一种直流塑壳断路器的制作方法

文档序号:33225799发布日期:2023-02-14 14:42阅读:73来源:国知局
一种直流塑壳断路器的制作方法

1.本技术涉及断路器技术领域,具体而言,涉及一种直流塑壳断路器。


背景技术:

2.应用于直流电力系统的直流塑壳断路器可以在其内部设置分流器,实现电流采集功能。
3.但是,由于直流塑壳断路器体积的小型化要求,用于实现电流采集功能的分流器以及对采集的电流进行处理的电子线路板通常与进线端子、出线端子封装为一个整体基座,并且分流器和电子线路板占据了整体基座的大部分空间,导致断路器的进线端子、出线端子在与外部母排连接时,只能通过简单的固定连接方式(例如螺栓连接),无法实现断路器的快速插拔。


技术实现要素:

4.本技术实施例的目的在于提供一种直流塑壳断路器,用以解决现有直流塑壳断路器将分流器和电子线路板与进线端子、出线端子封装为一个整体基座,使得分流器和电子线路板占据了整体基座的大部分空间,导致断路器的进线端子、出线端子在与外部母排连接时,只能通过简单的固定连接方式(例如螺栓连接),无法实现断路器的快速插拔的问题。
5.本技术实施例提供的一种直流塑壳断路器,包括主体结构和插拔结构;主体结构和插拔结构为一体化结构;
6.主体结构包括分流器;
7.当主体结构通过插拔结构与外部母排连接时,形成导电回路;
8.其中,分流器用于采集导电回路上的电流信号。
9.上述技术方案中,直流塑壳断路器为一体化结构,该一体化结构分为主体结构和插拔结构两个部分,主体结构连接插拔结构的一端,插拔结构的另一端用于连接外部母排,其中,用于采集电流信号的分流器设置于主体结构,分流器不占据插拔结构的内部空间,使得插拔结构内部能够容纳用以提供快速插拔功能的结构,通过插拔结构实现了直流塑壳断路器的快速插拔。
10.在一个实施例中,主体结构包括横向依次布置的脱扣器、动触头系统和灭弧系统,主体结构下部与插拔结构固定连接形成一体化结构;
11.其中,在进行直流塑壳断路器的插拔时,主体结构跟随插拔结构运动。
12.上述技术方案中,主体结构和插拔结构为一体化结构,使得断路器在进行插拔时,主体结构跟随插拔结构运动,也就是一体化结构的断路器整体与外部母排进行插拔,相较于框架式断路器(例如抽屉式断路器),在进行框架式断路器的插拔时,需先将框架式断路器中用于插拔的基座与外部母排连接,再将断路器本体摇入或摇出用于插拔的基座,而本实施例的一体化结构整体插拔体现了塑壳断路器的优点,用户通过简单的插入或拔出动作即可实现该直流塑壳断路器的插拔。
13.在一些可选的实施方式中,主体结构还包括:包含静触头导电杆的静触头系统和脱扣器,该脱扣器为包含热元件的热磁脱扣器;
14.其中,分流器和静触头导电杆串接;或,分流器和热元件串接。
15.上述技术方案中,主体结构包括静触头系统和脱扣器,在静触头系统中有静触头导电杆,在脱扣器中有热元件,静触头导电杆和插拔结构的出线端子连接,热元件与插拔结构的进线端子连接,也就是说,热元件连接电源,静触头导电杆连接负载,将分流器设置于静触头导电杆或热元件的位置,布局合理,提高了主体结构内部的空间利用率。
16.在一些可选的实施方式中,主体结构还包括动触头系统;
17.动触头系统包括软连接线、动触头导电杆和动触点;
18.动触头导电杆通过软连接线与热元件连接,动触点设置于动触头导电杆的端部。
19.上述技术方案中,在动触点和静触点接触时,热元件、动触头系统和静触头系统形成主体结构内的导电回路。
20.在一些可选的实施方式中,热元件包括上杆体和下杆体;
21.分流器的一端通过第一紧固件连接上杆体,分流器的另一端通过第二紧固件连接下杆体;
22.或,分流器的一个端面与上杆体的下端面连接,分流器的另一个端面与下杆体的上端面连接。
23.在一个实施例中,热元件分为上杆体和下杆体,在进行直流塑壳断路器的组装时,将分流器固定安装在热元件的侧面,安装方式包括但不限于螺栓连接和焊接。在直流塑壳断路器内部,热元件以上的空间用于容纳脱扣器和动触头系统等,热元件以下是插拔结构,因此,将分流器设置于热元件的侧面,布局合理,提高了主体结构内部的空间利用率。在另一实施例中,在生产热元件时,将分流器集成在热元件上,即分流器的一个端面与上杆体的下端面连接,分流器的另一个端面与下杆体的上端面连接,从而,在进行直流塑壳断路器的组装时,可以减少安装分流器的步骤流程,简化了直流塑壳断路器的组装流程,提高了组装效率。
24.在一个实施例中,静触头导电杆分为上杆体和下杆体,在进行直流塑壳断路器的组装时,将分流器固定安装在静触头导电杆的侧面,安装方式包括但不限于螺栓连接和焊接。在直流塑壳断路器内部,静触头导电杆以上的空间用于容纳脱扣器和动触头系统等,静触头导电杆以下是插拔结构,因此,将分流器设置于静触头导电杆的侧面,布局合理,提高了主体结构内部的空间利用率。在另一实施例中,在生产静触头导电杆时,将分流器集成在静触头导电杆上,即分流器的一个端面与上杆体的下端面连接,分流器的另一个端面与下杆体的上端面连接,从而,在进行直流塑壳断路器的组装时,可以减少安装分流器的步骤流程,简化了直流塑壳断路器的组装流程,提高了组装效率。
25.在一些可选的实施方式中,断路器还包括操作机构、电子线路板和外部脱扣附件;其中,外部脱扣附件包括分励脱扣器或欠压脱扣器;
