阅读说明：本技术 电闸控制系统及断路器 (Electric brake control system and circuit breaker ) 是由 雷锡社 穆彪 张益玖 李国庆 郑雷 于 2020-04-15 设计创作，主要内容包括：本发明实施例公开了一种电闸控制系统,该系统包括：采集管理单元、分析处理单元和控制保护单元,分析处理单元与采集管理单元、控制保护单元连接；通过采集管理单元采集断路器运行过程中的状态数据、运行数据和故障数据；分析处理单元基于状态数据、运行数据生成预警信号、第一控制信号和预维护信号,根据故障数据生成历史趋势数据,并进一步生成对应的预维护信号；控制保护单元根据预警信号发送对应的防护信息至用户；以及根据第一控制信号和/或预维护信号控制断路器的工作状态,工作状态包括分闸、合闸、闭锁及解锁。本发明实施例还提供一种应用该电闸控制系统的断路器。本发明能够提升断路器的使用安全。(The embodiment of the invention discloses a switch control system, which comprises: the system comprises an acquisition management unit, an analysis processing unit and a control protection unit, wherein the analysis processing unit is connected with the acquisition management unit and the control protection unit; acquiring state data, operation data and fault data of the breaker in the operation process through an acquisition management unit; the analysis processing unit generates an early warning signal, a first control signal and a pre-maintenance signal based on the state data and the operation data, generates historical trend data according to the fault data and further generates a corresponding pre-maintenance signal; the control protection unit sends corresponding protection information to a user according to the early warning signal; and controlling the working state of the circuit breaker according to the first control signal and/or the pre-maintenance signal, wherein the working state comprises opening, closing, locking and unlocking. The embodiment of the invention also provides a circuit breaker applying the electric brake control system. The invention can improve the use safety of the circuit breaker.)

电闸控制系统及断路器

技术领域

本发明涉及断路器控制技术领域，尤其涉及一种电闸控制系统及断路器。

背景技术

断路器是普遍用于电力配电管理系统的一种开关装置，无论是家庭、工业现场、建筑楼宇都有广泛应用。尤其是工厂、商场的配电管理中，往往一个配电柜里面装有多个断路器。

虽然现有的断路器能够进行过流和漏电保护，却无法对对应过流或漏电的故障原因进行记录，用户仅仅只能被动获取断路器内的线路故障状态；这种情况容易导致的就是对故障处理的及时性特别差，在断路器后续的使用过程中，容易加大了故障产生的损失。

由此可知，如何有效减少断路器由于故障而产生损失是现有技术中亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电闸控制系统，用于解决现有技术中断路器在使用过程中不安全，以及由于使用不安全导致损失过大的问题；同时还提供一种应用该电闸控制系统的断路器。

本发明实施例的具体技术方案为：

一种电闸控制系统，包括：

采集管理单元，用于采集断路器运行过程中的状态数据、运行数据和故障数据；

分析处理单元，与所述采集管理单元连接，用于对所述状态数据和所述运行数据进行分析处理，以生成对应的预警信号和第一控制信号，并根据所述故障数据生成对应的历史趋势数据；以及

将所述运行数据与预设的预警阈值和/或所述历史趋势数据进行比对，根据所述比对的结果生成预维护信号；

控制保护单元，与所述分析处理单元连接，用于接收所述预警信号和所述第一控制信号，根据所述预警信号发送对应的防护信息至用户；以及根据所述第一控制信号和/或所述预维护信号控制断路器的工作状态，所述工作状态包括分闸、合闸、闭锁及解锁。

可选地，所述电闸控制系统还包括：与所述分析处理单元通信连接的终端设备，所述终端设备基于所述用户预设的操作生成对应的指令信号；

所述分析处理单元接收所述指令信号，所述分析处理单元基于所述指令信号生成对应的第二控制信号，并输出至所述控制保护单元；

所述控制保护单元基于所述第二控制信号实现对断路器工作状态的远程控制操作。

可选地，在所述闭锁状态下，通过所述终端设备发送对应的解锁信号，基于所述解锁信号实现所述断路器在所述闭锁和所述解锁之间的切换。

可选地，所述电闸控制系统还包括：与所述采集管理单元、终端设备连接的云管理平台；

所述云管理平台用于所述状态数据、所述运行数据和所述故障数据的存储和分类，并基于所述指令信号发送所述状态数据和/或所述运行数据和/或所述故障数据和/或所述历史趋势数据至所述终端设备。

