一种电气抽屉屏柜的制作方法

1.本实用新型涉及一种电气屏柜，具有涉及一种配备更低成本显示仪表的电气抽屉屏柜。


背景技术：

2.低压电气抽屉屏柜是一种在配电领域常用的开关屏柜，其在柜体上设有母线室和多个抽屉，母线室用于设置一次母线横排，然后通过竖排连接各个抽屉室的一次接线端子，在抽屉室内设有抽屉，抽屉内设置断路器和采集显示单元，采集显示单元包括电路板和显示屏幕，其中电路板用于采集的电流、电压等电气量，然后经显示屏幕进行显示，以使操作者了解每个抽屉室内的电气运行情况。目前，现有的采集显示单元将电路板和显示屏幕组合成一个独立的仪表，经壳体封装后单独安装到每个抽屉面板上，在母线室上则不安装此类仪表。在制作上，此类采集显示单元既需要配置单独的显示屏幕，又需要耗费单独的壳体并进行单独的封装工艺，因此，一个抽屉屏柜配置多个相同的采集显示单元的现有设计模式存在着仪表制作工艺和材料重复投入多因而配备成本高的不足。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种电气抽屉屏柜，该屏柜中的仪表进行一体化综合设计，降低仪表的封装工艺与材料的重复投入，从而有效降低仪表的配备成本。
4.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
5.一种电气抽屉屏柜，包括柜体，在柜体上设有母线室和至少两个抽屉室，在母线室正面设有挡板，在抽屉室内设有抽屉，在所述挡板上设有显示单元，在各所述抽屉内设有电气量采集单元，所述电气量采集单元用于采集相应抽屉室内的电气量，各所述电气量采集单元均与所述显示单元相连，所述显示单元用于显示各所述电气量采集单元所采集的电气量和/或由所述电气量得到的导出量。
6.优选的，在所述抽屉内安有断路器，所述断路器的进线口与相应的所述抽屉室的一次进线端子相连，断路器的出线口与相应的所述抽屉室的一次出线端子相连，所述电气量采集单元采集抽屉室内进线或出线的电气量。
7.优选的，在所述抽屉室和抽屉上设有二次拔插端子，所述电气量采集单元与所述二次拔插端子相连，所述二次拔插端子与所述显示单元相连。
8.优选的，所述电气量采集单元与所述显示单元采用sbus通信或采用485通信，所述sbus通信包括发送端和接收端，在发送端通过uart接口发送信息并引起发送端mcu引脚的高低电平变化，通过驱动发送端光耦的是否导通来传递信息，接收端设有接收端光耦用于感知发送端的电压的变化，进而驱动接收端光耦的二次侧电压发生变化并引起接收端mcu引脚的高低电平发生变化，从而进行信息的传输。
9.优选的，所述电气量采集单元由电气量变换单元和采集卡组成，所述电气量变换单元与所述采集卡相连，所述采集卡与所述二次拔插端子相连。
10.优选的，在所述抽屉的面板上设有指示灯，所述指示灯与所述电气量采集单元相连，所述指示灯用于显示所述电气量采集单元与所述显示单元的通信状态。
11.优选的，在所述抽屉的面板上设有开入量按钮，所述开入量按钮与所述电气量采集单元相连，所述开入量按钮用于调取所述显示单元的显示界面并使所述显示界面仅显示开入量按钮所在抽屉的抽屉室电气量。
12.优选的，所述显示单元设有用于与上位机相连的通信端口。
13.优选的，所述电气量为电流和/或电压。
14.优选的，在所述通信中采用拨码开关或跳线设置通信地址。
15.优选的，所述电气量采集单元包含同步对时电路，用于完成各抽屉间电气量的同步采集。
16.优选的，所述电气量为电流，或者电流和电压，或者为电流和所述断路器的开关量，或者为电流和电压以及所述断路器的开关量。
17.上述技术方案中，显示单元作为公共显示屏幕，可以同屏显示各个抽屉室电气运行的主要信息，也可以分屏轮换显示每个抽屉室电气量的详细信息，这样仅需一块显示屏幕即可满足各个抽屉室的信息显示需求，在每个抽屉室内设置采集单元并在采集电气量后传输给显示单元进行显示，这样仅需一块采集卡即可完成该抽屉室的采集任务，免去了以往在每个抽屉室均需要配置一块单独的显示仪表导致的显示屏幕重复投入并重复封装的不足。本抽屉屏柜将单独采集和汇总显示相结合，实现了抽屉屏柜仪表功能匹配互动的总体规划，从而节约了资源；利用母线室前排挡板的空白区域设置公共显示仪表的设计，相比于将公共显示仪表设置在某一个抽屉的面板上更容易被操作人员从视觉和心理上接受，符合电气设备的总体设计习惯。每个抽屉上设置的指示灯可以用于提示抽屉室的告警状态，开入量按钮可以及时调取本抽屉室的显示信息，这均增加了本抽屉屏柜运行的安全性和显示的便捷性、可控性。
附图说明
18.图1为本实用新型电气抽屉屏柜的结构示意图；
19.图2为本实用新型中抽屉结构示意图；
20.图3为抽屉内器件及接线示意图；
21.图4为显示单元与各抽屉接线示意图（仅示出一个抽屉）；
