一种用于养殖场机房用电防护的系统的制作方法

1.本实用新型涉及电气安全防护技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种用于养殖场机房用电防护的系统。


背景技术：

2.随着规模化养殖产业的不断发展，牲畜饲牧类的圈舍区(例如养猪场、养牛场等)中牲畜的数量不断增大。在饲养过程中，通过对不同养殖区域中的温度、湿度、光照等环境参数的准确地控制和调整，可以有效保证饲养的动物的快速、健康成长，从而提升养殖效率。在养殖场运营过程中，由于养殖场生物安全的特殊性，一旦出现断电、断网的情况，就可能会出现高温、咬伤等导致牲畜伤病或死亡的情况。基于此，稳定的供电状态对于养殖场具有重要作用。
3.但是目前的养殖场机房中缺少智能化、集成度高、配置灵活的供电状态监测装置。传统机房中监测到的电参量只有温度、湿度、电压及电流等，并不具备漏电测量功能。尤其是现有养殖场机房中主要配置的是ups电源，由于机房ups回路断路器不能设置成带漏电保护的断路器，因而无法有效避免机房中出现漏电导致的触电情况，导致养殖场机房中供电安全性较差。而且整个监测功能实现需要温湿度检测装置、计量仪表、采集器、主控装置、网关、客户端服务器，所需要的设备种类多、体积巨大并且成本非常高。
4.因此，如何实现对养殖场机房中有效且全面地供电安全防护，对于提升养殖场生产效率、保障工作人员实现安全生产具有重要作用。


