阅读说明：本技术 具有故障录波性能的断路器装置 (Circuit breaker device with fault recording performance ) 是由 曾俊 华龙元 吴亚迪 张志华 宋骥 刘伟 耿真磊 于 2020-07-09 设计创作，主要内容包括：一种具有故障录波性能的断路器装置,包括第二壳体、第三壳体、断路器主体和双层电流采集器；所述第二壳体和第三壳体扣合起来形成中空壳体一,所述中空壳体一内的空间设置有所述断路器主体和在所述断路器主体旁的双层电流采集器；所述双层电流采集器用于对所述断路器主体进行故障录波。结合其它结构有效避免了现有技术中断路器都不具备故障录波功能的缺陷。(A circuit breaker device with fault recording performance comprises a second shell, a third shell, a circuit breaker main body and a double-layer current collector; the second shell and the third shell are buckled to form a first hollow shell, and the circuit breaker main body and a double-layer current collector beside the circuit breaker main body are arranged in the space in the first hollow shell; the double-layer current collector is used for carrying out fault recording on the breaker main body. The defect that the breaker does not have the fault recording function in the prior art is effectively overcome by combining other structures.)

具有故障录波性能的断路器装置

技术领域

本发明属于断路器技术领域，具体涉及一种具有故障录波性能的断路器装置。

背景技术

低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、漏电保护等。它可用来分配电能，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。

近几年越来越多的带电能计量功能的断路器、带远程遥控功能的断路器出现，开始替代传统的断路器，虽然功能越来越多，但是可靠性却降低了。随之而来的故障问题分析就变得艰难了，随着电网规模日益扩大，急需一款能够准确进行故障诊断、事故后数据分析、保护等功能完善的智能断路器，这对于电力系统的安全可靠运行起着十分重要的作用。

而故障录波是一种基于故障录波信息的调度端电网故障诊断系统。故障录波器用于电力系统，可在系统发生故障时，自动地、准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较、对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。

目前断路器都不具备故障录波功能。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种具有故障录波性能的断路器装置，有效避免了现有技术中断路器都不具备故障录波功能的缺陷。

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种具有故障录波性能的断路器装置的解决方案，具体如下：

一种具有故障录波性能的断路器装置，其包括第二壳体4、第三壳体7、断路器主体5和双层电流采集器6；

所述第二壳体4和第三壳体7扣合起来形成中空壳体一，所述中空壳体一内的空间设置有所述断路器主体5和在所述断路器主体5旁的双层电流采集器6；

所述双层电流采集器6用于对所述断路器主体5进行故障录波。

进一步的，所述双层电流采集器6包括电流互感器6-1和罗氏线圈6-2，所述电流互感器6-1和与其直径相同的罗氏线圈6-2叠放在一起，并用绝缘皮包裹。

进一步的，所述罗氏线圈6-2采用的是硬性罗氏线圈。

进一步的，所述具有故障录波性能的断路器装置，还包括第一壳体1、电动操作机构3和电路板2；

所述第一壳体1和第二壳体4扣合起来构成中空壳体二；

所述中空壳体二中的的空间内设置有所述电路板2和所述电动操作机构3。

进一步的，所述电动操作机构3包括微型电机3-1、带十字蜗杆3-2、双层减速齿轮一3-3、双层减速齿轮二3-4、双层减速齿轮三3-5、异型带凸起齿轮3-6、手柄联动推杆3-7和脱扣杠杆3-8；

所述带十字蜗杆3-2套接在所述微型电机3-1的输出端；

所述带十字蜗杆3-2、双层减速齿轮一3-3、双层减速齿轮二3-4、双层减速齿轮三3-5和异型带凸起齿轮3-6依次顺序啮合；

所述异型带凸起齿轮3-6套接在所述手柄联动推杆3-7上；

进一步的，所述断路器主体5包括进线接线柱5-1、灭弧室5-2、短路脱扣器5-3、双金调节螺丝5-4、触头5-5、双金属片5-6、手柄5-7、状态指示框5-8和出线接线柱5-9。

