一种断路器装置

文档序号:193765 发布日期:2021-11-02 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种断路器装置 (Circuit breaker device ) 是由 江阳 涂勇 黄依婷 于 2021-08-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种断路器装置,包括:永磁机构壳体、动铁芯、拨叉、动触头、静触头、屏蔽盒、光纤温度传感器、机构动作传感器和触头动作传感器;本发明通过机构动作传感器、触头动作传感器,以及光纤温度传感器监测断路器的状态,解决了现有技术缺少对断路器自身的状态进行监测的问题。(The invention discloses a circuit breaker device, comprising: the device comprises a permanent magnetic mechanism shell, a movable iron core, a shifting fork, a movable contact, a fixed contact, a shielding box, an optical fiber temperature sensor, a mechanism action sensor and a contact action sensor; the invention monitors the state of the circuit breaker by the mechanism action sensor, the contact action sensor and the optical fiber temperature sensor, and solves the problem that the state of the circuit breaker is not monitored in the prior art.)

一种断路器装置

技术领域

本发明涉及断路器技术领域,具体涉及一种断路器装置。

背景技术

目前市场上的主流断路器,仅对直流牵引供电系统起分断、短路和接通作用,缺少对断路器自身的状态监测。只能配合直流综合测控保护装置检测断路器的分合闸速度、弹跳及短路电流等很少的数据,无法判断断路器在长时间运行后的健康状况,以及断路器的剩余寿命,增加运维人员的工作难度及运维成本。

发明内容

针对现有技术中的上述不足,本发明提供的一种断路器装置解决了现有技术缺少对断路器自身的状态进行监测的问题。

为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:一种断路器装置,包括:永磁机构壳体、动铁芯、拨叉、动触头、静触头和屏蔽盒;

所述动铁芯固定在永磁机构壳体的一侧;所述拨叉的一端固定在永磁机构壳体的另一侧,其另一端与动触头接触;所述动触头在合闸时与静触头接触;所述永磁机构壳体和动铁芯固定在屏蔽盒内。

进一步地,还包括显示屏,所述显示屏固定在屏蔽盒上。

进一步地,还包括:机构动作传感器、固定连杆、传感器支架、第一运算放大器和第一屏蔽电缆;

所述传感器支架与永磁机构壳体内部的动铁芯固定连接;所述机构动作传感器的一端与传感器支架固定连接,其另一端通过固定连杆与动铁芯固定连接;所述机构动作传感器通过第一屏蔽电缆与第一运算放大器的输入端电连接。

进一步地,还包括:触头动作传感器、防尘罩、万向连接头、绝缘连杆、第二屏蔽电缆和第二运算放大器;

所述防尘罩内固定有触头动作传感器;所述触头动作传感器与万向连接头的一端固定连接;所述万向连接头的另一端与绝缘连杆的一端连接;所述绝缘连杆的另一端与动触头固定连接;所述触头动作传感器通过第二屏蔽电缆与第二运算放大器的输入端电连接。

进一步地,还包括:第三屏蔽电缆、第四屏蔽电缆和智能运维模块;

所述第一运算放大器的输出端通过第三屏蔽电缆与智能运维模块的第一输入端电连接;所述第二运算放大器的输出端通过第四屏蔽电缆与智能运维模块的第二输入端电连接。

进一步地,所述动触头通过插销固定在出线桩头上。

进一步地,所述静触头处固定有进线桩头。

进一步地,所述拨叉前端设有台阶,所述动触头设有凸起柱体,所述台阶与凸起柱体配合。

进一步地,还包括光纤温度传感器,所述光纤温度传感器放置于屏蔽盒内,并位于永磁机构壳体上方。

综上,本发明的有益效果为:

1、本发明通过机构动作传感器和触头动作传感器两个传感器,得知断路器的分合闸时间、弹跳及反弹、开距等重要的参数,再通过光纤温度传感器可实时监测断路器的温升。

2、根据机构动作传感器和触头动作传感器两个传感器采集到的传感器数据,计算出断路器的超程和触头的磨损程度,根据断路器的超程、触头的磨损程度和断路器温升的变化,可判断触头的剩余寿命。

附图说明

图1为一种断路器装置的结构示意图;

图2为拨叉和动触头的结构示意图;

其中,1、引弧杆;2、永磁机构壳体;3、动铁芯;4、拨叉;5、动触头;6、静触头;7、显示屏;8、机构动作传感器;9、固定连杆;10、传感器支架;11、第一运算放大器;12、第一屏蔽电缆;13、触头动作传感器;14、防尘罩;15、万向连接头;16、绝缘连杆;17、第二屏蔽电缆;18、第二运算放大器;19、第三屏蔽电缆;20、第四屏蔽电缆;21、智能运维模块;22、出线桩头;23、进线桩头;24、光纤温度传感器;25、屏蔽盒;41、台阶;51、凸起柱体。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示,一种断路器装置,包括:引弧杆1、永磁机构壳体2、动铁芯3、拨叉4、动触头5、静触头6和屏蔽盒25;

