专利名称：一种传感单元、熔丝管部件及熔断装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及熔断器领域，具体讲涉及一种传感单元、熔丝管部件及熔断装置。
背景技术：
熔断器作为一种短路保护器，被广泛用于配电系统和控制系统，主要进行短路保护或严重过载保护。跌落式熔断器是IOKV配线电路及相关电压等级分支线的配电变压器最常用的一种短路保护开关，它具有经济、操作方便和适应户外环境性强等特点，被广泛应用于IOKV配电线路和配电变压器一侧作为保护和进行设备投切操作之用。传统跌落式熔断器一般由绝缘体和熔丝管组成，目前配电领域中应用的传感类装置中有一些采用电池供电，这类装置受电池寿命限制，使用寿命很短，并且更换电池时需要事先停电，安装使用非常不便，电池在低温、潮湿环境下，实际寿命严重降低，大大低于理论 计算值，现场实用性不强。另外有一些传感类装置采用抽能装置进行供电，这类装置在安装时需要一系列的配套安装设备，导致现场施工时间长，并且，串入线路的抽能装置由于受到体积限制，往往用线过细，套在线路上的一些抽能装置由于结构设计缺陷，或者安装方面的需要，造成了对原线路一定的破坏性，导致安全性能下降。
实用新型内容本实用新型针对现有技术的上述缺陷，提供一种传感单元、包含该传感单元的熔丝管部件及熔断装置。本实用新型提供了一种用于熔断装置的传感单元，包括一外壳，所述外壳上设有用于放置熔丝管的通孔。本实用新型的第一优选实施例中所述外壳呈圆柱形结构，所述通孔沿外壳的轴向方向进行设置。本实用新型的第二优选实施例中所述外壳的端部设有沿其轴向方向向上延伸的关起。本实用新型的第三优选实施例中所述外壳内设有电路部分，所述电路部分包括抽能模块、电流取样模块、无线收发器以及分别控制上述各模块的微控制器。本实用新型的第四优选实施例中所述电流取样模块包括电流互感器和取样电阻。本实用新型的第五优选实施例中所述抽能模块包括电流互感器、整流电路和超级电容。实用新型的第六优选实施例中所述抽能模块和所述电流取样模块共用一个电流
互感器。本实用新型的第七优选实施例中所述传感单元的外壳的内部还包括被所述微控制器控制的温度传感器、湿度传感器和磁场强度传感器中的一个或多个。本实用新型的第八优选实施例中所述微控制器包括电源模块、时钟模块、模/数转换模块、无线控制模块、复位单元和数据处理模块；所述模/数转换模块对从电流取样模块或温度传感器、湿度传感器和磁场强度传感器中的一个或多个获得的数据进行模数转换，数据处理模块对从模/数转换模块得到的数据进行处理，所述无线控制模块控制所述无线收发器，使其将所述数据处理模块处理后的数据传输给后台主站。本实用新型的第九优选实施例中所述熔丝管上还套设有本实用新型提供的一种传感单元或者第一到八优选实施例中的任一种传感单元；所述传感单元外壳上设有通孔，所述熔丝管设置在所述传感单元的通孔中。本实用新型的第十优选实施例中所述熔丝管通过以下任意一种方式与所述传感 单元固定所述熔丝管通过灌封材料灌封的方式固定在所述传感单元的外壳的通孔中；所述熔丝管通过螺纹配合的方式固定在所述传感单元的外壳的通孔中；所述熔丝管通过所述传感单元外壳的通孔上设有的弹性卡接机构固定在所述传感单元的外壳的通孔中；所述熔丝管通过螺纹配合或设置弹性机构的方式固定在所述传感单元的外壳的通孔中，并用灌封材料对连接处缝隙进行灌封。本实用新型的第十一优选实施例中所述传感单元外壳上设有绝缘保护部件。本实用新型的第十二优选实施例中所述熔丝管底部设置有可伸缩结构部件。本实用新型的第十三优选实施例中提供一种熔断装置，包括所述的熔丝管部件、绝缘体和安装支架；所述绝缘体的底部与所述熔丝管部件的底部连接，顶部通过水平放置的所述安装支架与所述熔丝管部件的顶部连接。本实用新型的第十四优选实施例中所述绝缘体的底部与所述熔丝管部件的底部通过可伸缩结构部件连接。本实用新型的第十五优选实施例中所述熔断装置为跌落式熔断器。在本实用新型的一种或多种实施例中，在现有熔断装置的基础上增加传感单元，使熔断器兼具传感功能和短路保护功能，进行电流、温度、湿度和磁场强度等参数的感测，内部可设有抽能模块自行供电，安装简便，易于实现。
图I是本实用新型提供的一种传感单元的实施例示意原理框图；图2是本实用新型提供的一种熔丝管部件结构的实施例的主视图；图3是本实用新型提供的一种熔丝管部件结构的实施例的俯视图；图4是本实用新型提供的一种熔断装置的实施例示意图。图中1、熔丝管2、传感单元3、绝缘体4、安装部件5、可伸缩结构部件
