一種家用多功能安全防護配電箱的制作方法

一種家用多功能安全防護配電箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型是一種家用多功能安全防護配電箱，配電箱包括配電箱殼體，配電箱殼體面板上方設有綜合數顯告警器，配電箱殼體的前側的面板左下側設有煙霧傳感器探頭，配電箱殼體前側的面板中下側設有告警蜂鳴器，配電箱殼體的前側面板右下側設有開關接點輸出插口，配電箱殼體的內部設有溫度檢測探頭，配電箱殼體內最左側裝有后備保護器，后備保護器的右側裝有電源防雷器，電源防雷器右側裝有過欠壓保護器，過欠壓保護器的右側裝有漏電保護器總開關，漏電保護器總開關的右側裝有斷路器分路開關。采用這些監測、保護器件后的電源配電箱，起到了對家庭用電的全方位安全保護。
【專利說明】一種家用多功能安全防護配電箱
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及防雷和家用電源配電領域，具體的說是涉及一種防護配電箱，尤其是一種家用多功能安全防護配電箱。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的進步和電子新器件和新技術的推廣應用，人們對家庭用電的安全保護和災害防護越來越引起重視。眾所周知，我們的家庭生活離不開各種各樣的電器、通訊和控制設備，因而要由安全可靠的電源系統和防護措施來保證供電。在通常的民居住宅中，由供電部門將單相交流電源線接入戶內的電器開關箱中，箱內設有斷路器總開關、漏電保護器及多個分路斷路器開關等，現實對家用電器的控制和簡單保護，對于電網電壓較為平穩、沒有嚴重干擾、沒有突發事故的供電線路來說，普通家用電源配電箱是可以適用的。然而，現實狀況是外界電網的電壓經常存在波動的，特別是廣大農村地區和工業發達地區，由于輸變電設備新舊不一，供電線路距離過長，用電負荷嚴重不平衡等問題，造成用電高峰和低谷時電網電壓的落差很大，如讓家用電器在欠電壓時勉強運行、在過電壓時承受過高電壓，都將影響使用壽命，甚至造成損壞；再有，電源線路也可能受到雷電侵襲和干擾，特別是在沿海地區的春夏秋季，經常發生的雷電將引起電源線路上瞬間高壓和超大電流的產生，感應雷電如侵入室內配電線路，必將導致家用電器的損毀；還有一些其它原因，如供電設備的老化、電源線路被大風或異物刮斷、電源線被盜缺損等造成中性線開路，也可能造成電源電壓的突變；還有比較特殊的情況，如用電負荷過大引起線路發熱、不慎發生火災等等，均要對家庭用電造成危害、給居家安全帶來不安定因素，因而普通家用電器開關箱就不能起到有效的警示和防護作用。

【發明內容】

[0003]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種家用多功能安全防護配電箱，該配電箱使家庭用電的各個環節乃至居家的安全，都有了全方位、可靠地保障。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型是通過以下技術方案實現的:
[0005]本實用新型是一種家用多功能安全防護配電箱，配電箱包括配電箱殼體，配電箱殼體的前側的面板上方設有檢測和現實電源總線上的電壓、電流和溫度值的綜合數顯告警器，配電箱殼體的前側的面板左下側鑲嵌設有檢測箱體外部環境的煙霧濃度的煙霧傳感器探頭，配電箱殼體前側的面板中下側鑲嵌設有告警蜂鳴器，配電箱殼體的前側面板右下側鑲嵌設有接通外部其它告警設備的開關接點輸出插口，配電箱殼體的內部設有檢測電源線表面的溫度變化的溫度檢測探頭，配電箱殼體內最左側裝有后備保護器，后備保護器的右側裝有防護感應雷電對家電設備沖擊的電源防雷器，電源防雷器右側裝有自恢復形式的過欠壓保護器，過欠壓保護器的右側裝有漏電保護器總開關，漏電保護器總開關的右側裝有多個獨立控制電器通斷并防護電器設備過流或短路的斷路器分路開關。