技术实现要素：

5.为了解决上述一个或多个技术问题，本实用新型通过
6.为此，本实用新型提供了一种用于养殖场机房用电防护的系统，供电电源通过进线与断路器连接，断路器通过出线与机房配电柜连接，所述系统包括：漏电保护单元，其包括采样线圈和第一控制器，所述采样线圈套设在所述进线上，用于感应剩余电流以检测是否发生漏电，所述第一控制器连接所述断路器，用于在检测到发生漏电时断开所述断路器；以及断电保护单元，其包括断电检测电路、第二控制器和断电告警器，所述断电检测电路与所述出线连接，所述第二控制器与所述断电检测电路和所述断电告警器连接，用于在检测到市电断开时进行告警。
7.在一个实施例中，所述漏电保护单元还包括第一电流互感器，其与所述进线或出线连接，用于检测所述断路器中流过的电流，所述第一控制器与所述第一电流互感器连接，用于获取所述断路器中流过的三相电流。
8.在一个实施例中，所述漏电保护单元还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述断路器的负载端的线缆处，用于检测线缆温度，所述第一控制器与所述温度传感器连接，用于监测所述线缆的温度信息。
9.在一个实施例中，所述漏电保护单元还包括漏电告警电路，其与所述第一控制器
连接，用于在发生漏电故障时进行告警。
10.在一个实施例中，所述漏电保护单元还包括第一通信电路，其与所述第一控制器连接，用于通过有线或无线的方式与外部设备通信，以将检测到的信息上送。
11.在一个实施例中，所述断电检测电路包括第二电流互感器，所述第二电流互感器与所述出线连接，用于检测是否发生断电。
12.在一个实施例中，所述断电检测电路包括电磁继电器，所述电磁继电器的电磁线圈与所述出线连接，所述电磁继电器的触点与所述断电告警器的输入端连接，用于在通过所述电磁线圈检测到断电时控制所述断电告警器进行告警。
13.在一个实施例中，所述断电告警器包括声音告警电路，所述第二控制器与所述声音告警电路连接，用于在发生断电情况时控制所述声音告警电路发出告警信号。
14.在一个实施例中，所述声音告警电路包括蜂鸣器，所述蜂鸣器设置于养殖场的生活区天井处，所述蜂鸣器的输入端与所述第二控制器的输出端连接，用于根据所述第二控制器的输出进行声音告警。
15.在一个实施例中，所述断电保护单元还包括第二通信电路，所述第二通信电路与所述第二控制器连接，用于通过有线或无线的方式将告警信息发送至外部设备。
16.利用本实用新型的方案，可以在养殖场机房的断路器的进、出线处设置对应的漏电保护单元和断电保护单元，以对机房漏电情况和断电情况进行监控，实现了对养殖场机房更加全面的安全防护。进一步地，还可以设置不同的告警电路以实现对不同情况下的告警操作，保证了对机房用电问题的及时提醒，避免造成更加大的损失。而且告警电路可以将用于告警提示的蜂鸣器等设置于工作人员的生活区天井处，以便于工作人员可以及时接收到告警信息，并迅速赶往现场进行处理。另外，还可以通过设置相应的通信电路实现该系统与外部设备的连接，从而通过有线或无线的方式实现告警信息、状态信息等的交互过程，保证了养殖场机房运行状态等信息的可靠交互。
附图说明
17.通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
18.图1是示意性示出根据本实用新型的实施例的养殖场机房电路系统的示意图；
19.图2是示意性示出根据本实用新型的实施例的漏电保护单元的组成结构的示意图；
20.图3是示意性示出其中应用本发明的实施例的漏电保护单元实现漏电监测的示意图；
21.图4是示意性示出根据本实用新型实施例的断电保护单元的结构的示意图；
22.图5是示意性示出其中应用本实用新型的实施例的断电保护单元实现断电监测的示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动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。
24.下面结合附图来详细描述本实用新型的具体实施方式。
25.图1是示意性示出根据本实用新型的实施例的养殖场机房电路系统100的示意图。
26.如图1所示，机房电源从总电箱上取电，得到供电电源l1、l2、l3和n，供电电源通过进线与断路器101连接，断路器101通过出线与机房配电柜连接，以便于为机房中各用电设备进行供电。目前的养殖场机房中一般需要设置智能化网络机柜、服务器机柜、照明、风阀、空调插座、网络交换箱等。机柜内需要配置ups电源(“uninterruptible power supply”，不间断电源)，以实现不间断供电。机房内可以直接为机柜预留插座或空开，以供ups电源使用，每个机房内还预留有常规机柜插座、服务机柜开关等。机房ups电源是一种不间断电源，其可以利用储能装置在停电时给计算机/服务器、存储设备、网络设备提供不间断的电力供应。pdu(“power distribution unit”，电源分配单元)是安装在机柜上的，是一种电源分布单元，也可以叫做插座排。市电给ups主机供电后，ups再输出到ups配电箱，由ups配电箱分配电源给各个机柜pdu，再由pdu给设备供电。pdu将来自ups电源的输出电流分配到各个it设备的末端配电设备，是连接供电等基础设施与it系统、关联机房内所有设备正常运转的关键设备。
27.由于在使用ups电源时，在ups电源的火线、零线和地线上都设置有抗浪涌、谐波干扰的电路。防谐波、抗浪涌等电路中接有从相线端到地线(而非中线)端的电容(或其他元件)，由此就产生了漏电电流，这也就有可能使漏电保护开关动作。因此，ups本身就是可以认为是一个漏电设备。
28.在实际操作中，在机房供电线路中，需要设置断路器实现供电线路的导通或关断。然而根据电气设计规范，在养殖场、住宅等设计中，除空调电源插座外，其他电源电路应设置漏电保护装置，例如图1中所示出的带漏电保护功能的断路器104。
29.但是由于机房ups电源的特殊性，在使用过程中会产生漏电流，就容易造成漏电保护开关动作，接着将会导致该回路断电，不再对ups进行充电。因此ups电源电路中通常不设置带漏电保护功能的断路器，例如图1中所示出的不带漏电保护功能的断路器105。但是对于智能化网络机柜、服务器机柜这种插座或断路器比较低，人员可能触摸到的情况，如果不设置漏电保护措施，将有可能会发生工作人员触电的事故。
30.鉴于此，本实用新型通过为机房前端的断路器101上设置用于用电防护的系统，从而实现对机房漏电、断电情况的可靠监测，从而实现机房用电更加有效的安全防护。具体地，本实用新型中通过在该断路器的进线线路、出线线路上设置漏电保护单元102和断电保护单元103，从而实现对用电安全的监测。漏电保护单元102可以在检测到发生漏电时断开所述断路器，断电保护单元103则可以在检测到市电断开时进行告警，从而实现有效的防护过程。该系统可以应用于各种带漏电保护装置的断路器和不带漏电保护装置的断路器所在的线路中，因此本实用新型中的用于养殖场机房用电防护的系统具有良好的易用性。
