CN112951675A - 一种基于云平台的断路器控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及断路器技术领域。目的在于提供一种基于云平台的断路器控制装置，包括断路器的开合闸杆和用于控制开合闸杆动作的驱动器；所述驱动器能够接收云平台的控制信号，并根据控制信号对断路器的开合闸杆进行控制；所述驱动器包括用于推动开合闸杆摆动的驱动机构、用于抖动驱动机构动作的分合闸驱动电机、用于对分合闸驱动电机下达控制指令的控制电路、用于实现控制电路与云平台之间远程通讯连接的通讯模块；所述驱动机构包括设置在开合闸杆一侧的摆动扇。本发明能够通过云平台对断路器的状态进行远程控制，为提高断路器的智能化、自动化水平打下了基础。

Description

一种基于云平台的断路器控制装置

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，具体涉及一种基于云平台的断路器控制装置。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。

目前，传统的断路器都具备现场开断的功能，只需要上下拨动断路器推杆即可完成现场的开断控制，然随着近年来对电气控制的智能化、自动化、远程化水平的要求越来越高，这种传统的断路器已经无法满足使用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通断稳定、控制逻辑简单的基于云平台的断路器控制装置。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于云平台的断路器控制装置，包括断路器的开合闸杆和用于控制开合闸杆动作的驱动器；所述驱动器能够接收云平台的控制信号，并根据控制信号对断路器的开合闸杆进行控制；

所述驱动器包括用于推动开合闸杆摆动的驱动机构、用于带动驱动机构动作的分合闸驱动电机、用于对分合闸驱动电机下达控制指令的控制电路、用于实现控制电路与云平台之间远程通讯连接的通讯模块；

所述驱动机构包括设置在开合闸杆一侧的摆动扇，所述摆动扇呈扇形，摆动扇一面的上部和下部分别设置有一根横向的接触杆；所述摆动扇另一面靠近扇心处设置有横向的驱动齿轴；所述驱动机构还包括摆动驱动组件，所述驱动齿轴与分合闸驱动电机之间通过摆动驱动组件传动连接。

优选的，所述摆动驱动组件包括并排布置的两个载条齿轮、搭载在两个载条齿轮上的驱动齿条，以及设置在载条齿轮之间的驱动齿轮；所述驱动齿轮分别与两个载条齿轮啮合，以驱动两个载条齿轮同步转动；所述驱动齿轮与分合闸驱动电机传动连接；

所述驱动齿条的两端分别通过旋转接头安装在两个载条齿轮相对的位置上，所述驱动齿条与驱动齿轴相啮合，且驱动齿轴的长度足以覆盖驱动齿条随载条齿轮动作的整个运动行程。

优选的，所述驱动齿轮为阶梯齿轮，驱动齿轮小尺寸的一段与载条齿轮啮合，大尺寸的一段通过传动齿轮与分合闸驱动电机的输出端连接。

优选的，所述分合闸驱动电机的输出端上设置有用于检测分合闸驱动电机的输出端旋转圈数的旋转编码器。

优选的，所述传动齿轮上设置有用于防止传动齿轮反转的止逆组件，所述止逆组件包括设置在传动齿轮一端轮面上的环形的止逆槽，所述止逆槽内设置有若干止逆齿，所述止逆齿的一端设置有抵挡面，且止逆齿的顶面由抵挡面朝另一端斜向下平滑过渡；所述止逆组件还包括固定设置在传动齿轮一侧的止逆杆，所述止逆杆的端部设置有弹性止逆爪，并通过弹性止逆爪与止逆齿相接触。

本发明的有益效果集中体现在：能够通过云平台对断路器的状态进行远程控制，为提高断路器的智能化、自动化水平打下了基础。同时，本发明通过两根接触杆实现开合闸杆的操作，不影响本地的直接操作，确保了断路器的可控性和总体的安全性。具体来说，本发明在使用过程中，一般情况下，本地可直接通过拨动开合闸杆实现断路器的通断控制。当需要进行远程控制时，云平台下达动作指令，通讯模块接收通讯指令并解码发送至控制电路，控制电路朝分合闸驱动电机发送脉冲信号，实现对分合闸驱动电机的精准控制；分合闸驱动电机带动驱动机构动作，最终利用摆动扇的摆动带动开合闸杆，具体是，摆动扇上位于上方的接触杆下摆，带动开合闸杆分闸、断开电路，摆动扇上位于下方的接触杆上摆，带动开合闸杆合闸、接通电路。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明驱动机构的结构示意图；

