本申请涉及断路器及弹簧储能操动机构的技术领域，涉及一种防止反复分合闸电路、储能电动机、弹簧储能机构及断路器。
背景技术：
目前行业内变电站中有大量断路器采用弹簧储能操动机构，当弹簧储能操动机构在正常工作情况下，断路器合上后弹簧释能，电机回路中的储能弹簧行程开关闭合，电机回路接通，电机开始转动，为弹簧储能，弹簧储能到位后，储能弹簧行程开关断开，电动机停转。当弹簧储能操动机构运行时间较久后，部分构件机械变形或元件损坏，会出现因机械老化导致的其他故障。导致反复分合闸的机械老化的部件例如：合闸控制平衡弹簧，以及磨损的合闸半轴。具体来说，合闸半轴的复位弹簧变形会造成弹簧储能到位后储能机构无法自保持，导致自动释能进行合闸，释能后弹簧又开始储能。若此时线路上发生永久性故障，断路器在跳闸、重合于故障后本应加速跳开隔离故障。而由于重合闸后，弹簧储能到位时又自动释能，导致断路器再次合闸于故障，断路器便进入跳闸、合闸的死循环，造成断路器反复分合闸的故障。断路器反复分合闸的故障会对一次设备造成极大的冲击，甚至会导致断路器严重损毁。因此，现有技术中存在着断路器弹簧储能机构因机械老化反复分合闸的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本申请提供一种防止反复分合闸电路、储能电动机、弹簧储能机构及断路器，用于解决现有技术中断路器弹簧储能机构因机械老化反复分合闸的问题。
为实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
本申请提供的一种防止反复分合闸电路，包括：传感器、信号处理器和继电器；所述传感器与所述信号处理器电性连接，所述信号处理器与所述继电器电性连接；所述传感器用于检测电气回路的电流变化，并发送储能信号给所述信号处理器，所述储能信号是当所述传感器检测到所述电气回路的电流从零增加至工作电流时发送的；所述信号处理器用于根据接收所述传感器发送的信号，并根据所述传感器发送的信号对储能次数进行累加，以及当计数周期内所述储能次数是否超过预设次数时将断开信号发送给继电器，所述计数周期为实际储能时间平均值加上第一预设时间段；所述继电器用于根据所述信号处理器发送的断开信号断开所述电气回路与电源的连接，以防止反复分合闸。
可选地，在本申请实施例中，所述防止反复分合闸电路还包括计数器，所述计数器与所述信号处理器连接；所述信号处理器用于：根据所述传感器发送的信号对储能次数进行累加，具体为：根据所述传感器发送的信号向所述计数器发送累加信号；所述计数器用于根据所述累加信号对储能次数进行累加。
可选地，在本申请实施例中，所述防止反复分合闸电路还包括计时器；所述计时器与所述计数器电性连接；所述计时器用于计算计数周期，所述计数周期为实际储能时间平均值加上第一预设时间段。
可选地，在本申请实施例中，所述防止反复分合闸电路还包括报警装置；所述报警装置与所述继电器的发信接点连接；所述报警装置用于接收所述继电器发送的报警信号，并发出报警通知。
可选地，在本申请实施例中，所述传感器包括霍尔元件；所述霍尔元件用于检测电气回路的电流变化。
可选地，在本申请实施例中，所述传感器包括光纤型电流互感器；所述光纤型电流互感器用于检测电气回路的电流变化。
本申请还提供了一种储能电动机，所述储能电动机包括：储能电源、第一电源空气开关、第二电源空气开关、电气回路和如上所述的防止反复分合闸电路；所述防止反复分合闸电路还包括连接端；所述连接端包括：第一输入端、第一输出端、第二输入端和第二输出端；所述第一输入端与所述第一输出端电性连接，所述第二输入端和所述第二输出端电性连接；所述第一电源空气开关的一端连接所述储能电源的负极，所述第一电源空气开关远离所述储能电源的负极的另一端连接所述防止反复分合闸电路的第一输入端；所述第二电源空气开关的一端连接所述储能电源的正极，所述第二电源空气开关远离所述储能电源的正极的另一端连接所述防止反复分合闸电路的第二输出端；所述电气回路的一端连接所述防止反复分合闸电路的第一输出端，所述电气回路远离所述防止反复分合闸电路的第一输出端的另一端连接所述防止反复分合闸电路的第二输入端。