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。本实用新型提供的一种用于熔断装置的传感单元，该传感单元包括一个外壳，夕卜壳上设有用于放置熔丝管的通孔，传感单元外壳的具体形状本申请中不做具体限制，具体实施中，传感单元2的外壳为圆柱形结构，沿其轴向方向上设置有通孔，该圆柱形结构的外壳的端部设有沿其轴向方向上延伸的突起。该传感单元外壳的内部包括抽能模块、电流取样模块和无线收发器和分别控制上述模块的微控制器，其原理框图如图I所示。抽能模块主要包括电流互感器、整流电路和超级电容，超级电容作为储能装置，为传感单元的正常工作提供电能。电流取样模块包括电流互感器和取样电阻，对电路中的电流进行取样测量。进一步的，抽能模块包含的电流互感器和电流取样模块包含的电流互感器为同一个电流互感器。无线收发器可以采用工作频率为433MHz的射频发射器芯片，具体的可以是NRF905。微处理器包括电源模块、时钟模块、模/数转换模块、无线控制模块、复位单元和数据处理模块。模/数转换模块对电流取样模块得到的数据进行模数转换，数据处理模块对从模/数转换模块得到的数据进行处理，测量出当前电流值，无线收发器将测量出的电流值传输给后台主站，从而实现各种所需参考量的智能在线监测，其中，该后台主站可以是地面上的主控装置或者远程控制单元。优选地，本实用新型提供的一种传感单元还可以包括传感器模块，传感器模块包括温度传感器、湿度传感器和磁场强度传感器等各种传感器中的一个或多个，模/数转换模块对上述各传感器得到的数据进行模数转换，微控制器中的数据处理模块对转换后的数据进行处理，测量出当前温度、湿度和磁场强度等数据，无线收发器将测量出的各种数据传输给后台主站。根据需要，传感单元2中还可以额外增加图像、视频传感模块，从而可以进一步获得配电变压器一次侧的图像视频信息，有效防止配电变压器被盗或被破坏的情况发生。进一步的，微控制器为包含一个模/数转换模块的控制单元，可以在传感单元中设置一个含有多路模数转换通道的芯片，也可以采用内置模/数转换模块的微控制器。在具体实施中，可以使用超低功耗的单片机，例如MSP430系列单片机，该单片机内部具有多路16位精度的AD (模数)转换器，并且可接入各种传感单元。本实用新型提供的一种熔丝管部件包括熔丝管I和传感单元2，其主视图和俯视图如图2和图3所示，由图2和图3可知，熔丝管I为圆柱体状，传感单元2包括一个外壳，外壳上设有用于放置熔丝管的通孔。传感单元2的外壳的具体形状本申请中不做具体限制，图2和图3给出的是传感单元2外壳的一个具体的示例性实施例。出于描述目的，所示的传感单元2外壳呈圆柱形结构，沿其轴向方向上设置有通孔，外壳端部设有沿其轴向方向向上延伸的突起。传感单元2外壳上设有通孔的结构使其可以各种可能的方式装配在熔丝管I上，最终与熔丝管I形成一个密封的整体，能够满足户外使用的防水、防火、耐候性等需要。熔丝管I固定设置在传感单元2的通孔中，是要保证熔断器在倾斜25±2度的常规安装方位以及在发生短路跌落等情况时，传感单元2不会从熔丝管I中脱落甩出，影响熔断器的正常工作。熔丝管I固定在传感单元2外壳通孔中的方法可以是灌封材料灌封、螺纹配合、弹性机构卡接配合等，其中，用来灌封的灌封材料包括环氧树脂和硅胶等，弹性卡接机构可以是弹簧或弹片。进一步的，熔丝管I通过螺纹配合或者弹性机构卡接配合的方式固定设置在传感单元2外壳的通孔中，缝隙可以用环氧树脂等灌封材料进一步灌封。进一步的，传感单元2的壳体可由玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯工程塑料制成，在传感单元2的外壳上可以增加娃胶护套以及其它绝缘保护件，保证传感单元2的绝缘耐压特性。进一步的，熔丝管的一端可以设置可伸缩结构部件，使熔丝管I与传感单元2的密封整体能够适应各种不同规格及结构形式的熔断器，从而具有更好的兼容性和可替换性，方便安装并且提高了可装配性。本实用新型提供的一种熔断装置，包括本实用新型给出的熔丝管部件、绝缘体和 安装支架，其具体结构如图4所示，由图4可知，绝缘体3的底部与熔丝管I部件的底部连接，顶部通过水平放置的安装支架4与所述熔丝管部件的顶部连接，在图3给出的熔断装置的实施例中，包含的熔丝管部件的熔丝管I的底部一端还设置可伸缩结构部件5，熔丝管I部件通过该可伸缩结构部件5与绝缘体3底部相连，可伸缩部件5使熔丝管I与传感单元2的密封整体能够适应各种不同规格及结构形式的熔断器。进一步的，本实用新型提供的一种熔断装置为跌落式熔断器。上述一个或多个实施例可以实现以下的一种或多种有益效果I、在传统熔断器的基础上增加传感单元，从而在实现短路保护功能的同时能够实现电流、温度环境等参数的感测、传输；2、通过电池供电的其它传感类装置虽然内部无需抽能模块，但受电池寿命限制，使用寿命很短；本实用新型的传感单元中可以内置抽能模块，在供电方面较电池类装置有明显优势；3、本实用新型结构设计巧妙，安装方便。通过传感单元与传统熔断器的设计，利用传统熔断器的原有装置，不需要再在现场使用其它配套安装设备即可安装，可采用与传统熔断器相同的方式安装，这可以将现场施工时间由数小时缩短到几十分钟甚至十几分钟，从而大大缩短了停电时间。需要声明的是，本实用新型内容及具体实施方式