图3为图2的左视图；

图4为图2中所示结构一种使用状态的结构示意图；

图5为止逆组件的结构示意图；

图6为止逆爪与止逆齿的配合结构示意图。

具体实施方式

如图1-6所示的，一种基于云平台的断路器控制装置，包括断路器的开合闸杆1和用于控制开合闸杆1动作的驱动器。所述驱动器能够接收云平台的控制信号，并根据控制信号对断路器的开合闸杆1进行控制。进而实现对开合闸杆1的远程操动，符合现代化电气管理的智能化、自动化需求。

本发明的开合闸杆1与传动断路器相同，能够实现本地操控，如图2和4中所示，图2中开合闸杆1处于合闸位置，图4中开合闸杆1处于分闸位置。所述驱动器包括用于推动开合闸杆1摆动的驱动机构，用于带动驱动机构动作的分合闸驱动电机2、用于对分合闸驱动电机2下达控制指令的控制电路、用于实现控制电路与云平台之间远程通讯连接的通讯模块。

本发明在使用过程中，一般情况下，本地可直接通过拨动开合闸杆1实现断路器的通断控制。当需要进行远程控制时，云平台下达动作指令，通讯模块接收通讯指令并解码发送至控制电路，控制电路朝分合闸驱动电机2发送脉冲信号，实现对分合闸驱动电机2的精准控制；分合闸驱动电机2带动驱动机构动作，最终利用摆动扇3的摆动带动开合闸杆1。

为了预留本地控制的操作空间，本发明的驱动机构不可以与开合闸杆1直接固定连接、刚性结合。为此，所述驱动机构包括设置在开合闸杆1一侧的摆动扇3，所述摆动扇3呈扇形，摆动扇3一面的上部和下部分别设置有一根横向的接触杆4。所述摆动扇3另一面靠近扇心处设置有横向的驱动齿轴5。所述驱动机构还包括摆动驱动组件，所述驱动齿轴5与分合闸驱动电机2之间通过摆动驱动组件传动连接。

分合闸驱动电机2带动驱动机构动作，最终利用摆动扇3的摆动带动开合闸杆1，具体是，摆动扇3上位于上方的接触杆4下摆，带动开合闸杆1分闸、断开电路，摆动扇3上位于下方的接触杆4上摆，带动开合闸杆1合闸、接通电路。故本发明通过两根接触杆4的上下摆动，分别带动开合闸杆1的分闸、合闸，因此，驱动机构的设置不会影响到开合闸杆1的正常动作。

本发明所述的摆动驱动组件可以就是一个齿轮，齿轮与驱动齿轴5啮合，与安装在分合闸驱动电机2的输出端上。这种方式最为简单，但其在控制开合闸杆1运动的过程中，速度快慢完全有分合闸驱动电机2的旋转速度决定，而分合闸驱动电机2的旋转速度通常是固定的，不易调整。若采用变速电机，则费用成本又相对较高。

在分合闸的运动过程中，尤其是在分闸或合闸的开始瞬间，其分合闸速度应当尽量的快，以保证其分合闸反应的灵敏度。而在接近分合闸完成的一段时间内的位置，开合闸杆1可在一定程度上降低运动速度，防止反弹。因此开合闸杆1最好的运动态势为，在开合闸过程中，前段极快，而后段相对变慢，使得整个运动过程具有一个偏向稳态的趋势。

为了实现上述效果，本发明还设计了一种独特的摆动驱动组件，所述摆动驱动组件包括并排布置的两个载条齿轮6、搭载在两个载条齿轮6上的驱动齿条7，以及设置在载条齿轮6之间的驱动齿轮8。所述驱动齿轮8分别与两个载条齿轮6啮合，以驱动两个载条齿轮6同步转动。所述驱动齿轮8与分合闸驱动电机2传动连接。

所述驱动齿条7的两端分别通过旋转接头9安装在两个载条齿轮6相对的位置上，所述驱动齿条7与驱动齿轴5相啮合，且驱动齿轴5的长度足以覆盖驱动齿条7随载条齿轮6动作的整个运动行程，也就是说无论驱动齿条7跟随驱动齿轮8转动至任何位置，其都能够保持垂直状态与驱动齿轴5啮合。

采用这种方式和，驱动齿轮8带动载条齿轮6运动，载条齿轮6带动驱动齿条7摆动升降，进而带动驱动齿轴5运动。然而，在载条齿轮6转速一定的情况下，驱动齿条7跟随载条齿轮6升降摆动的速度是有区别的，其呈现出快慢交替的态势，而这种态势正好与开合闸杆1需要的开合态势相吻合。每次使用过程中，分合闸驱动电机2转动一定的圈速，驱动齿轮8带动载条齿轮6旋转180°，在这180°的旋转过程中，驱动齿条7升降运动的速度为快、慢、快。当然，载条齿轮6在驱动升降齿条7上下运动的过程中，载条齿轮6每旋转一周，完成一个分闸、合闸的循环，由于在实际使用过程中存在人工分合闸的情况，当断路器处于分闸状态时，本发明的驱动机构就应该在预备进行合闸的状态待命，反之则在预备进行分闸的状态待命，为了实现信息的交互。通常断路器上设置有分合闸检测电路，驱动机构根据该分合闸检测电路的检测结果，切换其待命状态。

