CN110473747A - 一种断路器及断路器操作识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电器领域，尤其涉及一种断路器及断路器操作识别方法。一种断路器，包括：触头；位置传感模块：检测所述触头的位置；电流互感模块：检测电路中的故障电流；脱扣线圈：驱动所述触头工作；与所述位置传感模块、所述电流互感模块、所述脱扣线圈分别连接的控制模块：用于接受所述位置传感模块、所述电流互感模块、所述脱扣线圈反馈的相应的检测信号，并根据相应的检测信号，反馈断路器的操作信号。可以很精准的将断路器的分闸操作信息是人为分闸还是故障跳闸反馈出来。工作人员可以根据反馈的操作信息采取相应的应对措施，可以进行遥控合闸操作，有效避免了安全事故的发生，是本领域技术的极大进步。

Description

一种断路器及断路器操作识别方法

技术领域

本发明涉及电器领域，尤其涉及一种断路器及断路器操作识别方法。

背景技术

在低压配电系统中，断路器是重要的保护元件，在线路发生故障时可以实现跳闸保护，有效切除故障线路，保护配电网安全运行。同时在运行维护中，可以人为断开负荷，实现隔离作用。

现在的运检维护，特别是电力系统的运检，不能从远程有效监管当前断路器的操作动作是故障还是人为因素导致，因此，从安全考虑，一旦需要断路器进行操作，特别是合闸操作，往往需要安排运检人员现场操作，这就增加了人力的使用基础。更无法通过远程进行控制，以避免人工分闸后进行检修时，远程操作合闸导致出现安全事故。因此，能够识别断路器的分合闸是人为操作还是故障保护动作，可以有效避免出现此类安全事故。

申请号为201710969030.7的专利申请文件公开了一种断路器机械故障识别方法，但是依然没有有效解决上述精准的识别的问题，本领域的研发人员也没有在精准识别故障断路还是人为操作的问题点上做深入探究，就会容易因操作失误而引发安全事故，或者造成大量人力的浪费。

因此，现有技术还存在不足，亟需本领域研发人员进行改进与创新。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种断路器及断路器操作识别方法，能够精确识别断路器的分闸操作是人为还是故障，进而可以让技术人员可以确定的发出遥控合闸或者运检维修的指令。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种断路器，包括：

触头；

位置传感模块：检测所述触头的位置；

电流互感模块：检测电路中的故障电流；

脱扣线圈：驱动所述触头工作；

与所述位置传感模块、所述电流互感模块、所述脱扣线圈分别连接的控制模块：用于接受所述位置传感模块、所述电流互感模块、所述脱扣线圈反馈的相应的检测信号，并根据相应的检测信号，反馈断路器的操作信号。

优选的所述的断路器，所述触头具有的工作状态包括：闭合、储能、脱扣。

优选的所述的断路器，还包括磁脱扣模块和脱扣试验按钮，所述磁脱扣模块用于当检测到电路中出现瞬时大电流时，驱动所述触头脱扣；所述脱扣实验按钮用于驱动所述触头；所述控制模块具有人工控制单元，所述控制模块还用于控制所述脱扣线圈工作。

