断路器监测装置论文和设计-王红斌

全文摘要

本实用新型涉及一种断路器监测装置，所述断路器监测装置包括：电流传感器、数据采集模块及数据处理模块，所述电流传感器和所述数据采集模块用于分别连接断路器，所述电流传感器和所述数据处理模块分别与所述数据采集模块连接，通过设置电流传感器，采集断路器的分闸线圈的电流信息及合闸线圈的电流信息，从而无需对断路器停电操作，即可实现电流信息的采集，并且数据采集模块采集断路器的检测信息，数据处理模块根据采集的电流信息和检测信息，获取断路器的机械信息，从而实现断路器监测。

主设计要求

1.一种断路器监测装置，其特征在于，包括：电流传感器、数据采集模块及数据处理模块，所述电流传感器和所述数据采集模块用于分别连接断路器，所述电流传感器和所述数据处理模块分别与所述数据采集模块连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的断路器监测装置，其特征在于，所述电流传感器用于设置于所述断路器的直流控制母线处。

3.根据权利要求1或2所述的断路器监测装置，其特征在于，所述电流传感器为霍尔电流传感器。

4.根据权利要求1所述的断路器监测装置，其特征在于，还包括数据配置模块，所述数据配置模块与所述数据采集模块连接。

5.根据权利要求1所述的断路器监测装置，其特征在于，还包括监控模块和报警模块，所述监控模块与所述数据处理模块连接，所述监控模块与所述报警模块连接。

6.根据权利要求5所述的断路器监测装置，其特征在于，还包括通信模块，所述通信模块与所述监控模块连接。

7.根据权利要求1所述的断路器监测装置，其特征在于，还包括电池模块，所述电池模块与所述数据处理模块连接。

8.根据权利要求1所述的断路器监测装置，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块与所述数据处理模块连接。

9.根据权利要求1所述的断路器监测装置，其特征在于，所述数据采集模块包括第一数据采集子模块和第二数据采集子模块，所述第一数据采集子模块和第二数据采集子模块分别与所述电流传感器连接，所述第一数据采集子模块和所述第二数据采集子模块用于分别连接所述断路器，所述第一数据采集子模块和所述第二数据采集子模块还分别与所述数据处理模块连接。

10.根据权利要求9所述的断路器监测装置，其特征在于，所述数据处理模块包括第一数据处理子模块、第二数据处理子模块及集中数据处理子模块，所述第一数据处理子模块与所述第一数据采集子模块连接，所述第一数据处理子模块还与所述集中数据处理子模块连接，所述第二数据处理子模块与所述第二数据采集子模块连接，所述第二数据处理子模块还与所述集中数据处理子模块连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及断路器检测技术领域，特别是涉及断路器监测装置。

背景技术

断路器是电力系统中重要的控制和保护设备，断路器的工作状态直接影响电力系统的安全性和可靠性，据统计，断路器的缺陷或故障中有60％-70％是由断路器的机械故障引起的，主要包括：电磁铁故障、机构卡涩、油脂凝固、弹簧老化、连杆传动轴断裂、控制电压不稳等，因此，断路器的机械特性的监测显得尤为重要。传统的对断路器的机械特性检测的方法通常是将先将断路器停电，接入机械特性测试仪，利用机械特性测试仪测试断路器几次空载的分、合闸速度等指标，然后将这些指标与参考值进行比较，从而实现对断路器的机械特性检测，无法切实反映断路器正常工作时的机械特性，影响检测的准确性，且断路器停电检测需要投入较多人力和经费，导致检测成本高的问题。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种断路器监测装置。

一种断路器监测装置，包括：电流传感器、数据采集模块及数据处理模块，所述电流传感器和所述数据采集模块用于分别连接断路器，所述电流传感器和所述数据处理模块分别与所述数据采集模块连接。

在其中一个实施例中，所述电流传感器用于设置于所述断路器的直流控制母线处。

在其中一个实施例中，所述电流传感器为霍尔电流传感器。

在其中一个实施例中，所述的断路器监测装置还包括数据配置模块，所述数据配置模块与所述数据采集模块连接。

在其中一个实施例中，所述的断路器监测装置还包括监控模块和报警模块，所述监控模块与所述数据处理模块连接，所述监控模块与所述报警模块连接。

在其中一个实施例中，所述的断路器监测装置还包括通信模块，所述通信模块与所述监控模块连接。

在其中一个实施例中，所述的断路器监测装置还包括电池模块，所述电池模块与所述数据处理模块连接。

在其中一个实施例中，所述的断路器监测装置还包括显示模块，所述显示模块与所述数据处理模块连接。

在其中一个实施例中，所述数据采集模块包括第一数据采集子模块和第二数据采集子模块，所述第一数据采集子模块和第二数据采集子模块分别与所述电流传感器连接，所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块用于分别连接所述断路器，所述第一数据采集子模块和所述第二数据采集子模块还分别与所述数据处理模块连接。