本发明所述的驱动齿轮8可以就是一个平齿轮，其直接与分合闸驱动电机2连接，但更好的做法是，所述驱动齿轮8为阶梯齿轮，驱动齿轮8小尺寸的一段与载条齿轮6啮合，大尺寸的一段通过传动齿轮10与分合闸驱动电机2的输出端连接，这种方式更加的便于布局，有利于总体布局的灵活性。为了检测分合闸驱动电机2具体的运动圈数，以保证其每一个动作行程结束，载条齿轮6均转动180°。所述分合闸驱动电机2的输出端上设置有用于检测分合闸驱动电机2的输出端旋转圈数的旋转编码器11。

除此之外，为了进一步提升本发明在远程操作时的可靠性，防止出现反弹的情况，本发明更好的做法还可以是，所述传动齿轮10上设置有用于防止传动齿轮10反转的止逆组件，所述止逆组件包括设置在传动齿轮10一端轮面上的环形的止逆槽12，所述止逆槽12内设置有若干止逆齿13，所述止逆齿13的一端设置有抵挡面，且止逆齿13的顶面由抵挡面朝另一端斜向下平滑过渡。所述止逆组件还包括固定设置在传动齿轮10一侧的止逆杆14，所述止逆杆14的端部设置有弹性止逆爪15，并通过弹性止逆爪15与止逆齿13相接触。

Claims (5)

1.一种基于云平台的断路器控制装置，其特征在于：包括断路器的开合闸杆(1)和用于控制开合闸杆(1)动作的驱动器；所述驱动器能够接收云平台的控制信号，并根据控制信号对断路器的开合闸杆(1)进行控制；

所述驱动器包括用于推动开合闸杆(1)摆动的驱动机构、用于带动驱动机构动作的分合闸驱动电机(2)、用于对分合闸驱动电机(2)下达控制指令的控制电路、用于实现控制电路与云平台之间远程通讯连接的通讯模块；

所述驱动机构包括设置在开合闸杆(1)一侧的摆动扇(3)，所述摆动扇(3)呈扇形，摆动扇(3)一面的上部和下部分别设置有一根横向的接触杆(4)；所述摆动扇(3)另一面靠近扇心处设置有横向的驱动齿轴(5)；所述驱动机构还包括摆动驱动组件，所述驱动齿轴(5)与分合闸驱动电机(2)之间通过摆动驱动组件传动连接。

2.根据权利要求1所述的基于云平台的断路器控制装置，其特征在于：所述摆动驱动组件包括并排布置的两个载条齿轮(6)、搭载在两个载条齿轮(6)上的驱动齿条(7)，以及设置在载条齿轮(6)之间的驱动齿轮(8)；所述驱动齿轮(8)分别与两个载条齿轮(6)啮合，以驱动两个载条齿轮(6)同步转动；所述驱动齿轮(8)与分合闸驱动电机(2)传动连接；

所述驱动齿条(7)的两端分别通过旋转接头(9)安装在两个载条齿轮(6)相对的位置上，所述驱动齿条(7)与驱动齿轴(5)相啮合，且驱动齿轴(5)的长度足以覆盖驱动齿条(7)随载条齿轮(6)动作的整个运动行程。

3.根据权利要求2所述的基于云平台的断路器控制装置，其特征在于：所述驱动齿轮(8)为阶梯齿轮，驱动齿轮(8)小尺寸的一段与载条齿轮(6)啮合，大尺寸的一段通过传动齿轮(10)与分合闸驱动电机(2)的输出端连接。

4.根据权利要求3所述的基于云平台的断路器控制装置，其特征在于：所述分合闸驱动电机(2)的输出端上设置有用于检测分合闸驱动电机(2)的输出端旋转圈数的旋转编码器(11)。

5.根据权利要求4所述的基于云平台的断路器控制装置，其特征在于：所述传动齿轮(10)上设置有用于防止传动齿轮(10)反转的止逆组件，所述止逆组件包括设置在传动齿轮(10)一端轮面上的环形的止逆槽(12)，所述止逆槽(12)内设置有若干止逆齿(13)，所述止逆齿(13)的一端设置有抵挡面，且止逆齿(13)的顶面由抵挡面朝另一端斜向下平滑过渡；所述止逆组件还包括固定设置在传动齿轮(10)一侧的止逆杆(14)，所述止逆杆(14)的端部设置有弹性止逆爪(15)，并通过弹性止逆爪(15)与止逆齿(13)相接触。

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