一种直流断路器智能化控制装置
阅读说明：本技术 一种直流断路器智能化控制装置 (Intelligent control device for direct current breaker ) 是由 韩伟 朱忠建 戴罡 奚杰 孟凡非 葛飞 衣陈晨 杨俊� 于 2021-09-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种直流断路器智能化控制装置,包括上接线排、下接线排、动触头、断路器控制装置,断路器控制装置包括智能控制单元、温度检测单元、位移检测单元、触头推杆、挡板、行程开关、第一位移传感器；上接线排上设置有第一温度传感器；下接线排上设置有第二温度传感器和电流传感器；动触头上设置有第三温度传感器；动触头的后方设置有用于检测动触头是否在分闸位置第二位移传感器；动触头在合闸位置与上接线排导通或在分闸位置与上接线排断开,上接线排、动触头与下接线排组成主电路。采用模块化设计方案,可检测断路器内部状态信号,快速分析和判断故障情况,控制断路器进行分合闸操作,大幅提高直流断路器的安全性和可靠性。(The invention discloses an intelligent control device of a direct current breaker, which comprises an upper wiring bar, a lower wiring bar, a moving contact and a breaker control device, wherein the breaker control device comprises an intelligent control unit, a temperature detection unit, a displacement detection unit, a contact push rod, a baffle, a travel switch and a first displacement sensor; the upper wiring row is provided with a first temperature sensor; the lower connecting line bank is provided with a second temperature sensor and a current sensor; a third temperature sensor is arranged on the movable contact; a second displacement sensor for detecting whether the moving contact is at the opening position is arranged behind the moving contact; the moving contact is conducted with the upper wiring bar at the switching-on position or disconnected with the upper wiring bar at the switching-off position, and the upper wiring bar, the moving contact and the lower wiring bar form a main circuit. By adopting the modular design scheme, the internal state signal of the circuit breaker can be detected, the fault condition can be rapidly analyzed and judged, the circuit breaker can be controlled to be switched on and off, and the safety and the reliability of the direct current circuit breaker are greatly improved.)
技术领域
本发明涉及直流断路器领域，尤其涉及一种直流断路器智能化控制装置。
背景技术
目前，国的城市轨道交通事业迅猛发展，各大城市都在新建地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通线路。为提高地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通的运行效率和降低施工成本，轨道交通车辆一般采用直流牵引供电系统。直流快速断路器作为直流牵引供电系统的核心保护设备，可快速切断回路故障电流，是直流供电系统安全运行的重要保证。与交流系统相比，因为直流系统不存在自然过零点，直流系统的开断更加困难，因此直流快速断路器需要一种安全可靠的控制装置，能够快速分析和判断故障情况，在故障情况下快速切断短路电流，防止误动作，保障城市轨道交通直流牵引供电系统的运行。
