一种模块化电源装置的制作方法

1.本发明涉及一种模块化的低压配电线路电源装置。


背景技术：

2.随着国家电网不断推进“三型两网”计划，电力系统中的各个产品不断改造升级，线路、设备监测、远程通信、数据处理边缘计算及显示等功能不断加入到低压产品、设备中，使产品、设备电子化、智能化已经成为必然的趋势。
3.在以往专利“一种智能接线座202010818613.1”中，虽然解决了基于系统集成的角度考虑，精简、合并低压产品、解决了诸如设备内部空间拥挤，结构设计困难，散热效果不佳等问题。但仍存在着结构模块的寿命与电子模块的寿命在多种复杂环境条件下很难达到一致的预期寿命，通常结构模块的寿命普遍高于电子模块的寿命。这样便产生电子功能更早失效的问题。
4.为进一步解决电子模块快速维护、带电更换等需求，提高不断电维护的便利性，降低维护设备成本及人力成本，提高供电连续性，已成为突出亟待解决的问题。
5.此外，现有的电路系统内部的各个元器件的模块化程度不足，功能增减时易造成内部结构混乱，需提升电路系统内部的模块化水平以适应不同功能模块的接入。


技术实现要素：

6.为了解决以上问题的至少之一，本发明提出一种智能接线座，可有效克服上述问题，具体方案如下：一种模块化的低压配电线路电源装置，包括至少一个具有凹腔的绝缘底座模块，所述绝缘底座模块上设置至少一个进线端、出线端以及与所述进线端、出线端数量对等的连接导体，所述连接导体连接所述进线端与出线端，还包括与所述凹腔对应设置的监测盒模块，所述监测盒模块中设置有电子控制器，所述监测盒上设置有接触导电体，其特征在于：所述监测盒模块与所述凹腔可插拔地对应设置，所述接触导电体与所述连接导体导电接触。
7.优选的，所述接触导电体作为所述电子控制器的电压采集和/或电源输入。
8.优选的，所述电子控制器上设置有通信模组和/或通信接口。
9.优选的，所述监测盒模块设置有监测盒外壳，所述监测盒外壳上设置有供所述接触导电体与所述连接导体导电接触的通道。
10.优选的，所述监测盒外壳包括监测盒上外壳，所述监测盒上外壳与所述监测盒外壳固定连接，或与所述绝缘底座模块的绝缘底座外壳固定连接。
11.优选的，所述监测盒外壳上设置有人机交互界面。
12.优选的，所述监测盒外壳设置有通信凹槽，所述通信模组与所述通信凹槽可插拔地对应设置。
13.优选的，所述各个连接导体上分别设置电流采集器或所述所有连接导体上设置零序电流互感器。
14.优选的，所述监测盒外壳上设置有与所述电流采集器或零序电流互感器连接的信息接口。
15.优选的，所述电流采集器为电流互感器、分流器、霍尔电流传感器、磁通门电流传感器、罗氏线圈、磁阻电流传感器和光纤电流传感器中的至少一种。
16.优选的，所述通信模组可采用无线通信和/或有线通信方式，无线通信包括4g、5g、wifi、ble、zigbee、nb-iot和lora等通信方式中的至少一种，有线通信包括hplc、plc、rs485、lan、can和profibus等通信方式中的至少一种。
17.优选的，所述通信接口为rs485、lan、can和profibus中的至少一种。
18.优选的，所述进线端连接开关。
19.优选的，所述进线端连接的开关采用母排连接、电缆连接或专用配件耦合连接的方式。
20.优选的，所述绝缘底座外壳中设置开关。
21.优选的，所述绝缘底座外壳包括绝缘底座上外壳、绝缘底座下外壳，所述连接导体被所述绝缘底座上外壳、绝缘底座下外壳包裹。
22.优选的，所述绝缘底座外壳上设置凸台或凹槽的导向特征。
23.优选的，所述接触导电体为插接件公头、插接件母头、触指、弹片中的至少一种。
24.优选的，所述出线端为框式接线端子、开放式接线端子、n排端子、多分支线接线端子中的至少一种。
25.有益效果：1.该电源装置的电子控制器可单独带电更换，无需拆下连接一次导电回路的绝缘底座模块，保证供电连续性，降低维护设备成本及人工成本，提高监测功能、通信功能的可靠性，易于二次升级改造。
26.2.该电源装置结构设计合理。电子控制器包括电源、通信、人机交互、电气量采集，并设置有独立的防护壳体，实现快速地同一次导电回路的接触与断开。
27.3.该电源装置可以实现电流、电压、剩余电流、温度等量的监测、同时兼具计量功能、自动物理拓扑支持、计量失准定位、就地故障研判、hplc通信、无线通信、rs485通信、线损分析支持、非侵入式负荷识别等功能。
28.4.该电源装置基于系统集成的角度考虑，精简、合并低压产品、设备各自内部元器件，使系统所用低压产品、设备内部使用的元器件总数量得到精简、合并和降低，进一步节省各自低压产品、设备的单品成本，节约内部占据空间，提高内部电子元器件环境友好度，提高电磁兼容性能，降低内部温升，延长使用寿命。