[0006]本實用新型的進一步改進在于:綜合數顯告警器包括單片微機裝置，單片微機裝置分別連接獲取工作電源和電壓采樣信號的電壓采樣接口、電流采樣接口、溫度采樣接口、煙霧采樣接口、開關信號輸出接口、音響驅動接口和三位LED顯示數碼管。
[0007]本實用新型的進一步改進在于:電壓采樣接口通過導線與漏電保護斷路器總開關的輸出端連接，電流采樣接口通過導線與套在漏電保護斷路器總開關輸出端的電流互感器連接，通過電流采樣接口連接電流互感器得到電流采樣信號，溫度采樣接口通過導線與溫度檢測探頭連接，溫度檢測探頭緊貼在漏電保護斷路器總開關的出線上通過溫度采樣接口連接溫度檢測探頭采集電源總線上的溫度變化，煙霧采樣接口通過導線與煙霧傳感器探頭連接，通過煙霧采樣接口連接煙霧傳感器探頭檢測配電箱箱體外部環境的煙霧濃度，開關信號輸出接口通過導線與開關接點輸出插口連接，音響驅動接口通過導線與告警蜂鳴器連接。
[0008]本實用新型的配電箱，其殼體的上方裝有綜合數顯告警器，可以檢測和顯示電源總線上的電壓、電流和溫度值，并可通過煙霧傳感器監測室內環境煙霧的濃度，當電流電壓、溫度、煙霧超過正常范圍值后，能夠驅動音響和接點開關報警；進戶的電源總線穿入配電箱殼體后，一路電源線串接所述專用后備保護器后連接電源防雷器的上端，所述電源防雷器的下端與接地銅排連接；另一路電源線串接所述過欠壓保護器后與漏電保護斷路器總開關的進線端連接，所述漏電保護斷路器總開關的出線端接斷路器分路開關的進線端，所述斷路器分路開關的出線端接各種家用電器設備；所述電源防雷器用于防護感應雷電對家電設備的沖擊，所述專用后備保護器既能在電源防雷器放電時通過瞬間很大的雷電流，又能在電源防雷器失效時切斷工頻漏電流；所述過欠壓保護器在電源電壓正常范圍時接通，在過壓或欠壓時自動切斷電源；所述漏電保護斷路器總開關既能控制總電源的通斷和防護電器設備過流或短路，又能防止家用電器漏電和人身觸電；所述斷路器分路開關能獨立控制各路電器通斷并防護電器設備過流或短路。
[0009]本實用新型的有益效果是:通過上述技術方案，本實用新型中所述綜合數顯告警器可以通過單片微機軟件設定電流、電壓、溫度和煙霧濃度的正常范圍值，可以設定故障音響和接點告警的臨界點；所述電源防雷器可以承受最大SOkA感應雷電流的沖擊；所述專用后備保護器能通過SOkA的雷電流但會切斷3A以上的工頻漏電流；所述過欠壓保護器能保證電源電壓在176V至264V范圍內正常通電，超出正常電壓范圍時自動切斷電源；所述漏電保護斷路器總開關既用作電源總線的控制開關，又用于防止用電設備短路過流、漏電和人體觸電；所述斷路器分路開關用于控制室內的各種電器裝置，采用這種家用多功能安全防護配電箱，使家庭用電的各個環節乃至居家的安全，都有了全方位、可靠地保障。
[0010]本實用新型采用這些監測、保護器件后的電源配電箱，可以對家庭用電起到全方位安全保護，安全性能更高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是為本實用新型實施例所公開的一種家用多功能安全防護配電箱的外形結構示意圖。
[0012]圖2是本實用新型實施例所公開的一種家用多功能安全防護配電箱的整機電路原理示意圖。
[0013]圖3為本實用新型實施例所公開的一種家用多功能安全防護配電箱的綜合數顯告警器的電路原理示意圖。
[0014]圖4為本實用新型實施例所公開的一種家用多功能安全防護配電箱的實體電氣接線示意圖。
[0015]圖5是本發明實施例所公開的一種家用多功能安全防護配電箱的綜合數顯告警器內部結構連接示意圖。
[0016]其中:1_配電箱殼體，2-后備保護器，3-電源防雷器，4-過欠壓保護器，5-漏電保護器總開關，6-斷路器分路開關，7-綜合數顯告警器，71-單片微機模塊，72-三位LED顯示數碼管，73-電壓采樣接口，74-電流采樣接口，75-溫度采樣接口，76-煙霧采樣接口，77-開關信號輸出接口，78-音響驅動接口，8-煙霧傳感器探頭，9-告警蜂鳴器，10-開關接點輸出插口，11-電流互感器，12-溫度檢測探頭。
