一种基于断路器的用于工业和居民用电线路保护装置的制作方法

本实用新型涉及断路器技术领域，具体而言，涉及到一种基于断路器的用于工业和居民用电线路保护装置。

背景技术：

2011年至2016年，我国工发生电气火灾52.4万起，造成3261人死亡、2063人受伤，直接经济损失92亿余元，均占全国火灾总量及伤亡损失的30％以上，其中重特大电气火灾17起，占重特大火灾总数的70％。引发电气火灾的主要因素因为为线缆温度过高，电流过载，剩余电流过载，打火电弧等原因造成。尤其是使用年限超过15年以上的办公楼及居民楼，出现电气火灾的概率急剧增大。

伴随着全球智能制造和智慧消防物联网的发展，无论是配电和用电，都提出了用电线路电流温度检测可视化，部分用电线路故障后自动控制，历史用电数据可查询等方面的智能化要求。传统的断路器无法实现这些功能，为了满足要求，需要在传统断路器的基础上增加线路检测保护设备；目前市面上已有的线路检测保护设备存在着诸多问题，例如：

(1)只对配电箱(包括：控制柜或者电控箱等)的总进线进行监测，无法实现对各分路断路器的精细监测；

(2)由于配电箱内的断路器数量不一，如果想要对每一路断路器进行检测，则在有限的安装空间内，各线路检测保护设备的安装导致布局混乱。

(3)现有线路监测装置体积过大，无法实现在配电箱内安装；

(4)在狭小的空间内，连续多个传感器无法实现平行安装，需要空间位置上下左右错开；占用空间大，安装难度高，当空间太小时，可能会导致无法安装。

(5)电源供电线和传感器连接线错综复杂，影响散热、柜内美观以及电气检修等；

(6)线路监测装置在进行安装时，现场设备停电时间长、安装现场混乱，容易造成安装人员安全事故。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种基于断路器的用于工业和居民用电线路保护装置，该装置采用模块化和标准化设计，能与现有的断路器本体结合，具有用电线路温度检测，用电线路电流检测，用电线路漏电流检测以及用电线路超温，过流报警等功能。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

在一个或多个实施方式中公开的一种基于断路器的用于工业和居民用电线路保护装置，包括：分别用于采集用电线路温度、电流以及漏电流信息的温度传感器、电流互感器和漏电流互感器；所述温度传感器、电流互感器和漏电流互感器分别通过数据采集模块与处理器连接；所述保护装置安装在断路器的上口接线位置或者下口接线位置，采用外部电源供电或者直接从断路器获得电源。

进一步地，所述保护装置直接从断路器获得电源时，通过取电装置与断路器连接，所述取电装置包括：强磁导电探头，所述强磁导电探头通过弹簧与保护装置连接，所述弹簧设置在导电轴套内，强磁导电探头在弹簧的作用下能够沿导电轴套伸缩。

进一步地，所述电流互感器内径与外径之间的差值小于设定值；通过增加电流互感器的高度保证工作电流满足设定要求；

更进一步地，电流互感器的铁芯上采用喷涂工艺涂附绝缘层。

通常情况下，电流互感器的孔径需要满足一定的大小才能够达到所需的工作电流，这也就决定了电流互感器所占用的体积；为了尽可能减小电流互感器的体积，采用减小电流互感器铁芯厚度、同时增加电流互感器的高度的方式，在减小体积的同时保证电流互感器的内孔径满足要求，以保证工作电流不变。

另外，铁芯是由硅钢绕制的，由于漆包线直接绕在铁芯上容易把线打断，因此现有方案通常需要先在铁芯上包一层黄皮，这样会缩小电流互感器铁芯的内孔；本方案中，直接在电流互感器铁芯上面喷一层绝缘漆，既能解决绕线问题，又可以增大电流互感器铁芯内孔径。

