CN101728135A - 跌落熔断器的防冻雨方法及防冻雨数控报警跌落熔断器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跌落熔断器的防冻雨方法，它包括以下步骤：①实时地采集跌落熔断器的动作机构及其动作触点的温度信号；②对采集到的温度信号进行分析处理，当温度达到设定的限值时，启动加热防护装置，并将热风吹到动作机构及其动作触点上。本发明由于设有电子控制部分和冻雨防护部分，当跌落熔断器的动作机构及其动作触点上出现冻雨时，传感器能实时地将温度和湿度信号采集到电子控制部分中，经分析处理后，风机和发热体开始工作，通过风道将热风吹向动作机构和动作触点，将冻雨融化掉，有效地实现了防冻雨的功能。另外，本发明的电子控制部分还与GSM通讯电路相连接，在跌落熔断器跌落后，能在瞬间上传远程控制计算机，并发出报警信号。

Description

跌落熔断器的防冻雨方法及防冻雨数控报警跌落熔断器

技术领域

本发明涉及一种跌落式熔断器的防冻雨方法，具体地说是涉及一种防止跌落熔断器的动作机构及其动作触点出现冻雨的方法，并涉及该方法所采用的装置。

背景技术

跌落式熔断器是10kV配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关，它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点，被广泛应用于10kV配电线路和变压器一次侧的短路、过载保护及分、合负荷电流。作为电网中最简单的一种保护电器，对其进行操作时必须对操作人员进行良好的安全防护，须采用合格的绝缘棒，即俗称的令克棒，并分拉闸与合闸两种情况按程序进行。拉闸时应先拉断中相、其次拉断下风相、最后拉断所剩下的一相；合闸时则应合上风相、其次合另一边相、最后合中相。并要求操作人员戴绝缘手套及防护目镜，以确保安全。存在着劳动强度大、操作困难、有严重的人身安全隐患及恶劣气候环境下难以操作等问题。

随着我国电力行业控制技术的科技进步，电力行业及电力终端用户对电力设备的性能和安全性要求越来越高，研究新型智能安全、寿命长等高性能的跌落式熔断器迫在眉睫。针对电力部门现阶段使用的跌落式熔断器，依靠人工用操作棒推、拉进行分合闸，劳动强度大、操作困难、人身安全隐患严重和在多数恶劣气候环境下难以操作等问题，尤其是2008年初南方几省遭遇了几十年一遇的冻雨灾害天气，造成了绝大部分户外跌落熔断器不能工作或损毁，一种新型跌落式熔断器的出现已为必然趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全性能较高、且能防止跌落熔断器的动作机构及其动作触点出现冻雨的方法，并提供一种防冻雨数控报警跌落熔断器。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种跌落熔断器的防冻雨方法，它包括以下步骤：

①实时地采集跌落熔断器的动作机构及其动作触点的温度信号；

②对采集到的温度信号进行分析处理，当温度达到设定的限值时，启动加热防护装置，并将热风吹到动作机构及其动作触点上。

在步骤①中还包括采集跌落熔断器的动作机构及其动作触点的湿度信号。

在步骤②中，当温度或湿度达到设定的限值时发出报警。

实施上述方法所采用的防冻雨数控报警跌落熔断器包括机械传动部分和主本体部分，机械传动部分包括动作机构及其动作触点，它还包括电子控制部分和冻雨防护部分；在机械传动部分的动作机构及其动作触点上设有至少一个传感器；上述的冻雨防护部分包括风道、风机和发热体，风道位于主本体部分的绝缘子内部，风机和发热体位于风道的入口处，风道的上出风口朝向动作触点，风道的下出风口朝向动作机构；上述电子控制部分的输入端与所述传感器相连接，其输出端与风机和发热体相连接。

上述动作机构及其动作触点上的传感器包括温度传感器和湿度传感器。

上述的电子控制部分包括三相交流信号采集电路、单片机控制电路和至少一个传感器采集电路，三相交流信号采集电路和传感器采集电路均与单片机控制电路的输入端相连，单片机控制电路的输出端与电机驱动部分相连；所述的电机驱动部分包括三路电机驱动电路、声光报警电路和防冻雨指令输出电路。