优选的所述的断路器，还包括通信模块，所述控制模块通过所述通信模块与服务器连接；所述控制模块还用于向所述服务器发送断路器操作信号、接受所述服务器发送的遥控指令。

优选的所述的断路器，所述的操作信号包括：人工操作、故障保护跳闸、人工控制分闸、脱扣试验分闸、后备保护跳闸以及远程遥控操作。

优选的所述的断路器，所述操作信号具体包括：

人工操作：人工操作所述断路器手柄实现所述断路器分闸，所述触头工作状态由所述闭合变为所述储能；

故障保护跳闸：所述控制模块接收到所述电流互感模块发送的故障电流信号后，所述控制模块通过所述脱扣线圈驱动所述触头工作状态由所述闭合变为所述脱扣；

人工控制分闸操作：人工直接操作所述控制模块，所述控制模块通过所述脱扣线圈驱动所述触头工作状态由所述闭合变为所述脱扣位置；

脱扣试验分闸操作：人工通过操作所述脱扣试验按钮，所述脱扣试验按钮驱动所述触头工作状态由所述闭合变为所述脱扣；

后备保护跳闸：所述磁脱扣模块检测到电路中出现瞬时大电流出现时，所述磁脱扣模块驱动所述触头工作状态由所述闭合变为所述脱扣位置；

远程遥控操作：所述控制模块接收所述服务器的遥控信号，所述控制模块通过所述脱扣线圈驱动所述触头工作状态由所述闭合变为所述脱扣。

一种断路器操作识别方法，使用所述的断路器，包括步骤：

A、所述控制模块接收所述位置传感模块检测的触头工作状态、所述电流互感模块检测的故障电流信号以及所述脱扣线圈驱动触头信号；

B、所述控制模块根据接收的所述触头工作状态、所述故障电流信号及所述驱动触头信号，通过控制分析法得到断路器跳闸的原因是故障跳闸还是人为操作，并反馈相应的操作信号。

优选的所述的断路器操作识别方法，所述步骤B中所述的控制分析法具体包括：

B1、控制模块检测触头的工作状态，若工作状态为储能，则反馈人工操作信号；若工作状态为脱扣，则执行步骤B2；

B2、所述控制模块检测脱扣线圈是否有驱动所述触头动作，若是，则执行步骤B3；若否，则执行步骤B5；

B3、所述控制模块检测是否收到服务器的遥控指令，若是，则反馈远程遥控操作信号；若否，则执行步骤B4；

B4、所述控制模块检测是否收到电流互感模块的第一故障电流信号，若是，则反馈故障保护跳闸信号；若否，则反馈人工控制分闸操作信号；

B5、所述控制模块检测是否收到所述电流互感模块的第二故障电流信号，若是，则反馈后备保护跳闸操作；若否，则反馈脱扣试验分闸操作。

优选的所述的断路器操作识别方法，所述步骤B1还包括：若所述工作状态为闭合，则反馈正常工作信号。

优选的所述的断路器操作识别方法，所述控制模块反馈操作信息的对象包括：服务器、本地终端显示屏。

相较于现有技术，本发明提供的一种断路器及断路器操作识别方法，通过控制模块根据触头的位置信号、故障电流信号以及脱扣线圈的动作信号，可以很精准的将断路器的分闸操作信息是人为分闸还是故障跳闸反馈出来。工作人员可以根据反馈的操作信息采取相应的应对措施，这样在人为操作的时候就可以不采取相应措施，在其他情况下也是可以进行遥控合闸操作，有效避免了安全事故的发生，是本领域技术的极大进步。

附图说明

图1是本发明提供的断路器操作识别方法的流程图；

图2是本发明提供的识别的方法的逻辑流程图；

图3是本发明提供的断路器的结构框图；

图4是本发明提供的断路器的电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参照附图1-4。图中模块标号：触头、控制模块10、人工控制单元11、位置传感模块20、电流互感模块30、脱扣线圈40、磁脱扣模块50、脱扣试验按钮60、通信模块70。

实施例1

本发明提供断路器操作识别方法，包括步骤：

S10、控制模块10接收位置传感模块20检测的触头位置信号、电流互感模块30检测的故障电流信号以及脱扣线圈40驱动触头的反馈信号；

S20、控制模块根据接收的触头位置信号、故障电流信号及驱动触头信号，通过控制分析法得到断路器跳闸的原因是故障跳闸还是人为操作，并反馈相应的操作信号。

在实际操作过程中，控制模块10只需要接受到位置传感模块20识别的触头(未标识)的位置信息、电流互感模块30检测到的故障电流信息以及脱扣线圈40的动作信息，就可以精确的判断出断路器的是人为还是故障原因，有助于工作人员根据反馈信息精确的采取应对方案。例如是人为操作，则不能采取遥控合闸的措施，避免产生安全事故，另外如果是故障导致断路器分闸，则可以尝试遥控合闸操作，如果不成功则可以安排运检人员现场排除故障。

在这里所述控制模块10反馈相应操作信号不限于向服务器反馈，还包括用显示屏直接现场反馈。

在进一步的优选方案中，所述控制模块10与服务器连接，并将相应的操作信号反馈到所述服务器中。例如所述控制模块10使用所述通信模块70与所述服务器连接，这样的好处是所述服务器可以通过所述通信模块70的连接，判断所述控制模块10是否处于接通状态；对于故障的精准排除有极佳效果。优选的方案中，所述通信模块70为通信线，在其他的实施方案中，所述通信模块70可以使用WIFI或者4G连接，但是相应的信号容易收到电磁波的干扰。

