一种用于电气火灾监控的物联网配电箱的制作方法

本实用新型涉及配电箱，尤其是涉及一种用于电气火灾监控的物联网配电箱。

背景技术：

随着科技与经济的迅猛发展，人们日常生活和生产经营的电气化程度不断提高。然而，电气设备带来极大便利性的同时，也带来很多安全隐患，尤其是因电气原因而引发的火灾隐患。根据《消防年鉴》及公安部消防局的统计，2014～2018年期间，电气火灾发生比例约占火灾总数量30％，并且呈现逐年上升的趋势。

电气火灾一般是指由于电气线路、用电设备、供配电设备等出现故障时释放电弧、电火花、静电、高温等热量引起的火灾。引发电气火灾的原因，归根结底还是用电不规范：包括随意增加负载、随意私拉电线导致的负荷过大，线路老化、绝缘能力下降导致的漏电或短路，电气设备负载与标称不符导致的虚标功率，导线与电气设备之间的接触电阻过大，等等。

鉴于电气火灾引起的重大损失，最近几年国内多家公司推出了基于互联网、大数据等先进技术的电气火灾监控系统。这些系统通过采集线缆上的温度传感器、电流传感器、漏电流传感器等数据，结合神经网络等人工智能算法，用以预测电气火灾的发生概率并提前做出预警。

然而，市面上的电气火灾监控系统，往往“重监测”而“轻处置”，通过测量得到异常的电气数据以后，往往只是给相关部门与人员报警，缺乏自主性的通断处置能力，也不能对电气回路进行远程通断控制。根据消防常识，当电气火灾即将发生之时，第一时间的电路切断是非常重要的，现有的电气火灾监控系统往往因为缺乏处置手段而失去第一时间的挽回损失的机会。

技术实现要素：

为了增强电气火灾监控系统对用电回路的通断处置能力，本实用新型提供一种用于可电气火灾监控的物联网配电箱，该配电箱不仅可采集烟感与温感等火灾探测器的信号以对火灾进行实时报警，还可监测电气火灾相关的各类电参数(电缆电流、剩余电流、电缆温度等)以实现电气火灾预警，更可针对火灾报警或预警提供全自动/半自动/纯手动等三种用电回路通断控制方式。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型包括用电回路、控制回路与检测回路的三部分，用电回路连接在配电箱进线和用电负载之间，用电回路和检测回路均连接到控制回路；用电回路包括防护模块、交流接触器、辅助触头、电流互感器、剩余电流互感器和电阻式温度传感器，控制回路包括主控电路板、通讯模块和继电器，检测回路包括温感探测器、烟感探测器和温湿度传感器；配电箱进线经防护模块连接到交流接触器的一端，交流接触器另一端连接配电箱后端的用电负载，交流接触器的控制端和继电器连接，同时辅助触头输入端连接到交流接触器接口内，继电器和辅助触头的输出端连接到主控电路板，主控电路板和通讯模块连接；防护模块和交流接触器之间的线路上安装有电阻式温度传感器，交流接触器和用电负载之间的线路上安装有电流互感器、剩余电流互感器；配电箱外壁安装有温感探测器、烟感探测器和温湿度传感器，电流互感器、剩余电流互感器、电阻式温度传感器、温感探测器、烟感探测器和温湿度传感器均连接到主控电路板。

所述的通讯模块连接到云端服务器，同时通讯模块也连接到主控电路板以实现云端服务器和主控电路板之间的双向传输。

所述的防护模块用于防雷防静电。具体可以采用防雷、防浪涌、防过压三种功能合而为一的模块，一般用于配电箱进线端，用于保护配电箱内部各个电气模块。

所述的用电负载为用电设备。

包括分别连接到不同用电负载的多条用电回路，多条用电回路均连接到控制回路。

本实用新型具有的有益效果是：

1)本实用新型的物联网配电箱可单独使用实现电气火灾报警或预警，也可作为执行端与市面上的现有电气火灾监控系统配合使用；

2)本实用新型的物联网配电箱在火灾未发生时可通过预警形式消除电气火灾隐患，在火灾已发生时可通过切断用电回路将损失降到最低；

3)本实用新型的物联网配电箱冗余性好可靠性高，同时成本低廉易于推广。

因此，本实用新型可适用于住宅楼、写字楼、教室、医院、商场等建筑内的电气火灾监控。

附图说明

图1是本实用新型内各器件的电气连接关系示意图。

图中：1、主控电路板，2、通讯模块，3、交流接触器，4、辅助触头，5、继电器，6、防护模块，7、电流互感器，8、剩余电流互感器，9、电阻式温度传感器，10、温感探测器，11、烟感探测器，12、温湿度传感器。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，具体实施的配电箱包括两条用电回路、控制回路与检测回路的三部分，用电回路连接在配电箱进线和用电负载之间，用电回路和检测回路均连接到控制回路。每条用电回路包括防护模块6、交流接触器3、辅助触头4、电流互感器7、剩余电流互感器8和电阻式温度传感器9，控制回路包括主控电路板1、通讯模块2和继电器5，检测回路包括温感探测器10、烟感探测器11和温湿度传感器12；需要特别说明的是，物联网配电箱内的用电回路的数量可在1至6条之间，根据实际用电需求决定。

