CN115113097A - 断线检测装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种断线检测装置和系统，包括：控制模块10、电流源模块20、断路器状态检测模块30、脱扣器检测模块40、互感器检测模块50和检测结果输出模块60；其中，电流源模块20、断路器状态检测模块30、脱扣器检测模块40和互感器检测模块50均与控制模块10连接；脱扣器检测模块40、互感器检测模块50和控制模块10均与检测结果输出模块60连接。该方式中，可以同时对互感器和脱扣器进行断线检测；采用电流源模块20提供电流，适应不同类型产品的能力较强，对不同的产品无需设计不同的电路参数；断线检测装置无需一次回路通电流，从而降低了检测成本，不会对断路器的测量、保护功能的精度产生不利影响。
Description
技术领域
本发明涉及断路器技术领域，尤其是涉及一种断线检测装置和系统。
背景技术
脱扣器和互感器均为电磁感应元件，是断路器的重要组件。互感器用于检测一次回路的电流，并在二次回路生成一个小电流，经采样电路处理之后送入微控制器中，微控制器计算出一次电流的大小并判断是否需要发出脱扣命令。脱扣器主要由电磁铁组成，当脱扣命令发出，脱扣器线圈得电后，将驱动铁芯动作，击打断路器机构，从而断开故障回路。
目前，传统的互感器或脱扣器断线检测方法中并没有将互感器和脱扣器断线检测结合在一起的方案。传统的互感器或脱扣器断线检测都是采用电压源，适应不同类型产品的能力较差；对不同的产品，需要设计不同的电路参数。传统的互感器断线检测方法需要一次回路通电流，使得检测成本提高，也会对断路器的测量、保护功能的精度产生不利影响。传统的互感器断线检测方法没有考虑到采样电路和互感器取电电路对断线检测影响。实际上，由于采样电路的阻抗很小，很容易对断线检测产生干扰。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种断线检测装置和系统，在不影响断路器的正常运行的基础上同时对互感器和脱扣器一起进行断线检测，适应不同类型产品的能力较强，还可以降低检测成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种断线检测装置，包括：控制模块10、电流源模块20、断路器状态检测模块30、脱扣器检测模块40、互感器检测模块50和检测结果输出模块60；其中，电流源模块20、断路器状态检测模块30、脱扣器检测模块40和互感器检测模块50均与控制模块10连接；脱扣器检测模块40和互感器检测模块50均与电流源模块20连接；脱扣器检测模块40、互感器检测模块50和控制模块10均与检测结果输出模块60连接；断路器状态检测模块30用于检测断路器的状态，并将断路器的状态发送至控制模块10；控制模块10用于断路器的状态为分闸状态时向电流源模块20发出电流提供指令；控制模块10还用于控制脱扣器检测模块40和互感器检测模块50的断开或导通；电流源模块20用于根据电流提供指令向脱扣器检测模块40和互感器检测模块50提供电流；脱扣器检测模块40用于在电流源模块20向脱扣器互感器检测模块50提供电流，并且脱扣器检测模块40导通时，检测脱扣器线圈的状态，向检测结果输出模块60发送脱扣器检测电流；互感器检测模块50用于在电流源模块20向互感器检测模块50提供电流，并且互感器检测模块50导通时，检测互感器线圈的状态，向检测结果输出模块60发送互感器检测电流；检测结果输出模块60用于放大脱扣器检测电流和互感器检测电流，将放大后的脱扣器检测电流和互感器检测电流转换成电压发送至控制模块10；控制模块10还用于基于放大后的脱扣器检测电流和互感器检测电流确定脱扣器线圈和互感器线圈的状态；其中，脱扣器线圈和互感器线圈的状态均包括导通状态和断线状态。
在本发明较佳的实施例中，上述电流源I模块包括电流源I和第一隔离器9；其中，第一隔离器9设置在电流源I和控制模块10之间；控制模块10用于控制第一隔离器9的断开或导通。
在本发明较佳的实施例中，上述电流源I用于通过数模转换器将第一电流信号转化为第一电压信号，通过模拟光耦或线性光耦将第一电压信号发送给电压电流转换电路，通过电压电流转换电路将第一电压信号转化为最终电流信号；或者，电流源I用于将第二电压信号转化为脉冲宽度调制波形，通过隔离电路和低通滤波电路将脉冲宽度调制波形转化为第三电压信号，通过电压电流转换电路将第三电压信号转化为最终电流信号。