26.电子线路板与分流器电连接,电子线路板用于接收电流信号,以及基于电流信号输出用于指示外部脱扣附件执行脱扣动作的脱扣指令,使操作机构脱扣。
27.在一些可选的实施方式中,电子线路板包括:与分流器电连接的处理器;
28.处理器用于根据电流信号确定直流塑壳断路器的当前状态,以及在确定当前状态
为异常状态时,向外部脱扣附件发送脱扣指令。
29.在一些可选的实施方式中,处理器具体用于:
30.根据电流信号提取当前电流值;
31.判断当前电流值是否大于电流阈值;若是,则确定当前状态为异常状态,并向外部脱扣附件发送脱扣指令。
32.在一些可选的实施方式中,电子线路板还包括:
33.无线通信模块,其与处理器电连接;无线通信模块用于将电流信号以及当前状态上传服务器,以及接收服务器基于电流信号及当前状态获得的脱扣指令。
34.在一些可选的实施方式中,电子线路板还包括:
35.显示屏,其与处理器连接;显示屏用于在本地显示电流信号和/或当前状态。
36.在一些可选的实施方式中,电子线路板还包括:
37.声光报警装置,其与处理器连接;声光报警装置用于在当前状态为异常状态时,进行声光报警。
38.在一些可选的实施方式中,还包括:
39.温度采集电路,用于采集断路器中温度采集点的温度;
40.其中,温度采集点包括动触点的位置,和/或
41.静触头系统的静触点的位置,和/或
42.软连接线的位置,和/或
43.热元件的位置,和/或静触头导电杆的位置,和/或动触头导电杆的位置,和/或
44.处理器的位置,和/或外部母排的位置;
45.温度采集电路与处理器电连接;处理器还用于在温度采集点的温度达到预设脱扣条件时,向外部脱扣附件发送脱扣指令。
46.在一些可选的实施方式中,电子线路板还包括存储器;存储器用于存储各个电流值对应的每个温度采集点的脱扣条件;
47.处理器还用于根据电流信号确定当前的电流值,并以当前的电流值查询温度采集点对应的当前脱扣条件,在该温度采集点的温度达到当前脱扣条件时,向外部脱扣附件发送脱扣指令。
48.在一些可选的实施方式中,静触头系统还包括:静触点和引弧片;
49.静触头导电杆与静触点连接,引弧片与静触点连接。
50.上述技术方案中,静触头系统包括相互连接的静触点、静触头导电杆和引弧片。其中,引弧片的作用是:动触头和静触头在迅速断开时,在动触头和静触头间的电压导致空气介质放电从而产生高温电弧,因此,需要灭弧系统进行灭弧,而灭弧系统的对应位置设置的引弧片能够快速引导电弧。
51.在一些可选的实施方式中,静触头导电杆靠近静触点的一端设置有u型结构件,u型结构件用于在动触点和静触点之间产生电弧时提供对动触头导电杆的排斥力。
52.上述技术方案中,动触头系统是通过操作机构提供转动的力使得动触点和静触点接触,在静触头导电杆上设置u型结构件,可以在动触点和静触点之间产生电弧时提供对动触头导电杆额外的排斥力,使得动触点和静触点快速分断使得动触点和静触点快速分断,缩短响应时间。
53.在一些可选的实施方式中,u型结构件与静触头导电杆为一体成型的结构。
54.上述技术方案中,u型结构件与静触头导电杆为一体成型的结构,也就是说,在生产静触头导电杆时,可以将一整块导电杆的一端进行冲压形成u型结构,无需将u型结构件与静触头导电杆进行焊接,并且,该一体成型的结构强度较高,能够承受更多次动触点在与静触点接触时的击打动作,使用寿命更长。
55.在一些可选的实施方式中,插拔结构包括桥型触头对;桥型触头对由第一桥型触头和第二桥型触头组成;
56.第一桥型触头一端插入热元件,另一端用于插入外部母排;
57.第二桥型触头一端插入静触头导电杆,另一端用于插入外部母排。
58.上述技术方案中,插拔结构中通过桥型触头实现直流塑壳断路器的插拔功能,热元件通过第一桥型触头连接电源,静触头导电杆通过第二桥型触头连接负载,从而使得第一桥型触头、热元件、软连接线、动触头导电杆、动触点、静触点、静触头导电杆和第二桥型触头依次连接形成直流塑壳断路器中的导电回路。
59.在一些可选的实施方式中,桥型触头对朝向直流塑壳断路器底面设置。
60.上述技术方案中,第一桥型触头和第二桥型触头均朝向直流塑壳断路器高度方向设置,且桥型触头对位于直流塑壳断路器的底部,也就是说,本实施例的直流塑壳断路器是底面插拔式的断路器,在将直流塑壳断路器与外部母排连接时,只需从上向下将直流塑壳断路器放置并插入外部母排即可,便于直流塑壳断路器的快速插拔。
61.在一些可选的实施方式中,所述断路器还包括脱扣器、操作机构和电子线路板,该脱扣器为电子式脱扣器;所述脱扣器包括导电杆、脱扣器基座、脱扣执行机构,其中,电子式脱扣器的脱扣执行机构为磁通变换器;
62.所述脱扣执行机构和导电杆安装在所述脱扣器基座上;所述分流器和所述导电杆串接;
63.所述电子线路板与所述分流器电连接,所述电子线路板用于接收所述电流信号,以及基于所述电流信号输出用于指示所述脱扣执行机构执行脱扣动作的脱扣指令,使所述操作机构脱扣。
64.在一个实施例中,当操作机构合闸,动触头系统与静触头系统闭合,直流塑壳断路器内部导电回路导通,当导电回路通过电流时,电流将通过导电杆,从而使得串接在导电杆上的分流器对应产生反馈的电流信号,该电流信号通过辅助回路传输到电子线路板上,实现电流信号的采集。当通过导电回路的电流出现异常时,电子线路板将输出脱扣指令到脱扣执行机构,脱扣执行机构执行脱扣动作,使操作结构脱扣,从而实现动触点和静触点的分离,直流塑壳断路器内部电流切断。
