CN112650081B - 一种带有接线安全分析的智能断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有接线安全分析的智能断路器，包括电气断路器模块以及设置在电气断路器模块内的电机驱动模块、检测模块、通讯模块、智能分析模块，同时还设有与智能断路器信号连接的安全监控云平台；所述检测模块设置在电气断路器模块的接线端子处，该检测模块包括电流、温度以及压力传感器；所述智能分析模块将采集的检测值结合接线安全标准值四维向量(A，T，S，F)，经过接线安全算法计算，得到接线导体直径、工作温度以及接线松紧程度是否符合安全标准，并实时发送至安全监控云平台；当检测到不符合安全标准的情况时，控制电机驱动模块进行分闸并锁定当前状态；确保接线符合安全标准；并能通过云平台快速排查断路器出现的问题。

Description

一种带有接线安全分析的智能断路器

技术领域

本发明属于智能断路器技术领域，尤其涉及一种带有接线安全分析的智能断路器。

背景技术

现有市面上的传统的设备大致有两类：第一类叫做断路器(是空气开关和漏电保护器的统称)，这类设备本地手动合闸分闸，当电气特性超过最大限度值时，会自动分闸达到保护人和设备的作用，从而实现电气安全；第二类智能断路器是在传统的断路器上面增加了远程操作，检测电气运行的电流电压参数，做节能环保分析。

现有的产品在分析用电安全上面，不能直接定位到接线端子上的接触点温度，接触点面积和接触点的松紧程度，缺乏对断路器的接线是否符合安全标准的判断；且在断路器接线端出现问题时，无法快速地进行排查。

因此，研发一种能检测接线端是否符合安全标准且便于排查的带有接线安全分析的智能断路器成为了急需解决的技术问题。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种带有接线安全分析的智能断路器。

本发明的技术方案，一种带有接线安全分析的智能断路器，包括电气断路器模块以及设置在电气断路器模块内的电机驱动模块、检测模块、通讯模块、智能分析模块，同时还设有与智能断路器信号连接的安全监控云平台；所述检测模块设置在电气断路器模块的接线端子处，该检测模块包括电流传感器、温度传感器以及压力传感器；所述智能分析模块将检测模块采集的检测值结合对应的接线安全标准值四维向量(A，T，S，F)，其中A为电流，T为温度，S为导电面积，F为压力值，经过接线安全算法计算，得到接线导体直径、工作温度以及接线松紧程度是否符合安全标准，并通过通讯模块实时发送至安全监控云平台；当智能分析模块检测到不符合安全标准的情况时，控制电机驱动模块进行分闸并锁定当前状态。

采用上述方法后，通过检测模块检测断路器接线端子处的实时温度、电流以及接线端子与导线间的压力(松紧程度)，继而经过智能分析模块处理，达到判断负载导线是否有异常温度上升、接触松紧程度是否达到要求的标准以及负载的接线粗细是否符合标准的目的，确保接线符合安全标准；当存在不符合安全标准的情况时自动分闸并锁定状态，及时避免了电气安全隐患进一步恶化；通过通讯模块实时发送检测信息至安全监控云平台，用户只需访问云平台便能了解断路器的实时安全信息，便于用户快速排查断路器出现的问题。

作为本发明的进一步改进，所述检测值对应的温度向量T_i在带入接线安全算法计算前需经过修正公式得到实测值T_j，根据额定电流情况下，标准接线导体直径在环境温度为室温(25℃)时，修正公式为T_j＝KT_i+C，其中系数K与常数C通过对现有接线导体进行实验获得。

采用上述方法后，通过将温度检测值修正得到实测值，能减少环境或接线导体的温度异常时对检测模块的影响，使检测值更接近实际温度值，提高最终计算结果的有效性。

作为本发明的进一步改进，所述接线安全算法包括接线导体直径安全算法，该接线导体直径安全算法通过直径公式计算接线导体直径，

其中d为接线导体直径，ρ为导体导电率，U为已知电压220V，T为测量温度，I为测量电流；将检测值I_i以及实测值T_j带入直径公式得到

并与接线导体直径标准值进行比较，Δd＝di-d_(标准值)，当Δd≥0时，接线导体直径符合标准，Δd＜0时为不符合标准。

采用上述方法后，通过计算得到接线导体的实际直径，并与与标准值进行比较能直观得到接线导体的直径是否符合标准，及时排查出不合标准的接线，既保证了接线的使用寿命，又避免了出现接线电阻过大、异常升温等问题。