上述的单片机控制电路与GSM通讯电路相连接。

上述的三相交流信号采集电路均与充电保护电路和放电保护电路相连接。

上述的传感器采集电路包括温度传感器采集电路、湿度传感器采集电路和红外指令接收传感器采集电路。

采用上述方案的本发明，由于设有电子控制部分和冻雨防护部分，当跌落熔断器的动作机构及其动作触点上出现冻雨时，传感器能实时地将温度和湿度信号采集到电子控制部分中，经分析处理后，风机和发热体开始工作，通过风道将热风吹向动作机构和动作触点，将冻雨融化掉，有效地实现了防冻雨的功能。另外，本发明的电子控制部分还与GSM通讯电路相连接，在跌落熔断器跌落后，能在瞬间上传远程控制计算机，并立即发出声、光报警信号，同时自动送报警短信至授权人员手机。本发明还具有缺相保护功能，一相故障跌落其他两相自动同时跌落，改变了原来必须依靠人工用绝缘棒推拉分合闸的工作方式，实现了跌落熔断器的计算机远程控制和近距离遥控控制。同时避免了老旧设备分合过程中出现的弧光短路造成线路停电及因人工操作不当造成的危害人身安全的隐患，确保线路不缺相运行，避免因缺相烧毁电机或其他用电设备。而且减少了劳动强度和操作难、受恶劣天气限制等问题的出现，操作时只需要在控制计算机进行远程操作或按下手携遥控器的分、合键，便可实现户外交流高压熔断器的电动分合闸。本发明为三相各自独立控制的单元，三相之间没有机械连接，既可同步关合或分断负荷电流，又可单相进行单合、单分。分合弧光小、燃弧时间短。而且本发明还适用于12KV配变、线路，计算机远程直接控制，采用单片机控制和数字滤波电路，可实现跌落熔断器远程或近距离控制分、合，抗干扰能力强，操作稳定可靠，并且具有自充电功能，可利用220V、380V配变电源或太阳能集板充电。

附图说明

图1为本发明中防冻雨功能原理框图；

图2为本发明中数控功能原理框图；

图3为本发明中缺相保护、报警功能原理框图；

图4为本发明的结构示意图；

图5为本发明电子控制部分的电路图；

图6为本发明电机驱动部分的电路图。

具体实施方式

实施例1

本实施例中，跌落熔断器的防冻雨方法包括以下步骤：

①实时地采集跌落熔断器的动作机构及其动作触点的温度信号；

②对采集到的温度信号送入电子控制部分进行分析处理，当温度达到设定的限值时，启动加热防护装置，并将热风吹到动作机构及其动作触点上。

具体地说，在步骤②中，当采集的温度值达到1℃时，即启动加热防护装置将热风吹到动作机构及其动作触点上。上述的加热防护装置包括风机和发热体。

如图1、图4所示，为实施上述方法，本实施例中的防冻雨数控报警跌落熔断器包括机械传动部分、主本体部分、电子控制部分和冻雨防护部分，上述的机械传动部分和主本体部分为跌落熔断器原先的部件，为本领域普通技术人员所熟知的技术。机械传动部分包括动作机构及其动作触点，在机械传动部分的动作机构及其动作触点上设有温度传感器，上述的温度传感器的数量可根据实际需要而设置，可以为一个、两个、四个或甚至更多。冻雨防护部分中的加热防护装置包括风道1、风机和发热体，风道1位于主本体部分的绝缘子2内部，风机和发热体位于风道1的入口处，风道1的上出风口4朝向动作触点，风道1的下出风口3朝向动作机构。另外还可以在冻雨防护部分中增加机械防护装置，上述的机械防护装置可以在动作机构及其动作触点的外面增设防护罩。

电子控制部分的输入端与温度传感器相连接，其输出端与风机和发热体相连接。当跌落熔断器的动作机构及其动作触点上出现冻雨时，温度传感器能实时地将采集到的温度信号送入电子控制部分中，经分析处理后，当温度值达到预先设定的温度值时，比如说为1℃时，风机和发热体开始工作，通过风道1将热风吹向动作机构和动作触点，将冻雨融化掉，有效地实现了防冻雨的功能。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，还包括以下技术特征：即