可选地，在本申请实施例中，所述电气回路包括：第一串行电路元件组和第二串行电路元件组；所述第一串行电路元件组与所述第二串行电路元件组并联；所述第一串行电路元件组包括：储能电机、第一储能弹簧行程开关和储能开关；所述储能电机、所述第一储能弹簧行程开关和所述储能开关依次串联连接；所述第二串行电路元件组包括：储能指示灯和第二储能弹簧行程开关；所述储能指示灯和所述第二储能弹簧行程开关依次串联连接。
本申请还提供了一种弹簧储能机构，所述弹簧储能机构包括弹簧储能机构本体，所述弹簧储能机构本体包括：弹簧和如上所述的储能电动机；所述弹簧与所述储能电动机弹性连接。
本申请还提供了一种断路器，所述断路器包括断路器本体，所述断路器本体包括如上所述的弹簧储能机构。
本申请提供的一种防止反复分合闸电路、储能电动机、弹簧储能机构及断路器，通过检测电气回路的电流变化，当电气回路的电流从零增加至工作电流时记为储能次数增加一次，并判断在计数周期内所述储能次数是否超过预设次数，当超过时将断开信号发送给继电器，继电器当接收到信号处理器发送的断开信号时，继电器就断开所述电气回路与电源的连接。从而有效地解决了现有技术中断路器弹簧储能机构因机械老化反复分合闸的问题。
为使本申请的上述目的和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例中的防止反复分合闸电路第一视角结构示意图；
图2示出了本申请实施例中的防止反复分合闸电路第二视角结构示意图；
图3示出了本申请实施例中的储能电动机第一视角结构示意图；
图4示出了本申请实施例中的电气回路第一视角结构示意图；
图5示出了本申请实施例中的弹簧储能机构结构示意图；
图6示出了本申请实施例中的断路器结构示意图。
图标：101-储能电动机；102-弹簧储能机构；103-断路器；104- 弹簧；100-防止反复分合闸电路；110-传感器；130-计时器；150-继电器；170-信号处理器；190-计数器；120-报警装置；140-连接端； 141-第一输入端；143-第一输出端；145-第二输入端；147-第二输出端；300-储能电源；310-负极；330-正极；500-第一电源空气开关； 700-第二电源空气开关；900-电气回路；910-第一串行电路元件组；911-储能电机；913-第一储能弹簧行程开关；915-储能开关；930-第二串行电路元件组；931-储能指示灯；933-第二储能弹簧行程开关。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
第一实施例
请参见图1，图1示出了本申请实施例中的防止反复分合闸电路第一视角结构示意图。本申请提供的一种防止反复分合闸电路100，包括：传感器110、继电器150和信号处理器170；传感器110与信号处理器 170电性连接，信号处理器170与继电器150电性连接；
传感器110用于检测电气回路900的电流变化，并发送储能信号给信号处理器170，储能信号是当传感器110检测到电气回路900的电流从零增加至工作电流时发送的；
信号处理器170用于根据接收传感器110发送的信号，并根据传感器110发送的信号对储能次数进行累加，以及当计数周期内储能次数是否超过预设次数时将断开信号发送给继电器150，计数周期为实际储能时间平均值加上第一预设时间段；
继电器150用于根据信号处理器170发送的断开信号断开电气回路900与电源的连接，以防止反复分合闸。
其中，需要说明地是，包括：传感器110、信号处理器170和继电器150；传感器110与信号处理器170电性连接，信号处理器170与继电器150电性连接；传感器110用于检测电气回路900的电流变化，并发送储能信号给信号处理器170，储能信号是当传感器110检测到电气回路900的电流从零增加至工作电流时发送的；信号处理器170用于根据接收传感器110发送的信号，并根据传感器110发送的信号对储能次数进行累加，以及当计数周期内储能次数是否超过预设次数时将断开信号发送给继电器150，计数周期为实际储能时间平均值加上第一预设时间段；继电器150用于根据信号处理器170发送的断开信号断开电气回路900与电源的连接，以防止反复分合闸。