可选地，所述云管理平台基于所述状态数据和/或所述运行数据、和/或所述故障数据生成对应的统计数据，并将所述统计数据传输至所述终端设备。

可选地，所述分析处理单元包括判断模块，所述判断模块用于所述故障数据与所述预警阈值和/或所述运行数据的比对，以生成对应所述比对的所述结果。

可选地，所述电闸控制系统还设置有与所述分析处理单元连接的预警处理单元，所述预警处理单元基于所述比对的所述结果生成对应的预警信号，并将所述预警信号发送至所述终端设备。

可选地，所述采集管理单元包括若干数量的监控模块，所述监控模块用于对所述断路器进行实时监控，并采集对应的所述状态数据、所述运行数据和所述故障数据。

可选地，所述电闸控制信号还包括：不间断电源单元，所述不间断电源单元与所述采集管理单元连接；

在所述断路器处于断电状态时，所述不间断电源单元为所述采集管理单元供电，以实现对所述断路器状态数据、所述运行数据、所述故障数据和所述历史趋势数据的持续采集操作。

一种断路器，所述断路器包括如上任一项所述的电闸控制系统。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

采用了上述电闸控制系统及断路器之后，通过采集管理单元能够采集到与断路器使用过程中的状态数据、运行数据，并且可以实现对断路器故障数据的采集；分析处理单元能够基于状态数据、运行数据及故障数据进行分析处理，并根据状态数据、运行数据生成对应的第一控制信号和/或预警信号，以及基于故障数据生成对应的历史趋势数据后，根据该历史趋势数据生成对应的预维护信号；这样控制保护单元即可基于第一控制信号和/或预警信号、和/或预维护信号对断路器进行工作状态控制。本实施例通过对断路器的工作状态的控制，以实现断路器在不同工作状态之间的切换操作，从而能够基于不同的工作状态采取对应的保护或维护措施，进而有利于提升断路器的使用安全性，避免出现故障而造成的不必要损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

其中：

图1为一个实施例中所述电闸控制系统的结构示意图；

图2为一个实施例中所述分析处理单元的结构示意图；

图3为另一个实施例中所述电闸控制系统的结构示意图；

图4为一个实施例中所述采集管理单元的结构示意图；

图5为又一个实施例中所述电闸控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决传统技术中断路器在故障时，由于故障而带来的损失比较大的问题，在本实施例中，特提出了一种电闸控制系统。该电闸控制系统能够基于断路器的实际状态数据、运行数据及故障数据进行有效的故障防护操作，以减少断路器由于故障而带来的损失。

在一个实施例中，如图1所示，该电闸控制系统包括：采集管理单元100、分析处理单元110和控制保护单元120；其中，分析处理单元110与采集管理单元100、控制保护单元120连接。

具体的，采集管理单元100用于采集断路器运行过程中的状态数据、运行数据和故障数据；状态数据指断路器是处于运行状态、故障状态、分闸状态、合闸状态或检修状态等；运行数据是指运行状态下的断路器中的电流、电压、温度等用以反映断路器实际工作过程的数据；故障数据指断路器发生故障的时间、次数，以及发生故障时对应的运行数据。

分析处理单元110用于对状态数据和运行数据进行分析处理，以生成对应的预警信号和第一控制信号，以及基于该故障数据可形成对应的趋势数据，具体的，趋势数据指断路器在即将发生故障时的一个运行数据走向或趋势，再将故障数据与预设的预警阈值和/或历史趋势数据进行比对，根据比对的结果生成预维护信号。具体的，通过分析处理单元110一方面能够基于状态数据和/或运行数据进行对应的分析处理，这样便于实时对断路器的状态进行监控和了解；另一方面，将断路器实时监测下的状态与故障数据进行比对处理，当实时监测下断路器状态对应的数据与故障数据相接近时，可进行提前预警，有利于提升断路器的使用安全性。

