配电柜内嵌式温湿度采集与过热预警一体化监测组件的制作方法

本发明属于配电柜内温湿度监测，尤其涉及一种配电柜内嵌式温湿度采集与过热预警一体化监测组件。

背景技术：

1、配电柜是电力系统中用于容纳和保护各类电气设备的核心设施，其内部安装有继电器、接触器、断路器等大量发热电气元件。这些电气元件在长期高负荷运行过程中会产生大量热量，若热量不能及时散发，会导致电气元件温度持续升高，轻则加速绝缘老化、缩短设备寿命，重则引发短路甚至火灾事故。与此同时，配电柜内部湿度过高同样会降低电气绝缘性能，增加设备故障风险。因此，对配电柜内部温湿度进行实时、精准的监测与预警，对于保障电力系统安全运行具有重要意义。

2、现有技术中，公开号为cn207282998u的专利提出了一种智能配电箱用温度湿度监控装置，其通过在配电柜内部后侧设置内置温度传感器和内置湿度传感器，并在柜体外侧设置外置湿度传感器，利用各传感器检测配电柜内外的温湿度，当温湿度超标时通过控制器启动除湿降温装置和风扇进行除湿散热。然而，该方案的温度传感器仅安装于柜体内后侧，仅能监测柜内环境的空气温度，并未与发热元件直接接触，因此无法准确反映继电器等关键元件本体的真实工作温度，存在温度监测滞后、预警不及时的问题，难以及时发现元件的过热隐患。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种配电柜内嵌式温湿度采集与过热预警一体化监测组件，旨在改善现有技术中存在温度监测滞后、预警不及时的问题，难以及时发现电气元件的过热隐患的问题。

2、根据本发明实施例的配电柜内嵌式温湿度采集与过热预警一体化监测组件，包括：

3、安装板，所述安装板竖向布置在配电柜内；所述安装板具有相对的前侧板和后侧板，所述前侧板和所述后侧板之间具有空腔；所述前侧板上设置有用于安装若干个电气元件的若干个安装区，每个所述安装区内设有第一安装孔；所述安装板的顶壁和底壁以及所述后侧板上分别设有若干透气孔；

4、监测模块，所述监测模块包括壳体、pcb板、温度传感器和湿度传感器；所述壳体穿设在所述第一安装孔中，所述壳体的前侧壁上设有前通孔，所述壳体的后侧壁上设有后通孔；所述pcb板竖向布置在所述壳体内；所述温度传感器设置在所述pcb板的前侧面上且使所述温度传感器的感应面露出所述前通孔，当所述安装区安装有电气元件时，所述温度传感器的感应面与安装在所述安装区处的电气元件的后侧面抵接，当所述安装区未安装电气元件时，所述温度传感器的感应面暴露于所述配电柜内的空气中；所述湿度传感器设置在所述pcb板的后侧面上且位于所述壳体内；所述温度传感器、所述湿度传感器通过所述pcb板与控制器电连接；

5、散热风扇，所述散热风扇设置在所述配电柜内且在所述监测模块的前方与所述监测模块彼此正对；所述散热风扇与所述控制器电连接；

6、预警器，所述预警器与所述控制器电连接。

7、在一些实施例中，所述壳体的后侧壁与所述后侧板之间设置有弹簧，所述壳体相对于所述前通孔可前后移动。

8、在一些实施例中，所述壳体的前侧壁的前表面上设有导热硅脂层。

9、在一些实施例中，所述壳体的前端相对于所述安装板向前凸出5~20mm。

10、在一些实施例中，所述pcb板上在位于所述湿度传感器的周围设有一圈封闭环形的隔热槽，所述隔热槽贯穿所述pcb的前侧和后侧。

11、在一些实施例中，所述安装板在所述安装区内设有贯通所述安装板的多个第二安装孔，所述第二安装孔用于安装电气元件。

12、在一些实施例中，每个所述第一安装孔的上下两侧分别设有所述第二安装孔。

13、在一些实施例中，所述监测模块还包括前防尘滤网和后防尘滤网；所述前防尘滤网设置在所述壳体的外周与所述前通孔的边部之间的环形空间处；所述后防尘滤网设置在所述后通孔处。

