检测得到的温度值是否超过预设的第一阈值，并当超过时生成报警信号，以及，比较检测得到的烟雾浓度值是否超过预设的第一阈值，并当超过时生成报警信号。

与互感器相类似的，温度传感器和烟感器也是检测配电箱状态的仪器。其中，温度传感器有两种设置方式，第一种方式是设置在外壳内部的空旷空间中(周围没有发生原件)，此种方式的目的是测量配电箱中的一般温度、平均温度；另一种方式是设置在主要电路的周围，用以检测主要电路的温度。这两种方式，前者可以采取设置多个传感器的方式，来全面的对配电箱内部的状态进行检测；后者则是有针对性的对重要位置进行温度监测。

除了生成报警信号来驱动报警器工作外，为了更加直观和准确的显示配电箱内部的情况，还可以是设置与PLC控制器电连接的触摸显示屏，来由触摸显示屏将PLC控制器接收到的环境数值(温度值、烟雾浓度值、电流值和电压值)进行显示，以使用户能够更加直观的了解到具体情况。具体的，触摸显示屏优选设置在外壳的外表面(如可以嵌设在外壳上)，用户不需要打开外壳便可以直接了解到环境数值。

如前文中的描述，PLC控制器有两种实现形式，当其采用PLC编程的方式来实现的时候，为了便于用户及时的对阈值数值进行调整，用户可以在触摸显示屏内设置相应的程序，进而，用户可以通过向触摸显示屏输入阈值数值，触摸显示屏再将该阈值数值传送给PLC 控制器，最后PLC控制器对其内部的第一阈值进行修改，以调整其生成报警信号的条件。

上述方案说明了配电箱采用预警的方式(使用报警器进行报警)来告知用户配电箱处于危险状态，但这种预警的方式比较被动，如果用户不在报警器附近，则难以知晓配电箱当前的状态。进而，如果用户没有在预警后采取相应的措施，则可能会导致配电箱起火，进而导致供电系统的瘫痪，为了避免这种情况的发生，本申请所提供的方案中，除了采用预警的工作方式还设计了自动保护的系统。

该自动保护的系统分为两个部分，第一部分是具有自动关断功能的结构。具体的，本申请所提供的具有消防功能的配电箱，还包括漏电开关，漏电开关包括采集器和接入配电线路中的关断器，采集器分别与PLC控制器和关断器电连接；采集器，用于检测配电线路是否产生漏电电流，并当检测到漏电电流时，生成关断信号，并将关断信号向PLC控制器发送；关断器，用于接收到关断信号后工作。

其中，关断器工作指的是将配电线路断路，使配电线路停止工作，以保证配电箱的安全。

采集器将关断信号向PLC控制器发送的目的是，由PLC控制器记录该关断信号，并将关断信号发送给触摸显示屏进行显示。

第二部分是具有自动灭火功能的系统。具体的，本申请所提供的具有消防功能的配电箱，还包括设置在外壳内部的灭火装置和灭火开关，PLC控制器和灭火装置电连接；

PLC控制器，还用于比较检测得到的电流值/电压值是否超过预设的第二阈值，并当超过时生成灭火信号，以及，比较检测得到的温度值是否超过预设的第二阈值，并当超过时生成灭火信号，以及，比 较检测得到的烟雾浓度值是否超过预设的第二阈值，并当超过时生成灭火信号；灭火装置，用于在接收到灭火信号时，工作。

实际使用中，如果发生了漏电引起点火的情况，则配电箱内部的温度会持续增加，烟雾浓度也会持续增加，因此，一般情况下，第一阈值的数值小于第二阈值的数值。也就是在PLC控制器接收到的环境信号(温度值、烟雾浓度值、电流值和电压值中的任一个或多个)超过第一阈值时，由报警器进行预警；当接收到的环境信号超过第二阈值时，由灭火装置进行自动灭火。