授权公告号为CN208352237U公开的一种直流断路器分合闸的控制电路，在直流断路器分闸时，在合闸线圈两端施加与合闸线圈主电路相反的电流，对合闸线圈进行反向充电，消除合闸线圈铁芯材料的剩磁，提高合闸线圈的分闸速度，为快速分闸提供保障。但是该控制电路无法检测断路器内部状态信号，在故障情况下无法快速分断直流断路器，容易导致供电事故。
授权公告号为CN109888749B公开的一种直流断路器控制方法及装置，可以在第一电路模块接收到由柔性直流控制保护系统发送的跳闸指令后，第一电路模块确定跳闸指令的指令类型，在指令为保护控制类型时，第一电路模块生成快速跳闸信号并发送至第二电路模块；在指令为人为控制类型时，第一电路模块生成慢速跳闸信号并发送至第二电路模块；直流断路器可以根据相应工况进行慢速或快速跳闸。当在非必须快速跳闸的工况下，该发明可以实现慢速跳闸，提高直流断路器的断开成功率。但是该直流断路器控制装置同样无法检测断路器内部状态信号，在故障情况下无法快速分断直流断路器，容易导致供电事故。
上述专利文献揭示了现有的直流断路器存在以下缺陷：
现阶段的直流断路器控制装置大多仅可接收断路器上一级保护装置的外部控制信号，实现断路器分合闸功能，且仅可上传断路器分合闸位置等简单的状态信号，存在功能单一，无法检测并上传断路器故障信号，需要上一级保护装置的配合的缺点，从而增加了断路器的故障频率，在故障情况下容易损坏断路器，进而导致严重的供电事故，大幅降低了直流断路器的使用寿命和安全性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种直流断路器智能化控制装置，其能解决安全性、可靠性低的问题。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种直流断路器智能化控制装置，包括上接线排、下接线排、动触头、断路器控制装置，所述断路器控制装置包括智能控制单元、温度检测单元、位移检测单元、触头推杆、挡板、行程开关、第一位移传感器；所述触头推杆与所述动触头联结以推动挡板，进而使所述行程开关导通或者关断；所述上接线排上设置有第一温度传感器；所述下接线排上设置有第二温度传感器和电流传感器；所述动触头上设置有第三温度传感器；所述动触头的后方设置有用于检测动触头是否在分闸位置第二位移传感器；所述动触头与所述下接线排连接，所述动触头在合闸位置与上接线排导通或在分闸位置与上接线排断开，所述上接线排、所述动触头与所述下接线排组成主电路。
进一步地，所述直流断路器智能化控制装置还包括脱扣装置、合闸装置，合闸装置可实现断路器的正常分合闸操作，脱扣装置可实现断路器在线路故障情况下的紧急脱扣分闸功能。
进一步地，所述断路器控制装置内设置有用于测量流经断路器主电路的电流值的电流测量单元。
进一步地，所述断路器控制装置内设置有用于接入外部控制电源和分合闸控制信号的接口单元。
进一步地，所述接口单元配置有用于外部的交流控制电源转换为直流电源的交直流转换电路。
进一步地，所述直流断路器智能化控制装置还包括合闸装置、脱扣装置，所述合闸装置位于所述脱扣装置和所述断路器控制装置之间。
进一步地，所述上接线排的延伸方向与所述下接线排的延伸方向平行。
进一步地，所述断路器控制装置还包括电流测量单元、接口单元，所述智能控制单元、温度检测单元、位移检测单元、电流测量单元、接口单元依次排列设置。
进一步地，所述断路器控制装置还包括电流测量单元、接口单元，所述温度检测单元位于所述智能控制单元、位移检测单元之间。
进一步地，所述上接线排的延伸方向与所述动触头的延伸方向垂直。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
所述断路器控制装置包括智能控制单元、温度检测单元、位移检测单元、触头推杆、挡板、行程开关、第一位移传感器；所述触头推杆与所述动触头联结以推动挡板，进而使所述行程开关导通或者关断；所述上接线排上设置有第一温度传感器；所述下接线排上设置有第二温度传感器和电流传感器；所述动触头上设置有第三温度传感器；所述动触头的后方设置有用于检测动触头是否在分闸位置第二位移传感器；所述动触头与所述下接线排连接，所述动触头在合闸位置与上接线排导通或在分闸位置与上接线排断开，所述上接线排、所述动触头与所述下接线排组成主电路。采用模块化设计方案，可检测断路器内部状态信号，快速分析和判断故障情况，控制断路器进行分合闸操作，大幅提高直流断路器的安全性和可靠性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明直流断路器智能化控制装置中一较佳实施例的结构图；
图2为图1所示直流断路器智能化控制装置的另一结构图。
