CN114664605A - 一种断路器及其触头机构的阻抗检测方法 - Google Patents

Abstract

一种断路器及触头机构阻抗的计算方法，包括测量电路和通电回路，每一相通电回路包括一组用于控制通电回路通断的触头机构，所述测量电路包括控制器、电流传感器和电压测量电路，所述电流传感器、电压测量电路分别与控制器连接用于向控制器传递电流信号和电压信号，控制器根据电流和电压计算得出触头机构的阻抗；所述电流传感器与触头机构串联，电压测量电路并联在触头机构的两端，电压测量电路包括电压传感器以及具有行程功能的通断装置，所述通断装置由控制器驱动产生闭合或断开电压测量电路的位移。本发明通过控制通断装置使电压测量电路导通或断开，进而使测量电路不会在触头机构分闸时不能形成电流回路，避免形成断路器的漏电隐患。

Description

一种断路器及其触头机构的阻抗检测方法

技术领域

本发明涉及低压电器，具体涉及一种断路器及其触头机构的阻抗检测方法。

背景技术

断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载和短路保护的电器。它可用来分配电能，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组合。

触头机构是断路器的重要组成部分，通过合闸或分闸来实现对线路通电或断电的控制，但触头机构的每一次合闸、分闸都会造成触头机构的衰减，引起断路器通路阻抗的增加进而造成功耗增加、输电效率降低，随着功耗不断增加，最终会导致断路器失效。目前，现有断路器无法实时测量断路器触头机构的导通阻抗，其主要原因在于测量电路与断路器的线路无法做到隔离，测量电路在工作时产生的一个微小电流，该电流会流过负载，容易造成漏电风险，存在安全隐患，因此，由于无法实时测量触头机构的导通阻抗，进而也不能准确检测断路器的工作状态以及预测断路器的寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、能准确可靠测量触头机构阻抗的断路器及其触头机构的阻抗检测方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种断路器，包括测量电路和至少一相通电回路，每一相通电回路包括一组用于控制通电回路通断的触头机构，所述测量电路包括控制器、电流传感器和电压测量电路，所述电流传感器、电压测量电路分别与控制器连接用于向控制器传递电流信号和电压信号，控制器根据流过触头机构的电流和电压计算得出触头机构的阻抗；

所述电流传感器与触头机构串联，电压测量电路并联在触头机构的两端，所述电压测量电路包括电压传感器以及具有行程功能的通断装置，所述通断装置由控制器驱动产生闭合或断开电压测量电路的位移，在通断装置闭合时，电压传感器获取触头机构两端的电压并向控制器传递电压信号，在通断装置断开时，电压测量电路中无电流通过。

进一步，所述通断装置能够先于触头机构的分闸动作而断开电压测量电路；或者，通断装置能够与触头机构同步动作实现对电压测量电路通断的控制；或者，通断装置能够在触头机构分闸后断开电压测量电路。

进一步，所述电压测量电路包括电压传感器、两个电压探头以及传动机构，两个电压探头的连接端分别与电压传感器的两端连接，两个电压探头的感应端用于与触头机构两端的接线端连接，至少有一个电压探头与传动机构连接形成具有行程功能的通断装置，传动机构在控制器的驱动下动作，使得与传动机构连接的电压探头产生位移并带动其感应端与触头机构的接线端分离或接触。

进一步，与传动机构连接的至少一个电压探头为金属棒，所述金属棒作为电阻起到电压传感器的作用。

进一步，与传动机构连接的至少一个电压探头为金属棒，在所述金属棒的外侧壁设有外螺纹，所述传动机构包括由控制器驱动的电机以及与电机啮合连接的齿轮组，所述齿轮组包括与金属棒啮合连接的齿轮，在控制器的驱动下，电机进行正向或反向转动，由齿轮组带动金属棒向靠近或远离触头机构的接线端的方向移动。

进一步，所述测量电路还包括由控制器驱动的可控电流源，所述可控电流源连接在每一相通电回路中，在控制器的驱动下能够增大通电回路的电流。

进一步，所述可控电流源包括隔离驱动控制器以及由隔离驱动控制器控制的可控电路，所述可控电路的两端分别连接在通电回路的火线和零线上，所述可控电路包括依次连接的第一导通元件、电阻和第二导通元件，在隔离驱动控制器的驱动下，第一导通元件、第二导通元件导通，隔离驱动控制器根据电阻两端的电压调整可控电路中的电流。