22.图5为采集单元结构组成框图；
23.图6为显示单元结构组成框图；
24.图7为sbus通信的从机侧电路实例图；
25.图8为sbus通信的主机侧电路实例图。
具体实施方式
26.下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：
27.如图1至图8所示，本电气抽屉屏柜包括柜体1，在柜体1顶部设有母线室2，母线室2前侧设有挡板3，在母线室2的下方设有至少2个抽屉室4（如设置两个、三个、四个或五个抽屉室等），抽屉室4内设有抽屉5。在挡板3上设有显示单元8即交互按键20，在各个抽屉5内设
有电气量采集单元9。各个抽屉5内的电气量采集单元9均与显示单元8进行通信，将采集的电气量通过公共的显示单元8进行显示。显示单元8显示的内容包括电流、电压等电气量和功率、谐波、电能等导出量以及时间、状态等运行信息。在一个实施例中，显示单元8的组成如图6所示，包括单片机，与单片机相连的数码管或液晶屏等显示屏幕，物理按键，与上位机通信的485端口，以及与各采集电气量采集单元9通信的sbus端口（也可以是485端口）。在一个实施例中，电气量采集单元9的组成如图5所示，包括电流传感器、电压传感器等电气量变换单元（电气量变化单元也可以通过其他形式采集电压等电气量），计量芯片，指示灯10和按键（即开入量按钮按11），计量芯片分别与电流传感器（ct）、电压传感器（pt）以及单片机相连，物理形式上计量芯片和单片机组成采集卡，指示灯10和开入量按钮11设置在单片机上，单片机通过sbus（或485）与显示单元8进行通信。指示灯10用于显示电气量采集单元9与显示单元8的通信状态，如指示灯10红色常亮或闪烁即表示该抽屉的电气量采集单元9与显示单元8正在通信，以说明通信正常，如指示灯显示黄色则可表示通信故障等等。显示单元8在同一屏幕界面上可以分行显示多个抽屉室4内的电气运行情况，还可以轮流显示每一个抽屉室4内的电气量详细信息，通过开入量按钮11还可以将显示单元8的界面调取为本抽屉室4的电气量信息，从而实现对各抽屉室4内电气信息的任意调取。
28.在每个抽屉室4的后侧壁上设有一次进线端子和一次出线端子，在抽屉5上设有与抽屉室4的一次进线端子和一次出线端子相匹配的拔插端子6，拔插端子6与抽屉5内的断路器7的进线口和出线口相连，然后拔插端子6再插入抽屉室4的一次进线端子和一次出线端子上，从而实现断路器7与母线的连接并引出出线。在抽屉室4的后侧壁上还设有二次拔插端子的母端子，该母端子与显示单元8相连，抽屉5上设有与二次拔插端子的母端子相配合的二次拔插端子的公端子12，电气量采集单元9与二次拔插端子的公端子12相连，二次拔插端子的公端子12插入二次拔插端子的母端子上从而实现与显示单元8的通信连接。通信中可以采用拨码开关或跳线设置通信地址。
29.本实用新型所称的sbus，特指一种通信方式，该通信方式包括发送端和接收端，在发送端通过uart接口发送信息并引起接收端mcu引脚的高低电平变化，通过驱动光耦的是否导通来传递信息，接收端设有接收端光耦用于感知发送端的电压的变化，进而驱动接收端光耦的二次侧电压发生变化并引起接收端mcu引脚的高低电平发生变化，从而进行信息的传输，具体实现电路如图7和图8所示。因此，sbus是一种一主多从的，适用远距离传输的，带有隔离特性的通信总线，其作用与rs485类似，可以与数字芯片如单片机、fpga等进行连接，提高通信的传输距离。因sbus采用了电流驱动，配合通信总线和采集回路隔离，比电压驱动配合隔离节省了成本，sbus从负载平衡角度带动的从通信单元数量少，而抽屉柜受塑壳断路器体积的限制，总体配置数量不会超过二十个，这个数量sbus刚好满足。相较于rs485通信，sbus具有更低的成本。
30.在一个优选实施例中，在每个抽屉5的电气量采集单元9中还设有同步对时电路30，同步对时电路30经二次拔插端子的母端子和二次拔插端子的公端子12与显示单元8相连，各抽屉5内的同步对时电路30用于使各个抽屉5内采集到的电气量为同一时刻的电气量，电气量包括电流、电压和断路器的开关量，一般电流是必采量，电压可以在每个抽屉采集，也可以仅在一个抽屉采集而在其他抽屉共用同时的电压，根据需要可以采集断路器的开关量。同步采集的各种电气量用于计算各抽屉同时刻的相位差、有功、无功等导出电气
量，便于能量管理、波形记录和事故分析。同步采集技术可以采用多种方式实现，如可以采用irig-b码对时方式实现，irig-b是现有通用技术，也可以用广播报文对时实现，也可以用广播特征电平等方式实现。
31.本实施例只是对本发明构思和实现的一个说明，并非对其进行限制，在本发明构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。

