CN105118755B - 基于太阳能的易能森跌落式熔断器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于太阳能的易能森跌落式熔断器，该系统包括安装支架、瓷件、熔丝管和绝缘支架，绝缘支架两端分别设有上静触头和下静触头，熔丝管两端分别设有上动触头和下动触头，所述下动触头和下静触头之间设有易能森模块。所述易能森模块两个能量按键分别与下动触头和下静触头相配合；所述下动触头和下静触头分别设置有紧固件，所述易能森模块的两个固定柱分别与紧固件连接。所述熔丝管包括内层的消弧管和外层的环氧玻璃管，所述熔丝管的下部套有铜管。

Description

基于太阳能的易能森跌落式熔断器

技术领域

本发明属于供电系统技术领域，具体涉及一种基于太阳能的易能森跌落式熔断器。

背景技术

跌落式熔断器安装在10kV配电线路分支线上，可缩小停电范围，因其有一个高压跌落式熔断器明显的断开点，具备了隔离开关的功能，给检修段线路和设备创造了一个安全作业环境，增加了检修人员的安全感。安装在配电变压器上，可以作为配电变压器的主保护，所以，在10kV配电线路和配电变压器中得到了普及。熔丝管两端的动触头依靠熔丝(熔体)系紧，将上动触头推入"鸭嘴"凸出部跌落式熔断器分后，磷铜片等制成的上静触头顶着上动触头，故而熔丝管牢固地卡在"鸭嘴"里。当短路电流通过熔丝熔断时，产生电弧，熔丝管内衬的钢纸管在电弧作用下产生大量的气体因熔丝管上端被封死，气体向下端喷出，吹灭电弧。由于熔丝熔断，熔丝管的上下动触头失去熔丝的系紧力，在熔丝管自身重力和上、下静触头弹簧片的作用下，熔丝管迅速跌落，使电路断开，切除故障段线路或者故障设备。但跌落式熔断器需要定期巡视和维护，每月不少于一次夜间巡视，查看有无放电火花和接触不良现象，有放电，会伴有嘶嘶的响声，要尽早安排处理，这样就有人员工作量比较大，寻找跌落式熔断器不容易定位的问题。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出易能森跌落式熔断器，通过跌落式熔断器设置易能森模块实现无需电源与电线即可提供无线低功耗数据传输，解决了跌落式熔断器不容易定位的问题，具有较快切准确的并及时报警。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于太阳能的易能森跌落式熔断器，该熔断器包括安装支架、瓷件、熔丝管、绝缘支架、太阳能无线收发节点、熔断器监控模块和网络传输模块，绝缘支架两端分别设有上静触头和下静触头，熔丝管两端分别设有上动触头和下动触头，所述下动触头和下静触头之间设有易能森模块，所述太阳能无线收发节点接收易能森模块发送的信息，所述熔断器监控模块由服务器、监控终端、移动监控单元组成，依次顺序双向连接，服务器负责接收并存储太阳能无线收发节点传输的数据信息，监控终端负责访问服务器数据库，实时显示各个工作点易能森跌落式熔断器的环境参数信息、历史数据查询服务及异常报警服务；移动监控单元显示实时信息，提供报警紧急提示功能；

所述易能森模块的两个能量按键分别与下动触头和下静触头相配合；所述下动触头和下静触头分别设置有紧固件，所述易能森模块的两个固定柱分别与紧固件连接；

太阳能无线收发节点采用太阳能供电模块，太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器、锂离子电池、备用电池，太阳能电池板通过太阳能控制器与锂离子电池相连；太阳能控制器由微处理器、充电电路、放电电路、检测电路和保护电路组成，充电电路、放电电路、检测电路和保护电路与微处理器相连；充电电路输入端连接太阳能电池板，输出端连接锂离子电池或者备用电池，放电电路输入端连接锂离子电池，输出端连接用电设备，检测电路连接锂离子电池和用电设备。