在跌落式熔断器的防冻雨方法的步骤①中，除了采集跌落熔断器的动作机构及其动作触点的温度信号之外，还需要采集湿度信号。相应地，在跌落式熔断器中，机械传动部分的动作机构及其动作触点上还需要设置相应的湿度传感器。上述的湿度传感器和温度传感器一样，可以根据实际需要进行设定，即可以为一个、四个、六个或甚至更多。

具体地说，冻雨产生的条件除了温度下降到一定程度之外，还需要湿度达到一定的程度，当两者都满足时，才有可能产生冻雨。这样，在动作机构及其动作触点同时设有温度传感器和湿度传感器的情况下，可以准确检测出现冻雨的情况。

其他技术方案与实施例1相同。

实施例3

如图2所示，本实施例在实施例1的基础上增设了数控功能。

在跌落式熔断器的防冻雨方法中，当人为地发现工作机构及其动作触点上出现冻雨时，可通过远程控制计算机或便携遥控器发出指令至电子控制部分，再由电子控制部分控制电机驱动部分开始工作，相继地驱动机械传动部分和主本体部分。上述由远程控制计算机或便携遥控器发出指令可以通过红外、蓝牙或无线Zigbee网络。通过红外、蓝牙或无线Zigbee网络发送指令均为本领域普通技术人员所熟知的技术。

相应地，为实现数控功能，还需要在跌落式熔断器中增设相应的红外、蓝牙或无线Zigbee的接收模块。

其他技术方案与实施例1相同。

实施例4

如图3所示，本实施例在实施例1、实施例2、实施例3的基础上增设了缺相保护和报警功能。

当主本体部分中三相的其中一相跌落后，发出信号至电子控制部分，并由电机驱动部分驱动机械传动部分来推动另两相跌落。在信号传送至电子控制部分时，由电子控制部分发出信息至远程控制计算机或授权的手机，同时发出声光报警。

相应的在跌落熔断器中，还需要增设GSM通讯电路和报警电路。

本实施例具体的实施原理如下：

如图5、图6所示，电子控制部分包括三相交流信号采集电路、单片机控制电路和至少一个传感器采集电路。三相交流信号采集电路和传感器采集电路均与单片机控制电路的输入端相连，上述的传感器采集电路包括采集动作机构及其动作触点上传感器信号的电路，也包括远程红外指令接收传感器采集电路。单片机控制电路的输出端与GSM通讯电路和电机驱动部分相连。电机驱动部分包括三路电机驱动电路、声光报警电路和防冻雨指令输出电路。另外，三相交流信号采集电路还可以与充电保护电路和放电保护电路相连接。

如图5所示，三相交流信号采集电路的输入端分别为JA、JB和JC及中相JN，三项交流信号分别经过互感器T101、T102和T103进入状态采集，并分别经过全波整流电路Q101、Q102和Q103进行整流滤波后连接至单片机U101的输入端，单片机U101的八个输出端J1～J8连接至电机驱动部分。单片机控制电路主要由单片机U101构成，并附加有外围辅助电路，所述的外围辅助电路均为本领域普通技术人员所熟知的技术。同时，经过全波整流电路后，三相交流信号均与充电保护电路U104和放电保护电路U103相连接。如图6所示，上述的电机驱动部分包括三路电机驱动电路和声光报警电路。每一路电机驱动电路的输入端连接两个从单片机输入端输出的信号。以A相交流电为例，单片机U101的输出端J1和J2连接至A相交流电机的驱动电路中，输出端J1和J2分别连接PNP三极管BG1和BG2，并分别经过控制开关JDQ1和JDQ2后连接至电机A的正负极。声光报警电路的输入端与单片机U101的输出端J7相连，同样经过PNP三极管BG7和控制开关JDQ7，连接灯泡LA和蜂鸣器SP。这样就完成了如图3所示的缺相保护、自报警功能。主本体部分若三相中有一相跌落，这样就发出信号至电子控制部分，电子控制部分输出信号给电机驱动部分，电机驱动部分发出驱动信号给机械传动部分，以促使机械动作，推动另两相跌落。在这期间，电子控制部分会给出声光报警的信号。

