一种配电箱的制作方法

[0001]
本实用新型属于配电设备技术领域，涉及一种配电箱。


背景技术：

[0002]
配电箱是电源管理和电气控制的重要组成部分，尤其是传统的动力配电箱，通常将断路器、电流互感器、接触器、熔断器等设备简单地设置于配电箱体中，当用户对配电需求较低时可以满足，但是目前随着用户对配电需求的日益提高，一些用电设备需要配电系统有较高可靠性和故障提前诊断的能力，而传统的配电箱面临着用户对配电需求较高时已无法满足的问题，不适用于配电通断的智能化控制；另一方面传统配电箱的可控性和可扩展性差，集成度不高，可靠性较差，智能化程度低，难以满足用户对配电越来越高的需求。因此，有必要实用新型一种新型的配电箱来解决以上问题。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于提供一种配电箱，以解决现有配电箱所存在的问题，使配电箱各部分结构模块化，安全性好，可靠性高，集成度和智能化程度高，便于装配、维护和监测控制，并且具有更好的可控性和可扩展性，满足用户越来越高的配电需求。
[0004]
为达到上述目的，本实用新型的实施例首先提供了一种配电箱，包含有箱体和箱门，所述箱体和所述箱门进行铰接；所述箱体包括多回路控制终端、主支路断路器、备支路断路器、主支路电流互感器、备支路电流互感器、主支路接触器、备支路接触器、电源模块；所述箱体的进线分成主支路和备支路至少两个支路，主支路进线接入所述主支路断路器并穿过所述主支路电流互感器连接到所述主支路接触器上，备支路进线接入所述备支路断路器并穿过所述备支路电流互感器连接到所述备支路接触器上；所述主支路电流互感器和所述备支路电流互感器采集信号分别连接到所述多回路控制终端上；所述主支路断路器和所述备支路断路器分别连接到所述多回路控制终端上；所述主支路接触器和所述备支路接触器的常开触点连接到所述多回路控制终端上，所述多回路控制终端对两支路进行监测、控制、保护以及逻辑控制；所述电源模块与所述多回路控制终端进行电连接并为所述多回路控制终端进行供电。
[0005]
优选地，电源模块输出为dc24v。
[0006]
本实用新型的提供的配电箱中，所述箱体还包括进线终端、进线断路器、进线电流互感器；所述箱体的进线连接所述进线断路器并穿过所述进线电流互感器分成至少两个支路分别与所述主支路断路器和所述备支路断路器进行连接；所述进线电流互感器采集信号连接到所述进线终端；所述进线断路器出线侧的三相电信号通过电缆连接到所述进线终端和所述多回路控制终端上；所述进线终端对进线回路进行监测、控制、保护。
[0007]
可选地，配电箱还包括显示终端、扩展模块；所述电源模块的进线连接所述进线断路器的出线端，所述电源模块的出线分别连接所述进线终端、所述多回路控制终端和所述显示终端并为上述设备提供电源；所述显示终端还分别连接所述进线终端和所述多回路控
制终端用于显示配电箱的用电信息并进行人机交互参数设置；所述扩展模块与所述多回路控制终端进行通讯连接用于扩展输入输出量。
[0008]
可选地，本实用新型的提供的配电箱中，还包括操作显示器件、所述操作显示器件包括主支路手动启停部件和备支路手动启停部件；通过所述主支路手动启停部件实现所述进线断路器与所述主支路接触器的连接，通过所述备支路手动启停部件实现所述进线断路器与所述备支路接触器的连接，从而实现对所述主支路接触器与所述备支路接触器的手动通断控制，从而实现对外部负载或电动操作单元控制，同时当配电箱出现异常时还可以手动进行紧急启停操作，避免出现安全事故。
[0009]
可选地，所述进线断路器设置有分励脱扣和/或辅助触点，所述进线断路器的分励脱扣和/或辅助触点连接到所述进线终端上；所述主支路断路器和所述备支路断路器分别设置有分励脱扣和/或辅助触点，所述主支路断路器和所述备支路断路器的分励脱扣与辅助触点连接到所述多回路控制终端上。通过连接进线断路器、主支路断路器、备支路断路器等上述部件的分励脱扣和/或辅助触点，实现对上述断路器的状态监测和控制，以实现对配电箱的控制保护功能。
[0010]