【具體實施方式】
[0017]為了加深對本實用新型的理解，下面將結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細描述，該實施例僅用于解釋本實用新型，并不對本實用新型的保護范圍構成限定。
[0018]如圖-5所示，本實用新型是一種家用多功能安全防護配電箱，所述配電箱包括配電箱殼體1，所述配電箱殼體I的前側的面板上方設有檢測和現實電源總線上的電壓、電流和溫度值的綜合數顯告警器7，所述配電箱殼體I的前側的面板左下側鑲嵌設有檢測箱體外部環境的煙霧濃度的煙霧傳感器探頭8，所述配電箱殼體I前側的面板中下側鑲嵌設有告警蜂鳴器9，所述配電箱殼體I的前側面板右下側鑲嵌設有接通外部其它告警設備的開關接點輸出插口 10，所述配電箱殼體I的內部設有檢測電源線表面的溫度變化的溫度檢測探頭12，所述配電箱殼體I內最左側裝有后備保護器2，所述后備保護器2的右側裝有防護感應雷電對家電設備沖擊的電源防雷器3，所述電源防雷器3右側裝有自恢復形式的過欠壓保護器4，所述過欠壓保護器4的右側裝有漏電保護器總開關5，所述漏電保護器總開關5的右側裝有多個獨立控制電器通斷并防護電器設備過流或短路的斷路器分路開關6，所述綜合數顯告警器7包括單片微機裝置71，所述單片微機裝置71分別連接獲取工作電源和電壓采樣信號的電壓采樣接口 73、電流采樣接口 74、溫度采樣接口 75、煙霧采樣接口 76、開關信號輸出接口 77、音響驅動接口 78和三位LED顯示數碼管72，所述電壓采樣接口 73通過導線與所述漏電保護斷路器總開關5的輸出端連接，所述電流采樣接口 74通過導線與套在所述漏電保護斷路器總開關5輸出端的電流互感器11連接，通過所述電流采樣接口 74連接所述電流互感器11得到電流采樣信號，所述溫度采樣接口 75通過導線與溫度檢測探頭12連接，所述溫度檢測探頭12緊貼在所述漏電保護斷路器總開關5的出線上通過所述溫度采樣接口 75連接所述溫度檢測探頭12采集電源總線上的溫度變化，所述煙霧采樣接口 76通過導線與所述煙霧傳感器探頭8連接，通過所述煙霧采樣接口 76連接所述煙霧傳感器探頭8檢測所述配電箱箱體外部環境的煙霧濃度，所述開關信號輸出接口 77通過導線與所述開關接點輸出插口 10連接，所述音響驅動接口 78通過導線與所述告警蜂鳴器9連接。
實施例
[0019]一種家用多功能安全防護配電箱，由配電箱殼體1、專用后備保護器2、電源防雷器3、過欠壓保護器4、漏電保護斷路器總開關5、斷路器分路開關6和綜合數顯告警器7組成，所述綜合數顯告警器7包括單片微機模塊71，所述單片微機模塊71連接三位LED顯示數碼管72、電壓采樣接口 73、電流采樣接口 74、溫度采樣接口 75、煙霧采樣接口 76、開關信號輸出接口 77和音響驅動接口 78 ;所述綜合數顯告警器7通過接口與煙霧傳感器探頭8、告警蜂鳴器9、開關接點輸出插口 10、電流互感器11和溫度檢測探頭12連接。
[0020]如圖1所示，在本實用新型實施例的外形結構示意圖中，所述配電箱殼體I面板上方中間位置裝有一個綜合數顯告警器7，其告警數碼管72的顯示面裝配時與箱體面板持平；所述配電箱殼體I面板左下側鑲嵌有一個煙霧傳感器探頭8 ;所述配電箱殼體I面板中下側鑲嵌有一個告警蜂鳴器9，所述配電箱殼體I面板右下側鑲嵌有一個開關接點輸出插口 10 ;所述配電箱I面板矩形窗口的最左側裝有二片后備保護器2，所述后備保護器2右側裝有二片電源防雷器3，所述電源防雷器3右側裝有一個過欠壓保護器4，所述過欠壓保護器4右側裝有一個漏電保護器總開關5，所述漏電保護器總開關5右側裝有多個斷路器分路開關6，具體配置根據用電需要確定。