65.在另一个实施例中,当操作机构合闸,动触头系统与静触头系统闭合,直流塑壳断路器内部导电回路导通,当导电回路通过电流时,电流将通过静触头导电杆,从而使得串接在静触头导电杆上的分流器对应产生反馈的电流信号,该电流信号通过辅助回路传输到电子线路板上,实现电流信号的采集。当通过导电回路的电流出现异常时,电子线路板将输出脱扣指令到脱扣执行机构,脱扣执行机构执行脱扣动作,使操作结构脱扣,从而实现动触点和静触点的分离,直流塑壳断路器内部电流切断。
66.在一些可选的实施方式中,电子线路板包括:与分流器电连接的处理器;
67.处理器用于根据电流信号确定直流塑壳断路器的当前状态,以及在确定当前状态为异常状态时,向脱扣执行机构发送脱扣指令。
68.在一些可选的实施方式中,处理器具体用于:
69.根据电流信号提取当前电流值;
70.判断当前电流值是否大于电流阈值;若是,则确定当前状态为异常状态,并向脱扣执行机构发送脱扣指令。
71.上述技术方案中,电流阈值为事先在处理器中进行配置得到,进行配置的方法为通过与处理器连接的操作端进行配置,该操作端包括与处理器通信连接的触摸屏,与处理器通信连接的服务器等。处理器在接收到电流信号时,将电流信号的当前电流值与对应的电流阈值进行比较,若是超出了阈值,则认为是导电回路中的电流异常,自动执行向脱扣执行机构发送脱扣指令。
72.在一些可选的实施方式中,电子线路板还包括:
73.无线通信模块,其与处理器电连接;无线通信模块用于将电流信号以及当前状态上传服务器,以及接收服务器基于电流信号及当前状态获得的脱扣指令。
74.上述技术方案中,电子线路板还通过无线通信模块与服务器进行数据交互,能够将电流信号以及当前的合闸、分闸、电流异常等状态上传服务器,服务器中也可以将这些数据发送给客户端,以便操作人员进行远程控制,服务器还可以采集多个直流塑壳断路器的数据,进行数据分析,以确定电流值对应的电流阈值。
75.在一些可选的实施方式中,电子线路板还包括:
76.显示屏,其与处理器连接;显示屏用于在本地显示电流信号和/或当前状态。
77.上述技术方案中,电子线路板电连接显示屏,在显示屏上显示电流信号的瞬时电流值和当前的合闸、分闸、电流异常等状态,使操作人员能够在现场进行查看以及时排查出直流塑壳断路器的故障原因。
78.在一些可选的实施方式中,电子线路板还包括:
79.声光报警装置,其与处理器连接;声光报警装置用于在当前状态为异常状态时,进行声光报警。
80.上述技术方案中,处理器还连接有声光报警装置,在处理器监测到电流异常等异常状态时,处理器启用声光报警装置进行声光报警,提醒附近的维修管理人员进行故障排查。
81.在一些可选的实施方式中,还包括:
82.温度采集电路,用于采集断路器中温度采集点的温度;
83.其中,温度采集点包括动触点的位置,和/或
84.静触头系统的静触点的位置,和/或
85.软连接线的位置,和/或
86.导电杆的位置,和/或静触头导电杆的位置,和/或动触头导电杆的位置,和/或
87.处理器的位置,和/或外部母排的位置;
88.温度采集电路与处理器电连接;处理器还用于在温度采集点的温度达到预设脱扣条件时,向脱扣执行机构发送脱扣指令。
89.上述技术方案中,温度采集电路采集直流塑壳断路器中一个或多个温度采集点的
温度,温度采集点的位置包括但不限于:动触点的位置,静触点的位置,软连接线的位置,导电杆的位置,静触头导电杆的位置,动触头导电杆的位置,处理器的位置以及外部母排的位置。在直流塑壳断路器的导电回路导通时,这些温度采集点都有可能存在温度升高的可能,在任一温度采集点的温度达到对应的脱扣条件时,都表明当前直流塑壳断路器存在温度异常的情况,因此,处理器将向脱扣执行机构发送脱扣指令。
90.在一些可选的实施方式中,电子线路板还包括存储器;存储器用于存储各个电流值对应的每个温度采集点的脱扣条件;
91.处理器还用于根据电流信号确定当前的电流值,并以当前的电流值查询温度采集点对应的当前脱扣条件,在该温度采集点的温度达到当前脱扣条件时,向脱扣执行机构发送脱扣指令。
92.上述技术方案中,电子线路板还包括存储器,存储器中存储的各个电流值范围区间对应的温度采集点的脱扣条件,其可以是表格的形式,表格中的电流值范围区间对应的温度采集点的脱扣条件可以进行配置,或是通过服务器对该表格中的数据进行修改和更新。本实施例的直流塑壳断路器可以设置于不同的直流电力系统中,针对不同的电流值导致的温度采集点的温度变化,都能识别出温度异常的情况,扩大了断路器的适用范围,并且保证了在各种场景下温度异常都能被检测出。
附图说明
93.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
94.图1为本技术实施例提供的一种直流塑壳断路器的结构图;
95.图2为本技术另一实施例提供的一种直流塑壳断路器的结构图;
96.图3为本技术另一实施例提供的一种直流塑壳断路器的结构图;
97.图4为本技术实施例提供的一种分流器的结构图;
98.图5为本技术另一实施例提供的一种分流器的结构图;
99.图6为本实施例的多个温度采集点的位置示意图;