可见，灭火装置是保证配电箱不发生火灾的最后一个保障。为了灭火装置能够正常工作，应当使用复合的供电方式来驱动灭火装置。本方案中，电源分为两个部分，分别是主电源和电池，主电源与PLC控制器电连接，电池与灭火装置电连接；PLC控制器上电后，向灭火装置供电；PLC控制器断电后，电池向灭火装置供电。具体的，在一般情况下，由于灭火装置是受PLC控制器所驱动的，因此，灭火装置的驱动电路也是由PLC控制器所供电的，而PLC控制器的电能来源则是主电源。但某些情况下(PLC控制器断电时)，PLC控制器就无法正常的向灭火装置的驱动电路供电了，此时，则应当使用电池向灭火装置供电。

同时，由于PLC控制器断电，此时则应当使用独立的温感开关来控制灭火装置的工作状态。即温感开关位于外壳内部，且当检测到的环境温度超过预定阈值时，驱动灭火装置工作。该种情况下，PLC控制器是不需要再接受温感开关输出的工作信号的。为灭火装置进行供电的通常是可充电电池。

为了便于远程控制与管理，还可以在PLC控制器设置RS-485接口和以太网接口，进而使PLC控制器可以将接收到的数据传送给远端的用户，以实现远程报警。

如图2所示，下面对实际使用的配电箱进行说明。图2中的智能控制器(PLC控制器)是执行主要计算功能的单位，其由主电源进行供电，并且接收烟感器所生成的反馈信号、温度传感器所生成的反馈信号和互感器所生成的信号(回路数据参数，如电流值和电压值)，同时在计算(比较)后，决定是否驱动蜂鸣器(报警器)工作，并决定会否驱动灭火装置工作，以及决定是否有漏电保护装置工作。除了由只能控制器进行保护动作，该方案中还提供了由电池-温感开关-灭火装置所组成的独立的保护系统，该保护系统独立于只能控制器，可以在智能控制器断电，或无法正常工作的时候对配电箱进行保护。

进而，依据上述电路，本申请所提供的具有消防功能的配电箱能够实现以下功能：

1，通过电流互感器、温感器、烟感器实现数据采集，并通过PLC控制器把数据呈现到触摸屏幕上，以使用户能够直观的看到具体数值。

2，通过触摸屏进行对PLC控制器中的参数(用于依据反馈信号和回路数据参数判断蜂鸣器是否工作的阈值参数)进行设置，并通过PLC将设置参数和实际参数进行比较，当实际参数超过报警参数时，PLC输出信号，使蜂鸣器动作，同时把发出预警信号的原因反馈到显示屏，达到预警功能。

3，漏电开关能检测回路中是否有电弧打火现象，当发生漏电时，将实现自动跳闸，以使配电箱中的配电线路断路，并把跳闸信号反馈 到PLC，由PLC触发蜂鸣器并把故障信号反馈到触摸屏，保证用电安全。

4，消防功能的实现分为PLC控制器处于上电和断电的两种情况(箱内包含灭火装置)：

上电情况下，当环境温度、烟雾或箱内温度、烟雾达到或超过设定灭火温度、烟感值时，PLC输出驱动电流到灭火装置，使其动作，喷射出灭火试剂，达到灭火功能。

断电情况下，当环境温度达到温感开关的物理设定值时，温感开关闭合，由电池输送电流给灭火装置，使其动作，实现灭火功能。

如图3所示，下面对本申请所提供的具有消防功能的配电箱的外壳进行说明。该外壳包括一侧开口的中空箱体303和盖合在箱体303的开口侧的箱盖301；箱盖301的外表面设置有把手304，以及箱盖301的边沿设置有活页连接件，箱盖301和箱体303通过活页连接件活动连接。为了便于用户向PLC控制器下达指令(修改阈值)，触摸显示屏302嵌设在箱盖301的表面。

为了提高整体的防火性能，箱盖301和箱体303均为冷轧板，且箱盖301和箱体303的厚度均为1.5cm。并且，箱盖301和箱体303的表面均涂抹有防火涂料。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。