可选地，所述箱体还包括熔断器，所述熔断器串联接入所述进线断路器与所述进线终端之间、所述进线断路器与所述多回路控制终端之间、所述进线断路器与所述电源模块之间、所述进线断路器与所述操作显示器件之间电路中的至少一路实现对配电箱的过流保护功能，防止出现安全事故。
[0011]
可选地，所述显示终端外接处理器、监控主机、上位机中的至少一个。
[0012]
可选地，所述显示终端的屏幕采用触控屏、液晶屏、led屏、oled屏其中一种。
[0013]
可选地，所述箱体还包括中间继电器，所述中间继电器接收外部控制信号并与所述主支路断路器、所述备支路断路器、所述主支路接触器、所述备支路接触器中至少一个进行连接实现对其通断控制；所述中间继电器与所述多回路控制终端进行连接，所述多回路控制终端采集所述中间继电器的状态信号。
[0014]
进一步地，所述多回路控制终端包括保护控制单元、cpu单元、通讯单元、开关量输入输出单元、电压电流信号采集单元、供电单元、接触器控制单元；所述cpu单元分别与所述保护控制单元、所述通讯单元、所述开关量输入输出单元、所述电压电流信号采集单元、所述供电单元、所述接触器控制单元进行电连接用于各种电信号输入输出和逻辑解算和判断；所述供电单元直接或通过电压转换分别与所述保护控制单元、所述cpu单元、所述通讯单元、所述开关量输入输出单元、所述电压电流信号采集单元、所述接触器控制单元进行电连接用于上述单元的供电。
[0015]
本实用新型的提供的上述配电箱中，所述多回路控制终端设置有485通讯接口、can通讯接口、电源模块接口、电压信号接口、开关量输入输出接口、电流信号接口、断路器接口、接触器接口中的至少一种。
[0016]
本实用新型涉及的配电箱，有益效果为：通过在配电箱中增加多回路控制终端、进线终端和显示终端，对箱体中的断路器、电流互感器、接触器等进行监测及控制，实现利用配电箱对动力控制领域的本地和远程的保护、控制、监测及管理，可以对配电系统进行智能化控制和故障告警；通过多回路控制终端的逻辑判断，实现配电箱的自动投切，通过设定投切条件，实现数字化和智能判断控制，而且数字化控制响应快，更为准确，适用范围更大；采
用主支路和备支路的设计方式，大大提高了配电箱的可靠性，该配电箱各部分结构模块化程度高，安全性好，可靠性高；通过手动操作显示部件的设置，增加了人为干预的程度，可以手动调试及紧急停止，防止出现安全事故，安全性更高；通过中间继电器的设置，可以接收外部输入信号，从而实现对接触器或断路器的分合闸控制，从而实现复杂逻辑控制。本配电箱集成度和智能化程度高，便于装配、维护和监测控制，并且具有更好的可控性和可扩展性，能够满足用户越来越高的配电和动力控制需求。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。
[0018]
图1为本实用新型实施例一提供的配电箱结构示意图；
[0019]
图2为本实用新型实施例一提供的配电箱箱门结构示意图；
[0020]
图3为本实用新型实施例一提供的配电箱原理框图示意图；
[0021]
图4为本实用新型实施例一提供的多回路控制终端原理框图示意图；
[0022]
图5为本实用新型实施例二提供的配电箱结构示意图；
[0023]
图6为本实用新型实施例三提供的配电箱结构示意图；
[0024]
图7为本实用新型实施例四提供的配电箱结构示意图
[0025]
图8为本实用新型实施例五提供的配电箱结构示意图；
[0026]
图9为本实用新型实施例六提供的配电箱结构示意图。
[0027]
图中：
[0028]
1、箱体；2、安装板；3、多回路控制终端；301、保护控制单元；302、cpu单元；303、通讯单元；304、开关量输入输出单元；305、电压电流信号采集单元；306、供电单元；307、接触器控制单元；4、扩展模块；5、进线终端；6、进线断路器；7、进线回路电流互感器；8、主支路断路器；9、备支路断路器；10、主支路电流互感器；11、备支路电流互感器；12、主支路接触器；13、备支路接触器；14、电源模块；15、显示终端；16、操作显示器件；17、零地排；18、主回路连接电缆；19、主支路连接电缆；20、备支路连接电缆；21、熔断器；22、中间继电器；23、接线端子；24、箱门；25、门锁；26、线槽。