100.图7为本实施例提供的温度采集电路的结构图。
101.图标:1-主体结构,2-脱扣器,2-1-热元件,2-2-脱扣器基座,2-3-脱扣执行机构,2-4-导电杆,3-电子线路板,4-外部脱扣附件,5-中盖,6-操作机构,7-动触头系统,7-1-软连接线,7-2-动触头导电杆,7-3-动触点,8-灭弧系统,9-静触头系统,9-1-静触点,9-2-引弧片,9-3-静触头导电杆,10-分流器,11-桥型触头对,12-插拔结构,13-连接器,14-温度采集电路板,15-柔性pcb,16-显示屏。
具体实施方式
102.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行描述。
103.应用于直流电力系统的直流塑壳断路器可以在其内部设置分流器,实现电流采集功能。但是,由于直流塑壳断路器体积的小型化要求,用于实现电流采集功能的分流器以及
对采集的电流进行处理的电子线路板通常与进线端子、出线端子封装为一个整体基座,并且分流器和电子线路板占据了整体基座的大部分空间,导致断路器的进线端子、出线端子在与外部母排连接时,只能通过简单的固定连接方式(例如螺栓连接),无法实现断路器的快速插拔。
104.因此,本技术的一个或多个实施例提供了一种直流塑壳断路器,在采集断路器中导电回路的电流信号的同时,还能够实现断路器的快速插拔。
105.请参照图1,图1为本技术实施例提供的一种直流塑壳断路器的结构图,该直流塑壳断路器包括主体结构1和插拔结构12。主体结构1和插拔结构12为一体化结构。需明确的是,主体结构壳体包括与中盖5紧固后形成的密闭腔室,该腔室用于容纳脱扣器2、灭弧系统8等。
106.其中,当主体结构1通过插拔结构12与外部母排连接时,形成导电回路。在主体结构1中又包括了分流器10,分流器10用于采集导电回路上的电流信号。
107.本技术实施例中,直流塑壳断路器为一体化结构,该一体化结构分为主体结构1和插拔结构12两个部分,主体结构1连接插拔结构12的一端,插拔结构12的另一端用于连接外部母排,其中,用于采集电流信号的分流器10设置于主体结构1,分流器10不占据插拔结构12的内部空间,使得插拔结构12内部能够容纳用以提供快速插拔功能的结构,通过插拔结构12实现了直流塑壳断路器的快速插拔。
108.需明确的是,在一些其他实施方式中,分流器10也可以采用霍尔器件或其他电流采集器件代替,在采用霍尔器件或其他电流采集器件实施本技术任一实施例时,应视为等同替换。
109.在一个实施例中,主体结构1包括横向依次布置的脱扣器2、动触头系统7和灭弧系统8,主体结构1下部与插拔结构12固定连接形成一体化结构;
110.其中,在进行直流塑壳断路器的插拔时,主体结构1跟随插拔结构12运动。
111.本实施例中,主体结构1和插拔结构12为一体化结构,使得断路器在进行插拔时,主体结构1跟随插拔结构12运动,也就是一体化结构的断路器整体与外部母排进行插拔,相较于框架式断路器(例如抽屉式断路器),在进行框架式断路器的插拔时,需先将框架式断路器中用于插拔的基座与外部母排连接,再将断路器本体摇入或摇出用于插拔的基座,而本实施例的一体化结构整体插拔体现了塑壳断路器的优点,用户通过简单的插入或拔出动作即可实现该直流塑壳断路器的插拔。
112.在一些可选的实施方式中,主体结构1还包括:包含静触头导电杆9-3的静触头系统9和包含热元件2-1的脱扣器2。
113.在本实施例中,分流器10和热元件2-1串接。静触头导电杆9-3和热元件2-1均朝向断路器高度方向设置,垂直插入插拔结构12,与插拔结构12连接,直流塑壳断路器的在热元件2-1以上的空间用于容纳脱扣器2,并且在热元件2-1之下是插拔结构12,但是在热元件2-1的侧面四周有较多空间来设置分流器10。主体结构1包括静触头系统9和脱扣器2,在静触头系统9中有静触头导电杆9-3,在脱扣器2中有热元件2-1,静触头导电杆9-3和插拔结构12的出线端子连接,热元件2-1与插拔结构12的进线端子连接,也就是说,热元件2-1连接电源,静触头导电杆9-3连接负载;或,热元件2-1与插拔结构12的出线端子连接,即热元件2-1连接负载,静触头导电杆9-3和插拔结构12的进线端子连接,即静触头导电杆9-3连接电源;
将分流器10设置于热元件2-1的位置,布局合理,提高了主体结构1内部的空间利用率。
114.请参照图4,图4为本技术实施例提供的分流器10的结构图,热元件2-1包括上杆体和下杆体;分流器10的一端通过第一紧固件连接上杆体,分流器10的另一端通过第二紧固件连接下杆体,本实施例中第一紧固件和第二紧固件为螺钉,上杆体和分流器10在两者连接处均设置有通孔,下杆体和分流器10在两者连接处均设置有通孔。
115.本实施例中,分流器10设置于热元件2-1的侧面;本实施例中,在进行直流塑壳断路器的组装时,将分流器10固定安装在热元件2-1的侧面,安装方式包括但不限于螺栓连接和焊接。在直流塑壳断路器内部,热元件2-1以上的空间用于容纳脱扣器2和动触头系统7等,热元件2-1以下是插拔结构12,因此,将分流器10设置于热元件2-1的侧面,布局合理,提高了主体结构1内部的空间利用率。