所述熔丝管包括内层的消弧管和外层的环氧玻璃管，所述的熔丝管的下部套有铜管。熔断器还设有设置在绝缘支架上支架的弹性辅助触头和灭火罩。所述瓷件的中部具有伸出条，瓷件伸出条与安装支架可拆卸连接。所述熔丝管的上端具有导向钩、操作件，所述的操作件为扣环结构。所述监控终端设有无线接收单元用于接收网络传输模块发送的数据，接收的数据存储在服务器。所述网络传输模块由无线网络、串口、以太网交换机、光纤网络构成，无线网络传输接收易能森传输的数据通过串口和以太网交换机连接，以太网交换机和光纤网络连接，串口转以太网交换机负责连接光纤网和无线传感网络，通过光纤网，将数据分析的数据传输到服务器。当系统发生故障时，故障电流使熔丝迅速熔断，并形成电弧，消弧管受电弧灼热，分解大量气体，使管内形成很高压力，并沿着管道形成纵吹，电弧被迅速拉长而熄灭，熔丝熔断后，下动触头失去张力而下翻，锁紧机构释放熔丝管，熔丝管跌落，开成明显开断位置，易能森模块因为熔丝管跌落产生瞬间的动能，发出无线数据信号，通过网络传输模块发送到熔断器监控模块，进行报警功能。

本发明有益效果是:本发明通过跌落式熔断器设置易能森模块实现无需电源与电线即可提供无线低功耗数据传输，实现无线传输跌落式熔断器熔丝管跌落的情况，并通过远程控制终端进行报警，太阳能无线收发节点安装于电线杆支柱上，可以有效减少小鸟筑巢，同时有效的利用能源。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的具体实施方式的结构图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示，一种基于太阳能的易能森跌落式熔断器，其特征在于,该熔断器包括安装支架、瓷件、熔丝管、绝缘支架、太阳能无线收发节点、熔断器监控模块和网络传输模块，绝缘支架两端分别设有上静触头和下静触头，熔丝管两端分别设有上动触头和下动触头，所述下动触头和下静触头之间设有易能森模块，所述太阳能无线收发节点接收易能森模块发送的信息，所述熔断器监控模块由服务器、监控终端、移动监控单元组成，依次顺序双向连接，服务器负责接收并存储太阳能无线收发节点传输的数据信息，监控终端负责访问服务器数据库，实时显示各个工作点易能森跌落式熔断器的环境参数信息、历史数据查询服务及异常报警服务；移动监控单元显示实时信息，提供报警紧急提示功能。所述易能森模块两个能量按键分别与下动触头和下静触头相配合；所述下动触头和下静触头分别设置有紧固件，所述易能森模块的两个固定柱分别与紧固件连接。所述熔丝管包括内层的消弧管和外层的环氧玻璃管，所述熔丝管的下部套有铜管。熔断器还设有设置在绝缘支架上支架的弹性辅助触头和灭火罩。所述瓷件的中部具有伸出条，瓷件伸出条与安装支架可拆卸连接。所述熔丝管的上端具有导向钩、操作件，所述的操作件为扣环结构。太阳能无线收发节点、采用太阳能供电模块，太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器、锂离子电池、备用电池，太阳能电池板通过太阳能控制器与锂离子电池相连；太阳能控制器由微处理器、充电电路、放电电路、检测电路和保护电路组成，它们与微处理器相连；充电电路输入端连接太阳能电池板，输出端连接锂离子电池或者备用电池，放电电路输入端连接锂离子电池，输出端连接用电设备，检测电路连接锂离子电池和用电设备。