图中：1、上接线排；2、下接线排；3、动触头；4、断路器控制装置；5、智能控制单元；6、温度检测单元；7、位移检测单元；8、电流测量单元；9、接口单元；10、触头推杆；11、挡板；12、行程开关；13、脱扣装置；14、合闸装置；61、第一温度传感器；62、第二温度传感器；63、第三温度传感器；71、第一位移传感器；72、第二位移传感器；81、电流传感器。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1-2，一种直流断路器智能化控制装置，包括上接线排1、下接线排2、动触头3、断路器控制装置4，所述断路器控制装置4包括智能控制单元5、温度检测单元6、位移检测单元7、触头推杆10、挡板11、行程开关12、第一位移传感器71；所述触头推杆10与所述动触头3联结以推动挡板11，进而使所述行程开关12导通或者关断；所述上接线排1上设置有第一温度传感器61；所述下接线排2上设置有第二温度传感器62和电流传感器81；所述动触头3上设置有第三温度传感器63；所述动触头3的后方设置有用于检测动触头3是否在分闸位置第二位移传感器72；所述动触头3与所述下接线排2连接，所述动触头3在合闸位置与上接线排1导通或在分闸位置与上接线排1断开，所述上接线排1、所述动触头3与所述下接线排2组成主电路。采用模块化设计方案，可检测断路器内部状态信号，快速分析和判断故障情况，控制断路器进行分合闸操作，大幅提高直流断路器的安全性和可靠性。
优选的，所述直流断路器智能化控制装置还包括脱扣装置13、合闸装置14，合闸装置14可实现断路器的正常分合闸操作，脱扣装置13可实现断路器在线路故障情况下的紧急脱扣分闸功能。具体的，断路器主电路主要由上接线排1、动触头3和下接线排2三部分组成，请参阅图1，动触头3与下接线排2连接，动触头3在合闸位置与上接线排1导通；请参阅图2，在分闸位置与上接线排1断开。断路器一般配有脱扣装置13和合闸装置14，合闸装置14可实现断路器的正常分合闸操作，脱扣装置13可实现断路器的紧急脱扣分闸功能。
优选的，所述断路器控制装置4内设置有用于测量流经断路器主电路的电流值的电流测量单元8。所述断路器控制装置4内设置有用于接入外部控制电源和分合闸控制信号的接口单元9。所述接口单元9配置有用于外部的交流控制电源转换为直流电源的交直流转换电路。将外部的交流控制电源转换为直流电源，例如AC220V转换为DC24V。
优选的，所述直流断路器智能化控制装置还包括合闸装置14、脱扣装置13，所述合闸装置14位于所述脱扣装置13和所述断路器控制装置4之间。所述上接线排1的延伸方向与所述下接线排2的延伸方向平行。所述断路器控制装置4还包括电流测量单元8、接口单元9，所述智能控制单元5、温度检测单元6、位移检测单元7、电流测量单元8、接口单元9依次排列设置。具体的，断路器控制装置4集成在直流断路器上，采用模块化设计方案，包含智能控制单元5、温度检测单元6、位移检测单元7、触头推杆10、挡板11和行程开关12。智能控制单元5可控制脱扣装置13动作，实现断路器的紧急脱扣分闸功能；智能控制单元5可控制合闸装置14动作，实现断路器的正常分合闸操作。温度检测单元6可检测断路器内部温度，位移检测单元7可检测断路器是否正常动作。动触头3与触头推杆10联结，在动触头3分闸或合闸运动过程中，可带动触头推杆10运动，触头推杆10推动挡板11，使行程开关12导通或者关断。行程开关12的导通或者关断可指示断路器的分合闸状态。
优选的，所述断路器控制装置4还包括电流测量单元8、接口单元9，所述温度检测单元6位于所述智能控制单元5、位移检测单元7之间。所述上接线排1的延伸方向与所述动触头3的延伸方向垂直。具体的，在实际运行过程中，当温度检测单元6在检测到断路器内部温度异常时，可向智能控制单元5发送断路器故障信号，由智能控制单元5进行紧急脱扣分闸。当位移检测单元7检测到断路器未正常动作时，可向智能控制单元5发送断路器故障信号，由智能控制单元5进行紧急脱扣分闸。当电流测量单元8检测到断路器主电路的电流值异常，例如出现短路电流时，可向智能控制单元5发送线路故障信号，由智能控制单元5进行紧急脱扣分闸。
在实际运行过程中，接口单元9可将温度检测单元6、位移检测单元7、电流测量单元8检测到的测量量向外部上传至上一级控制系统。
具体的，上接线排1上可安装第一温度传感器61，用于测量上接线排1的温度；下接线排2上可安装第二温度传感器62，用于测量下接线排2的温度；动触头3上可安装第三温度传感器63，用于测量动触头3的温度。上述温度传感器可根据实际需要选装，并将温度信号上传给温度检测单元6。断路器控制装置4内可安装第一位移传感器71，用于检测触头推杆10的位置；动触头3的后方可安装第二位移传感器72，用于检测动触头3是否在分闸位置；上述位移传感器可根据实际需要选装，并将位置信号上传给位移检测单元7。
在实际运行过程中，由于动触头3与触头推杆10联结，第一位移传感器71和第二位移传感器72的位置信号可互相验证。当两个位移传感器的位置信号不一致时，位移检测单元7可向智能控制单元5发送断路器故障信号，由智能控制单元5进行紧急脱扣分闸。下接线排2上可安装电流传感器81，用于测量流经下接线排2的电流值，并将电流信号上传给电流测量单元8。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
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