31.接下来将分别对本实用新型中漏电保护单元和断电保护单元的具体组成分别进行详细阐述。图2是示意性示出根据本实用新型的实施例的漏电保护单元200的组成结构的示意图。可以理解的是图2中所示出的漏电保护单元200是图1中所示出的漏电保护单元102
的其中一种实现方式，并且其可以在图1中所示出的结构中实施，因此关于图1所描述内容也同样适用于图2。
32.如图2所示，漏电保护单元200可以包括采样线圈201和第一控制器202，将采样线圈201套设在进线上，用于感应剩余电流以检测是否发生漏电。第一控制器202连接断路器，用于在检测到发生漏电时断开所述断路器。在一些实施例中，采样线圈可以套设于进线线缆的外部，以便于通过电磁感应原理感应剩余电流，实现漏电电流的监测。该采样线圈例如可以是剩余电流传感器。第一控制器可以与断路器中的励磁线圈连接，从而通过控制励磁线圈中的电流以实现对断路器的控制。
33.在一些实施例中，该漏电保护单元200还可以包括第一电流互感器203。将第一电流互感器203与进线或出线连接，用于检测断路器中流过的电流。第一控制器202可以与第一电流互感器203连接，用于获取断路器中流过的三相电流。通过对断路器所在线路中的电流进行监测，可以实时了解供电线路的情况。
34.在一些实施例中，该漏电保护单元200还可以包括温度传感器204。将温度传感器204设置于断路器的负载端的线缆处，可以用于检测线缆温度。第一控制器202与温度传感器204连接，用于监测线缆温度信息。通过对线缆中温度的监控，可以有效防止由于短路、虚接、老化等引起的火灾等安全事故的发生。
35.在一些实施例中，漏电保护单元200还可以包括漏电告警电路205。将漏电告警电路205与第一控制器202连接，可以在发生漏电故障时进行告警。具体地，可以在第一控制器中设置对应的报警设定值，当检测到的各参数超过报警设定值时，可以发出报警信号，以便工作人员及时进行处理。
36.进一步地，该漏电保护单元200还可以包括第一通信电路206。将第一通信电路206与第一控制器202连接，用于通过有线或无线的方式与外部设备通信，以将检测到的信息上送。例如检测到的信息可以通过第一通信电路上传到云平台，云平台可以在接收到隐患信息之后触发消息提醒，以便于用户在接收到提醒之后及时进行现场处理并排查问题，从而有效防止电气事故。
37.图3是示意性示出其中应用本发明的实施例的漏电保护单元实现漏电监测的示意图。可以理解的是图3中所示出的漏电保护单元是图1中所示出的漏电保护单元102的其中一种实现方式，并且其可以在图1中所示出的结构中实施，因此关于图1所描述内容也同样适用于图3。
38.如图3中示出了本发明中的漏电保护单元在前端总断路器上的设置。在前端总断路器上可以配置本发明中的漏电保护单元，总断路器的进线的a、b、c、n相电线均穿过剩余电流互感器，以检测剩余电流。电流互感器taa、tab、tac分别套在总断路器下端a、b、c三根电线上，用于测量a、b、c三相电流。温度传感器探头按照黄、绿、红、黑对应a、b、c、n相，用电气绝缘阻燃胶带绑扎在断路器的负载端，用于监测线缆温度，可解决由于短路、虚接、老化引起的电气事故。
39.进一步，该漏电保护单元中还可以设置电压检测电路301，以实现对线路中电压的监测，从而更加全面的用电安全防护。
40.图4是示意性示出根据本实用新型实施例的断电保护单元400的结构的示意图。可以理解的是图4中所示出的断电保护单元400是图1中所示出的漏电保护单元103的其中一
种实现方式，并且其可以在图1中所示出的结构中实施，因此关于图1所描述内容也同样适用于图4。
41.如图4所示，本实用新型中用于养殖场机房用电防护的系统还包括断电保护单元400。该断电保护单元400可以包括断电检测电路401、第二控制器402和断电告警器403。断电检测电路401可以与断路器出线连接，第二控制器402与断电检测电路401和断电告警器403连接，以便于在检测到市电断开时进行告警。
42.在一些实施例中，断电检测电路401可以包括多种形式的设置。在第一种设置形式中，断电检测电路401可以包括第二电流互感器。将第二电流互感器与出线连接，可以用于检测是否发生断电。在第二种设置形式中，断电检测电路包括电磁继电器，电磁继电器的电磁线圈与出线连接，电磁继电器的触点与断电告警器的输入端连接，用于在通过电磁线圈检测到断电时控制断电告警器进行告警。例如当发生断电情况时，电磁继电器的电磁线圈失电，与该电磁线圈耦合的触点闭合，从而实现该报警装置与直流电源的导通，从而自动实现告警。
43.在一些实施例中，断电告警器403可以包括声音告警电路。将第二控制器与声音告警电路连接，用于在发生断电情况时控制声音告警电路发出告警信号。例如该声音告警电路可以包括蜂鸣器。将蜂鸣器设置于养殖场的生活区天井处，蜂鸣器的输入端与第二控制器的输出端连接，用于根据第二控制器的输出进行声音告警。进一步地，该断电告警器还可以包括光报警电路，在检测到断电情况的发生时，该光报警电路可以亮起指示灯，以实现告警操作。
44.更进一步地，本实用新型中的断电保护单元还可以包括第二通信电路404。将第二通信电路404与第二控制器402连接，用于通过有线或无线的方式将告警信息发送至外部设备。
45.图5是示意性示出其中应用本实用新型的实施例的断电保护单元实现断电监测的示意图。
46.如图5中示出了利用电磁继电器实现断电检测和报警控制方式。具体地，该断电保护单元中断电告警器的电源线501可以连接至机柜内ups电源的下端，从而在发生断电时仍然可以为断电告警器进行供电。例如该断电告警器403可以采用usr报警装置。在设置于断路器出线处的电磁线圈检测到发生断电时，电磁线圈km1失电，其对应的触点闭合，从而该usr报警装置通电导通，就可以直接进行告警。为了实现在管理人员离开机房时也不会错过报警信息，可以将该usr报警装置的输出端与设置在生活区天井处的声光报警装置502连接，从而实现在管理人员离开机房时仍然能够快速接收到报警信息。
47.进一步，该usr装置还可以通过通信接口实现与外部设备的通信过程，从而实现远程报警操作。例如可以向该usr报警装置绑定的工作人员的智能手机拨打电话，以实现及时告警。
48.在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用
新型中的具体含义。
49.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。
50.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
51.虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。