进一步，所述测量电路还包括一个或多个用于为测量电路提供工作电源的供电电源；所述电流传感器为霍尔传感器或变压器，电压传感器为电阻，所述控制器为单片机。

一种断路器中触头机构的阻抗检测方法，包括如上所述的断路器，在触头机构合闸时，断路器的控制器通过电流传感器获得流过触头机构的电流I，控制器通过电压测量电路获取触头机构的电压V，控制器根据触头机构的阻抗Z＝V/I计算并储存触头机构的阻抗值。

优选的，所述控制器通过比较触头机构的第n次合闸与第n-1次合闸时的阻抗值，获取触头机构的阻抗变化值，据此判断断路器的工作状况以及预测触头机构的寿命；其中n为大于等于1的整数。

本发明的一种断路器，通过测量电路能够检测每一相通电回路中触头机构的阻抗，其中电压测量电路具有通断装置，通断装置为具有行程功能的机构，在控制器的作用下使通断装置产生闭合或断开电压测量电路的位移，以此实现在不需要测量触头机构电压时，断开电压测量电路，因而使测量电路不会在触头机构分闸时形成电流回路，避免测量电路产生流经负载的电流，形成断路器的漏电隐患。

此外，电压测量电路包括两个电压探头，其中一个电压探头为设有螺纹的金属棒，通过与通断装置的齿轮组以及电机啮合连接，在电机的驱动下产生靠近或远离触头机构的接线端的位移，其结构简单、稳定，成本较低，容易实现。

此外，测量电路还设有可控电流源，在控制器的驱动下输出可控的电流以增大流经触头机构的电流，以提高测量精度；另外，测量电路还设有提供工作电源的供电电源。

本发明的一种断路器中触头机构的阻抗检测方法，基于上述断路器，控制器通过获取触头机构的电流、电压计算获得触头机构的阻抗值，方法合理简便，精确度较高。

另外，通过与上一次测量获得的触头机构阻抗值相比，据此可以判断触头机构的工作状态以及预测触头机构的寿命。

附图说明

图1是本发明一种断路器中第一实施例的示意图(第二电压探头可移动)；

图2是本发明一种断路器中第一实施例的示意图(第一电压探头可移动)；

图3是本发明一种断路器中第一实施例的示意图(第二探头为金属棒)；

图4是本发明一种断路器中第一实施例的示意图(三相四线断路器)；

图5是本发明一种断路器中第二实施例的示意图(仅驱动开关)；

图6是本发明一种断路器中第二实施例的电路图(仅驱动开关)；

图7是本发明一种断路器中第二实施例的示意图(驱动开关及触头机构)；

图8是本发明一种断路器中第二实施例的电路图(驱动开关及触头机构)；

图9是本发明一种断路器中第二实施例的示意图(操作机构驱动开关)；

图10是本发明一种断路器中第二实施例的电路图(操作机构驱动开关)；

图11是本发明一种断路器中可控电流源产生电流与通电回路产生电流的波形图(脉冲式)；

图12是本发明一种断路器中可控电流源产生电流与通电回路产生电流的波形图(连续式)。

具体实施方式

以下结合附图1至12给出的实施例，进一步说明本发明的一种断路器及其触头机构的阻抗检测方法的具体实施方式。本发明的一种断路器及其触头机构的阻抗检测方法不限于以下实施例的描述。

一种断路器，包括测量电路和至少一相通电回路，每一相通电回路包括一组用于控制通电回路通断的触头机构，所述测量电路分别与每一相通电回路连接，测量电路包括控制器以及与控制器进行信号传输的电流传感器、电压测量电路，所述电流传感器与触头机构串联，电流传感器用于测量触头机构合闸时流过的电流，电流传感器将获得的电流信号传递至控制器；所述电压测量电路并联在触头机构的两端，在触头机构合闸时，电压测量电路被导通，用于测量触头机构两端的电压并将所获得的电压信号传递至控制器，在触头机构分闸时，电压测量电路被断开，使电压测量电路以及整个测量电路中不会有电流流过，控制器根据所获得的电流、电压计算得出触头机构的阻抗。