请参见图2，图2示出了本申请实施例中的防止反复分合闸电路第二视角结构示意图。可选地，在本申请实施例中，防止反复分合闸电路100还包括计数器190，计数器190与信号处理器170连接；
信号处理器170用于：根据传感器110发送的信号对储能次数进行累加，具体为：根据传感器110发送的信号向计数器190发送累加信号；
计数器190用于根据累加信号对储能次数进行累加。
其中，需要说明地是，防止反复分合闸电路100还包括计数器190，计数器190与信号处理器170连接；信号处理器170用于：根据传感器110发送的信号对储能次数进行累加，具体为：根据传感器110发送的信号向计数器190发送累加信号；计数器190用于根据累加信号对储能次数进行累加。也就是说，计数器190可以替代信号处理器170 的计数功能，这不仅减轻了信号处理器170的负载，同时也加快了信号处理器170处理信号和数据的速度，提升了信号处理器170的处理效率。
请参见图2，可选地，在本申请实施例中，防止反复分合闸电路 100还包括计时器130；计时器130与计数器190电性连接；计时器130用于计算计数周期，计数周期为实际储能时间平均值加上第一预设时间段。
其中，需要说明地是，防止反复分合闸电路100还包括计时器130；计时器130与计数器190电性连接；计时器130用于计算计数周期，计数周期为实际储能时间平均值加上第一预设时间段。也就是说，计时器130可以替代信号处理器170的计时功能，这不仅减轻了信号处理器170的负载，同时也加快了信号处理器170处理信号和数据的速度，提升了信号处理器170的处理效率。
请参见图2，可选地，在本申请实施例中，防止反复分合闸电路 100还包括报警装置120；报警装置120与继电器150的发信接点连接；报警装置120用于接收继电器150发送的报警信号，并发出报警通知。
其中，需要说明地是，防止反复分合闸电路100还包括报警装置 120；报警装置120与继电器150的发信接点连接；报警装置120用于接收继电器150发送的报警信号，并发出报警通知。报警装置120发出报警通知，可以通知人来对相关设备进行检修，检修完毕后再使相关设备恢复工作状态，这不仅缩短了设备故障时间，同时也保证了设备的安全，保证设备不被反复合闸带来的强大电流损坏。
可选地，在本申请实施例中，传感器110包括霍尔元件；霍尔元件用于检测电气回路900的电流变化。
其中，需要说明地是，传感器110包括霍尔元件；霍尔元件用于检测电气回路900的电流变化。使用霍尔元件作为传感器110来检测回路电流变化状态，增加了传感器110的灵敏度和有效程度。
可选地，在本申请实施例中，传感器110包括光纤型电流互感器；光纤型电流互感器用于检测电气回路900的电流变化。
其中，需要说明地是，传感器110包括光纤型电流互感器；光纤型电流互感器用于检测电气回路900的电流变化。使用光纤型电流互感器作为传感器110来检测回路电流变化状态，增加了传感器110的灵敏度和有效程度。
第二实施例
请参见图3，图3示出了本申请实施例中的储能电动机第一视角结构示意图。本申请还提供了一种储能电动机101，储能电动机101包括：储能电源300、第一电源空气开关500、第二电源空气开关700、电气回路900和如上防止反复分合闸电路100；防止反复分合闸电路100还包括连接端140；连接端140包括：第一输入端141、第一输出端143、第二输入端145和第二输出端147；第一输入端141与第一输出端143 电性连接，第二输入端145和第二输出端147电性连接；
第一电源空气开关500的一端连接储能电源300的负极310，第一电源空气开关500远离储能电源300的负极310的另一端连接防止反复分合闸电路100的第一输入端141；第二电源空气开关700的一端连接储能电源300的正极330，第二电源空气开关700远离储能电源300 的正极330的另一端连接防止反复分合闸电路100的第二输出端147；电气回路900的一端连接防止反复分合闸电路100的第一输出端143，电气回路900远离防止反复分合闸电路100的第一输出端143的另一端连接防止反复分合闸电路100的第二输入端145。