进一步地，还包括壳体，所述温度传感器、电流互感器和漏电流互感器均设置在壳体内。

进一步地，还包括壳体，所述壳体上设置若干接线端子，所述温度传感器、电流互感器和漏电流互感器中的至少一个设置在壳体外的设定位置，且通过引线与所述接线端子连接；

进一步地，所述电流互感器设置在壳体外部，所述电流互感器为开合式电流互感器。

进一步地，所述接线端子采用标准的组合式接线端子或者标准的免接线端子。

进一步地，还包括：显示模块；所述显示模块与处理器连接，用于实时显示用电线路节点温度和线路电流。

进一步地，还包括：报警模块，所述报警模块与处理器连接，根据设定的报警值或关断值实时调节声光报警闪烁频率或声音频率。

进一步地，还包括：通信模块，所述通信模块与处理器连接；所述通信模块包括：有线通信模块和/或无线通信模块；通过所述通信模块与中心机房进行数据传输。

进一步地，所述处理器与工业触摸屏连接，通过触摸屏实时采集并显示用电线路节点温度值、用电线路电流值以及用电线路漏电流值，同时进行超阈值报警和/或关断报警。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

能够实时采集用电线路的电流、温度以及漏电流数值，根据采集到的数值控制报警或者切断回路，从而达到保护居民生产生活安全，保护用电线路目的。

采用模块化和标准化设计，在不需要专业维修人员操作的前提下，现场工作人员可自行按照操作说明完成上述操作；从而减少了人力和物力的消耗。

保护装置体积小，能够根据实际需要直接安装在控制柜内。

电流互感器的结构使得内孔增大，进一步增大了电流互感器的安装空间。

保护装置安装在断路器的上口接线位置或者下口接线位置，直接从断路器获得电源，省去了供电电源线，减少了布线错误；有效缩短用电设备停运时间，节省了箱内布线空间，降低了现场施工成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是实施例一中基于断路器用于工业和居民用电线路保护装置结构示意图；

图2是实施例二中基于断路器用于工业和居民用电线路保护装置结构示意图一；

图3是实施例二中基于断路器用于工业和居民用电线路保护装置结构示意图二；

图4是实施例二中基于断路器用于工业和居民用电线路保护装置结构示意图三；

其中，1.壳体，2.接线端子，3.电流互感器，3-1.第一分体电流互感器，3-2.第二分体电流互感器，4.温度传感器，5.漏电流互感器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

在一个或多个实施方式中公开了一种基于断路器用于工业和居民用电线路保护装置，如图1所示，包括：壳体1，所述壳体1内分别设置用于采集用电线路温度、电流以及漏电流信息的温度传感器4、电流互感器3和漏电流互感器5；所述温度传感器4、电流互感器3和漏电流互感器5分别通过数据采集模块与高速CPU模块连接。

作为更进一步地方案，电流互感器3内径与外径之间的差值小于设定值；通过增加电流互感器3的高度保证工作电流满足设定要求；并且，电流互感器3的铁芯上采用喷涂工艺涂附绝缘层。

通常情况下，电流互感器的孔径需要满足一定的大小才能够达到所需的工作电流，这也就决定了电流互感器所占用的体积；为了尽可能减小电流互感器的体积，采用减小电流互感器铁芯厚度、同时增加电流互感器的高度的方式，在减小体积的同时保证电流互感器的内孔径满足要求，以保证工作电流不变。

另外，铁芯是由硅钢绕制的，由于漆包线直接绕在铁芯上容易把线打断，因此现有方案通常需要先在铁芯上包一层黄皮，这样会缩小电流互感器铁芯的内孔；本方案中，直接在电流互感器铁芯上面喷一层绝缘漆，既能解决绕线问题，又可以增大电流互感器铁芯内孔径。

漏电流互感器5的结构与电流互感器3的结构相同，以便于漏电流互感器5的安装。这样，就节省了整个线路保护装置的安装空间。

由于上述结构全部设置在壳体1内能够尽可能地减少连接线路，避免出现布线混乱问题；在安装空间能够满足要求时，可以选用此种方案。

在一些实施方式中，可以根据实际安装环境，将保护装置安装在断路器上口接线位置或是下口接线位置。该种安装方式下，线路保护装置可以通过良导体或者强磁导电探头的形式与断路器的接线端子2连接，直接从断路器获取供电电源。

采用强磁导电探头的结构形式时，强磁导电探头通过弹簧与保护装置内部的电压转换装置连接，弹簧设置在导电轴套内，强磁导电探头在弹簧的作用下能够沿导电轴套伸缩，以适应不同大小空间的安装。