本发明的一种断路器，通过测量电路能够检测每一相通电回路中触头机构的阻抗，其中用于测量触头机构电压的电压测量电路可控的被断开或导通，使电压测量电路及测量电路在触头机构分闸时不会有电流流过，避免测量电路产生流经负载的电流，形成断路器的漏电隐患。

在本申请中，电压测量电路包括电压传感器以及用于控制电压测量电路通断的通断装置，在通断装置闭合时，电压测量电路被接通，电压传感器获取触头机构两端的电压并向控制器传递电压信号，在通断装置断开时，电压测量电路中无电流通过。优选通断装置的动作由控制器驱动，通断装置可以是具有行程功能的机构，也可以是串联在电压测量电路中的开关组合，其中开关组合包括开关与用于驱动开关的驱动结构，具体可以为半导体功率开关与驱动单元的组合，或者是能被驱动动作的机械开关与断路器的动作机构的组合，或者是机械开关与另外设置的驱动结构。

进一步的，通断装置断开电压测量电路可以与触头机构的分闸动作同步进行，或者先于触头机构的分闸动作，或者在触头机构分闸后的短时间之内立即断开。

优选的，测量电路中还包括一个由控制器驱动的可控电流源，在控制器通过电流传感器获得通电回路中的电流较小时，较小的电流不利于精确测量触头机构的阻抗，控制器通过驱动可控电流源输出电流以增大通电回路中的电流，如此可以降低对电流传感器灵敏度的要求，使测量结果更为精确。

进一步的，测量电路还包括供电电源，所述供电电源用于为测量回路提供工作电源，供电电源的数目可以根据实际需要设置一个或多个，供电电源可以直接从通电回路上取电，将其转换为适合为测量电路供电的电压，也可以为电池。

在本申请中，控制器具有一定逻辑运算能力和储存能力的集成电路，控制器优选单片机，电流传感器为霍尔传感器、变压器或电阻，电压传感器为电阻。

结合图1-4提供第一种断路器的实施例，在本实施例中，所述通断装置是由控制器驱动的、具有行程功能的机构，在控制器的作用下，通断装置产生闭合或断开电压测量电路的位移。

结合图1-3提供单相断路器的结构，断路器的通电回路包括火线和零线，通电回路的触头机构连接在火线上，当然在零线上也同样可以设置一组触头机构。在本实施例中，触头机构连接在火线上，所述测量电路的两端分别与触头机构的第一接线端、第二接线端连接，在本实施例中，触头机构的第一接线端为断路器的进线端，在图中将第一接线端连接在火线标记为A端的一侧，触头机构的第二接线端为断路器的出线端，也就是断路器的负载一侧，在图中将第二接线端连接在火线标记为B端的一侧，其中测量电路的电流传感器串联在触头机构的第一接线端上，用于获取流过触头机构的电流，电压测量电路与触头机构并联，用于获取触头机构的电压，所述电流传感器、电压测量电路分别与控制器连接用于向控制器传递电流信号和电压信号，控制器根据流过触头机构的电流和电压计算得出触头机构的阻抗。

在本实施例中，所述控制器为一个微处理器，在所述控制器包括至少一个差分ADC模块，优选控制器具有两个差分ADC模块，其中一个差分ADC模块能够直接读取电流传感器输出的电流值，另一个差分ADC模块通过电压测量电路直接读取触头机构两端的电压值，并且能够将电流、电压的模拟信号转换为数字信号用于计算。当然也可以与控制器分离的单独的模数转换电路。

所述电压测量电路包括电压传感器和由控制器驱动的通断装置，所述通断装置在控制器的驱动下实现对电压测量电路通断的控制，通断装置可以先于触头机构分闸而断开电压测量电路，也可以与触头机构同步动作以断开电压测量电路，当然还可以在触头机构分闸后的短时间内断开，优选在触头机构分闸的60秒内断开电压测量电路，避免长时间接通形成断路器的漏电隐患。