所述动铁芯3固定在永磁机构壳体2的一侧;所述拨叉4的一端固定在永磁机构壳体2的另一侧,其另一端与动触头5接触;所述动触头5在合闸时与静触头6接触;所述永磁机构壳体2和动铁芯3固定在屏蔽盒25内。所述引弧杆1固定在动触头5的触头端。

动铁芯3位于永磁机构壳体2内部的部分,通过销轴与拨叉4刚性铰接,可推动拨叉4向前运动。引弧杆1在断路器开断时起到引弧作用。

动铁芯3相当于永磁机构壳体2里面的“活塞”。

本装置还包括:显示屏7,所述显示屏7固定在屏蔽盒25上。

本装置还包括:机构动作传感器8、固定连杆9、传感器支架10、第一运算放大器11和第一屏蔽电缆12;

所述传感器支架10与永磁机构壳体2内部的动铁芯3固定连接;所述机构动作传感器8的一端与传感器支架10固定连接,其另一端通过固定连杆9与动铁芯3固定连接;所述机构动作传感器8通过第一屏蔽电缆12与第一运算放大器11的输入端电连接。

传感器支架10的中心杆固定在传感器支架10上,传感器支架10随着动铁芯3运动。

动铁芯3的动作可带动机构动作传感器8的中心杆动作,从而测出动铁芯3的位移随时间变化的运动波形。机构动作传感器8的中心杆也相当于机构动作传感器8中的“活塞”。

本装置还包括:触头动作传感器13、防尘罩14、万向连接头15、绝缘连杆16、第二屏蔽电缆17和第二运算放大器18;

所述防尘罩14内固定有触头动作传感器13;所述触头动作传感器13与万向连接头15的一端固定连接;所述万向连接头15的另一端与绝缘连杆16的一端连接;所述绝缘连杆16的另一端与动触头5固定连接;所述触头动作传感器13通过第二屏蔽电缆17与第二运算放大器18的输入端电连接。

动触头5的动作可带动触头动作传感器13上的滑块动作,从而测出动触头5的位移随时间变化的运动波形。

本装置还包括:第三屏蔽电缆19、第四屏蔽电缆20和智能运维模块21;

所述第一运算放大器11的输出端通过第三屏蔽电缆19与智能运维模块21的第一输入端电连接;所述第二运算放大器18的输出端通过第四屏蔽电缆20与智能运维模块21的第二输入端电连接。

动触头5通过插销固定在出线桩头22上,动触头5可以插销作为圆心自由转动。静触头6处固定有进线桩头23。出线桩头22和进线桩头23作为断路器主回路的进出线排,与外界进行一次回路的电气连接。

如图2所示,拨叉4前端设有台阶41,所述动触头5设有凸起柱体51,所述台阶41与凸起柱体51配合。在合闸时,通过台阶41和凸起柱体51配合,推动动触头5向右旋转。

本装置还包括:光纤温度传感器24,所述光纤温度传感器24放置于屏蔽盒25内,并位于永磁机构壳体2上方。

本装置的工作过程,在执行合闸命令时,永磁机构壳体2的动铁芯3驱动拨叉4,通过拨叉4推动动触头5向右旋转去接触静触头6,完成合闸动作。当执行分闸命令时,永磁机构壳体2失电后,动触头5复位,完成分闸动作。

在执行合闸命令时,机构动作传感器8的中心杆与动铁芯3一起做水平运动,机构动作传感器8在水平运动过程中会输出运动波形,从运动波形可得到合闸时间、分闸时间、合闸弹跳、分闸反弹和触头开距等参数。在执行合闸命令时,绝缘连杆16左右摇摆,而触头动作传感器13的滑块仍做水平运动,因此,触头动作传感器13在滑块水平运动过程中会输出运动波形,根据运动波形可得到合闸时间、分闸时间、合闸弹跳和分闸反弹等参数,根据机构动作传感器8和触头动作传感器13两个传感器采集的参数,计算出断路器的超程。

随着频繁的操作断路器,动触头5和静触头6会有一定的磨损,断路器的超程也会发生变化,触头开距的变化即可得出触头的磨损量,断路器超程的变化可计算出触头压力的变化。光纤温度传感器24可实时监测断路器的温升。通过触头磨损、触头压力以及断路器温升的变化,即可判断断路器的健康状态,预测断路器的剩余寿命。

智能运维模块21相当于本装置的数据运算和传输单元,用于采集机构动作传感器、触头动作传感器,以及光纤温度传感器的传感器数据,计算断路器的超程,并进行分析以及发现异常时即可触发预警记录,当预警记录达到约定预警次数时即发出预警信息,预警次数达到故障限值时即刻报故障,并提供可能的故障点及故障原因。智能运维模块21通过以太网接口与后台通讯,并于显示屏7连接,用于显示各种数据等。

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