14、在一些实施例中，所述pcb板上设有信号调理电路；所述温度传感器、所述湿度传感器的信号输出端分别电连接至所述信号调理电路的输入端，所述信号调理电路的输出端与所述控制器电连接；所述信号调理电路将所述温度传感器和所述湿度传感器输出的原始信号处理后转换为4～20ma标准工业模拟量信号输出给所述控制器。

15、在一些实施例中，所述信号调理电路包括依次连接的放大电路、滤波电路、隔离电路及电压/电流转换电路，用于对所述温度传感器和所述湿度传感器输出的原始信号进行放大、滤波、隔离及线性化处理。

16、在一些实施例中，所述壳体的后侧壁上设置有用于引出线路的过线孔；所述温度传感器、所述湿度传感器及所述信号调理电路的线路经所述过线孔引出至所述壳体外部，并与所述控制器电连接。

17、在一些实施例中，所述监测模块的测温模式分为第一测温模式和第二测温模式；

18、当处在所述第一测温模式时，所述安装区安装有电气元件，对应的所述监测模块的所述温度传感器的感应面与所述安装区处的电气元件的后侧面紧密挤压贴合，对所述安装区处的电气元件的温度的实时直接接触式测量；

19、当处在所述第二测温模式时，所述安装区未安装电气元件，对应的所述监测模块的所述温度传感器的感应面暴露于所述配电柜的内部空气中，用于监测所述配电柜内部的环境温度。

20、在一些实施例中，所述配电柜内嵌式温湿度采集与过热预警一体化监测组件工作时，所述控制器实时读取所述温度传感器采集的温度值和所述湿度传感器采集的湿度值，将温度值与预设温度阈值进行比较，将湿度值与预设湿度阈值进行比较；

21、其中，在所述第一测温模式时，当温度值超过预设温度阈值时，所述控制器输出开关量控制信号，启动对应的所述散热风扇，对对应的电气元件进行强制散热，同时启动所述预警器报警；当温度值降至预设回差温度以下时，所述控制器控制对应的所述散热风扇停止运转，并使所述预警器停止报警；

22、在所述第二测温模式时，当温度值超过预设温度阈值或湿度值超过预设湿度阈值时，所述控制器启动对应的所述散热风扇进行通风散热，同时启动所述预警器报警。

23、本发明实施例的配电柜内嵌式温湿度采集与过热预警一体化监测组件具有如下的优势：

24、一、通过将所述温度传感器的感应面经所述前通孔与电气元件的后侧面相互抵靠，实现了对电气元件的温度实时、持续、直接接触式测量，同时在对应的散热风扇启动后可直接对过热的目标电气元件进行针对性散热，相比现有技术中监测柜内环境温度的方式，热传导路径更短、热阻更小，能够更早、更准确地反映电气元件的真实工作温度，避免了温度监测滞后的问题，从而更早、更准确地发现电气元件过热隐患；通过所述控制器与所述温度传感器、所述湿度传感器、所述预警器和所述散热风扇的电连接，当所述温度传感器的测量温度超过对应的预设温度阈值或所述湿度传感器的测量湿度超过对应的预设湿度值时，可及时触发过热预警与散热通风处理，有效降低了电气元件因过热引发故障的风险，提升了所述配电柜运行的安全性。

25、二、通过同一所述监测模块的两种测温模式，实现了有电气元件处测电气元件的温度、无电气元件处测环境温湿度的差异化监测功能。采用统一规格的所述监测模块，仅通过安装电气元件的数量，即部分安装区安装电气元件，部分安装区不安装电气元件，即能同时实现两种监测模式，无需针对不同位置设计两种不同结构的监测装置，降低了组件生产与装配的复杂度，适配性更强。

26、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。