在其中一个实施例中，所述数据处理模块包括第一数据处理子模块、第二数据处理子模块及集中数据处理子模块，所述第一数据处理子模块与所述第一数据采集子模块连接，所述第一数据处理子模块还与所述集中数据处理子模块连接，所述第二数据处理子模块与所述第二数据采集子模块连接，所述第二数据处理子模块还与所述集中数据处理子模块连接。

上述的断路器监测装置，由于断路器的大部分机械特性可以由断路器的分闸线圈的电流波形和断路器的合闸线圈的波形直接体现，通过设置电流传感器，采集断路器的分闸线圈的电流信息及合闸线圈的电流信息，从而无需对断路器停电操作，即可实现电流信息的采集，并且数据采集模块采集断路器的检测信息，数据处理模块根据采集的电流信息和检测信息，获取断路器的机械信息，从而实现断路器监测。

附图说明

图1为一个实施例中断路器监测装置的结构框图；

图2为另一个实施例中断路器监测装置的结构框图；

图3为又一个实施例中断路器监测装置的结构框图；

图4为一个实施例中支撑组件的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

例如，提供一种断路器监测装置，包括：电流传感器、数据采集模块及数据处理模块，所述电流传感器和所述数据采集模块用于分别连接断路器，所述电流传感器和所述数据处理模块分别与所述数据采集模块连接。

在其中一个实施例中，请参阅图1，一种断路器监测装置10，包括：电流传感器100、数据采集模块200及数据处理模块300，所述电流传感器100和所述数据采集模块200用于分别连接断路器，所述电流传感器100和所述数据处理模块300分别与所述数据采集模块200连接。

一个实施例中，所述电流传感器用于连接断路器，即所述电流传感器与所述断路器耦合连接。

具体的，所述电流传感器用于检测断路器的合闸线圈的电流信息及所述断路器的分闸线圈的电流信息，所述电流传感器用于检测断路器的合闸线圈的电流信息以及分闸线圈的电流信息，即，所述电流传感器用于检测断路器在合闸操作过程中，断路器的合闸线圈的电流信息，还用于检测断路器在分闸操作过程中，断路器的分闸线圈的电流信息。

数据采集模块用于接收电流传感器采集的断路器的电流信息，并用于采集断路器的检测信息，并将所述电流信息和检测信息发送至数据处理模块，从而实现断路器的监测。具体地，数据采集模块用于采集电流传感器检测到的断路器的合闸线圈的电流信息以及分闸线圈的电流信息，并采集断路器的检测信息，将断路器的合闸线圈的电流信息、分闸线圈的电流信息以及检测信息发送至数据处理模块。在一实施例中，所述数据采集模块采用PCL-818HD数据采集卡。

本实施例中，数据处理模块为具有处理能力的处理芯片，如该数据处理模块包括单片机。

数据处理模块用于根据断路器的合闸线圈的电流信息、分闸线圈的电流信息以及检测信息，获取断路器的机械信息。一个实施例中，数据处理模块用于根据采集的断路器的合闸线圈的电流信息、分闸线圈的电流信息以及检测信息，通过算法计算获得所述断路器的机械信息，值得一提的，所述算法包括：对比算法、模糊算法、神经网络算法及支持向量机算法等算法，从而实现断路器监测。

一个实施例中，所述数据处理模块用于基于对比算法，根据所述断路器的合闸线圈的电流信息、分闸线圈的电流信息以及检测信息，计算获得所述断路器的机械信息。

一个实施例中，所述数据处理模块用于基于模糊算法，根据所述断路器的合闸线圈的电流信息、分闸线圈的电流信息以及检测信息，计算获得所述断路器的机械信息。

一个实施例中，所述数据处理模块用于基于神经网络算法，根据所述断路器的合闸线圈的电流信息、分闸线圈的电流信息以及检测信息，计算获得所述断路器的机械信息。

一个实施例中，所述数据处理模块用于基于支持向量机算法，根据所述断路器的合闸线圈的电流信息、分闸线圈的电流信息以及检测信息，计算获得所述断路器的机械信息。本实施例中，所述断路器为高压断路器。

