一种断路器及其触头的位置检测装置的制作方法

本申请属于电网继电保护技术领域，具体涉及一种断路器及其触头的位置检测装置。

背景技术：

断路器作为一种非常重要的高压开关设备，在电网中数量庞大，在电力系统中不仅负责电路的正常接通和断开，更对电路和电器起着控制和安全保护的作用，它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。

断路器良好的功能状态是变压器以及电路系统正常、安全运行的关键所在。断路器分、合闸动作时，动触头的行程—时间特性是计算分、合闸速度的依据，也是表征其机械特性和分断电路能力的重要参数，因此，实时的在线监测断路器触头行程对提高电力系统的安全性和可靠性至关重要。

在实际工程应用中，断路器触头在封闭的绝缘套管中，无法看到触头的实际位置，无法对其进行直接监测。由于装置的老化，通过传动机构对触头位置的计算会产生较大的误差，无法监测到断路器触头的真实行程情况，对断路器动触头的行程—时间特性曲线的绘制造成了很大困难。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：解决现有技术中，由于断路器触头安装在封闭的绝缘套管内，无法对断路器触头的行程进行直接、真实的监测，且监测的行程误差大的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种断路器触头的位置检测装置，包括计时控制器和光电门阵列，所述光电门阵列包括多个光电门，所述的多个光电门安装在断路器触头的绝缘套管内，且沿断路器触头的行程路线均匀排布，各所述光电门的检测信号输出端连接计时控制器。

进一步地，根据本申请所述的位置检测装置，所述光电门包括红外线发射元件和红外线接收元件，所述红外线发射元件和红外线接收元件一一对称安装在断路器触头的绝缘套管内壁上，且相邻两个光电门间隔设定距离安装。

进一步地，根据本申请所述的位置检测装置，所述红外线发射元件为发光二极管，所述红外线接收元件为光敏电阻。

进一步地，根据本申请所述的位置检测装置，所述光电门的信号输出端连接有led灯。

本申请还提供了一种断路器，包括断路器触头及绝缘套管，所述断路器触头位于绝缘套管内，所述绝缘套管内安装有上述的位置检测装置。

本实用新型的有益效果是：本申请可以在封闭的绝缘套管内实时检测断路器触头的位置，不受外界干扰，位置检测更加准确，提高电力系统的安全性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。

图1是本申请实施例的位置检测装置电路原理图；

图2是本申请实施例的断路器触头的绝缘套管示意图；

图3是本申请另一个实施例的位置检测装置的电路原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。

位置检测装置实施例：

本实施例提供一种断路器触头的位置检测装置，该位置检测装置包括安装在断路器触头的绝缘套管内壁上的红外线发射元件和红外线接收元件，红外线发射元件的发射端口与红外线接收元件的接收端口一一对应、相对设置，一对红外线发射元件和红外线接收元件组成一个光电门。

红外线发射元件为发射红外光的发光元件，一般为发光二极管，红外线接收元件为接收光信号的光接收元件，用于接收光信号并转换为电信号，一般采用光敏元件，例如：光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻等。发光元件的电信号输入端为光电门的信号输入端，光接收元件的电信号输出端为光电门的信号输出端。

当断路器进行分、合闸动作时，断路器触头动作，并当断路器触头经过光电门时，发光元件发出的红外光被断路器触头被阻挡，光接收元件接收不到光信号，或者接收到很弱的光信号，光电门的检测信号输出端即为输出一个检测信号，并发送给计时控制器，计时控制器记录断路器触头经过对应位置处的光电门的时刻，实现对断路器触头位置的实时检测。

如图1，在其中一个实施例中，红外线接收元件可以使用光敏电阻，可以有效避其他光源的干扰。图1中，r为光敏电阻，d为发光二极管，光敏电阻r和发光二极管d组成一个光电门，光敏电阻r的一端接电源r2，另一端通过电阻r2接地，光敏电阻r2还通过一个放大电路lm324连接计时控制器，光敏电阻r2输出的检测信号经放大电路lm324放大后，输出给计时控制器，计时控制器可以通过stm32f2单片机实现。

发光二极管d的阳极通过开关sk接电源v1的正极，发光二极管d的阴极通过一个电阻r1接地，当按下开关sk时，电源v1给发光二极管供电，发光二极管d发出红外光线，光电门开始工作。

当光电门中间没有断路器触头阻挡时，发光二极管d发出的红外线照射到光敏电阻r上，光敏电阻r的阻值减小，光敏电阻r两端输出一个低电压信号；若断路器触头动作，并经过光电门时，光电门中间有断路器触头的阻挡，发光二极管d发出的红外线无法照射到光敏电阻r，或者照射到光敏电阻r上的红外光较弱，光敏电阻r的阻值增大，光敏电阻r两端即输出一个高电压信号。

作为一种实施例，如图1，光敏电阻r的输出端还连接一个led灯，当光敏电阻r输出高电平信号时，led灯被点亮，当光敏电阻输出低电平时，led灯熄灭。led灯设置于绝缘套管的外部，工作人员可以通过的根据led灯的状态来了解断路器的工作情况。

如图2，在一个实施例中，绝缘套管内分别设置了5个光电门g1～g5，5个光电门沿绝缘套管4内壁的轴向设置，位于断路器触头3的行程路线上，且间隔距离l，且每个光电门安装在各自设定的位置上，每个光电门的光发射端口、接收端口均朝向绝缘套管的中轴线。图2中，1为光发射元件，2为光接收元件，1和2构成一个光电门g3。

当断路器进行分/合闸操作时，触头动作，并依次经过g1、g2、g3、g4、g5，当断路器触头经过光电门g1时，光电门g1感测到断路器触头，即发出高电平信号，单片机开始计时，并记录断路器触头经过g1的时刻t1，根据光电门g1的位置，即可确定断路器触头在t1时刻的位置。

同理，当断路器触头经过g2时，单片机接收到g2发送的高电平信号，记录断路器触头经过g2的时刻t2，从而确定断路器触头在t2时刻的位置；依次类推，直到单片机接收到g5发送的高电平信号，完成对断路器触头的位置检测。

在其他的实施例中，在其他的实施例中，红外线接收元件可以选用光敏二极管，如图3，当采用光敏二极管d1时，光敏二极管d1的阳极接电源v2正极，光敏二级管d1的阴极通过电阻r2接地，当光敏二极管d1接受到发光二极管d发出的光线照射时，光敏二极管d1截止，光电门没有信号输出；当光线被阻挡时，光敏二极管d1根据其阳极施加的电压而导通，输出高电压信号。

红外线接收元件还可以采用光敏三极管，例如采用pnp型光敏三极管，pnp型光敏三极管的基级为光接收端口，pnp型光敏三极管的集电极接电源v2的正极，pnp型光敏三极管的发射极接地。当pnp型光敏三极管的基级接收到光线照射时，pnp型光敏三极管导通，发射极输出放大后的高电平信号；在无光照射时，pnp型光敏三极管处于截止状态，无电信号输出。

因为光敏三极管本身具有信号放大作用，因此在其输出端不需要设置放大电路，而且，光敏三极管比光敏二极管具有更高的灵敏度。

断路器实施例

本实施例提供一种断路器，包括断路器触头及绝缘套管，断路器触头位于绝缘套管内，绝缘套管内安装有断路器触头的位置检测装置。

本实施例的位置检测装置与上述实施例相同。

以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。