上述的传感器采集电路包括温度传感器采集电路、湿度传感器采集电路和红外指令接收传感器采集电路。温度传感器R108采集温度信号，湿度传感器R111采集湿度信号，红外指令接收传感器HW接收外界的红外指令，这三路采集电路的输出端均与单片机U101的输入端相连接。如图6所示，上述的电机驱动部分包括防冻雨指令输出电路，其输入端连接单片机U101的输出端J8，同样经过PNP三极管BG8和控制开关JDQ8后，连接至输出板JR。这样，电子控制部分检测温度及湿度，若有异常，传送给冻雨防护部分进行加热防护部分，使风机和发热体开始工作，从而热风通过风道1吹向动作机构和动作触点，使其上的冻雨融化，完成了如图1所示的防冻雨功能。另外，本发明还包括机械防护部分，即在整个跌落熔断器的外部加有防护罩，以此达到防冻雨的功能。

另外，单片机U101的输入端还与GSM通讯电路相连接，GSM通讯电路外接远程通信天线ANT。这样就能完成如图2所示的数控功能原理。远程终端可以是一台计算机，也可以是便携式遥控器，远程终端发出指令，通过GSM将信号传送至电子控制部分的单片机中，单片机发出信号至电机驱动部分，驱动机械传动部分动作，最终使主本体部分发生动作。同时，数控功能还可以应用在缺相保护和自报警功能中，当一相跌落发出信号时，利用该通讯装置，通过电子控制部分发出信息至远程的控制计算机，还可以发送至已经授权的手机终端，这样工作人员看到信息后，就可以采取相应的措施以排除故障。

其他技术特征与实施例1相同。

Claims (9)

1.一种跌落熔断器的防冻雨方法，其特征在于，它包括以下步骤：

①实时地采集跌落熔断器的动作机构及其动作触点的温度信号；

②对所述采集到的温度信号进行分析处理，当温度达到设定的限值时，启动加热防护装置，并将热风吹到动作机构及其动作触点上。

2.根据权利要求1所述的跌落熔断器的防冻雨方法，其特征在于：所述的步骤①还包括采集跌落熔断器的动作机构及其动作触点的湿度信号。

3.根据权利要求1或2所述的跌落熔断器的防冻雨方法，其特征在于：在所述的步骤②中，当温度或湿度达到设定的限值时发出报警。

4.为实施权利要求1的方法所采用的防冻雨数控报警跌落熔断器，它包括机械传动部分和主本体部分，所述的机械传动部分包括动作机构及其动作触点，其特征在于：它还包括电子控制部分和冻雨防护部分；在所述机械传动部分的动作机构及其动作触点上设有至少一个传感器；所述的冻雨防护部分包括风道、风机和发热体，风道位于主本体部分的绝缘子内部，风机和发热体位于风道的入口处，风道的上出风口朝向动作触点，风道的下出风口朝向动作机构；所述电子控制部分的输入端与所述传感器相连接，其输出端与风机和发热体相连接。

5.根据权利要求4所述的防冻雨数控报警跌落熔断器，其特征在于：所述动作机构及其动作触点上的传感器包括温度传感器和湿度传感器。

6.根据权利要求4或5所述的防冻雨数控报警跌落熔断器，其特征在于：所述的电子控制部分包括三相交流信号采集电路、单片机控制电路和至少一个传感器采集电路，三相交流信号采集电路和传感器采集电路均与单片机控制电路的输入端相连，单片机控制电路的输出端与电机驱动部分相连；所述的电机驱动部分包括三路电机驱动电路、声光报警电路和防冻雨指令输出电路。

7.根据权利要求6所述的防冻雨数控报警跌落熔断器，其特征在于：所述的单片机控制电路与GSM通讯电路相连接。

8.根据权利要求6所述的防冻雨数控报警跌落熔断器，其特征在于：所述的三相交流信号采集电路均与充电保护电路和放电保护电路相连接。

9.根据权利要求6所述的防冻雨数控报警跌落熔断器，其特征在于：所述的传感器采集电路包括温度传感器采集电路、湿度传感器采集电路和红外指令接收传感器采集电路。

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