在一些实施方式中，线路保护装置具有外置LED或LCD显示屏；可以实时显示线路节点温度，实时显示用电线路电流。

进一步地，线路保护装置具有声光报警模块，声光报警模块与高速CPU模块连接，可以根据参数设定报警值或关断值实时调节声光报警闪烁或声音频率，及时提醒用户用电线路故障情况。

线路保护装置具有通信模块，通信模块与高速CPU模块连接，可以采用有线传输和/或无线传输方式，可根据用户需求选择合适传输方式，将数据远传至中心机房。其中，无线传输可以选用蓝牙、wifi、ZigBee、GPRS/GSM等无线方式；有线传输可以选用485通信线采用手拉手方式连接。

线路保护装置可以跟工业触摸屏连接，可通过触摸屏编程实时采集显示线路保护装置的用电线路节点温度值，用电线路电流值，用电线路漏电流值以及超阈值报警、关断报警等。

实施例二

在一个或多个实施方式中公开了一种基于断路器用于工业和居民用电线路保护装置，包括：壳体1以及分别设置用于采集用电线路温度、电流以及漏电流信息的温度传感器4、电流互感器3和漏电流互感器5；温度传感器4、电流互感器3和漏电流互感器5分别通过数据采集模块与高速CPU模块连接；在壳体1上设置接线端子2排，温度传感器4、电流互感器3和漏电流互感器5中的至少一个设置在壳体1外的设定位置，且通过引线与接线端子2连接。

图2给出了将电流互感器3和温度传感器4设置在壳体1外的示意图，漏电流互感器5、数据采集模块和高速CPU模块均设置在壳体1内；其中，电流互感器3采用开合式结构，包括：第一分体电流互感器3-1和第二分体电流互感器3-2，第一分体电流互感器3-1和第二分体电流互感器3-2在用电线路上下扣合，就可以监测用电线路的电流；具有可以不断电安装，且安装方便的特点。温度互感器也直接安装在用电线路上，电流互感器3和温度传感器4均通过外部引线与设置在壳体1上的接线端子2连接。

作为更进一步地方案，电流互感器3内径与外径之间的差值小于设定值；通过增加电流互感器3的高度保证工作电流满足设定要求；并且，电流互感器3的铁芯上采用喷涂工艺涂附绝缘层。该方案所实现的效果与实施例一中相同。

图3和图4给出了将温度传感器4、电流互感器3和漏电流互感器5均设置在壳体1外部的示意图，图中，温度传感器4、电流互感器3和漏电流互感器5均设置在壳体1外部的线路上，且均通过引线与设置在壳体1上的接线端子2连接。其中，图3中的电流互感器采用普通的电流互感器形式，图4中的电流互感器采用开合式结构。

本实施方式的外置式结构适用于现场安装空间有限的情况，温度传感器4、电流互感器3和漏电流互感器5具体的安装位置根据现场的实际情况选择。

在一些实施方式中，可以根据实际安装环境，将保护装置安装在断路器上口接线位置或是下口接线位置。该种安装方式下，线路保护装置可以通过良导体或者强磁导电探头的形式与断路器的接线端子2连接，直接从断路器获取供电电源。

采用强磁导电探头的结构形式时，强磁导电探头通过弹簧与保护装置内部的电压转换装置连接，弹簧设置在导电轴套内，强磁导电探头在弹簧的作用下能够沿导电轴套伸缩，以适应不同大小空间的安装。

在一些实施方式中，线路保护装置具有外置LED或LCD显示屏；可以实时显示线路节点温度，实时显示用电线路电流。

进一步地，线路保护装置具有声光报警模块，声光报警模块与高速CPU模块连接，可以根据参数设定报警值或关断值实时调节声光报警闪烁或声音频率，及时提醒用户用电线路故障情况。

线路保护装置具有通信模块，通信模块与高速CPU模块连接，可以采用有线传输和/或无线传输方式，可根据用户需求选择合适传输方式，将数据远传至中心机房。其中，无线传输可以选用蓝牙、wifi、ZigBee、GPRS/GSM等无线方式；有线传输可以选用485通信线采用手拉手方式连接。

线路保护装置可以跟工业触摸屏连接，可通过触摸屏编程实时采集显示线路保护装置的用电线路节点温度值，用电线路电流值，用电线路漏电流值以及超阈值报警、关断报警等。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。