29.5.设置物理隔离断点，可替代隔离开关，满足系统精简集成的要求，且满足下端设备、器件维修断电隔离的要求。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
31.图1为本技术的一种绝缘底座模块的结构图。
32.图2为本技术的一种绝缘底座模块的结构图二。
33.图3为本技术的一种模块化电源装置剖面图。
34.图4为本技术的一种3p模块化电源装置结构示意图。
35.图5为本技术的一种1p模块化电源装置结构示意图。
36.图6为本技术的一种模块化电源装置的结构图。
37.图7为本技术的一种模块化电源装置的结构爆炸图。
38.图8为本技术的一种监测盒模块的结构图。
39.图9为本技术的一种模块化电源装置的结构爆炸图二。
40.图10为本技术的一种模块化电源装置的结构爆炸图三。
41.图11为本技术的一种监测盒模块的爆炸结构图。
42.图12为本技术的一种绝缘底座模块的结构爆炸图三。
43.图13为本技术的一种模块化电源装置的结构图二。
44.图14为本技术的一种绝缘底座模块的结构爆炸图四。
45.图15为本技术的一种模块化电源装置的结构图三。
46.图16为本技术的一种模块化电源装置的结构图四。
47.图17为本技术的一种模块化电源装置连接开关的结构图。
48.图18为本技术的一种模块化电源装置连接开关的结构图二。
49.图19为本技术的一种模块化电源装置含开关的结构图。
具体实施方式
50.如图1-12所示，一种模块化的低压配电线路电源装置，包括一个具有凹腔101c的绝缘底座模块101，所述绝缘底座模块101上设置至少一个进线端1011、出线端1012以及与所述进线端1011、出线端1012数量对等的连接导体1013。例如三极产品，见图3、4，所述绝缘底座模块101上设置三个进线端1011、三个出线端1012以及三个连接导体1013；四极产品，见图1、2，所述绝缘底座模块101上设置四个进线端1011、四个出线端1012以及四个连接导体1013；单极产品，见图3、5，所述绝缘底座模块101上设置一个进线端1011、一个出线端1012以及一个连接导体1013。所述连接导体1013连接所述进线端1011与出线端1012。所述电源装置还包括与所述凹腔101c对应设置的监测盒模块102，所述监测盒模块102中设置有电子控制器1021，所述监测盒102上设置有接触导电体1022，所述监测盒模块102与所述凹腔101c可插拔地对应设置，所述接触导电体1022与所述连接导体1013导电接触。
51.所述电源装置的电子控制器1021设置在监测盒模块102中，可单独带电更换，无需拆下连接一次导电回路的绝缘底座模块101，保证供电连续性，降低维护设备成本及人工成本，提高监测功能、通信功能的可靠性，易于二次升级改造。
52.所述绝缘底座外壳101e上设置凸台，见图10或凹槽，见图10的导向特征。
53.插入过程的描述：所述监测盒模块102插入所述绝缘底座模块101的凹腔101c，随之所述接触导电体1022与所述连接导体1013接触并形成导电接触，不能再继续运动即插入到位，采用固定螺钉将所述监测盒模块102固定在所述绝缘底座模块101上。
54.拔出过程的描述：解除固定所述监测盒模块102与所述绝缘底座模块101间的固定
螺钉，从所述绝缘底座模块101的凹腔101c拔出所述监测盒模块102，使接触导电体1022与所述连接导体1013分离。如需更换新的监测盒模块102重复插入过程即可完成。
55.所述电子控制器1021还包括电源模块，并设置有电源输出端口，该电源输出端口为下端单相电线上接入的保护装置/设备/器件，如支路开关，在短路电压下降时提供额外的稳定电源供电，所述支路开关内部无需重复设置电流自生电源装置。这样便于支路开关内部使用的元器件总数量得到精简、合并和降低，进一步节省成本，节约内部占据空间，提高内部电子元器件环境友好度，提高电磁兼容性能，降低内部温升，延长使用寿命。
56.所述电源装置的所述接触导电体1022作为所述电子控制器1021的电压采集。所采集的电压信号经所述电子控制器1021分析处理后，得到本装置的电压及电压类故障信息。在电压采集的同时，同时作为所述电子控制器1021工作电源的电能输入。
57.所述监测盒模块102设置有监测盒外壳102e，所述监测盒外壳102e上设置有供所述接触导电体1022与所述连接导体1013导电接触的通道102e1。该通道102e1用于接触导电体1022电压采集的接口通道，见图9，或者兼用于所述信息接口102e2的接口通道。