所述监控终端设有无线接收单元用于接收网络传输模块发送的数据，接收的数据存储在服务器。所述网络传输模块由无线网络、串口、以太网交换机、光纤网络构成，无线网络传输接收易能森传输的数据通过串口和以太网交换机连接，以太网交换机和光纤网络连接，串口转以太网交换机负责连接光纤网和无线传感网络，通过光纤网，将数据分析的数据传输到服务器。当系统发生故障时，故障电流使熔丝迅速熔断，并形成电弧，消弧管受电弧灼热，分解大量气体，使管内形成很高压力，并沿着管道形成纵吹，电弧被迅速拉长而熄灭，熔丝熔断后，下动触头失去张力而下翻，锁紧机构释放熔丝管，熔丝管跌落，开成明显开断位置，易能森模块因为熔丝管跌落产生瞬间的动能，发出无线数据信号，通过网络传输模块发送到熔断器监控模块，进行报警等各类功能。

易能森应用无电池无线电技术。该传感器的能量来自于周围的环境—运动、压力、光线、温度或振动的微小变化都足以用来发射无线电信号。信号的最大范围在建筑物内为30米，在户外则为300米。易能森可在868MHz频率波段上传输信号。本发明通过下动触头和下静触头之间设有易能森模块。易能森模块两个能量按键分别与下动触头和下静触头相配合；下动触头和下静触头分别设置有紧固件，易能森模块的两个固定柱分别与紧固件连接，当熔丝熔断，熔丝管的上下动触头失去熔丝的系紧力，在熔丝管自身重力和上、下静触头弹簧片的作用下，熔丝管迅速跌落，使电路断开，切除故障段线路或者故障设备，在这个过程中通过动能产生电量，进行发送无线电信号。上静触片、下静触片均采用不锈钢弹簧板，用于快带抽出熔丝，熔丝管外表面设置有耐水、抗紫外线的涂层。绝缘支架采用镀银铸铜材质，避免合闸时熔丝管左右晃动。

熔断器监控模块主要由服务器、监控终端、移动监控单元组成，依次顺序双向连接。服务器负责接收并存储易能森模块传输的数据信息。监控终端负责访问服务器数据库，实时显示各个工作点易能森跌落式熔断器的环境参数信息、历史数据查询服务及异常报警服务；移动监控单元显示简要信息，提供报警等紧急提示功能。熔断器监控模块按功能可分为环境监测和易能森跌落式熔断器故障两个部分。监控系统作为直接与操作人员交互的平台，易操作性、稳定可靠是监控系统最基本的要求。其主要实现以下功能：1)远程实时各区域易能森跌落式熔断器环境参数。2)提供数据的存储、打印及历史数据对比等功能。3)采集易能森跌落式熔断器参数异常或事故发生时，监控机将提供发生事故的具体位置信息，并发出报警信息。

网络传输模块由无线网络、串口、以太网交换机、光纤网络构成，无线网络传输的数据通过串口和以太网交换机连接，以太网交换机和光纤网络连接。串口转以太网交换机负责连接光纤网和无线传感网络，通过光纤网，将数据分析的数据传输到服务器。根据熔断器使用区域区结构简单，且较宽敞，但面积较广，所以最理想的选择由无线传感网络(WSN)覆盖，无线传感网络节点获取的易能森模块的数据，通过WSN传输到网关节点，网关节点通过RS232转以太网的交换机与光纤连接，从而实现整个系统的无缝连接。主干网采用千兆单模光纤连接交换机构成，网络采用树状拓扑结构。系统巡检时间小于30秒，数据采集时间，小于0.01秒。交换机实现无线传感网络和光纤网的连接，因此，交换机必须具备光纤和以太网双接口，每个数据分析模块都配置一个静态节点充当网关节点，网关节点通过串口转以太网设备将无线网络接入交换机。同时，每个交换机都可以作为中继使光纤网络遍布整个区域。易能森跌落式熔断器正常运行时，熔丝管借助熔丝张紧后形成闭合位置，当系统发生故障时，故障电流使熔丝迅速熔断，并形成电弧，消弧管受电弧灼热，分解大量气体，使管内形成很高压力，并沿着管道形成纵吹，电弧被迅速拉长而熄灭，熔丝熔断后，下动触头失去张力而下翻，锁紧机构释放熔丝管，熔丝管跌落，开成明显开断位置，易能森模块因为熔丝管跌落产生瞬间的动能，发出无线数据信号，通过网络传输模块发送到熔断器监控模块，进行报警等各类功能。当需要拉负荷时，用绝缘杆拉开动触头，此时辅助触头仍然接触，继续用绝缘杆拉动触头，辅助触头也分离，在辅助触头之间产生电弧，电弧在灭火罩夹缝中被拉长，同时灭火罩产生气体，在电流为零时，将电弧熄灭。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于太阳能的易能森跌落式熔断器，其特征在于,该熔断器包括安装支架、瓷件、熔丝管、绝缘支架、太阳能无线收发节点、熔断器监控模块和网络传输模块，绝缘支架两端分别设有上静触头和下静触头，熔丝管两端分别设有上动触头和下动触头，所述下动触头和下静触头之间设有易能森模块，所述太阳能无线收发节点接收易能森模块发送的信息，所述熔断器监控模块由服务器、监控终端、移动监控单元组成，依次顺序双向连接，服务器负责接收并存储太阳能无线收发节点传输的数据信息，监控终端负责访问服务器数据库，实时显示各个工作点易能森跌落式熔断器的环境参数信息、历史数据查询服务及异常报警服务；移动监控单元显示实时信息，提供报警紧急提示功能；