116.请参照图5,图5为本技术实施例提供的分流器10的结构图,热元件2-1同样分为上杆体和下杆体,分流器10的一个端面与上杆体的下端面连接,分流器10的另一个端面与下杆体的上端面连接,这里的连接方式通常为焊接。
117.本实施例中,分流器10与热元件2-1一体成型;本实施例中,在生产热元件2-1时,将分流器10集成在热元件2-1上,从而,在进行直流塑壳断路器的组装时,可以减少安装分流器10的步骤流程,简化了直流塑壳断路器的组装流程,提高了组装效率。
118.在一些可选的实施方式中,主体结构1还包括动触头系统7。其中,动触头系统7包括软连接线7-1、动触头导电杆7-2和动触点7-3;动触头导电杆7-2通过软连接线7-1与热元件2-1连接,动触点7-3设置于动触头导电杆7-2的端部。
119.本技术实施例中,在动触点7-3和静触点9-1接触时,热元件2-1、动触头系统7和静触头系统9形成主体结构1内的导电回路。
120.在一些可选的实施方式中,脱扣器2包括:脱扣器基座2-2、脱扣执行机构2-3;断路器还包括操作机构6、电子线路板3和外部脱扣附件4。其中,外部脱扣附件4采用分励脱扣器或欠压脱扣器,电子线路板3输出脱扣指令使分励脱扣器或欠压脱扣器动作实现脱扣。
121.其中,脱扣执行机构2-3安装在脱扣器基座2-2上。脱扣器2为热磁脱扣器,通过脱扣执行机构2-3使操作机构6脱扣。电子线路板3输出脱扣指令时需要通过外部脱扣附件4来执行脱扣动作。也就是说,电子线路板3与分流器10电连接,电子线路板3用于接收电流信号,以及基于电流信号输出用于指示外部脱扣附件4执行脱扣动作的脱扣指令,使操作机构6脱扣。
122.本实施例中,当操作机构6合闸,动触头系统7与静触头系统9闭合,直流塑壳断路器内部导电回路导通,当导电回路通过电流时,电流将通过热元件2-1,从而使得串接在热元件2-1上的分流器10对应产生反馈的电流信号,该电流信号通过辅助回路传输到电子线路板3上,实现电流信号的采集。当通过导电回路的电流出现异常时,电子线路板3将输出脱扣指令到外部脱扣附件4,外部脱扣附件4执行脱扣动作,使操作结构脱扣,从而实现动触点7-3和静触点9-1的分离,直流塑壳断路器内部电流切断。
123.外部脱扣附件4(例如分励脱扣器)也可同时用于外部远程脱扣。
124.需明确的是,断路器中可以不安装外部脱扣附件4,此时,电子线路板3将采集的电流信号传输到显示屏16上或外部。
125.下述的一个或多个实施例中,将对直流塑壳断路器中的电子线路板3进行详细阐
述:
126.在一些可选的实施方式中,电子线路板3包括:与分流器10电连接的处理器,处理器用于根据电流信号确定直流塑壳断路器的当前状态,以及在确定当前状态为异常状态时,向外部脱扣机构发送脱扣指令。
127.其中,处理器包括一个或多个(均安装在电子线路板3上),其可以是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(central processing unit,简称cpu)、微控制单元(micro controller unit,简称mcu)、网络处理器(network processor,简称np)或者其他常规处理器;还可以是专用处理器,包括神经网络处理器(neural-network processing unit,简称npu)、图形处理器(graphics processing unit,简称gpu)、数字信号处理器(digital signal processor,简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuits,简称asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array,简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。并且,在处理器为多个时,其中的一部分可以是通用处理器,另一部分可以是专用处理器。
128.在一些可选的实施方式中,处理器具体用于:根据电流信号提取当前电流值;判断当前电流值是否大于电流阈值;若是,则确定当前状态为异常状态,并向外部脱扣机构发送脱扣指令。
129.本技术实施例中,电流阈值为事先在处理器中进行配置得到,进行配置的方法为通过与处理器连接的操作端进行配置,该操作端包括与处理器通信连接的触摸屏,与处理器通信连接的服务器等。处理器在接收到电流信号时,将电流信号的当前电流值与对应的电流阈值进行比较,若是超出了阈值,则认为是导电回路中的电流异常,自动执行向外部脱扣机构发送脱扣指令。
130.在一些可选的实施方式中,电子线路板3还包括:无线通信模块,其与处理器电连接;无线通信模块用于将电流信号以及当前状态上传服务器,以及接收服务器基于电流信号及当前状态获得的脱扣指令。
131.本技术实施例中,电子线路板3还通过无线通信模块与服务器进行数据交互,能够将电流信号以及当前的合闸、分闸、电流异常等状态上传服务器,服务器中也可以将这些数据发送给客户端,以便操作人员进行远程控制,服务器还可以采集多个直流塑壳断路器的数据,进行数据分析,以确定电流值对应的电流阈值。
