智能开关装置和开关柜的制作方法

本发明涉及一种智能开关装置和开关柜。

背景技术：

低压断路器被广泛地用于诸如低压开关柜的配电系统，以用于防止由线路短路、过载等线路故障引起的起火以及电击。当这样的线路故障发生时，断路器脱扣，从而切断电源与负载之间的连接。在断路器脱扣之后，维护人员检查脱扣原因，并在进行调整或修理之后手动重合断路器，以将电源连接到负载。

瞬时故障也可以引起断路器脱扣，所以维护人员会首先重合断路器，如果断路器再次脱扣，则维护人员可以进行后续检查。如果断路器没有再次脱扣，则维护人员可以确定是瞬时故障引起的脱扣，并可以直接结束检查。

技术实现要素：

本发明旨在解决上述和/或其他技术问题，并提供一种能够智能地检测和排除瞬时故障的智能开关装置和开关柜。

根据示例性实施例，一种开关装置包括：一断路器，连接在电源和负载之间，并脱扣以断开电源和负载之间的连接或重合以导通电源和负载之间的连接；一控制器，连接到断路器，其中，当控制器接收到来自断路器的脱扣信号时，控制器检测负载是否短路，并根据检测结果将重合信号发送到断路器，以使断路器重合。因此，当导致断路器脱扣的故障为瞬时故障时，可以自动地使断路器重合。

控制器包括：负载短路检测单元，连接到断路器的连接到负载的输出端，并检测负载是否短路；控制单元，连接到负载短路检测单元和断路器，其中，当控制单元接收到来自断路器的脱扣信号时，控制单元控制负载短路检测单元检测负载是否短路，并在检测到负载没有短路时，将重合信号发送到断路器。

当控制单元第一次接收到脱扣信号并第一次将重合信号发送到断路器之后第二次接收到脱扣信号时，控制单元确定第一次接收到脱扣信号与第二次接收到脱扣信号之间的间隔时间是否超过预定的时间，当控制单元确定间隔时间超过预定的时间时，控制单元控制负载短路检测单元检测负载是否短路，并在检测到负载没有短路时将重合信号发送到断路器。因此，可以通过自动重合断路器后断路器是否立即脱扣来判断故障是否为瞬时故障。

控制器还包括：警告单元(235)，连接到控制单元，其中，当控制单元确定间隔时间没有超过预定的时间时，控制单元控制警告单元进行警告。

所述控制器还包括：计数器(237)，连接到控制单元，当控制单元接收到脱扣信号时，控制单元确定计数器的计数结果是否为初始状态，并在确定计数结果为初始状态的情况下将重合信号发送到断路器。当控制单元发送重合信号时，控制单元将计数器的计数结果改变为与初始状态不同的状态，并在经过预定的时间之后将计数器的计数结果重置为初始状态。所述开关装置包括：警告单元(235)，连接到控制单元，其中，在控制单元确定计数结果不是初始状态的情况下，控制单元控制警告单元进行警告。

因此，可以在确定故障不是瞬时故障时进行警告。

断路器包括连接到一个负载的多个输出端，负载短路检测单元连接到所述多个输出端，检测所述多个输出端彼此之间是否短路，并将检测结果提供到控制单元。所述断路器是模压外壳断路器或空气断路器。

根据另一示例性实施例，一种开关柜包括如上所述的开关装置。

根据示例性实施例的开关装置和开关柜可以智能地根据负载是否短路来进行断路器的重合操作，以根据重合操作之后断路器是否在短时间内再次脱扣而确定负载中的线路故障不是瞬时故障。因此，可以以自动的方式实现瞬时故障的检测和排除。此外，可以在确定不是瞬时故障时进行警告。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1是示出根据示例性实施例的开关柜的示意性框图；

图2是示出根据示例性实施例的开关装置的示意图；

图3是示出根据示例性实施例的智能自动重合方法的流程图。

附图标记说明：

100柜体

200开关装置

210断路器

230控制器

231负载短路检测单元233控制单元235警告单元237计数器

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

图1是示出根据示例性实施例的开关柜的示意性框图。如图1中所示，根据示例性实施例的开关柜可以包括柜体100和开关装置200。

柜体100可以容纳开关柜的各种元件，例如，开关装置200。柜体100还可以为容纳的开关柜的各种元件相对于外部提供电磁屏蔽。

开关装置200可以安装在柜体100中。开关装置200可以连接在电源和负载之间。如图1中所示，电源可以为包括l1端、l2端、l3端和n端的三相电源，负载可以为对应的连接到l1端、l2端、l3端和n端，开关装置200可以连接在它们之间。开关装置200可以进行切换，从而可以将电源连接到负载以向负载供电。如图1中所示，开关装置200可以包括断路器210和控制器230。

断路器210可以连接在电源和负载之间。断路器210可以为低压断路器。断路器210可以脱扣以断开电源和负载之间的连接，或者断路器210可以重合(例如，自动重合)以导通电源和负载之间的连接。这里，断路器210可以是模压外壳断路器或空气断路器。