所述易能森模块的两个能量按键分别与下动触头和下静触头相配合；所述下动触头和下静触头分别设置有紧固件，所述易能森模块的两个固定柱分别与紧固件连接；

太阳能无线收发节点采用太阳能供电模块，太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器、锂离子电池、备用电池，太阳能电池板通过太阳能控制器与锂离子电池相连；太阳能控制器由微处理器、充电电路、放电电路、检测电路和保护电路组成，充电电路、放电电路、检测电路和保护电路与微处理器相连；充电电路输入端连接太阳能电池板，输出端连接锂离子电池或者备用电池，放电电路输入端连接锂离子电池，输出端连接用电设备，检测电路连接锂离子电池和用电设备。

2.根据权利要求1所述的易能森跌落式熔断器，其特征在于，所述熔丝管包括内层的消弧管和外层的环氧玻璃管，所述的熔丝管的下部套有铜管。

3.根据权利要求1所述的易能森跌落式熔断器，其特征在于，熔断器还设有设置在绝缘支架上支架的弹性辅助触头和灭火罩。

4.根据权利要求1所述的易能森跌落式熔断器，其特征在于，所述瓷件的中部具有伸出条，瓷件伸出条与安装支架可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的易能森跌落式熔断器，其特征在于，所述熔丝管的上端具有导向钩、操作件，所述的操作件为扣环结构。

6.根据权利要求1所述的易能森跌落式熔断器，其特征在于，所述监控终端设有无线接收单元用于接收网络传输模块发送的数据，接收的数据存储在服务器。

7.根据权利要求1所述的易能森跌落式熔断器，其特征在于，所述网络传输模块由无线网络、串口、以太网交换机、光纤网络构成，无线网络传输接收易能森传输的数据通过串口和以太网交换机连接，以太网交换机和光纤网络连接，串口转以太网交换机负责连接光纤网和无线传感网络，通过光纤网，将数据分析的数据传输到服务器。

8.根据权利要求1所述的易能森跌落式熔断器，其特征在于，当系统发生故障时，故障电流使熔丝迅速熔断，并形成电弧，消弧管受电弧灼热，分解大量气体，使管内形成很高压力，并沿着管道形成纵吹，电弧被迅速拉长而熄灭，熔丝熔断后，下动触头失去张力而下翻，锁紧机构释放熔丝管，熔丝管跌落，开成明显开断位置，易能森模块因为熔丝管跌落产生瞬间的动能，发出无线数据信号，通过网络传输模块发送到熔断器监控模块，进行报警功能。