在本实施例中，所述电压测量电路包括电压传感器、两个电压探头以及传动机构，其中电压传感器与控制器连接进行信号传输，两个电压探头的连接端分别与电压传感器的两端连接，两个电压探头的感应端分别用于与触头机构的第一接线端、第二接线端接触连接(或者与第一接线端、第二接线端附近的火线连接)，所述传动机构与至少一个电压探头连接组成具有行程功能的机构，传动机构在控制器的驱动下动作，使得与传动机构连接的电压探头产生位移并带动其感应端与触头机构的接线端分离或接触，由此实现对电压测量电路通断的控制。需要说明的是，电压探头可以是任何导电的材料，不限制其材料和形状，也可以是带有信号放大、衰减的滤波电路，当电压探头与触头机构的接线端采用无物理接触的方式连接时，传动机构带动电压探头，使感应端与触头机构的接线端脱离感应范围时即可认为断开电压测量电路。

结合图1、3提供一种电压测量电路的具体连接方式，两个电压探头分别为第一电压探头和第二电压探头，所述电压传感器与控制器进行信号传输，电压传感器的两端分别与第一电压探头、第二电压探头的连接端连接，其中第一电压触头的感应端与触头机构的第一接线端保持连接状态，第二电压探头与传动机构连接，并且在传动机构的驱动下产生位移，使第二电压探头的感应端与触头机构的第二接线端接触或分离。当然，也可以是第一电压探头与传动机构连接，使得第一电压探头的感应端与触头机构的第一接线端接触或分离(参见图2)；或者是第一电压探头、第二电压探头均在传动机构的驱动下(未示出)，分别使两者的感应端与触头机构的第一接线端、第二接线端接触或分离，在这种结构下，可以是同时使两个电压探头的感应端与触头机构的接线端接触，也可以是先后与触头机构的接线端接触。

如图3所示，所述第一电压探头的感应端直接连接在触头机构的第一接线端(或第一接线端附近的火线上)，第一电压探头的连接端与控制器的差分ADC模块连接，第二电压探头为一个金属棒，此时优选金属棒可同时作为电阻起到电压传感器的作用，所述金属棒的一端通过导线与第一探头连接在控制器的同一个差分ADC模块上，当然也可以另外再设置一个电压传感器，在所述金属棒的外侧壁设有外螺纹，所述传动机构包括由控制器驱动的电机以及与电机啮合连接的齿轮组，所述齿轮组至少包括一个与金属棒啮合连接的齿轮，在控制器的驱动下，电机进行正向或反向转动，由齿轮组带动金属棒的另一端作为感应端向靠近或远离第二接线端的方向移动，当金属棒与第二接线端接触时，电压测量电路导通，电压传感器能够获得触头机构两端的电压，当金属棒与第二接线端分离时，电压测量电路断开，电压传感器不工作并且也不会有电流经过电压测量电路。优选的，在控制器检测到触头机构分闸时启动电机，使金属棒与第一接线端分离。另外，第二电压探头的感应端的结构不限于金属棒结构，其他形式的可移动电压探头同样适用，具有行程结构的传动机构也不限于电机与齿轮组的组合，可以是具有行程机构的电磁结构，例如电磁铁。

在本实施例中，优选还设有可控电流源，所述可控电流源在控制器的驱动下产生可控的额外电流，所述额外电流可以是脉冲式电流，也可以是连续性电流，可控电流源的启动是在控制器通过电流传感器测得电流较低时才启动，并且可控电流源设置在触头机构的第二接线端。如此，在通电回路中流过电流较小时，控制器驱动可控电流源产生额外电流，依次降低对电流传感器灵敏度的要求，提高了测量精度。所述可控电流源产生的额外电流可以是脉冲式的(参见图11)，也可以是连续式的(参见图12)。

具体的，所述可控电流源包括隔离驱动控制器以及由隔离驱动控制器控制的可控电路，所述可控电路的两端分别连接在触头机构的第二接线端、通电回路的零线上，所述可控电路包括依次连接的第一导通元件、电阻和第二导通元件，在隔离驱动控制器的驱动下，第一导通元件、第二导通元件导通使可控电路中流过电流，隔离驱动控制器根据电阻两端的电压调整可控电路中的电流，其中第一导通元件、第二导通元件优选为场效应管，其中第一导通元件、第二导通元件的G极与隔离驱动控制器连接，第一导通元件、第二导通元件的S极与分别与电阻的两端连接，第一导通元件、第二导通元件的D极分别连接在通电回路的火线和零线上。

进一步的，测量电路中还设有供电电源，所述供电电源可以是一个或多个，供电电源用于为控制器、电流传感器、电压传感器、传动机构以及可控电流源提供工作电源，供电电源可以直接从通电回路上取电，也可以是电池。