进一步的，所述操作信号包括：人工操作、远程遥控操作、故障保护跳闸、人工控制分闸、脱扣试验分闸以及后备保护跳闸。

具体的，当人工操作断路器通过手柄实现断路器分闸时，所述触头由合闸位置变化至储能位置。当所述控制模块10通过电流互感模块30判断出线路出现故障电流时，所述控制模块10通过脱扣线圈40驱动所述触头由合闸位置变化至脱扣位置，使断路器跳闸。当远程遥控操作分闸时，远程遥控信号通过所述通信模块70发至所述控制模块10，所述控制模块10通过脱扣线圈40驱动所述触头由合闸位置变化至脱扣位置，使断路器跳闸。维护人员在现场可通过所述控制模块10向脱扣线圈40发送信号驱动所述触头由合闸位置变化至脱扣位置，使断路器跳闸。当瞬时大电流(为一般电流的16-20倍以上)出现时，由于电流极大，为确保快速切除故障。此时由所述磁脱扣模块50直接驱动所述触头由合闸位置变为脱扣位置，同时控制器可通过电流互感模块30检测到此瞬时大电流信号。当人工通过脱扣试验按钮60给断路器进行分闸操作时，此时操作机构由合闸位置变化至脱扣位置。

在所述控制模块10中所进行的识别方法具体参照附图2：

S21、控制模块10检测触头的工作状态，若工作状态为储能，则向服务器反馈人工操作信号；若工作状态为脱扣，则执行步骤S22；

S22、所述控制模块10检测脱扣线圈40是否有驱动所述触头动作，若是，则执行步骤S23；若否，则执行步骤S25；

S23、所述控制模块10检测是否收到服务器的遥控指令，若是，则向服务器反馈远程遥控操作信号；若否，则执行步骤S24；

S24、所述控制模块10检测是否收到电流互感模块30的第一故障电流信号，若是，则向服务器反馈故障保护跳闸信号；若否，则向服务器反馈人工控制分闸操作信号；

S25、所述控制模块10检测是否收到所述电流互感模块30的第二故障电流信号，若是，则向服务器反馈后备保护跳闸操作；若否，则向服务器反馈脱扣试验分闸操作。

具体操作过程中，当断路器的控制器通过操作机构位置传感模块20检测到触头从合闸位置变为储能位置时，即可确定断路器为人工分闸操作。

当所述控制模块10通过位置所述传感模块检测到所述触头从合闸位置变为脱扣位置时，所述控制模块10进一步判断是否有脱扣线圈40驱动动作，若具有该动作，则进一步判别是否为所述通信模块70下发的遥控操作，若不为遥控操作，则可通过所述电流互感模块30的第一故障电流来判断为故障保护跳闸动作，若不为故障保护，则可判定为人工操作控制器方式进行断路器分闸操作。若所述控制模块10没有检测到所述脱扣线圈40驱动动作，则通过所述电流互感模块30检测第二故障电流信号，此处所述第二故障电流即瞬时大电流信号，则可以判断为磁脱扣模块50驱动所述触头，进行保护跳闸。若不存在所述第二故障电流信号，则判别为人工操作脱扣试验按钮60使断路器人工跳闸。

实施例2

本发明还提供一种断路器，包括包括控制模块10、位置传感模块20、电流互感模块30、脱扣线圈40和触头，所述位置传感模块20、所述脱扣线圈40与所述电流互感模块30分别与所述控制模块10连接；所述脱扣线圈40用于驱动所述触头；所述位置传感模块20用于检测所述触头的工作状态；所述电流互感模块30用于检测电路中的故障电流。

优选的所述的断路器，还包括磁脱扣模块50和脱扣试验按钮60，所述磁脱扣模块50用于检测电路中的瞬时大电流以及驱动所述触头；所述脱扣实验按钮用于驱动所述触头。

所述电流互感模块30可以分别测量三相电的感应电流，并分别发送到所述控制模块10，可以在反馈所述操作信号时，在显示故障保护跳闸的同时，反馈是哪一相的电路出现了故障，对于排除故障更精准。