作为本发明的进一步改进，所述接线安全算法还包括接线工作温度安全算法，通过结合直径公式与修正公式，得到着火可能性计算公式

其中ΔT与着火概率正相关，并通过ΔT、T_j以及标准值着火温度T_火计算的到着火系数λ，计算公式为

当λ＝1时，接线到达着火点。

采用上述方法后，通过计算得到着火可能性，在着火可能性过高时能及时通过云平台向用户发出警报，提醒用户降低用电功率，避免接线温度达到着火点，引起火灾；同时通过计算着火系数进行判断，当接线温度即将到达着火点或已经到达着火点时，及时控制电机驱动模块自动分闸，防止危害进一步扩大。

作为本发明的进一步改进，所述接线安全算法设有基于采集接线松紧程度信息建立的F-F_i-S_i接触点松紧度表，其中F为接触点额定力，F_i为接线压到接线端子上产生的压力实测值，S_i为松紧程度；通过将检测模块采集到的压力值F_xi带入表中得到实际松紧程度S_xi，当S_xi≥S_i时，接线牢固，符合安全标准，当S_xi＜S_i时，接线松动，不符合安全标准。

采用上述方法后，通过将检测到的压力值带入接触点松紧度表得到接线的实际松紧程度，能帮助用户及时了解接线的松动情况，避免接线脱落造成的意外断电，进而避免电器因意外断电出现损坏。

作为本发明的进一步改进，所述通讯模块设有通讯ID，该通讯ID与对应电气断路器模块的SN码相同；所述电气断路器模块的外壳表面设有二维码，该二维码所对应的内容与所述通讯ID相同；所述安全监控云平台设有二维码识别功能。

采用上述方法后，当用户在断路器与云平台之间建立通讯时，只需通过云平台识别断路器表面的二维码即可获得对应的通讯ID，网关记录通讯ID后便可与断路器进行通信；相较于传统ID分配方式，省去了使用专业设备对断路器一一分配ID，简化了操作步骤，便于用户单独操作；且断路器更换后无需重新分配ID，提高了断路器操作的灵活性。

具体实施方式

一种带有接线安全分析的智能断路器，包括电气断路器模块以及设置在电气断路器模块内的电机驱动模块、检测模块、通讯模块、智能分析模块，同时还设有与智能断路器信号连接的安全监控云平台；所述检测模块设置在电气断路器模块的接线端子处，该检测模块包括电流传感器、温度传感器以及压力传感器；所述智能分析模块将检测模块采集的检测值结合对应的接线安全标准值四维向量(A，T，S，F)，其中A为电流，T为温度，S为导电面积，F为压力值，经过接线安全算法计算，得到接线导体直径、工作温度以及接线松紧程度是否符合安全标准，并通过通讯模块实时发送至安全监控云平台；当智能分析模块检测到不符合安全标准的情况时，控制电机驱动模块进行分闸并锁定当前状态。

通过检测模块检测断路器接线端子处的实时温度、电流以及接线端子与导线间的压力(松紧程度)，继而经过智能分析模块处理，达到判断负载导线是否有异常温度上升、接触松紧程度是否达到要求的标准以及负载的接线粗细是否符合标准的目的，确保接线符合安全标准；当存在不符合安全标准的情况时自动分闸并锁定状态，及时避免了电气安全隐患进一步恶化；通过通讯模块实时发送检测信息至安全监控云平台，用户只需访问云平台便能了解断路器的实时安全信息，便于用户快速排查断路器出现的问题。

所述检测值对应的温度向量T_i在带入接线安全算法计算前需经过修正公式得到实测值T_j，根据额定电流情况下，标准接线导体直径在环境温度为室温(25℃)时，修正公式为T_j＝KT_i+C，其中系数K与常数C通过对现有接线导体进行实验获得。

通过将温度检测值修正得到实测值，能减少环境或接线导体的温度异常时对检测模块的影响，使检测值更接近实际温度值，提高最终计算结果的有效性。

所述接线安全算法包括接线导体直径安全算法，该接线导体直径安全算法通过直径公式计算接线导体直径，

其中d为接线导体直径，ρ为导体导电率，U为已知电压220V，T为测量温度，I为测量电流；将检测值I_i以及实测值T_j带入直径公式得到

并与接线导体直径标准值进行比较，Δd＝d_i-d_(标准值)，当Δd≥0时，接线导体直径符合标准，Δd＜0时为不符合标准。

通过计算得到接线导体的实际直径，并与与标准值进行比较能直观得到接线导体的直径是否符合标准，及时排查出不合标准的接线，既保证了接线的使用寿命，又避免了出现接线电阻过大、异常升温等问题。