进一步的，所述双层电流采集器6和所述微型电机均连接到所述电路板2。

当用电网络正常时，断路器通过高精度电流互感器进行电能计量，一旦用电网络出现异常，如出现短路、过载、高压等问题，断路器会通过罗氏线圈采集问题电流波形进行记录，基于罗氏线圈永不饱和的特性，即使存在很高的故障电流，罗氏线圈依然可以完整的将故障电流采集出来，保证录波功能的可靠性。

本发明的有益效果为：

本发明不仅具有传统断路器的短路、过载保护功能，还可在系统发生故障时，自动地、准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况，利于后续通过对这些电气量的变化情况的分析、比较、对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。本发明的电流检测方式采用高精度电流互感器+罗氏线圈方案，高精度电流互感器用于进行电能计量，电流最大测到额定电流的2倍；罗氏线圈用于进行故障录波和保护，电流最大可以测到额定电流的10倍；这样既保证了电能计量的精确度，又保证了发生故障时能将故障的完整波形记录下来。

附图说明

图1是本发明的具有故障录波性能的断路器装置的部件图。

图2是本发明的电动操作机构的结构图。

图3是本发明的断路器主体的结构图。

图4是本发明的双层电流采集器的结构示意图。

图5是本发明的带十字蜗杆的结构图。

图6是本发明的异型带凸起齿轮的结构图。

图7是本发明的手柄联动推杆的正面示意图。

图8是本发明的手柄联动推杆的反面示意图。

图9是本发明的脱扣杠杆的结构图。

图10是本发明的双金调节螺丝的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。

如图1-图4所示，具有故障录波性能的断路器装置，其包括第二壳体4、第三壳体7、断路器主体5和双层电流采集器6；

所述第二壳体4和第三壳体7扣合起来形成中空壳体一，所述中空壳体一内的空间设置有所述断路器主体5和在所述断路器主体5旁的双层电流采集器6；所述断路器主体5以螺接的方式固连在所述中空壳体一内的空间里。所述双层电流采集器6用于对所述断路器主体5进行故障录波。所述第二壳体4和第三壳体7扣合起来的方式可以是螺栓螺接的方式。所述双层电流采集器6用于对所述断路器主体5进行故障录波，有效避免了现有技术中断路器都不具备故障录波功能的缺陷。所述双层电流采集器6是一款新型电流采集器，包括高精度电流互感器6-1和罗氏线圈6-2，所述高精度电流互感器6-1和与其直径相同的罗氏线圈6-2叠放在一起，并用绝缘皮包裹。高精度电流互感器可以实现0.5S级的电能计量，高精度保证电能计量的准确性；罗氏线圈是一种空心环形的线圈，有柔性和硬性两种，可以直接套在被测量的断路器本体5的导体上来测量交流电流。所述罗氏线圈6-2采用的是硬性罗氏线圈。这样的硬性罗氏线圈，采用绘制电路板的方式，罗氏线圈适用于较宽频率范围内的交流电流的测量，对导体、尺寸都无特殊要求，具有较快的瞬间反应能力，尤其适用于类似本发明故障录波功能需要宽频率、大电流测量的场合。所述具有故障录波性能的断路器装置，还包括第一壳体1、电动操作机构3和电路板2；所述第一壳体1和第二壳体4扣合起来构成中空壳体二；所述中空壳体二中的的空间内设置有所述电路板2和所述电动操作机构3。所述电路板2能够是单片机。这里，罗氏线圈是一种空心环形的线圈，包括线圈和骨架两个部分，骨架有柔性和硬性两种，使用柔性骨架的称为柔性罗氏线圈，使用硬性骨架的称为硬性罗氏线圈，绘制电路板属于硬性材料，绘制电路板方式制作罗氏线圈是指将导线按照一定规律绘制在电路板上。