132.在一些可选的实施方式中,电子线路板3还包括:显示屏16,其与处理器连接;显示屏16用于在本地显示电流信号和/或当前状态。本技术实施例中,电子线路板3电连接显示屏16,在显示屏16上显示电流信号的瞬时电流值和当前的合闸、分闸、电流异常等状态,使操作人员能够在现场进行查看以及时排查出直流塑壳断路器的故障原因。
133.在一些可选的实施方式中,电子线路板3还包括:声光报警装置,其与处理器连接;声光报警装置用于在当前状态为异常状态时,进行声光报警。本技术实施例中,处理器还连接有声光报警装置,在处理器监测到电流异常等异常状态时,处理器启用声光报警装置进行声光报警,提醒附近的维修管理人员进行故障排查。
134.在一些可选的实施方式中,还包括:温度采集电路,用于采集断路器中温度采集点的温度;其中,温度采集点包括:动触点7-3的位置,静触头系统9的静触点9-1的位置,软连
接线7-1的位置,热元件2-1的位置,静触头导电杆9-3的位置,动触头导电杆7-2的位置,处理器的位置以及外部母排的位置等。温度采集电路与处理器电连接;处理器还用于在温度采集点的温度达到预设脱扣条件时,向外部脱扣机构发送脱扣指令。
135.本技术实施例中,温度采集电路采集直流塑壳断路器中一个或多个温度采集点的温度,温度采集点的位置包括但不限于:动触点7-3的位置,静触点9-1的位置,软连接线7-1的位置,热元件2-1的位置,静触头导电杆9-3的位置,动触头导电杆7-2的位置,处理器的位置,以及外部母排的位置。在直流塑壳断路器的导电回路导通时,这些温度采集点都有可能存在温度升高的可能,在任一温度采集点的温度达到对应的脱扣条件时,都表明当前直流塑壳断路器存在温度异常的情况,因此,处理器将向外部脱扣机构发送脱扣指令。
136.具体的,请参照图6,图6为本实施例的多个温度采集点的位置示意图,其中,温度采集点a为动触点7-3后部的位置,温度采集点b为静触点9-1下部的位置,温度采集点c为静触头导电杆9-3处的位置,温度采集点d为与软连接线7-1连接的脱扣器内导电块处的位置,温度采集点e为热元件2-1处的位置,温度采集点f为与桥型触头对8连接的外部母排的位置。本实施例的温度采集电路如图7所示,温度采集电路包括连接器13、温度采集电路板14、柔性pcb15以及设置于温度采集点a-f的六个ntc温度传感器,这六个ntc温度传感器分别通过导线连接到温度采集电路板14上的连接器13,温度采集电路板14通过柔性pcb15连接到电子线路板3上,从而ntc温度传感器采集的温度信号能够传送到电子线路板3上的处理器,经过处理器处理后显示给维护人员或客户。
137.在一些可选的实施方式中,电子线路板3还包括存储器;存储器用于存储各个电流值对应的每个温度采集点的脱扣条件;处理器还用于根据电流信号确定当前的电流值,并以当前的电流值查询温度采集点对应的当前脱扣条件,在该温度采集点的温度达到当前脱扣条件时,向外部脱扣附件4发送脱扣指令。
138.本技术实施例中,电子线路板3还包括存储器,存储器中存储的各个电流值范围区间对应的每个温度采集点的脱扣条件,其可以是表格的形式,表格中的电流值范围区间对应的温度采集点的脱扣条件可以进行配置,或是通过服务器对该表格中的数据进行修改和更新。本实施例的直流塑壳断路器可以设置于不同的直流电力系统中,针对不同的电流值导致的温度采集点的温度变化,都能识别出温度异常的情况,扩大了断路器的适用范围,并且保证了在各种场景下温度异常都能被检测出。
139.请参照图2,图2为本技术另一实施例提供的直流塑壳断路器的结构图,该断路器还包括脱扣器2、操作机构6和电子线路板3,本实施例中脱扣器2为电子式脱扣器,脱扣器2包括导电杆2-4、脱扣器基座2-2、脱扣执行机构2-3;脱扣执行机构2-3和导电杆2-4安装在脱扣器基座2-2上;分流器10和导电杆2-4串接;电子线路板3与分流器10电连接,电子线路板3用于接收电流信号,以及基于电流信号输出用于指示脱扣执行机构2-3执行脱扣动作的脱扣指令,使操作机构6脱扣。本实施例中,电子式脱扣器的脱扣执行机构2-3为磁通变换器。
140.在一个实施例中,当操作机构6合闸,动触头系统7与静触头系统9闭合,直流塑壳断路器内部导电回路导通,当导电回路通过电流时,电流将通过导电杆2-4,从而使得串接在导电杆2-4上的分流器10对应产生反馈的电流信号,该电流信号通过辅助回路传输到电子线路板3上,实现电流信号的采集。当通过导电回路的电流出现异常时,电子线路板3将输
出脱扣指令到脱扣执行机构2-3,脱扣执行机构2-3执行脱扣动作,使操作结构脱扣,从而实现动触点7-3和静触点9-1的分离,直流塑壳断路器内部电流切断。此时,电子线路板3不输出脱扣指令到外部脱扣附件4,在一个实施例中,断路器包括外部脱扣附件4,则外部脱扣附件4(例如分励脱扣器)用于外部远程脱扣。在另一个实施例中,断路器内也可以不安装外部脱扣附件4。
141.在一些可选的实施方式中,电子线路板3包括:与分流器10电连接的处理器;
142.处理器用于根据电流信号确定直流塑壳断路器的当前状态,以及在确定当前状态为异常状态时,向脱扣执行机构2-3发送脱扣指令。
143.在一些可选的实施方式中,处理器具体用于:
144.根据电流信号提取当前电流值;
145.判断当前电流值是否大于电流阈值;若是,则确定当前状态为异常状态,并向脱扣执行机构2-3发送脱扣指令。