结合图4提供本实施例应用在三相四线断路器中，所述断路器包三相通电回路，即A相通电回路、B相通电回路和C相通电回路，在每一相通电回路的火线上设置有一组触头机构，在每一相触头机构的第一接线端连接有一个电流互感器，所有电流互感器连接在同一个控制器上用于为控制器提供流经每一相触头机构的电流信号；在每一相触头机构的两个接线端上并联一个电压测量电路，三个电压测量电路与同一控制器连接，用于向控制器提供每一相触头机构的电压信号，并且每一个电压测量电路的通断也是有控制器驱动控制的；每个电压测量电路包括一个电压传感器、两个电压探头以及一个传动机构，其中电压传感器的两端分别与一个电压探头的连接端连接，电压探头的感应端用于与触头机构两端的接线端连接，其中至少有一个电压探头与传动机构连接，并在传动机构驱动下使电压探头的感应端与触头机构的接线端接触或分离，图4中，一个电压探头的感应端连接在触头机构的一个接线端，优选为触头机构的第一接线端，也就是断路器的进线端，另一个电压探头的感应端在传动机构的带动下能够与触头机构的第二接线端接触或分离，以此实现对电压测量电路通断的控制。

另外，在每一相通电回路中连接有一个可控电流源，其具体结构与本实施例中单相断路器的连接及工作原理相同，同时，在三相四线断路器中还设有供电电源，所述供电电源用于为所有电流传感器、电压传感器、控制器以及可控电流源提供工作电源。

结合图5-10提供第二种断路器的实施例，在本实施例中，所述通断装置为控制电压测量电路的开关组合，所述通断装置包括开关以及用于驱动开关的驱动结构，所述驱动结构可以是驱动单元，驱动单元与电机的组合，驱动单元、电机以及触头机构的组合，或者是断路器的动作机构。由于开关组合具有形式多样，使得通断装置在适用性、成本以及装配等方面具有较强的优势。

如图5-10所示，以单相断路器为例结构，但同样适用于三相四线断路器或三相三线断路器等，与第一实施例相同，断路器的通电回路包括火线和零线，通电回路的触头机构连接在火线上，当然在零线上也同样可以设置一组触头机构。在本实施例中，触头机构连接在火线上。所述测量电路的两端分别与触头机构的两个接线端连接，即触头机构的第一接线端和第二接线端，在本实施例中，触头机构的第一接线端为断路器的进线端，在图中将第一接线端连接在火线标记为A端的一侧，触头机构的第二接线端为断路器的出线端，也就是断路器的负载一侧，在图中将第二接线端连接在火线标记为B端的一侧，其中测量电路的电流传感器串联在触头机构的第一接线端上，用于获取流过触头机构的电流，电压测量电路与触头机构并联，用于获取触头机构的电压，所述电流传感器、电压测量电路分别与控制器连接用于向控制器传递电流信号和电压信号，控制器根据流过触头机构的电流和电压计算得出触头机构的阻抗。

所述电压测量电路包括电压传感器和用于控制电压测量电路通断的通断装置，与第一实施例不同的是，所述通断装置可以由控制器控制，也可以不由控制器控制，并且通断装置可以先于触头机构分闸而断开电压测量电路，即通断装置在触头机构完全断开之前完成断开动作，通断装置也可以在接通瞬间获取电压值后立刻断开，也可以与触头机构同步动作以断开电压测量电路，当然还可以在触头机构分闸后的短时间内断开，优选在触头机构分闸的60秒内断开电压测量电路，避免长时间接通形成断路器的漏电隐患。另外，在一些智能断路器中，触头机构和通断装置均被控制器控制，此时通过控制可实现通断装置与触头机构的分步断开。

如图6、8和10所示，在本实施例中，所述控制器为一个微处理器(标记为MCU)，在所述控制器包括至少一个差分ADC模块，优选差分ADC模块的数目为两个，一个差分ADC模块能够直接读取电流传感器输出的电流值，另一个差分ADC模块通过电压测量电路直接读取触头机构两端的电压值，差分ADC模块能够将电流、电压的模拟信号转换为数字信号用于计算。另外，所述电压测量电路也可以不设置电压传感器，此时将开关的一端以及触头机构的一个接线端连接在同一个差分ADC模块上，开关的另一端与触头机构的另一个接线端连接。