技术特征：
1.一种电气抽屉屏柜，包括柜体，在柜体上设有母线室和至少两个抽屉室，在母线室正面设有挡板，在抽屉室内设有抽屉，其特征在于，在所述挡板上设有显示单元，在各所述抽屉内设有电气量采集单元，所述电气量采集单元用于采集相应抽屉室内的电气量，各所述电气量采集单元均与所述显示单元相连，所述显示单元用于显示各所述电气量采集单元所采集的电气量和/或由所述电气量得到的导出量。2.如权利要求1所述的电气抽屉屏柜，其特征在于，在所述抽屉内安有断路器，所述断路器的进线口与相应的所述抽屉室的一次进线端子相连，断路器的出线口与相应的所述抽屉室的一次出线端子相连，所述电气量采集单元采集抽屉室内进线或出线的电气量。3.如权利要求1所述的电气抽屉屏柜，其特征在于，在所述抽屉室和抽屉上设有二次拔插端子，所述电气量采集单元与所述二次拔插端子相连，所述二次拔插端子与所述显示单元相连。4.如权利要求3所述的电气抽屉屏柜，其特征在于，所述电气量采集单元与所述显示单元采用sbus通信或采用485通信，所述sbus通信包括发送端和接收端，在发送端通过uart接口发送信息并引起发送端mcu引脚的高低电平变化，通过驱动发送端光耦的是否导通来传递信息，接收端设有接收端光耦用于感知发送端的电压的变化，进而驱动接收端光耦的二次侧电压发生变化并引起接收端mcu引脚的高低电平发生变化，从而进行信息的传输。5.如权利要求3所述的电气抽屉屏柜，其特征在于，所述电气量采集单元由电气量变换单元和采集卡组成，所述电气量变换单元与所述采集卡相连，所述采集卡与所述二次拔插端子相连。6.如权利要求1所述的电气抽屉屏柜，其特征在于，在所述抽屉的面板上设有指示灯，所述指示灯与所述电气量采集单元相连，所述指示灯用于显示所述电气量采集单元与所述显示单元的通信状态。7.如权利要求1所述的电气抽屉屏柜，其特征在于，在所述抽屉的面板上设有开入量按钮，所述开入量按钮与所述电气量采集单元相连，所述开入量按钮用于调取所述显示单元的显示界面并使所述显示界面仅显示开入量按钮所在抽屉的抽屉室电气量。8.如权利要求1所述的电气抽屉屏柜，其特征在于，所述显示单元设有用于与上位机相连的通信端口。9.如权利要求1所述的电气抽屉屏柜，其特征在于，所述电气量为电流和/或电压。10.如权利要求4所述的电气抽屉屏柜，其特征在于，在所述通信中采用拨码开关或跳线设置通信地址。11.如权利要求2所述的电气抽屉屏柜，其特征在于，所述电气量采集单元包含同步对时电路，用于完成各抽屉间电气量的同步采集。12.如权利要求11所述的电气抽屉屏柜，其特征在于，所述电气量为电流，或者电流和电压，或者为电流和所述断路器的开关量，或者为电流和电压以及所述断路器的开关量。

技术总结
本实用新型公开了一种电气抽屉屏柜，包括柜体，在柜体上设有母线室和至少两个抽屉室，在母线室正面设有挡板，在抽屉室内设有抽屉，在所述挡板上设有显示单元，在各所述抽屉内设有电气量采集单元，所述电气量采集单元用于采集相应抽屉室内的电气量，各所述电气量采集单元均与所述显示单元相连，所述显示单元用于显示各所述电气量采集单元所采集的电气量。该屏柜中的仪表进行一体化综合设计，降低仪表的封装工艺与材料的重复投入，从而有效降低仪表的配备成本。配备成本。配备成本。


技术研发人员：薛占钰 邢进春 张同刚 杨贤 李冰 王建升 丁同同 尹宏伟 崔鹏松 刘宾
受保护的技术使用者：保定钰鑫电气科技有限公司
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/9/16