控制保护单元120用于接收预警信号和第一控制信号，根据预警信号发送对应的防护信息至用户；以及根据第一控制信号和/或预维护信号控制断路器的工作状态，工作状态包括分闸、合闸、闭锁及解锁。其中，分闸指将通过断路器与供电电源连接设备断开，即做断电处理；反之，则是合闸；而闭锁控制该断路器处于分闸状态，且无法实现通过人工操作的方式进行合闸和/或分闸操作；解锁指可通过人工操作方式实现合闸和/或分闸操作；通过对断路器增加闭锁控制功能，能够避免在断路器的故障未排除的情况下执行合闸操作，有利于提升断路器的安全运作。

具体的，预警信号基于状态数据和/或运行数据生成，第一控制信号基于状态数据和/或运行数据生成，预维护信号基于故障数据与预警阈值和/或运行数据与历史趋势数据的比对生成，即通过控制保护单元120能够基于故障数据进行有效的故障判断，并且基于断路器的实际运行状态，能够在故障发生前进行有效维护或在故障后进行及时的抢修。

具体的，通过采集管理单元100、分析处理单元110和控制保护单元120能够实现对断路器的控制和保护。示例性地，当采集管理单元100采集到断路器的运行数据，如：电压数据或电流数据，且采集管理单元100采集有断路器发送故障对应的所有故障数据，这样，当采集管理单元100采集到的电压数据或电流数据接近任一故障数据中发生故障对应的电压数据和/或电流数据，即可给一个断路器即将会发生故障的预警，或者在此时通过控制保护单元120控制断路器至闭锁状态。

根据采集管理单元100的数据采集功能，能够获取对应断路器不同状态的数据；再通过分析处理单元110的分析处理结果，即可确定断路器是否存在故障；基于分析处理单元110的分析处理结果，控制保护单元120能够执行对应的保护操作；由此可知，通过电闸控制系统在实现对断路器的工作状态的监控时，又可对断路器进行有效的故障保护，有利于避免或者减少由于故障而引起的损失。

如图1所示，在一个实施例中，电闸控制系统还包括：与分析处理单元110通信连接的终端设备140，该终端设备140基于用户预设的操作生成对应的指令信号；即基于用户的实际需求，可通过终端设备140发送对应不同操作的指令信号至分析处理单元110，分析处理单元110对指令信号进行分析处理后，生成对应的第二控制信号后输出，控制保护单元120基于该第二控制信号对断路器的工作状态进行控制操作。

其中，终端设备140与分析处理单元110之间的通信方式可以是WIFI、蓝牙等；结合上述终端设备140、分析处理单元110、控制保护单元120之间的通信关系可知，能够通过终端设备140实现对断路器的远程控制操作。

在一个实施例中，终端设备140可以是计算机、IPAD、手机等移动设备，因为终端设备140与分析处理单元110之间可进行实时通信，这样，既可以通过终端设备140发送对应的指令信号至分析处理单元110，终端设备140也可以接收由采集管理单元100采集到的状态数据、运行数据及历史状态数据，而手机、IPAD、计算机等终端设备一般设置有人机交互界面，进而便于用户实时了解断路器的工作状态。

具体的，在一个实施例中，可通过终端设备140中的对应功能的APP对断路器进行远程操控；也可以通过信息发送的方式对断路器进行远程操控。

通过设置终端设备140，能够实现对断路器的远程操控，并且基于终端设备140与用户之间的交互操作，便于对用户及时、直观地了解断路器的实际工作状态。

在一个实施例中，电闸控制系统对断路器的闭锁操作控制通过终端设备140实现。具体的，当断路器出现故障或基于预维护信号进行故障检修时，可通过终端设备140发送对应的闭锁信号至分析处理单元110，通过该分析处理单元110对闭锁信号的分析处理，即可生成对应第二控制信号，进而控制断路器将工作状态由合闸切换至分闸，并进一步切换至闭锁；或者由分闸切换至闭锁，这样，即可实现对断路器进行禁止合闸的操作，使其处于闭锁状态；其中，在断路器闭锁时，断路器无法通过人工操作的方式或者终端设备进行远程操控的方式，实现合闸或者分闸的操作。