其中，需要说明地是，本申请还提供了一种储能电动机101，储能电动机101包括：储能电源300、第一电源空气开关500、第二电源空气开关700、电气回路900和如上防止反复分合闸电路100；防止反复分合闸电路100还包括连接端140；连接端140包括：第一输入端141、第一输出端143、第二输入端145和第二输出端147；第一输入端141 与第一输出端143电性连接，第二输入端145和第二输出端147电性连接；第一电源空气开关500的一端连接储能电源300的负极310，第一电源空气开关500远离储能电源300的负极310的另一端连接防止反复分合闸电路100的第一输入端141；第二电源空气开关700的一端连接储能电源300的正极330，第二电源空气开关700远离储能电源 300的正极330的另一端连接防止反复分合闸电路100的第二输出端147；电气回路900的一端连接防止反复分合闸电路100的第一输出端 143，电气回路900远离防止反复分合闸电路100的第一输出端143的另一端连接防止反复分合闸电路100的第二输入端145。储能电动机 101在反复合闸的情况下，使用防止反复分合闸电路100能够有效地保证设备的安全，保证设备不被反复合闸带来的强大电流损坏。
请参见图4，图4示出了本申请实施例中的电气回路第一视角结构示意图。可选地，在本申请实施例中，电气回路900包括：第一串行电路元件组910和第二串行电路元件组930；第一串行电路元件组910 与第二串行电路元件组930并联；
第一串行电路元件组910包括：储能电机911、第一储能弹簧行程开关913和储能开关915；储能电机911、第一储能弹簧行程开关913 和储能开关915依次串联连接；
第二串行电路元件组930包括：储能指示灯931和第二储能弹簧行程开关933；储能指示灯931和第二储能弹簧行程开关933依次串联连接。
其中，需要说明地是，电气回路900包括：第一串行电路元件组 910和第二串行电路元件组930；第一串行电路元件组910与第二串行电路元件组930并联；第一串行电路元件组910包括：储能电机911、第一储能弹簧行程开关913和储能开关915；储能电机911、第一储能弹簧行程开关913和储能开关915依次串联连接；第二串行电路元件组930包括：储能指示灯931和第二储能弹簧行程开关933；储能指示灯931和第二储能弹簧行程开关933依次串联连接。
第三实施例
请参见图5，图5示出了本申请实施例中的弹簧储能机构结构示意图。本申请还提供了一种弹簧储能机构102，弹簧储能机构102包括弹簧储能机构本体，弹簧储能机构本体包括：弹簧104和如上储能电动机101；弹簧与储能电动机101弹性连接。
其中，需要说明地是，弹簧储能机构102包括弹簧储能机构本体，弹簧储能机构本体包括：弹簧104和如上储能电动机101；弹簧104与储能电动机101弹性连接。弹簧储能机构102在反复合闸的情况下，使用防止反复分合闸电路100能够有效地保证设备的安全，保证设备不被反复合闸带来的强大电流损坏。
第四实施例
请参见图6，图6示出了本申请实施例中的断路器结构示意图。本申请还提供了一种断路器103，断路器103包括断路器本体，断路器本体包括如上弹簧储能机构102。
其中，需要说明地是，断路器103包括断路器本体，断路器本体包括如上弹簧储能机构102。断路器103在反复合闸的情况下，使用防止反复分合闸电路100能够有效地保证设备的安全，保证设备不被反复合闸带来的强大电流损坏。
为了便于理解，下面介绍本申请实施例提供的另一种实施方式，本申请实施例提供的另一种实施方式具体如下：
目前变电站中有大量断路器采用弹簧储能操动机构，该机构由储能电动机、弹簧、辅助开关、棘轮、分闸线圈、合闸线圈、分闸控制半轴和合闸控制半轴等元件构成。其储能电机电气回路粗放简单。
由储能电源、储能电源空气开关、储能开关、储能电机行程开关、储能电机、储能指示灯组成。该储能回路以储能电源空气开关作为保护元件，只能在电机堵转或绕组短路造成过流时起到保护作用。