本实施例中，所述断路器为高压断路器。

为了便于电流传感器测量合闸线圈的电流信息和分闸线圈的电流信息，在其中一个实施例中，所述电流传感器用于设置于所述断路器的直流控制母线处。值得一提的，所述电流传感器用于设置于所述断路器的控制母线，即所述电流传感器用于套设于所述断路器的控制母线，具体的，控制母线是指断路器与控制电源连接的线路，控制电源是指为断路器提供分闸或合闸的电源，控制电源由直流屏提供，即控制母线是直流屏连接到断路器的控制屏的控制电源线路。通过将电流传感器设置于断路器的控制母线处，则断路器在合闸操作时，电流传感器通过测量控制母线的电流信息，从而可以测量得到断路器的合闸线圈的电流信息，即断路器在合闸操作时，合闸线圈的电流信息，断路器在分闸操作时，电流传感器通过测量控制母线的电流信息，从而可以测量得到断路器的分闸线圈的电流信息，即断路器在分闸操作时，分闸线圈的电流信息，即只需设置一个电流传感器既可以测量断路器的分闸线圈的电流信息和合闸线圈的电流信息，无需在断路器的分闸线圈和合闸线圈均设置电流传感器，从而减少检测成本，或者无需将电流传感器分别放置在合闸线圈或者分闸线圈处，从而便于用户测量合闸线圈的电流信息和分闸线圈的电流信息。

为了将电流传感器套设于所述断路器的控制母线，在一个实施例中，电流传感器包括传感器本体和与传感器本体电连接的检测线圈，检测线圈用于套设于所述断路器的控制母线，这样，使得电流传感器能够套在控制母线上，并且对流经控制母线的电流进行检测。为了避免控制母线与检测线圈之间导通，在一个实施例中，检测线圈的外侧套设有保护圈套，保护圈套的材质为绝缘材质，一个实施例中，保护圈套的材质为橡胶。通过设置保护套圈将检测线圈包覆，进而使得检测线圈与外部隔离，避免控制母线与检测线圈之间导通。

为了提升电流传感器测量合闸线圈的电流信息和分闸线圈的电流信息的准确度，在其中一个实施例中，所述电流传感器为霍尔电流传感器。具体的，霍尔电流传感是基于磁平衡式霍尔原理，通过测量霍尔电势的大小间接测量导体对应的电流大小，由于霍尔电流传感器具有精度高，线性度好的特性，且霍尔电流传感器不与被测电路发生接触，不影响被测电路，即霍尔电流传感器不影响合闸线圈及分闸线圈，从而通过设置霍尔电流传感器可以准确测量合闸线圈的电流信息和分闸线圈的电流信息。

为了更好的实现数据采集模块对检测信息的采集，在其中一个实施例中，请参阅图2，所述的断路器监测装置10还包括数据配置模块400，所述数据配置模块400与所述数据采集模块200连接。具体的，所述数据配置模块用于配置所述数据采集模块的采集参数，一个实施例中，数据配置模块用于配置数据采集模块的采样频率，采样时间参数，在一个实施例中，数据配置模块用于在数据采集模块采集断路器的机械信息、电流传感器测量断路器的合闸线圈的电流信息及断路器的分闸线圈的电流信息之前，对数据采集模块的采集参数进行配置，以达到则用户可以根据需求，对断路器的检测信息进行采集，使数据采集模块采集的数据具有针对性，从而更好的实现数据采集模块对检测信息的采集。

为了监测数据处理模块是否运行正常，在其中一个实施例中，请参阅图2，所述的断路器监测装置10还包括监控模块600和报警模块700，所述监控模块600与所述数据处理模块700连接，所述监控模块600与所述报警模块700连接。所述监控模块用于监测数据处理模块是否正常运行，若数据处理模块不运行，则生成报警信号，并将所述报警信号发送至报警模块，当报警模块接收到报警信号时，发出报警提示，在一个实施例中，所述报警模块为蜂鸣器。具体的，监测模块用于检测数据处理模块的供电是否正常，当数据处理模块的供电存在异常时，则生成报警信号。

为了便于用户得知断路器监测装置出现故障，在其中一个实施例中，请参阅图2，所述的断路器监测装置10还包括通信模块810，所述通信模块810与所述监控模块600连接。具体的，监控模块检测到数据处理模块出现故障时，产生控制信号，并将控制信号发送至通信模块，通信模块接收到控制信号，将异常信息发送至用户的移动终端，从而便于用户得知断路器监测装置出现故障。

在一个实施例中，通信模块为无线通信模块，一个实施例是，该无线通信模块为GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)模块，一个实施例是，该无线通信模块为WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)模块，一个实施例是，该无线通信模块为4G模块，通过设置无线通信模块，使得异常信息等信息能够便捷地发送至移动终端。