所述控制模块优选为MKM33型号处理器。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种断路器，其特征在于，包括：

触头；

位置传感模块：检测所述触头的位置；

电流互感模块：检测电路中的故障电流；

脱扣线圈：驱动所述触头工作；

与所述位置传感模块、所述电流互感模块、所述脱扣线圈分别连接的控制模块：用于接受所述位置传感模块、所述电流互感模块、所述脱扣线圈反馈的相应的检测信号，并根据相应的检测信号，反馈断路器的操作信号。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述触头具有的工作状态包括：闭合、储能、脱扣。

3.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，还包括磁脱扣模块和脱扣试验按钮，所述磁脱扣模块用于当检测到电路中出现瞬时大电流时，驱动所述触头脱扣；所述脱扣实验按钮用于驱动所述触头；所述控制模块具有人工控制单元，所述控制模块还用于控制所述脱扣线圈工作。

4.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，还包括通信模块，所述控制模块通过所述通信模块与服务器连接；所述控制模块还用于向所述服务器发送断路器操作信号、接受所述服务器发送的遥控指令。

5.根据权利要求1-4任一所述的断路器，其特征在于，所述的操作信号包括：人工操作、故障保护跳闸、人工控制分闸、脱扣试验分闸、后备保护跳闸以及远程遥控操作。

6.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述操作信号具体包括：

人工操作：人工操作所述断路器手柄实现所述断路器分闸，所述触头工作状态由所述闭合变为所述储能；

故障保护跳闸：所述控制模块接收到所述电流互感模块发送的故障电流信号后，所述控制模块通过所述脱扣线圈驱动所述触头工作状态由所述闭合变为所述脱扣；

人工控制分闸操作：人工直接操作所述控制模块，所述控制模块通过所述脱扣线圈驱动所述触头工作状态由所述闭合变为所述脱扣位置；

脱扣试验分闸操作：人工通过操作所述脱扣试验按钮，所述脱扣试验按钮驱动所述触头工作状态由所述闭合变为所述脱扣；

后备保护跳闸：所述磁脱扣模块检测到电路中出现瞬时大电流出现时，所述磁脱扣模块驱动所述触头工作状态由所述闭合变为所述脱扣位置；

远程遥控操作：所述控制模块接收所述服务器的遥控信号，所述控制模块通过所述脱扣线圈驱动所述触头工作状态由所述闭合变为所述脱扣。

7.一种断路器操作识别方法，其特征在于，使用权利要求1-6任一所述的断路器，包括步骤：

A、所述控制模块接收所述位置传感模块检测的触头工作状态、所述电流互感模块检测的故障电流信号以及所述脱扣线圈驱动触头信号；

B、所述控制模块根据接收的所述触头工作状态、所述故障电流信号及所述驱动触头信号，通过控制分析法得到断路器跳闸的原因是故障跳闸还是人为操作，并反馈相应的操作信号。

8.根据权利要求7所述的断路器操作识别方法，其特征在于，所述步骤B中所述的控制分析法具体包括：

B1、控制模块检测触头的工作状态，若工作状态为储能，则反馈人工操作信号；若工作状态为脱扣，则执行步骤B2；

B2、所述控制模块检测脱扣线圈是否有驱动所述触头动作，若是，则执行步骤B3；若否，则执行步骤B5；

B3、所述控制模块检测是否收到服务器的遥控指令，若是，则反馈远程遥控操作信号；若否，则执行步骤B4；

B4、所述控制模块检测是否收到电流互感模块的第一故障电流信号，若是，则反馈故障保护跳闸信号；若否，则反馈人工控制分闸操作信号；

B5、所述控制模块检测是否收到所述电流互感模块的第二故障电流信号，若是，则反馈后备保护跳闸操作；若否，则反馈脱扣试验分闸操作。

9.根据权利要求8所述的断路器操作识别方法，其特征在于，所述步骤B1还包括：若所述工作状态为闭合，则反馈正常工作信号。

10.根据权利要求9所述的断路器操作识别方法，其特征在于，所述控制模块反馈操作信息的对象包括：服务器、本地终端显示屏。