具体实施方式
[0029]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0030]
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。实施例中被描述对象在图中“上”、“下”、“左”、“右”位置等仅用于
表示相对位置关系，当实施例中被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0031]
下面结合附图对本实用新型实施例的配电箱进行详细描述。
[0032]
实施例一
[0033]
图1示出了本实用新型实施例一提供的配电箱结构示意图，图2示出了本实用新型实施例一提供的配电箱箱门结构示意图；本实施例提供的配电箱包含有箱体1和箱门24，所述箱体1和所述箱门24进行铰接，箱门24上设置有门锁25，对箱体1内的设备提供保护。
[0034]
本实用新型实施例一提供的配电箱中，所述箱体1包括多回路控制终端3、主支路断路器8、备支路断路器9、主支路电流互感器10、备支路电流互感器11、主支路接触器12、备支路接触器13、电源模块14；所述箱体1的进线分成主支路和备支路至少两个支路，采用“一主一备”的设计方式，提高了配电箱的可靠性，图3示出了本实用新型实施例一提供的配电箱原理框图示意图。
[0035]
其中，主支路进线通过主支路连接电缆19接入所述主支路断路器8并穿过所述主支路电流互感器10连接到所述主支路接触器12上，备支路进线通过分支路连接电缆20接入所述备支路断路器9并穿过所述备支路电流互感器11连接到所述备支路接触器13上；所述主支路电流互感器10和所述备支路电流互感器11采集信号分别连接到所述多回路控制终端3上，通过多回路控制终端3对两路电流信号进行采集和逻辑判断，判断配电箱供电是否有异常现象；所述主支路断路器8和所述备支路断路器9的分励脱扣与辅助触点连接到所述多回路控制终端3上，对两支路断路器的状态进行判断和控制；所述主支路接触器12和所述备支路接触器13的常开触点连接到所述多回路控制终端3上，所述多回路控制终端3对两支路进行监测、控制、保护以及逻辑控制；所述电源模块14与所述多回路控制终端3进行电连接并为所述多回路控制终端3提供dc24v供电。
[0036]
本实用新型实施例一提供的配电箱中，所述箱体1还包括进线终端5、进线断路器6、进线电流互感器7、熔断器21；所述箱体1的进线通过主回路连接电缆18连接所述进线断路器6并穿过所述进线电流互感器7分成至少两个支路分别与所述主支路断路器8和所述备支路断路器9进行连接；所述进线电流互感器7采集信号连接到所述进线终端5，对主回路的电流信号进行检测；所述进线断路器6出线侧的三相电信号通过电缆与所述熔断器21连接后连接到所述进线终端5和所述多回路控制终端3，进线终端5对主回路断路器6的状态进行监测和控制，熔断器21为配电箱提供供电异常保护功能，所述进线断路器6的分励脱扣与辅助触点连接到所述进线终端5上；所述进线终端5对进线回路进行监测、控制、保护，从而实现了配电箱的逻辑控制，提高了配电箱的智能化水平。
[0037]
本实用新型实施例一提供的配电箱中，可选地，还包括显示终端15、扩展模块4；所述电源模块14的进线连接所述进线断路器6的出线端，所述电源模块14的出线分别连接所述进线终端5、所述多回路控制终端3和所述显示终端15并为上述设备提供24v供电电源；所述显示终端15还分别通讯连接所述进线终端5和所述多回路控制终端3用于显示配电箱的用电信息并进行人机交互参数设置，优选地，通讯方式采用485通讯。
[0038]
所述扩展模块4与所述多回路控制终端3进行通讯连接用于扩展输入输出量，优选地，通讯方式为can总线通讯；其中，多回路控制终端3为扩展模块转接并提供24v电源模块；扩展模块4将外部输入信息通过can总线传递给多回路控制终3，同时多回路控制终端3将向
外部输出的信息通过can总线传递给扩展模块4；当外部输入/输出接口数量超过多回路控制终端3配置的输入/输出接口数量时，增加扩展模块4接受无法接入多回路控制终端3的输入/输出量，同时扩展模块4也具备模拟量的输入/输出。