正常工作情况下，断路器合上后弹簧释能，电机回路中的行程开关闭合，电机回路接通，电机开始转动，为弹簧储能，弹簧储能到位后，行程开关断开，电动机停转。当弹簧储能操动机构运行时间较久后，部分构件机械变形或元件损坏，会出现因机械老化导致的其他故障。比如，合闸半轴的复位弹簧变形会造成弹簧储能到位时自动释能，弹簧又开始储能。若此时线路上发生永久性故障，断路器在跳闸、重合于故障后本应加速跳开隔离故障。而由于重合闸后，弹簧储能到位时又自动释能，导致断路器再次合闸于故障，断路器便进入跳闸、合闸的死循环。断路器反复合闸于故障会对一次设备造成极大的冲击，甚至会导致开关爆炸。在电网运行中就曾出现过这样的故障。
断路器控制回路中的防跳功能仅能防止分合闸回路同时导通时导致的开关跳跃现象。对于机构老化变形导致的这种开关跳跃，保护装置及操作机构的防跳回路均无法起到保护作用。目前在断路器弹簧操作机构在制作工艺上尚且无法解决这个问题。在电网的实际运行中针对这种情况只能全部退出该同期投产设备的重合闸功能，大大降低了相关区域的供电可靠性。
本申请提出一种防止断路器弹簧储能机构因机械老化反复分合闸的方法。本方法的主要特征在于通过电机回路的电流判断断路器的操作机构有没有在短时间内多次反复储能的行为。如果断路器的操作机构在短时间内进行多次反复储能，则说明断路器在反复分合闸，此时通过串联在电机回路中的继电器接点断开电机回路，阻止断路器的操作机构继续储能，以达到防止断路器反复分合闸的作用。本方法包括以下步骤。
步骤一：检测储能电动机回路的电流变化；
步骤二：判断断路器操作机构的储能次数；
步骤三：确定计数周期，记录断路器操作机构的储能次数；
步骤四：若计数周期内断路器操作机构的储能次数超过一次，则断开储能回路；
步骤五：发送信号至报警装置。
具体地，为了便于理解，下面对每一个步骤作出详细的解释和说明，其中的详细的解释和说明如下：
在步骤一中，电机回路为直流回路，直流电流的检测可采用霍尔元件或光纤型电流互感器作为传感器进行检测。正常情况下，操作机构储能完成后，该回路无电流，只有在储能过程中有电流。检测重点在于检测电动机回路的电流变化而非大小。故在传感器之后应经过信号处理电路进行相关处理，以便于检测该电流的变化。
其次，电动机每进行一次储能，电动机电流都将经历从零增加至工作电流再变为零的过程。故步骤二中只需检测电动机电流从零增加至工作电流的次数，即检测电动机电流的上升沿个数，便可以得到断路器操作机构的储能次数。
步骤三中，应根据断路器的实际进行一次储能的时间来确定计数周期，计数周期应比实际储能时间稍长，可在实际储能时间的基础上加3至4秒作为计数周期。断路器的实际储能时间可通过现场多次测量取平均值确定。
步骤四中，断路器在正常操作过程中或者经历永久性故障时，只会在合闸后进行一次储能，若在步骤三确定的计数周期内，断路器操作机构的储能次数超过一次，则说明断路器起码进行了两次合闸，此时应断开储能回路，起到防止断路器反复分合闸的作用。断开储能回路可通过在电机回路中串入继电器的常闭接点，当计数器结果超过1 时驱动继电器，使继电器常闭接点断开来实现。
步骤五中，当步骤四切断储能回路时，可通过同一继电器的常开接点发送信号进行报警。也就是说，报警装置与继电器的发信接点连接；报警装置用于接收所述继电器发送的报警信号，并发出报警。
以上所提供的方法能在计时周期内检测到第二次储能时，切断储能回路，可有效防止断路器弹簧储能机构因机械老化导致的弹簧自动释能而反复分合闸的问题，确保设备的安全运行。该方法只需在储能电源空气开关之后串入继电器接点，无需改动开关机构内的其它接线，并可提供相应接点用于报警，实用性强，可推广性强。本方法的适用范围广，可以应用于任何采用弹簧储能机构的断路器，以起到防止因机械老化导致的开关反复分合闸的作用。对于已运行多年，已有同批次产品出现反复分合闸问题的断路器，使用本申请提供的方法，可不用退出重合闸功能，减少了发生瞬时故障时的可能停电时间，大大提高了相应区域的供电可靠性。
本申请提供的一种防止反复分合闸电路、储能电动机、弹簧储能机构及断路器，通过检测电气回路的电流变化，当电气回路的电流从零增加至工作电流时记为储能次数增加一次，并判断在计数周期内所述储能次数是否超过预设次数，当超过时将断开信号发送给继电器，继电器当接收到信号处理器发送的断开信号时，继电器就断开所述电气回路与电源的连接。从而有效地解决了现有技术中断路器弹簧储能机构因机械老化反复分合闸的问题。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。