同样的，为了保证在检修或故障情况下，有人不小心或者在不知情的情况下对断路器执行了合闸操作，当断路器处于闭锁状态时，只有在终端设备140发送对应的解锁信号，将断路器由闭锁切换至解锁的状态时，才能实现对应的分闸或者合闸操作。具体的，通过分析处理单元110对解锁信号的分析处理，进而通过控制保护单元120对断路器进行运行状态的切换操作，即实现对断路器由闭锁切换至解锁的状态，在解锁的状态下，能够实现对断路器的合闸、分闸操作，即可通过人工操作的方式或者终端设备进行远程操控的方式，实现合闸或者分闸的操作。

如图1所示，在一个实施例中，电闸控制系统还包括：与采集管理单元100、终端设备140连接的云管理平台130；云管理平台130用于状态数据、运行数据和故障数据的存储和分类，并基于指令信号发送状态数据和/或运行数据和/或故障数据至终端设备140。

具体的，云管理平台130主要用于对数据的分类和存储。由于断路器的状态数据、运行数据和故障数据需要进行有效的管理和存储，并且状态数据、运行数据和故障数据所需存储空间比较大，通过云管理平台130一方面能够减少采集管理单元100的数据存储压力；而且通过云管理平台130能够实现与终端设备140之间更加简便和快速的数据传输操作。

在另一个实施例中，为了便于用户能够更加直观了解断路器的状态，通过云管理平台130对状态数据、运行数据、故障数据三者的任意组合进行统计，以获取对应的统计数据，例如通过表格统计在一段时间内断路器的分闸、合闸以及闭锁的状态，及对应分闸、合闸、闭锁的电压、电流、温度等数据，即可将状态数据与运营数据进行关联统计；同理，可将运行数据与故障数据进行关联统计，或者状态数据与故障数据进行关联统计；或者将状态数据与运行数据、故障数据进行关联统计。

在一个实施例中，云管理平台140通过现有的云平台实现，例如阿里云等，其实现原理和过程在此不再进行赘述。

通过将状态数据、运行数据、故障数据进行任意组合的关联统计，并将关联统计后对应的统计数据发送至终端设备140，便于用户对断路器实际工作状态进行及时的了解。

且通过云管理平台130，基于云管理平台的数据处理能力，通过对断路器相关的工作数据进行有效管理，即对关于断路器工作的大数据的分析和处理，有利于提升断路器的智能化。

在一个实施例中，如图2所示，在分析处理单元110中还设置有用于故障数据与预警阈值和/或运行数据的比对的判断模块111，以生成对应所述比对的所述结果。具体的，预警阈值可以根据故障数据进行设定，即根据断路器在发生故障时的具体数据值，确定一个预警值。例如，若某一断路器在电压值为400V时发生过断路或者火灾等故障，则可以将该预警阈值设置为380V、390V等小于历史故障对应的电压数据。

运行数据是采集断路器在实际工作过程所有对应的工作数据，通过判断模块111将故障数据与运行数据进行比对，则可以有一个很明确的结果判断，进而确定断路器是否会出现故障。

其中，在一个实施例中，判断模块111可以通过比较器或者比较电路等实现其比对功能。

通过设置判断模块111，能够鉴于断路器在实际工作过程中对应的状态数据、运行数据等，对断路器是否会发生故障进行提前预警，有效避免断路器在使用过程中可能出现的故障，提升使用的安全性。

对应的，为了适配判断模块111的提前预警功能，在一个实施例中，如图3所示，该电闸控制系统还设置有与分析处理单元110连接的预警处理单元150；具体的，该预警处理单元150基于分析处理单元110中对应比对的所述结果生成对应的预警信号，并将该预警信号发送至终端设备140。

其中，设置预警处理单元150是为了避免或/减少断路器中故障的发生，即在故障发生前或可能发生故障前，预先通知用户，以对断路器进行提前的检修或相对应的控制，降低断路器可能发生故障的概率，或者避免断路器的故障出现情况。