[0039]
可选地，当输入/输出量较多时配电箱还需要配置接线端子23进行分线和转接。
[0040]
可选地，所述显示终端15外接处理器、监控主机、上位机中的至少一个，可实现对所有回路进行本地和远程的保护、控制、监测及管理功能。
[0041]
可选地，所述显示终端15的屏幕采用触控屏、液晶屏、led屏、oled屏其中一种。
[0042]
本实用新型实施例一提供的配电箱中，可选地，所述箱门24上还包括操作显示器件16、所述操作显示器件16包括主支路手动启停部件和备支路手动启停部件，对应配电箱上的按钮、指示灯和旋钮等。通过所述主支路手动启停部件实现所述进线断路器6与所述主支路接触器12的连接，通过所述备支路手动启停部件实现所述进线断路器6与所述备支路接触器13的连接，从而实现对所述主支路接触器12与所述备支路接触器13的手动启停控制。对配电箱来说，通过操作显示器件16的设置增加了一种备用操作方式，提高了配电箱的安全性，如果配电箱内部出现故障或进行调试时，甚至配电箱出现故障时，可以人为地选择操作或者紧急停止。
[0043]
本实用新型实施例一提供的配电箱中，可选地，所述箱体1还包括中间继电器22，所述中间继电器22接收外部控制信号并与主支路接触器12、备支路接触器13进行连接实现对其通断控制，以响应外部信号并进行相应的控制，其中主支路接触器12和备支路接触器13连接负载设备。
[0044]
本实用新型实施例一提供的配电箱中，图4示出了本实用新型实施例一提供的多回路控制终端原理框图示意图；所述多回路控制终端3包括保护控制单元301、cpu单元302、通讯单元303、开关量输入输出单元304、电压电流信号采集单元305、供电单元306、接触器控制单元307。
[0045]
其中，所述cpu单元302分别与所述保护控制单元301、所述通讯单元303、所述开关量输入输出单元304、所述电压电流信号采集单元305、所述供电单元306、所述接触器控制单元307进行电连接用于各种电信号输入输出和逻辑解算和判断；所述保护控制单元301用于采集主支路和备支路的断路器辅助触点信号并输出控制信号；所述通讯单元303至少包含有485通讯电路和can通讯电路，实现相关单元模块之间的数据通讯；所述接触器控制单元307用于采集主支路和备支路的接触器辅助触点信号并输出控制信号；电压电流信号采集单元305用于采集主支路和备支路的电压电流信号进行处理后输出到cpu单元302用于判断供电是否异常，通过电压互感器hpt225a-g将输入的电压信号转换为mv级电压信号进行滤波和放大处理，通过电流互感器hct226hjz将输入进来的电流信号转换为mv级电压信号进行滤波和放大处理。
[0046]
可选地，所述cpu单元302使用的cpu芯片可以为stm32f407芯片，也可以为mc68hc908ap32芯片或tms320c32系列芯片。
[0047]
其中，所述供电单元306通过把电源模块14输入的24v直流电压转接或转换为5v、3.3v直接或通过电压转换分别与所述保护控制单元301、所述cpu单元302、所述通讯单元303、所述开关量输入输出单元304、所述电压电流信号采集单元305、所述接触器控制单元307进行电连接用于上述单元的供电。
[0048]
本实用新型实施例一提供的配电箱中，所述多回路控制终端3设置有485通讯接口、can通讯接口、电源模块接口、电压信号接口、开关量输入输出接口、电流信号接口、断路器接口、接触器接口中的至少一种。
[0049]
进一步地，所述箱体1中还设置有安装板2，所述安装板2固定在箱体1的背部，安装板2上用于安装固定箱体1内的各个部件；安装板2的一侧还设置有线槽26至少一个，用于容纳配电箱的走线，使箱体内部走线规整，避免走线凌乱不利于检修，甚至导致触电事故。
[0050]
可选地，所述箱体1中还设置有零地排17，便于零线和地线的分线及转接。
[0051]
实施例二
[0052]
图5示出了本实用新型实施例二提供的配电箱结构示意图，与实施例一相同的部分采用相同的附图标记，下面仅对不同之处予以说明，本实用新型的实施例二提供的一种配电箱，当外部输入/输出接口数量不超过多回路控制终端3配置的输入/输出接口数量时，可以不使用扩展模块4，相应的减少与扩展模块4相关的连接，从而减少了生产成本。