优选的，控制器还能够获取触头机构的分合闸情况，并根据触头机构的分合闸情况控制测量电路中电压测量电路的通断，控制器可以通过电流传感器获取触头机构的分合闸情况，也可以是通过其他检测装置获得触头机构的分合闸情况。

电压测量电路包括电压传感器和通断装置，所述通断装置包括开关以及驱动结构；所述电压传感器与控制器连接用于进行信号传输，与第一实施例所不同的是，电压传感器的一端直接与触头机构的第一接线端(或第一接线端附近的火线)连接，电压传感器的另一端与开关的一端连接，开关的另一端也直接与连接在触头机构的第二接线端(或第二接线端附近的火线)，电压测量电路的通断是由开关的闭合或断开控制的，驱动开关闭合或断开的驱动结构有多种形式。

结合图5、6提供本实施例的第一种驱动结构，所述驱动结构与控制器连接，在控制器的驱动下使开关被闭合或断开，以此实现对电压测量电路的控制。所述驱动结构包括驱动单元和/或电机，当开关为半导体功率开关时，驱动单元可以仅为驱动电路，驱动电路在控制器的控制下使开关闭合或断开；当开关为机械开关时，驱动结构可以仅包括电机，电机在控制器的驱动下转动从而带动开关的闭合或断开，当然，驱动结构也可以是驱动单元与电机的组合，控制器通过驱动单元实现对电机转动的控制，由电机操作开关的闭合或断开。

结合图7、8提供本实施例的第二种驱动结构，所述驱动结构除能够使开关闭合或断开外，还能够驱动触头机构的分合闸，具体的，所述驱动结构包括驱动单元、电机和触头机构。

本申请提供三种配合方式，但不限于以下三种，其一，控制器通过驱动单元驱动电机转动，电机的转动使触头机构进行分合闸动作，在电机驱动触头机构分合闸动作的同时，利用驱动单元同步驱动作为通断装置的开关的断开或闭合，此时开关优选半导体功率开关；其二，控制器通过驱动单元驱动电机转动，由电机的转动驱动触头机构进行分合闸动作以及开关的断开或闭合，此时开关优选为机械开关；其三，控制器通过驱动单元驱动电机转动，触头机构在电机的作用下进行分合闸动作，在触头机构的分合闸动作时，由触头机构驱动开关断开或闭合。

需要说明的是，以上驱动结构中的驱动单元优选为由控制器控制的驱动电路。

结合图9、10提供本实施例的第三种驱动结构，所述驱动结构为断路器的操作机构，断路器的操作机构在带动触头机构进行分合闸动作时也能驱动开关进行断开或闭合动作，优选开关为机械开关，如此，在触头机构合闸时，电压测量电路导通，在触头机构分闸时，电压测量电路断开。另外，本结构中，断路器的操作机构可以不受测量电路的控制器控制。

在本实施例中，也设置有与第一实施例相同的可控电流源，可控电流源连接在触头机构的第二接线端，也就是断路器的负载一侧，在控制器通过电流传感器获得的电流较小时，控制器驱动可控电流源向通电回路中输出可控的电流，以此增大通电回路中的电流，由此降低对电流传感器灵敏度的要求，提高测量精确度。其中，可控电流源可以是可控功率开关，也可以是可变电阻，通过调节可变电阻的大小改变电流大小。

如图6、8和10所示，与第一实施例相同，所述可控电流源包括隔离驱动控制器以及由隔离驱动控制器控制的可控电路，所述可控电路的两端分别连接在触头机构的第二接线端、通电回路的零线上，所述可控电路包括依次连接的第一导通元件、电阻和第二导通元件，在隔离驱动控制器的驱动下，第一导通元件、第二导通元件导通使可控电路中流过电流，隔离驱动控制器根据电阻两端的电压调整可控电路中的电流，其中第一导通元件、第二导通元件优选为场效应管，其中第一导通元件、第二导通元件的G极与隔离驱动控制器连接，第一导通元件、第二导通元件的S极与分别与电阻的两端连接，第一导通元件、第二导通元件的D极分别连接在通电回路的火线和零线上，优选第一导通元件、第二导通元件为场效应管。