为了防止数据处理模块因失电无法正在运行，在其中一个实施例中，请参阅图2，所述断路器监测装置10还包括电池模块800，所述电池模块800与所述数据处理模块300连接。通过设置电池模块，当数据处理模块失电时，为数据处理模块供电，从而起到应急供电的作用，从而防止数据处理模块因失电无法正常运行，进一步的，可以防止数据处理模块因失电导致监测数据丢失。

为了便于用户查看断路器的监测结果，在其中一个实施例中，请参阅图2，所述断路器监测装置10还包括显示模块500，所述显示模块500与所述数据处理模块300连接。数据处理模块将监测的结果发送至显示模块，显示模块用于显示断路器的监测结果，这样，通过设置显示模块，从而便于用户查看断路器的监测结果。

为了实现断路器的双重监测，在其中一个实施例中，请参阅图3，所述数据采集模块包括第一数据采集子模块210和第二数据采集子模块220，所述第一数据采集子模块210和第二数据采集子模块220分别与所述电流传感器100连接，所述第一数据采集模块210和所述第二数据采集模块220用于分别连接所述断路器，所述第一数据采集子模块210和所述第二数据采集子模块220还分别与所述数据处理模块300连接。具体的，所述第一数据采集子模块用于第一次采集断路器的检测信息，所述第二数据采集子模块用于第二次采集断路器的检测信息。数据处理模块分别对第一数据采集子模块采集的检测信息及第二数据采集子模块采集的检测信息进行处理，从而实现断路器的双重监测。

为了提升监测的准确度，在其中一个实施例中，请参阅图3，所述数据处理模块300包括第一数据处理子模块310、第二数据处理子模块320及集中数据处理子模块330，所述第一数据处理子模块310与所述第一数据采集子模块210连接，所述第一数据处理子模块310还与所述集中数据处理子模块330连接，所述第二数据处理子模块320与所述第二数据采集子模块220连接，所述第二数据处理子模块320还与所述集中数据处理子模块330连接。具体的，所述第一数据处理子模块用于接收所述第一数据采集子模块采集的检测信息，并对所述第一数据采集子模块采集的检测信息进行处理，所述第二数据处理子模块用于接收所述第二数据采集子模块采集的检测信息，并对所述第二数据采集子模块采集的检测信息进行处理，所述集中处理子模块用于检测两套数据采集子模块和数据处理子模块的监测结果是否一致，当检测结果一致时输出监测结果，这样，通过设置两套数据采集子模块和两套数据处理子模块，可以防止其中一个数据处理子模块或数据采集子模块出现故障，导致监测结果误差大或不准确的情况，提升监测系统的监测准确性。

为了更好的固定及支撑电流传感器，在其中一个实施例中，请参阅图4，所述的断路器监测装置还包括支撑组件900，所述支撑组件900包括支撑底座930、连接杆920及支撑部910，所述支撑底座930与连接杆920的一端固定连接，所述连接杆920的另一端与所述支撑部910固定连接，所述支撑部910与所述电流传感器固定连接。在一个实施例中，所述支撑底座与所述连接杆的第一端一体成型设置，所述支撑部与所述连接杆的另一端一体成型设置，通过设置这样的支撑部，从而更好的固定及支撑电流传感器。这样，电流传感器固定在支撑组件上，并且通过检测线圈套在断路器的控制母线处，进而使得电流传感器能够稳固地固定，避免了电流传感器的偏移，进而实现对断路器的稳定的检测。

在其中一个实施例中，所述连接杆成“L”型设置。

在其中一个实施例中，所述连接杆为圆柱状。

为了更好的使电流传感器与支撑部固定连接，在其中一个实施例中，请参阅图4，所述的断路器监测装置还包括若干螺纹紧固件，所述支撑部具有若干安装孔940，所述电流传感器上开设有固定孔，每一所述螺纹紧固件穿设一所述固定孔及对应的一所述安装孔940，各所述螺纹紧固件与对应的固定孔的侧壁以及所述安装孔的侧壁螺接。值得一提的，所述电流传感器具有若干固定孔，各所述固定孔与各所述安装孔一一对应设置，这样，通过螺接方式使支撑部与电流传感器固定连接，从而更好的使电流传感器与支撑部固定连接。

为了更好地实现电流传感器与支撑部之间的绝缘，避免支撑部影响电流传感器测量，在其中一个实施例中，所述支撑部的表面设有绝缘层。一个实施例中，所述绝缘层为橡胶层，即绝缘层的材质为橡胶，通过在支撑部的表面设置绝缘层，能够有效隔离支撑部与电流传感器，避免支撑部影响电流传感器的测量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

设计图

断路器监测装置论文和设计

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