[0053]
实施例三
[0054]
图6示出了本实用新型实施例三提供的配电箱结构示意图，与实施例一相同的部分采用相同的附图标记，下面仅对不同之处予以说明，本实用新型的实施例三提供的一种配电箱，当用户没有本地和远程监测控制功能要求时，可以不使用显示终端15，相应的减少与显示终端15相关的连接，从而减少了生产成本。
[0055]
实施例四
[0056]
图7示出了本实用新型实施例四提供的配电箱结构示意图，与实施例一相同的部分采用相同的附图标记，下面仅对不同之处予以说明，本实用新型的实施例四提供的一种配电箱，当用户没有本地和远程监测控制功能要求并且外部输入/输出接口数量不超过多回路控制终端3配置的输入/输出接口数量时，可以不使用显示终端15和扩展模块4，相应的减少与显示终端15和扩展模块4相关的连接，从而减少了生产成本。
[0057]
实施例五
[0058]
图8示出了本实用新型实施例五提供的配电箱结构示意图，与实施例一相同的部分采用相同的附图标记，下面仅对不同之处予以说明，本实用新型的实施例五提供的一种配电箱，当用户对进线回路电流信号无智能监测要求时，可以不使用进线终端5和进线电流互感器7，相应的减少与进线终端5和进线电流互感器7相关的连接，从而减少了生产成本。
[0059]
实施例六
[0060]
图9示出了本实用新型实施例六提供的配电箱结构示意图，与实施例一相同的部分采用相同的附图标记，下面仅对不同之处予以说明，本实用新型的实施例六提供的一种配电箱，当用户对配电箱无手动控制要求时，可以不使用操作显示器件16，相应的减少与操作显示器件16相关的连接，从而减少了生产成本。
[0061]
实施例七
[0062]
本实用新型实施例七提供了一种配电箱，与实施例一相同的部分采用相同的附图标记，下面仅对不同之处予以说明，所述箱体1内还可以再增加一个主支路，采用“两主一备”设计方式，相应的箱体内需要增加第二主支路的断路器、电流互感器、接触器，相应的第二主支路的断路器、电流互感器、接触器均与多回路控制终端3进行相应连接，本实用新型实施例七适用于需要的连接负载比较多的情况。
[0063]
实施例八
[0064]
本实用新型实施例八提供了一种配电箱，与实施例一相同的部分采用相同的附图标记，下面仅对不同之处予以说明，所述箱体1内还可以再增加一个主支路和一个备支路，采用“两主两备”设计方式，相应的箱体内需要增加第二主支路和第二备支路的断路器、电流互感器、接触器，相应的第二主支路和第二备支路的断路器、电流互感器、接触器均与多回路控制终端3进行相应连接，本实用新型实施例八适用于需要的控制负载比较多而且可靠性要求高的情况。
[0065]
本实用新型的实施例所提供的配电箱，可实现对配电箱各部件的本地和远程的保护、控制、监测及管理，可以对配电系统进行智能化控制和故障告警，采用主支路和备支路的设计方式，大大提高了配电箱的可靠性，增加手动操作单元，提高了配电箱的安全性，该配电箱各部分结构模块化程度高，安全性好，可靠性高，集成度和智能化程度高，便于装配、维护和监测控制，并且具有更好的可控性和可扩展性，能够满足用户越来越高的配电需求。
[0066]
有以下几点需要说明：
[0067]
(1)除非另作定义，本实用新型实施例以及附图中，同一标号代表同一含义。
[0068]
(2)本实用新型实施例附图只涉及到与本实用新型实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
[0069]
(3)为了清晰起见，在用于描述本实用新型的实施例的附图中，附图中的部分结构可能被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。
[0070]
(4)在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
[0071]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。