在本申请中，电流传感器为霍尔传感器、变压器或电阻，电压传感器为电阻。

一种断路器中触头机构的阻抗检测方法，包括如上两种实施例所述的断路器，在触头机构合闸时，所述控制器通过电流传感器获得流过触头机构的电流I，控制器通过电压测量电路获取触头机构的电压V，控制器根据触头机构的阻抗Z＝V/I计算并储存触头机构的阻抗值，方法简便、精确。

进一步的，所述控制器通过比较触头机构的第n次合闸与第n-1次合闸时的阻抗值，获取触头机构的阻抗变化，据此判断触头机构的工作状况以及预测触头机构的寿命；其中n为大于等于1的整数。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种断路器，包括测量电路和至少一相通电回路，每一相通电回路包括一组用于控制通电回路通断的触头机构，所述测量电路包括控制器、电流传感器和电压测量电路，所述电流传感器、电压测量电路分别与控制器连接用于向控制器传递电流信号和电压信号，控制器根据流过触头机构的电流和电压计算得出触头机构的阻抗；

所述电流传感器与触头机构串联，电压测量电路并联在触头机构的两端，其特征在于：所述电压测量电路包括电压传感器以及具有行程功能的通断装置，所述通断装置由控制器驱动产生闭合或断开电压测量电路的位移，在通断装置闭合时，电压传感器获取触头机构两端的电压并向控制器传递电压信号，在通断装置断开时，电压测量电路中无电流通过。

2.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：所述通断装置能够先于触头机构的分闸动作而断开电压测量电路；或者，通断装置能够与触头机构同步动作实现对电压测量电路通断的控制；或者，通断装置能够在触头机构分闸后断开电压测量电路。

3.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于:所述电压测量电路包括电压传感器、两个电压探头以及传动机构，两个电压探头的连接端分别与电压传感器的两端连接，两个电压探头的感应端用于与触头机构两端的接线端连接，至少有一个电压探头与传动机构连接形成具有行程功能的通断装置，传动机构在控制器的驱动下动作，使得与传动机构连接的电压探头产生位移并带动其感应端与触头机构的接线端分离或接触。

4.根据权利要求3所述的一种断路器，其特征在于：与传动机构连接的至少一个电压探头为金属棒，所述金属棒作为电阻起到电压传感器的作用。

5.根据权利要求3所述的一种断路器，其特征在于：与传动机构连接的至少一个电压探头为金属棒，在所述金属棒的外侧壁设有外螺纹，所述传动机构包括由控制器驱动的电机以及与电机啮合连接的齿轮组，所述齿轮组包括与金属棒啮合连接的齿轮，在控制器的驱动下，电机进行正向或反向转动，由齿轮组带动金属棒向靠近或远离触头机构的接线端的方向移动。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种断路器，其特征在于：所述测量电路还包括由控制器驱动的可控电流源，所述可控电流源连接在每一相通电回路中，在控制器的驱动下能够增大通电回路的电流。

7.根据权利要求6所述的一种断路器，其特征在于：所述可控电流源包括隔离驱动控制器以及由隔离驱动控制器控制的可控电路，所述可控电路的两端分别连接在通电回路的火线和零线上，所述可控电路包括依次连接的第一导通元件、电阻和第二导通元件，在隔离驱动控制器的驱动下，第一导通元件、第二导通元件导通，隔离驱动控制器根据电阻两端的电压调整可控电路中的电流。

8.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：所述测量电路还包括一个或多个用于为测量电路提供工作电源的供电电源；所述电流传感器为霍尔传感器或变压器，电压传感器为电阻，所述控制器为单片机。

9.一种断路器中触头机构的阻抗检测方法，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的断路器，在触头机构合闸时，断路器的控制器通过电流传感器获得流过触头机构的电流I，控制器通过电压测量电路获取触头机构的电压V，控制器根据触头机构的阻抗Z＝V/I计算并储存触头机构的阻抗值。

10.根据权利要求9所述的一种中触头机构的阻抗检测方法，其特征在于：所述控制器通过比较触头机构的第n次合闸与第n-1次合闸时的阻抗值，获取触头机构的阻抗变化值，据此判断断路器的工作状况以及预测触头机构的寿命；其中n为大于等于1的整数。

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