所述接线安全算法还包括接线工作温度安全算法，通过结合直径公式与修正公式，得到着火可能性计算公式

其中ΔT与着火概率正相关，并通过ΔT、T_j以及标准值着火温度T_火计算的到着火系数λ，计算公式为

当λ＝1时，接线到达着火点。

通过计算得到着火可能性，在着火可能性过高时能及时通过云平台向用户发出警报，提醒用户降低用电功率，避免接线温度达到着火点，引起火灾；同时通过计算着火系数进行判断，当接线温度即将到达着火点或已经到达着火点时，及时控制电机驱动模块自动分闸，防止危害进一步扩大。

所述接线安全算法设有基于采集接线松紧程度信息建立的F-F_i-S_i接触点松紧度表，其中F为接触点额定力，F_i为接线压到接线端子上产生的压力实测值，S_i为松紧程度；通过将检测模块采集到的压力值F_xi带入表中得到实际松紧程度S_xi，当S_xi≥S_i时，接线牢固，符合安全标准，当S_xi＜S_i时，接线松动，不符合安全标准。

通过将检测到的压力值带入接触点松紧度表得到接线的实际松紧程度，能帮助用户及时了解接线的松动情况，避免接线脱落造成的意外断电，进而避免电器因意外断电出现损坏。

所述通讯模块设有通讯ID，该通讯ID与对应电气断路器模块的SN码相同；所述电气断路器模块的外壳表面设有二维码，该二维码所对应的内容与所述通讯ID相同；所述安全监控云平台设有二维码识别功能。

当用户在断路器与云平台之间建立通讯时，只需通过云平台识别断路器表面的二维码即可获得对应的通讯ID，网关记录通讯ID后便可与断路器进行通信；相较于传统ID分配方式，省去了使用专业设备对断路器一一分配ID，简化了操作步骤，便于用户单独操作；且断路器更换后无需重新分配ID，提高了断路器操作的灵活性。

Claims (6)

1.一种带有接线安全分析的智能断路器，其特征在于：包括电气断路器模块以及设置在电气断路器模块内的电机驱动模块、检测模块、通讯模块、智能分析模块，同时还设有与智能断路器信号连接的安全监控云平台；所述检测模块设置在电气断路器模块的接线端子处，该检测模块包括电流传感器、温度传感器以及压力传感器；所述智能分析模块将检测模块采集的检测值结合对应的接线安全标准值四维向量(A，T，S，F)，其中A为电流，T为温度，S为导电面积，F为压力值，经过接线安全算法计算，得到接线导体直径、工作温度以及接线松紧程度是否符合安全标准，并通过通讯模块实时发送至安全监控云平台；当智能分析模块检测到不符合安全标准的情况时，控制电机驱动模块进行分闸并锁定当前状态。

2.根据权利要求1所述一种带有接线安全分析的智能断路器，其特征在于：所述检测值对应的温度向量T_i在带入接线安全算法计算前需经过修正公式得到实测值T_j，根据额定电流情况下，标准接线导体直径在环境温度为室温(25℃)时，修正公式为T_j＝KT_i+C，其中系数K与常数C通过对现有接线导体进行实验获得。

3.根据权利要求2所述一种带有接线安全分析的智能断路器，其特征在于：所述接线安全算法包括接线导体直径安全算法，该接线导体直径安全算法通过直径公式计算接线导体直径，

其中d为接线导体直径，ρ为导体导电率，U为已知电压220V，T为测量温度，I为测量电流；将检测值I_i以及实测值T_j带入直径公式得到

并与接线导体直径标准值进行比较，Δd＝d_i-d_(标准值)，当Δd≥0时，接线导体直径符合标准，Δd＜0时为不符合标准。

4.根据权利要求3所述一种带有接线安全分析的智能断路器，其特征在于：所述接线安全算法还包括接线工作温度安全算法，通过结合直径公式与修正公式，得到着火可能性计算公式

其中ΔT与着火概率正相关，并通过ΔT、T_j以及标准值着火温度T_火计算的到着火系数λ，计算公式为

当λ＝1时，接线到达着火点。

5.根据权利要求1所述一种带有接线安全分析的智能断路器，其特征在于：所述接线安全算法设有基于采集接线松紧程度信息建立的F-F_i-S_i接触点松紧度表，其中F为接触点额定力，F_i为接线压到接线端子上产生的压力实测值，S_i为松紧程度；通过将检测模块采集到的压力值F_xi带入表中得到实际松紧程度S_xi，当S_xi≥S_i时，接线牢固，符合安全标准，当S_xi＜S_i时，接线松动，不符合安全标准。

6.根据权利要求1-5任意一条所述一种带有接线安全分析的智能断路器，其特征在于：所述通讯模块设有通讯ID，该通讯ID与对应电气断路器模块的SN码相同；所述电气断路器模块的外壳表面设有二维码，该二维码所对应的内容与所述通讯ID相同；所述安全监控云平台设有二维码识别功能。