58.如图8、10所示，所述监测盒外壳102e上设置有人机交互界面102ei。所述电子控制器1021上设置有通信模组1021t。所述电子控制器1021将采集电压信号后的分析处理信息通过所述通信模组1021t进一步向上位机通信或通过所述人机交互界面102ei在本机进行显示。
59.所述监测盒外壳102e包括监测盒上外壳102et，所述监测盒上外壳102et与所述监测盒外壳102e固定连接，见图10，或与所述绝缘底座模块101的绝缘底座外壳101e固定连接，见图13。
60.如图11所示，所述监测盒外壳102e设置有通信凹槽102ec，所述通信模组1021t与所述通信凹槽102ec可插拔地对应设置。所述通信模组1021t采用hplc方式时，宜符合国网电能表通信模块的型式规范。这样具有更好的模块互换性。
61.所述通信模组1021t可采用无线通信和/或有线通信方式，无线通信包括4g、5g、wifi、ble、zigbee、nb-iot和lora等通信方式中的至少一种，有线通信包括hplc、plc、rs485、lan、can和profibus等通信方式中的至少一种。
62.所述各个连接导体1013上分别设置电流采集器1051，见图12或所述所有连接导体1013上设置零序电流互感器1052，见图14。
63.所述电流采集器1051的电流信号传递所述电子控制器1021并给经所述电子控制器1021分析处理后，得到本装置的电流及电流类故障信息。
64.所述电子控制器1021采集电流信号、电压信号，经所述电子控制器1021分析处理后，得到本装置的电流、电压、电气量、电度量、频率、谐波等信息。
65.所述电子控制器1021上设置有通信接口1021k。所述通信接口1021k为rs485、lan、can和profibus中的至少一种。
66.所述通信接口1021k或无线类型的通信模组1021t接收来自本装置下级安装的支路电能表或/和支路开关的通信信息，接收所述支路开关的相关通信信息包括但不限于如设备号、地址、电流、电压、电气量、电度量、频率、谐波、合分闸、故障保护事件等信息；接收所述支路电能表的设备号、地址、电流、电压、电气量、电度量、频率、谐波等数据。
67.更进一步地，所述电源装置通过自身检测的电度量信息与通信得到的支路电能
表、支路开关的电度量信息，并结合局部物理拓扑关系，进而得到总进线、分支出线合计的电度量差值数据，作为窃电、线损的重要分析数据。
68.断零报警：所述电源装置为4p时，可检测n相计量检测，n相的检测电流可达ma级。当所述电源装置进线端的n线发生断线：因a、b、c各相负载差异程度的不同，使得a、b、c各相负载电压ua、ub、uc存在不平衡，当n相检测到电流和三相相电压的不平衡值达到一定阈值时，判定为n线进线断线。当开关n相电流小于判定阈值且开关a、b、c相任意一相电流≥判定阈值时，则判定为出线端n线断线或进、出线端n线同时断线。
69.非侵入式负荷识别：所述电源装置可以测量获得总负荷的电压、电流、谐波等承载电力信息的矢量信号，这些信息包含了不同特性负荷成分的信息。通过提取这些电气量的特征信息，就能实现负荷分解，就能探测用户在使用什么电器及使用时长，从而实现非侵入负荷辨识。
70.所述电源装置通过自身检测的电度量信息与通信得到的支路电能表和支路开关的电度量信息，结合局部物理拓扑关系，进而得到总进线、分支出线合计、电能表计量合计的电度量对比数据，作为计量失准的重要分析数据并得出故障设备的故障id。
71.所述监测盒外壳102e上设置有与所述电流采集器1051或零序电流互感器1052连接的信息接口102e2。该信息接口102e2作为电流采集器1051或零序电流互感器1052接口通道，经过通道传递到所述电子控制器1021。
72.所述电流采集器1051为电流互感器、分流器、霍尔电流传感器、磁通门电流传感器、罗氏线圈、磁阻电流传感器和光纤电流传感器中的至少一种。
73.如图17，所述进线端1011连接开关。所述进线端1011连接的开关采用母排连接，电缆连接，见图18，或专用配件耦合连接的方式。
74.如图19，所述绝缘底座外壳101e中设置开关。
75.如图2所示，所述绝缘底座外壳101e包括绝缘底座上外壳101et、绝缘底座下外壳101eb，所述连接导体1013被所述绝缘底座上外壳101et、绝缘底座下外壳101eb包裹。
76.所述接触导电体1022为插接件公头、插接件母头、触指、弹片，中的至少一种。
77.所述出线端1012为框式接线端子、开放式接线端子见图15、n排端子、多分支线接线端子见图16中的至少一种。
78.如图3，所述连接导体1013在剖面方向时为类似倒置的“几”字型，该造型为所述监测盒模块102提供了完整的凹腔101c空间。
79.本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。