在一个实施例中，预警处理单元150包括蜂鸣器、短信提醒或者指示灯闪烁等。

在一个实施例中，结合分析处理单元110和预警处理单元150，可设置阶梯式的预警阈值设置。示例性地，假设以断路器的工作电压作为预警阈值，对应发生故障的电压值为400V，通过指示灯作为预警处理单元150，则可设置三个阶梯式的预警阈值，如设置350V、370V和390V三个，对应将指示灯设置有红、黄蓝三种指示颜色。则在实际操作过程中，可在采集管理单元100采集的电压数据为350V时，指示灯中蓝色灯闪烁；在采集管理单元100采集的电压数据为370V时，指示灯中黄色灯闪烁；在采集管理单元100采集的电压数据为390V时，指示灯中红色灯闪烁。

通过设置预警处理单元150，能够便于用户或者管理者进行便捷且直观的预警操作；而且若设置预警处理单元150为阶梯式，则可有对应的预警缓冲时间，同时，有利于避免出现管理者或者用户在第一次没有看见预警的情况，即有利于提升预警的实际作用，进而对断路器进行有效的保护。

在一个实施例中，如图4所示，为了实现对状态数据、运行数据及故障数据的采集操作，在采集管理单元100中设置有若干数量的监控模块101；通过设置的监控模块101实现对断路器的实时监控操作，以采集对应的状态数据、运行数据和故障数据。

具体的，监控模块101可以是对状态数据进行监控及采集的设备，例如摄像机等，而运行数据的采集即监控，可以通过例如电压传感器、电流传感器、温度传感器等实现；故障数据再可通过将状态数据与运行数据的采集设备结合起来，即可得到对应的故障数据。

示例性地，在一个实施例中，可对断路器的负载端的负荷量通过监控模块101进行监测操作，以获取负载端的电荷量，避免出现由于负载端的电荷量过大而引起供电设备的三相不平衡现象发生。

通过设置监控模块101能够实时有效地对断路器进行状态的监控，且对应的监控数据能够通过云管理平台130进行有效的管理，以及将对应的监控数据发送至终端设备140；这样用户或者管理者能够及时、全面并清晰地了解断路器的工作状态及对应的数据，一方面提升了断路器的智能化，有利于断路器的应用扩展；另一方面，提升了断路器的使用安全性。

在一个实施例中，如图5所示，因为需要在断路器出现故障或检修时，避免出现执行断路器的合闸操作；为此则需要持续将断路器的工作状态控制在闭锁，基于此，在电闸控制系统中设置有不间断电源单元160，不间断电源单元160与采集管理单元100、分析处理单元110、控制保护单元120连接。

具体的，在断路器处于断电状态是指断路器的前级断电或断路器所处区域位置无法实现供电，由于无法从外部电源实现对断路器的供电，此时，为了维持采集管理单元100的采集操作，通过不间断电源单元160的供电，即可实现对断路器断电状态下对应状态数据、和/或运行数据和/或故障数据的持续采集操作。

通过不间断电源单元160为电闸控制系统的不间断供电，能够保证采集管理单元110对断路器故障数据的持续性采集，即增加了断路器对应的状态数据、运行数据和故障数据，有利于断路器后续应用中对于故障更加精准判断。

综上可知，本实施例的电闸控制系统能够实现对断路器工作状态的全面和及时监控，能够为用户或管理者提供全面且及时的断路器的状态数据；有利于断路器的管理和保护，降低断路器出现故障的概率和减少由于故障而产生的损失。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种断路器，该断路器应用于上述任一项实施例中的电闸控制系统。需要说明的是，本实施例中断路器的实现与上述电闸控制系统的实现思想一致，其实现原理在此不再进行赘述，可具体参阅上述电闸控制系统中的对应内容。

采用了上述电闸控制系统及断路器之后，通过采集管理单元能够采集到与断路器使用过程中的状态数据、运行数据，并且可以实现对断路器故障数据的采集；分析处理单元能够基于状态数据、运行数据及故障数据进行分析处理，并根据状态数据、运行数据生成对应的第一控制信号和/或预警信号，以及基于故障数据生成对应的历史趋势数据后，根据该历史趋势数据生成对应的预维护信号；这样控制保护单元即可基于第一控制信号和/或预警信号、和/或预维护信号对断路器进行工作状态控制。本实施例通过对断路器的工作状态的控制，以实现断路器在不同工作状态之间的切换操作，从而能够基于不同的工作状态采取对应的保护或维护措施，进而有利于提升断路器的使用安全性，避免出现故障而造成的不必要损失。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。