所述电动操作机构3包括微型电机3-1、带十字蜗杆3-2、双层减速齿轮一3-3、双层减速齿轮二3-4、双层减速齿轮三3-5、异型带凸起齿轮3-6、手柄联动推杆3-7和脱扣杠杆3-8；所述带十字蜗杆3-2套接在所述微型电机3-1的输出端；所述带十字蜗杆3-2、双层减速齿轮一3-3、双层减速齿轮二3-4、双层减速齿轮三3-5和异型带凸起齿轮3-6依次顺序啮合；所述异型带凸起齿轮3-6套接在所述手柄联动推杆3-7上。

这里电动操作机构工作原理为：电动操作机构采用微型电机3-1驱动，微型电机3-1带动带十字蜗杆3-2转动，带十字蜗杆3-2带动双层减速齿轮一3-3转动，双层减速齿轮一3-3带动双层减速齿轮二3-4转动，双层减速齿轮二3-4带动双层减速齿轮三3-5转动，双层减速齿轮三3-5带动异型带凸起齿轮3-6转动，异型带凸起齿轮3-6推动手柄联动推杆3-7顺时针推动手柄转动实现电动合闸操作，或异型带凸起齿轮3-6推动手柄联动推杆3-7逆时针推动脱扣杠杆3-8实现电动分闸操作。

带十字蜗杆如图5所示，安装在微型电机3-1上，可以随微型电机3-1同步正反转。下图是未安装在微型电机3-1上的带十字蜗杆结构。

异型带凸起齿轮如图6所示，异型带凸起齿轮3-6中凸起部分顺时针转动可用于推动手柄联动推杆3-7转动，从而带动手柄合闸，异型带凸起齿轮3-6中凸起部分逆时针转动可用于推动脱扣杠杆3-8，触发分闸。下图是异形齿轮未安装时的结构。

手柄联动推杆如图7和图8所示，和手柄的动作是同步的，手柄联动推杆顺时针转动，手柄也会顺时针转动，手柄联动推杆逆时针转动，手柄也会逆时针转动。下图是手柄联动推杆未安装时的结构。

脱扣杠杆如图9所示，异型带凸起齿轮3-6中凸起部分逆时针转动可用于推动脱扣杠杆3-8，触发分闸。图9是未安装的脱扣杠杆3-8的结构。

脱断路器主体5各部件连接关系如图3所示，进线接线柱5-1、短路脱扣器5-3、触头5-5、双金属片5-6、出线接线柱5-9依次串联，并且双金属片5-6和出线接线柱5-9之间的连接线需穿过所述双层电流采集器6。手柄5-7可以控制触头的分/合，状态指示框指示触头的分/合状态。

双金调节螺丝如图10所示，其作用是调节双金属片5-6的角度和弯曲程度。其结构如图10所示。

所述断路器主体5包括进线接线柱5-1、灭弧室5-2、短路脱扣器5-3、双金调节螺丝5-4、触头5-5、双金属片5-6、手柄5-7、状态指示框5-8和出线接线柱5-9。所述双层电流采集器6和所述微型电机均连接到所述电路板2。这样所述双层电流采集器6就能把采集到的信号传输到所述电路板2中，另外所述电路板2也能操纵所述微型电机运行。

当用电网络正常时，断路器通过高精度电流互感器进行电能计量，一旦用电网络出现异常，如出现短路、过载、高压等问题，断路器会通过罗氏线圈采集问题电流波形进行记录，基于罗氏线圈永不饱和的特性，即使存在很高的故障电流，罗氏线圈依然可以完整的将故障电流采集出来，保证录波功能的可靠性。

以上以用实施例说明的方式对本发明作了描述，本领域的技术人员应当理解，本公开不限于以上描述的实施例，在不偏离本发明的范围的情况下，可以做出各种变化、改变和替换。