146.上述技术方案中,电流阈值为事先在处理器中进行配置得到,进行配置的方法为通过与处理器连接的操作端进行配置,该操作端包括与处理器通信连接的触摸屏,与处理器通信连接的服务器等。处理器在接收到电流信号时,将电流信号的当前电流值与对应的电流阈值进行比较,若是超出了阈值,则认为是导电回路中的电流异常,自动执行向脱扣执行机构2-3发送脱扣指令。
147.在一些可选的实施方式中,电子线路板3还包括:
148.无线通信模块,其与处理器电连接;无线通信模块用于将电流信号以及当前状态上传服务器,以及接收服务器基于电流信号及当前状态获得的脱扣指令。
149.上述技术方案中,电子线路板3还通过无线通信模块与服务器进行数据交互,能够将电流信号以及当前的合闸、分闸、电流异常等状态上传服务器,服务器中也可以将这些数据发送给客户端,以便操作人员进行远程控制,服务器还可以采集多个直流塑壳断路器的数据,进行数据分析,以确定电流值对应的电流阈值。
150.在一些可选的实施方式中,电子线路板3还包括:
151.显示屏16,其与处理器连接;显示屏16用于在本地显示电流信号和/或当前状态。
152.上述技术方案中,电子线路板3电连接显示屏16,在显示屏16上显示电流信号的瞬时电流值和当前的合闸、分闸、电流异常等状态,使操作人员能够在现场进行查看以及时排查出直流塑壳断路器的故障原因。
153.在一些可选的实施方式中,电子线路板3还包括:
154.声光报警装置,其与处理器连接;声光报警装置用于在当前状态为异常状态时,进行声光报警。
155.上述技术方案中,处理器还连接有声光报警装置,在处理器监测到电流异常等异常状态时,处理器启用声光报警装置进行声光报警,提醒附近的维修管理人员进行故障排查。
156.在一些可选的实施方式中,还包括:温度采集电路,用于采集断路器中温度采集点的温度;其中,温度采集点包括动触点7-3的位置,和/或静触头系统9的静触点9-1的位置,和/或软连接线7-1的位置,和/或导电杆2-4的位置,和/或静触头导电杆9-3的位置,和/或动触头导电杆7-2的位置,和/或处理器的位置,和/或外部母排的位置;
157.温度采集电路与处理器电连接;处理器还用于在温度采集点的温度达到预设脱扣条件时,向脱扣执行机构2-3发送脱扣指令。
158.上述技术方案中,温度采集电路采集直流塑壳断路器中一个或多个温度采集点的温度,温度采集点的位置包括但不限于:动触点7-3的位置,静触点9-1的位置,软连接线7-1的位置,导电杆2-4的位置,静触头导电杆9-3的位置,动触头导电杆7-2的位置,处理器的位置,以及外部母排的位置。在直流塑壳断路器的导电回路导通时,这些温度采集点都有可能存在温度升高的可能,在任一温度采集点的温度达到对应的脱扣条件时,都表明当前直流塑壳断路器存在温度异常的情况,因此,处理器将向脱扣执行机构2-3发送脱扣指令。
159.在一些可选的实施方式中,电子线路板3还包括存储器;存储器用于存储各个电流值对应的每个温度采集点的脱扣条件;
160.处理器还用于根据电流信号确定当前的电流值,并以当前的电流值查询温度采集点对应的当前脱扣条件,在该温度采集点的温度达到当前脱扣条件时,向脱扣执行机构2-3发送脱扣指令。
161.上述技术方案中,电子线路板3还包括存储器,存储器中存储的各个电流值范围区间对应的每个温度采集点的脱扣条件,其可以是表格的形式,表格中的电流值范围区间对应的温度采集点的脱扣条件可以进行配置,或是通过服务器对该表格中的数据进行修改和更新。本实施例的直流塑壳断路器可以设置于不同的直流电力系统中,针对不同的电流值导致的温度采集点的温度变化,都能识别出温度异常的情况,扩大了断路器的适用范围,并且保证了在各种场景下温度异常都能被检测出。
162.其中,导电杆2-4分为上杆体和下杆体,在一个实施例中,分流器10的一端通过第一紧固件连接导电杆2-4的上杆体,分流器10的另一端通过第二紧固件连接导电杆2-4的下杆体。在另一个实施例中分流器10的一个端面与导电杆2-4的上杆体的下端面连接,分流器10的另一个端面与导电杆2-4的下杆体的上端面连接。
163.请参照图3,图3为本技术另一实施例提供的一种直流塑壳断路器。本实施例的直流塑壳断路器,同样的具有主体结构1和插拔结构12,主体结构1和插拔结构12为一体化结构。主体结构1通过插拔结构12与外部母排连接时,形成导电回路。在主体结构1中又包括了分流器10,分流器10用于采集导电回路上的电流信号。主体结构1连接插拔结构12的一端,插拔结构12的另一端用于连接外部母排,其中,用于采集电流信号的分流器10设置于主体结构1,分流器10不占据插拔结构12的内部空间,使得插拔结构12内部能够容纳用以提供快速插拔功能的结构,通过插拔结构12实现了直流塑壳断路器的快速插拔。
164.主体结构1还包括:包含静触头导电杆9-3的静触头系统9和包含热元件2-1的脱扣器2,其中,分流器10和静触头导电杆9-3串接。
165.本实施例中,在进行直流塑壳断路器的组装时,将分流器10固定安装在静触头导电杆9-3的侧面,安装方式包括但不限于螺栓连接和焊接。在直流塑壳断路器内部,静触头导电杆9-3以上的空间用于动触头系统7和灭弧系统8等,静触头导电杆9-3以下是插拔结构12,因此,将分流器10设置于静触头导电杆9-3的侧面,布局合理,提高了主体结构1内部的空间利用率。