[0021]如圖2所示，在本實用新型實施例的整機電路原理示意圖中，進戶的電源總線穿入配電箱殼體I后，一路電源線在與大地線PE之間并接所述電源防雷器3，所述電源防雷器3上端串接專用所述后備保護器2，所述后備保護器2的輸出端與電源防雷器3的輸入端連接，另一路電源線串接所述過欠壓保護器4后再串接所述漏電保護斷路器總開關5，所述過欠壓保護器4的輸出端連接所述漏電保護斷路器總開關5，所述漏電保護斷路器總開關5的出線端并接多個所述斷路器分路開關6，多個所述斷路器分路開關6連接家用電氣設備，所述綜合數顯告警器7的工作電源和電壓、電流采樣信號取自所述漏電保護斷路器總開關5的出線端；所述綜合數顯告警器7通過接口分別連接溫度檢測探頭12及煙霧傳感器探頭8，并通過接口連接告警蜂鳴器9和開關接點輸出插口 10。
[0022]所述電源防雷器3可防止感應雷電對電源線路的侵擾，在沒有雷電沖擊時所述電源防雷器3呈高阻狀態，對電源線路沒有任何影響；在雷電沖擊時所述電源防雷器3呈低阻狀態并對大地迅速放電，同時將很高的雷電沖擊電壓限制在較低的電壓保護水平，所述電源防雷器3能夠承受的放電電流一般可高達80kA。
[0023]所述后備保護器2是所述電源防雷器I的配套保護裝置，可以通過高達SOkA的瞬間雷電流但要能切斷持續3A以上的工頻漏電流，可有效地防止所述電源防雷器3受過量沖擊引起的失效短路，避免了串接一般熔斷器和空氣開關容量過大不能切斷漏電流、容量過小不能通過雷電流的弊端。
[0024]所述過欠壓保護器4是自恢復形式的電壓保護器，在正常的電源電壓范圍內保持接通；在欠電壓或過電壓時，自動切斷電源，待電源電壓正常后又自動回復接通電源；由于電子電路的遲滯效應，斷電和通電的臨界點略有不同，分別是:過電壓動作值為264V±5V、恢復值為254V±5V ;欠電壓動作值為176V±5V、恢復值:186V±5V ;保護動作時間為0.5s ；恢復延時時間為10s。
[0025]所述漏電保護斷路器總開關5和所述斷路器分路開關6作具有短路保護、過流保護和漏電保護功能，是常規的電源控制開關，當判別到室內接觸家用電器的人體不慎觸電，漏電流達30mA以上時，所述漏電保護斷路器總開關5在0.1秒內迅速切斷電源，確保家庭用電的安全，所述漏電保護斷路器總開關5的額定電流選用20A至32A，所述斷路器分路開關6的額定電流選用5A至IOA0[0026]如圖3和圖5所示，在本實用新型實施例的綜合數顯告警器的電路原理示意圖和內部結構連接示意圖中，所述綜合數顯告警器7的核心為單片微機模塊71，由51系列單片機芯片、存儲器和電源電路構成，通過編制控制程序可設定配電箱電源的正常工作參數；通過電壓采樣口 73獲取工作電源和電壓采樣信號；通過電流采樣口 74連接電流互感器11，得到電流采樣信號；通過溫度采樣口 75連接溫度檢測探頭12采集電源總線上的溫度變化；通過煙霧采樣口 76連接煙霧傳感器探頭8監測箱體外部環境的煙霧濃度；采集到的各種數據由三位LED顯示數碼管72輪流切換顯示；當判別到電壓、電流、溫度、煙霧濃度超出允許值后，單片微機模塊71立即驅動告警蜂鳴器9發出告警音響，并通過開關接點輸出插口 10接通開關信號，用以接通外部其它告警設備。
[0027]如圖4所示，在本實用新型實施例的實體電氣接線示意圖中，進戶的電源為三線制單相交流電源線，分別為火線L、零線N和地線PE，其中的一路L和N為防雷泄流的回路線，接在二片所述后備保護器2的上端，所述后備保護器2的下端接二片所述電源防雷器3的上端，所述二片電源防雷器3的下端并線后接PE接地銅排，電源進線中的PE線也接在接地銅排上；電源進線中的另一路作為電源主回路線，接至所述過欠壓保護器4的L和N進線端，所述過欠壓保護器4的出線端接在所述漏電保護斷路器總開關5的L和N進線端，所述漏電保護斷路器總開關5的出線中的L端接若干片所述斷路器分路開關6的進線端，所述漏電保護斷路器總開關5的出線中的N端接在公共N零線銅排上，所述斷路器分路開關6的各路L出線同公共零線銅排、接地銅排一起，組成為室內各家用電器設備供電的電源系統。