意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
权利要求1.一种用于熔断装置的传感单元，其特征在于所述传感单元包括一外壳，所述外壳上设有用于放置熔丝管的通孔。
2.根据权利要求I所述的一种用于熔断装置的传感单元，其特征在于所述外壳呈圆柱形结构，所述通孔沿外壳的轴向方向进行设置。
3.根据权利要求2所述的一种用于熔断装置的传感单元，其特征在于所述外壳的端部设有沿其轴向方向向上延伸的突起。
4.根据权利要求I所述的一种用于熔断装置的传感单元，其特征在于所述外壳内设有电路部分，所述电路部分包括抽能模块、电流取样模块、无线收发器以及分别控制上述各模块的微控制器。
5.根据权利要求4所述的一种用于熔断装置的传感单元，其特征在于所述电流取样模块包括电流互感器和取样电阻。
6.根据权利要求4所述的一种用于熔断装置的传感单元，其特征在于所述抽能模块包括电流互感器、整流电路和超级电容。
7.根据权利要求4所述的一种用于熔断装置的传感单元，其特征在于所述抽能模块和所述电流取样模块共用一个电流互感器。
8.根据权利要求4所述的一种用于熔断装置的传感单元，其特征在于所述传感单元的外壳的内部还包括被所述微控制器控制的温度传感器、湿度传感器和磁场强度传感器中的一个或多个。
9.根据权利要求4和8任一项所述的一种用于熔断装置的传感单元，其特征在于所述微控制器包括电源模块、时钟模块、模/数转换模块、无线控制模块、复位单元和数据处理模块； 所述模/数转换模块对从电流取样模块或温度传感器、湿度传感器和磁场强度传感器中的一个或多个获得的数据进行模数转换，数据处理模块对从模/数转换模块得到的数据进行处理，所述无线控制模块控制所述无线收发器，使其将所述数据处理模块处理后的数据传输给后台主站。
10.一种熔丝管部件，包括熔丝管；其特征在于所述熔丝管上套设有如权利要求1-9中任一项所述的传感单元； 所述传感单元外壳上设有通孔，所述熔丝管设置在所述传感单元的通孔中。
11.根据权利要求10所述的一种熔丝管部件，其特征在于所述熔丝管通过以下任意一种方式与所述传感单元固定 所述熔丝管通过灌封材料灌封的方式固定在所述传感单元外壳的通孔中； 所述熔丝管通过螺纹配合的方式固定在所述传感单元外壳的通孔中； 所述熔丝管通过所述传感单元外壳的通孔上设有的弹性卡接机构固定在所述传感单元外壳的通孔中； 所述熔丝管通过螺纹配合或设置弹性机构的方式固定在所述传感单元外壳的通孔中，并用灌封材料对连接处缝隙进行灌封。
12.根据权利要求10或11所述的一种熔丝管部件，其特征在于所述传感单元外壳上设有绝缘保护部件。
13.根据权利要求10或11所述的一种熔丝管部件，其特征在于所述熔丝管底部设置有可伸缩结构部件。
14.一种熔断装置，其特征在于，包括权利要求10-13中任一项所述的熔丝管部件、绝缘体和安装支架； 所述绝缘体底部与所述熔丝管部件的底部连接，顶部通过所述安装支架与所述熔丝管部件的顶部连接。
15.根据权利要求14所述的一种熔断装置，其特征在于，所述绝缘体的底部与所述熔丝 管部件的底部通过可伸缩结构部件连接。
16.根据权利要求14所述的一种熔断装置，其特征在于，为跌落式熔断器。
专利摘要本实用新型提供一种传感单元、熔丝管部件及熔断装置。所述传感单元包括一外壳，所述外壳上设有用于放置熔丝管的通孔。熔丝管部件包括熔丝管，所述熔丝管上套设有所述的传感单元；所述传感单元外壳上设有通孔，所述熔丝管设置在所述传感单元的通孔中。熔断装置包括所述熔丝管部件、绝缘体和安装支架，绝缘体的底部与所述熔丝管部件的底部连接，顶部通过水平放置的所述安装支架与所述熔丝管部件的顶部连接。本实用新型通过在熔丝管上增加传感单元，使熔断器兼具传感功能和短路保护功能，能够进行电流、温度、湿度、磁场强度等参数的感测，且设有抽能模块自行供电，安装简便，易于实现。
文档编号H01H85/02GK202633197SQ20112055009
公开日2012年12月26日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者殷树刚, 赵羡龙, 何凡, 张丽萍, 赵明飞 申请人:中国电力科学研究院