控制器230可以连接到断路器210。这里，控制器230可以包括诸如logoplc的控制单元。根据示例性实施例，控制器230可以从断路器210接收脱扣信号。当接收到脱扣信号时，控制器230可以检测负载是否短路，并可以根据检测结果将重合信号发送到断路器230，以使断路器重合。

图2是示出根据示例性实施例的开关装置的示意图。如图2中所示，控制器230可以包括负载短路检测单元231和控制单元233。

负载短路检测单元231可以连接到断路器210的连接到负载的输出端。负载短路检测单元231可以检测负载是否短路。如图2中所示，断路器210可以包括连接到一个负载的多个输出端。在这样的情况下，负载短路检测单元231可以分别连接到多个输出端，并可以检测所述多个输出端彼此之间是否短路。参照图2，负载短路检测单元231可以包括切换单元、dc电源和电阻器。切换单元可以进行切换，以将dc电源和电阻器分别串联到两个输出端之间。这样，负载短路检测单元231可以将电阻器的两端的电压v0作为负载是否短路的检测结果提供到控制单元233。

控制单元233可以连接到负载短路检测单元231和断路器。这里，控制单元233可以由诸如siemens公司的logo！plc来实现。控制单元233可以接收来自断路器210的脱扣信号。当接收到脱扣信号时，控制单元233可以控制负载短路检测单元231检测负载是否短路。参照图2，负载短路检测单元231可以将电阻器的两端的电压v0作为负载是否短路的检测结果提供到控制单元233。这时，控制单元233可以根据下式来确定负载的电阻：

rload＝(vdc×r/v0)-r

其中，rload是负载的电阻，vdc是dc电源两端的电压，r是电阻器的电阻，v0是电阻器两端的电压。例如，当控制单元233确定负载没有短路例如，rload为预定值或rload不等于0时，可以确定负载没有短路。

当控制单元233确定负载没有短路时，控制单元233可以将重合信号发送到断路器210。断路器210可以根据重合信号进行重合操作，从而将电源连接到负载。

根据示例性实施例，当断路器210因为负载的线路中的故障而脱扣时，控制器230可以根据负载没有短路而智能地确定故障可能为瞬时故障，并因此控制断路器210进行重合操作。另一方面，如果确定负载短路，则意味着负载的线路中的故障不是瞬时故障。因此，控制器230可以不将重合信号发送到断路器，而是进行警告。例如，根据示例性实施例的控制器230可以包括警告单元235。这里，警告单元235可以提供视觉或听觉警告。为此，警告单元235可以包括发光装置、显示装置、和/或扬声器等。

断路器210根据控制单元233提供的重合信号而重合之后可能再次脱扣。控制单元233可以根据第一次重合与再次重合之间的间隔时间来判断是否再次向断路器210发送重合信号。为此，控制器可以包括计数器237，以记录接收重合信号的次数。

如果间隔时间很短，即，断路器210在首次收到重合信号进行重合之后立即再次脱扣，则可能意味着负载线路中存在非瞬时故障的其他故障。这时，控制单元233可以不再次发送重合信号。当控制单元233确定间隔时间没有超过预定的时间时，控制单元233可以控制警告单元235进行警告。

另一方面，如果间隔时间很长，即，断路器210在首次收到重合信号进行重合之后经过很长的时间再次脱扣，则可能意味着负载线路中再次发生故障。此时，控制单元233可以重复上述操作，控制负载短路检测单元231检测负载是否短路，并在检测到负载没有短路时将重合信号发送到断路器210。

下面将参照图3具体描述控制器230的操作。图3是示出根据示例性实施例的智能自动重合方法的流程图。

首先，在操作s301，控制单元233可以接收到来自断路器210的脱扣信号。

然后，在操作s303，控制单元233可以确定连接到控制单元233的计数器237的计数结果是否为初始状态，例如，0。如果计数器237的计数结果为初始状态(s303：是)，则在操作s335，控制单元233控制负载短路检测单元231进行检测，以确定负载是否短路。

如果控制单元233确定负载短路没有短路(s305：否)，则在步骤s307，控制单元233可以向断路器210发送重合信号。同时，控制单元233可以将计数器237的计数结果从初始状态改变为与初始状态不同的状态，例如，从0改变为1。

然后，在经过预定的时间之后，控制单元233可以将计数器的计数结果重置为初始状态，例如，从1改变为0(操作s309)。

另一方，如果控制单元233确定计数器237的计数结果不是初始状态，例如，1(s303：否)，则在操作s311，控制单元233可以控制警告单元235进行警告。或者，如果控制单元233确定负载短路(s305：是)，则控制单元233可以控制警告单元235进行警告(s311)。

根据示例性实施例的开关装置和开关柜可以智能地根据负载是否短路来进行断路器的重合操作，以根据重合操作之后断路器是否在短时间内再次脱扣而确定负载中的线路故障不是瞬时故障。因此，可以以自动的方式实现瞬时故障的检测和排除。此外，可以在确定不是瞬时故障时进行警告。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。