166.同样的,主体结构1还包括动触头系统7;动触头系统7包括软连接线7-1、动触头导电杆7-2和动触点7-3;动触头导电杆7-2通过软连接线7-1与热元件2-1连接,动触点7-3设
置于动触头导电杆7-2的端部。在动触点7-3和静触点9-1接触时,热元件2-1、动触头系统7和静触头系统9形成主体结构1内的导电回路。
167.静触头导电杆9-3分为上杆体和下杆体,在一个实施例中,分流器10的一端通过第一紧固件连接静触头导电杆9-3的上杆体,分流器10的另一端通过第二紧固件连接静触头导电杆9-3的下杆体。在另一个实施例中分流器10的一个端面与静触头导电杆9-3的上杆体的下端面连接,分流器10的另一个端面与静触头导电杆9-3的下杆体的上端面连接。本实施例的脱扣器2为热磁脱扣器,脱扣器2还包括:脱扣器基座2-2、脱扣执行机构2-3;断路器还包括操作机构6、电子线路板3和外部脱扣附件4。其中,脱扣执行机构2-3和电子线路板3安装在脱扣器基座2-2上;电子线路板3与分流器10电连接,电子线路板3用于接收电流信号,以及基于电流信号输出用于指示外部脱扣附件4执行脱扣动作的脱扣指令,使操作机构6脱扣。
168.本实施例中,当操作机构6合闸,动触头系统7与静触头系统9闭合,直流塑壳断路器内部导电回路导通,当导电回路通过电流时,电流将通过静触头导电杆9-3,从而使得串接在静触头导电杆9-3上的分流器10对应产生反馈的电流信号,该电流信号通过辅助回路传输到电子线路板3上,实现电流信号的采集。当通过导电回路的电流出现异常时,电子线路板3将输出脱扣指令到外部脱扣附件4,外部脱扣附件4执行脱扣动作,使操作结构脱扣,从而实现动触点7-3和静触点9-1的分离,直流塑壳断路器内部电流切断。
169.在一些可选的实施方式中,静触头系统9还包括:静触点9-1和引弧片9-2;静触头导电杆9-3与静触点9-1连接,引弧片9-2与静触点9-1连接。本技术实施例中,静触头系统9包括相互连接的静触点9-1、静触头导电杆9-3和引弧片9-2。其中,引弧片9-2的作用是:动触头和静触头在迅速断开时,在动触头和静触头间的电压导致空气介质放电从而产生高温电弧,因此,需要灭弧系统8进行灭弧,而灭弧系统8的对应位置设置的引弧片9-2能够快速引导电弧。
170.在本实施例中,静触头导电杆9-3靠近静触点9-1的一端设置有u型结构件,u型结构件用于在动触点7-3和静触点9-1之间产生电弧时提供对动触头导电杆7-2的排斥力。由于动触头系统7是通过操作机构6提供转动的力使得动触点7-3和静触点9-1接触,在静触头导电杆9-3上设置u型结构件,可以在动触点7-3和静触点9-1之间产生电弧时提供对动触头导电杆7-2额外的排斥力,使得动触点7-3和静触点9-1快速分断,缩短响应时间。
171.在一些可选的实施方式中,u型结构件可以是与静触头导电杆9-3为一体成型的结构。也就是说,在生产静触头导电杆9-3时,可以将一整块导电杆2-4的一端进行冲压形成u型结构,无需将u型结构件与静触头导电杆9-3进行焊接,并且,该一体成型的结构强度较高,能够承受更多次动触点7-3在与静触点9-1接触时的击打动作,使用寿命更长。
172.下面的一个或多个实施例中,对直流塑壳断路器的插拔结构12进行详细描述:
173.在一些可选的实施方式中,插拔结构12包括桥型触头对11;桥型触头对11由第一桥型触头和第二桥型触头组成;其中,第一桥型触头一端插入热元件2-1,另一端用于插入外部母排;第二桥型触头一端插入静触头导电杆9-3,另一端用于插入外部母排。
174.本技术实施例中,插拔结构12中通过桥型触头实现直流塑壳断路器的插拔功能,热元件2-1通过第一桥型触头连接电源,静触头导电杆9-3通过第二桥型触头连接负载,从而使得第一桥型触头、热元件2-1、软连接线7-1、动触头导电杆7-2、动触点7-3、静触点9-1、
静触头导电杆9-3和第二桥型触头依次连接形成直流塑壳断路器中的导电回路。
175.在一些可选的实施方式中,桥型触头对11朝向直流塑壳断路器底面设置。本技术实施例中,第一桥型触头和第二桥型触头均朝向直流塑壳断路器高度方向设置,且桥型触头对11位于直流塑壳断路器的底部,也就是说,本实施例的直流塑壳断路器是底面插拔式的断路器,在将直流塑壳断路器与外部母排连接时,只需从上向下将直流塑壳断路器放置并插入外部母排即可,便于直流塑壳断路器的快速插拔。
176.在本技术所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
177.另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
178.再者,在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
179.在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
180.以上所述仅为本技术的实施例而已,并不用于限制本技术的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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