[0028]所述綜合數顯告警器7的工作電源與電壓采樣共線，接在所述漏電保護斷路器總開關5的出線側，所述電流互感器采用2000:1的規格，套在所述漏電保護斷路器總開關5出線的L線上，可以檢測總線的負載電流；所述溫度檢測探頭12采用的是一種半導體溫度傳感器，體積小巧、精度較高，安裝時應緊貼在總線的電源線上，檢測電源線表面的溫度變化；所述煙霧傳感器探頭8為離子式煙霧傳感器，是一種較為先進、性能穩定的傳感器，對各種煙霧能均衡響應；所述告警蜂鳴器9是低壓長音響的小型發聲器；所述開關接點輸出插口 10為兩芯插座，外接插頭引線至外部報警裝置，供啟動外接的警鈴報警，或在煙霧濃度超標時啟動消防噴淋泵等滅火設備。
[0029]本實用新型一種家用多功能安全防護配電箱，對于家用電源配電系統做了比較全面的安全防護，從電源進線入戶開始就首先將電源防雷器并接在電源線與大地之間，防止感應雷電對室內家用電器可能造成的沖擊，對于電源防雷器本身的失效防護采用了專用后備保護器；對于電源總線的保護串接了過欠壓保護器、漏電保護斷路器總開關，最后并接若干個斷路器分路開關，進行短路、過流、過壓、漏電等防護；同時在電源線路上加裝了綜合數顯告警器，用作電流、電壓、溫度、煙霧的監測、控制、顯示和告警；采用具有防雷、防過壓欠壓、防短路、防過流、防漏電觸電、防設備過熱、檢測電壓電流、監測煙霧，并帶報警等功能的家用多功能安全防護配電箱，使家庭電源配電系統及居家安全得到了全方位的可靠保護。
【權利要求】
1.一種家用多功能安全防護配電箱，所述配電箱包括配電箱殼體(1)，其特征在于:所述配電箱殼體(I)的前側的面板上方設有檢測和現實電源總線上的電壓、電流和溫度值的綜合數顯告警器(7)，所述配電箱殼體(I)的前側的面板左下側鑲嵌設有檢測箱體外部環境的煙霧濃度的煙霧傳感器探頭(8)，所述配電箱殼體(I)前側的面板中下側鑲嵌設有告警蜂鳴器(9)，所述配電箱殼體(I)的前側面板右下側鑲嵌設有接通外部其它告警設備的開關接點輸出插口(10)，所述配電箱殼體(I)的內部設有檢測電源線表面的溫度變化的溫度檢測探頭(12)，所述配電箱殼體(I)內最左側裝有后備保護器(2)，所述后備保護器(2)的右側裝有防護感應雷電對家電設備沖擊的電源防雷器(3)，所述電源防雷器(3)右側裝有自恢復形式的過欠壓保護器(4)，所述過欠壓保護器(4)的右側裝有漏電保護器總開關(5),所述漏電保護器總開關(5)的右側裝有多個獨立控制電器通斷并防護電器設備過流或短路的斷路器分路開關(6)。
2.根據權利要求1所述一種家用多功能安全防護配電箱，其特征在于:所述綜合數顯告警器(7)包括單片微機裝置(71)，所述單片微機裝置(71)分別連接獲取工作電源和電壓采樣信號的電壓采樣接口(73)、電流采樣接口(74)、溫度采樣接口(75)、煙霧采樣接口(76),開關信號輸出接口(77)、音響驅動接口(78)和三位LED顯示數碼管(72)。
3.根據權利要求1或2所述一種家用多功能安全防護配電箱，其特征在于: 所述電壓采樣接口(73)通過導線與所述漏電保護斷路器總開關(5)的輸出端連接，所述電流采樣接口(74)通過導線與套在所述漏電保護斷路器總開關(5)輸出端的電流互感器(11)連接，通過所述電流采樣接口( 74 )連接所述電流互感器(11)得到電流采樣信號，所述溫度采樣接口(75)通過導線與溫度檢測探頭(12)連接，所述溫度檢測探頭(12)緊貼在所述漏電保護斷路器總開關(5)的出線上通過所述溫度采樣接口(75)連接所述溫度檢測探頭(12)采集電源總線上的溫度變化，所述煙霧采樣接口(76)通過導線與所述煙霧傳感器探頭(8 )連接，通過所述煙霧采樣接口( 76 )連接所述煙霧傳感器探頭(8 )檢測所述配電箱箱體外部環境的煙霧濃度，所述開關信號輸出接口(77)通過導線與所述開關接點輸出插口(10)連接，所述音響驅動接口(78)通過導線與所述告警蜂鳴器(9)連接。
【文檔編號】H02B1/46GK203596508SQ201320805740
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】俞奕, 王之鴻, 朱凌, 路秋妮 申請人:蘇州工業園區科佳自動化有限公司