配电箱进线经防护模块6连接到交流接触器3的一端，交流接触器3另一端连接配电箱后端的用电负载，交流接触器3的控制端和继电器5连接，通过向继电器5发送高/低电平以实现交流接触器3的通/断，同时辅助触头4输入端连接到交流接触器3接口内，辅助触头4检测交流接触器3的通断状态，继电器5和辅助触头4的输出端连接到主控电路板1，主控电路板1和通讯模块2连接；控制回路内，通讯模块2连接到云端服务器，同时通讯模块2也连接到主控电路板1以实现云端服务器和主控电路板1之间的双向传输。

防护模块6和交流接触器3之间的线路上安装有电阻式温度传感器9，交流接触器3和用电负载之间的线路上安装有电流互感器7、剩余电流互感器8；配电箱外壁安装有温感探测器10、烟感探测器11和温湿度传感器12，电流互感器7、剩余电流互感器8、电阻式温度传感器9、温感探测器10、烟感探测器11和温湿度传感器12均连接到主控电路板1。除了温感探测器10、烟感探测器11和温湿度传感器12以外的其他部件均安装在配电箱内部。安装于配电箱之内的电流互感器7、剩余电流互感器8、电阻式温度传感器9，以及安装于配电箱之外的温感探测器10、烟感探测器11、温湿度传感器12，均连接到主控电路板1，并由主控电路板1采集各信号。

本实用新型在用电回路内，配电箱进线连接到防护模块，防护模块连接到交流接触器，交流接触器连接配电箱后端的用电负载。如果交流接触器通则电流可流向用电负载(此时用电回路导通)，否则电流就不能流向用电负载(此时用电回路切断)。交流接触器的通断，则由主控电路板通过继电器控制：主控电路板向继电器输出高电平则继电器导通，继电器导通则交流接触器导通，反之亦然。

另外，用电回路内的辅助触头4输入端固定到交流接触器接口内，用以反应交流接触器的通断状态，即交流接触器接通时辅助触头输出高电平，反之辅助触头输出低电平，由于辅助触头输出信号连接至主控电路板，因此主控电路板可据此检测用电回路的通断状态。

本实用新型的物联网配电箱能够用于帮助实现火灾自动报警、电气火灾预警、火灾时电气通断控制的三大功能，具体如下：

火灾自动报警功能，是当火灾发生时第一时间做出报警，通知相关人员开展救灾工作。本实用新型的物联网配电箱包含了若干个烟感探测器和温感探测器，当火灾发生时，火灾燃烧生成的烟雾可触发烟感探测器，火灾燃烧形成的高温可触发温感探测器，而烟感探测器与温感探测器的输出信号接入到主控电路板，从而形成火灾报警。

电气火灾预警功能，是在火灾发生之前进行的电气隐患报警，尤其在剩余电流过大或线缆温度过高等极易引起电气火灾的情况下，提前通知相关人员消除隐患。

本实用新型物联网配电箱包含的电流互感器、剩余电流互感器、电阻式温度传感器均安装在用电回路的电缆上，分别用以监测电缆的工作电流、剩余电流(即漏电流)、温度等三类参数。当剩余电流过大(高于300毫安)、实际电流超过额定负载(因为长时间过载容易引起发热，进而引起火灾)或电缆温度过高(温升高于70摄氏度)时，主控电路板将形成预警提醒。

火灾时电气通断控制功能，是在发生火灾(尤其是发生电气火灾)时切断用电回路。本实用新型的物联网配电箱支持全自动、半自动、纯手动三种通断控制模式。当主控电路板接受到烟感传感器或温感传感器的触发信号时，或者当主控电路板判断剩余电流互感器或电阻式温度传感器的信号值超出阀值时：

在自动模式下，主控电路板将向继电器输出低电平信号从而通过继电器将交流接触器切断；在半自动模式下，主控电路板将通过通讯模块向云端服务器发送警报信息，云端服务器连接手机app，操作人员通过手机app发回相关操作，控制主控电路板切断交流接触器；在手动模式下，操作人员可直接在现场通过手动按钮将交流接触器切断。

由此可见，相比于市面上的电气火灾监控系统，本实用新型的物联网配电箱具有火灾自动报警、电气火灾预警、电气通断控制等功能，可用于实现电气火灾报警或预警，也可与其他电气火灾监控系统配合使用，在火灾未发生时可通过预警形式消除电气火灾隐患，在火灾已发生时可通过切断用电回路将损失降到最低。

本实用新型的物联网配电箱可广泛用于住宅楼、写字楼、教室、医院、商场等建筑内的电气火灾监控，改变市面上电气火灾监控系统重监测轻处置的缺陷，在火灾未发生时通过预警形式消除隐患，在火灾发生时第一时间报警并切断用电回路以此最大程度地降低火灾带来的损失。