在本发明较佳的实施例中，上述脱扣器检测模块40包括：脱扣器线圈L1、第二隔离器7、第三隔离器、第一开关Q1和第一电阻R1；控制模块10、第二隔离器7、脱扣器线圈L1、第一电阻R1和第三隔离器依次连接；第一开关Q1和第三隔离器均与控制模块10连接；第一开关Q1和第一电阻R1接地；脱扣器线圈L1还与外部的工作电压VDD1连接；第一开关Q1还与检测结果输出模块60连接；控制模块10还用于控制第二隔离器7和第三隔离器的断开或导通。
在本发明较佳的实施例中，上述互感器检测模块50包括：第二电阻R2、互感器线圈CT1-CT3、采样电路、第四隔离器1、3、5和第五隔离器2、4、6；控制模块10、第二电阻R2、互感器线圈CT1-CT3、第四隔离器1、3、5和检测结果输出模块60依次连接；采样电路的第一端与互感器线圈CT1-CT3连接，采样电路的第二端与第五隔离器2、4、6连接；第五隔离器2、4、6还与检测结果输出模块60连接；控制模块10还用于控制第四隔离器1、3、5和第五隔离器2、4、6的断开或导通。
在本发明较佳的实施例中，上述检测结果输出模块60用于通过运算放大电路放大脱扣器检测电流和互感器检测电流；或者，检测结果输出模块60用于通过隔离器件放大脱扣器检测电流和互感器检测电流；其中隔离器件包括光耦隔离器件、磁隔离器件或容隔离器件。
在本发明较佳的实施例中，上述互感器检测模块50的数量与互感器线圈的数量相同；互感器线圈的数量与断路器的主回路的相数相同。
在本发明较佳的实施例中，控制模块还用于基于脱扣器检测模块40和互感器检测模块50的数量确定检测顺序，基于检测顺序依次控制脱扣器检测模块40或互感器检测模块50导通；脱扣器检测模块40还用于向检测结果输出模块60发送脱扣器检测电流；互感器检测模块50还用于向检测结果输出模块60发送互感器检测电流；检测结果输出模块60还用于依次放大脱扣器检测电流或互感器检测电流，将放大后的脱扣器检测电流或互感器检测电流转换成电压发送至控制模块10；控制模块10还用于基于放大后的脱扣器检测电流或互感器检测电流依次确定脱扣器线圈或互感器线圈的状态。
第二方面，本发明实施例还提供一种断线检测系统，包括故障显示模块70和权利要求1-7任一项的断线检测装置；故障显示模块70与断线检测装置的控制模块10连接；控制模块10还用于根据脱扣器和互感器的状态生成故障指令，并将故障指令发送至故障显示模块70。
在本发明较佳的实施例中，上述故障显示模块70包括显示屏；故障显示模块70用于根据故障指令显示脱扣器和互感器的状态；或者，上述故障显示模块70包括发光单元；故障显示模块70用于根据故障指令发光。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的一种断线检测装置和系统，可以同时对互感器和脱扣器进行断线检测；采用电流源模块20提供电流，适应不同类型产品的能力较强，对不同的产品无需设计不同的电路参数；断线检测装置无需一次回路通电流，从而降低了检测成本，不会对断路器的测量、保护功能的精度产生不利影响。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种断线检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种断线检测装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电流源的示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种电流源的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种包含3个互感器检测模块50的断线检测装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种放大检测电流的电路示意图；
图7为本发明实施例提供的一种断线检测系统的示意图；
图8为本发明实施例提供的一种断线检测方式的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，传统的互感器或脱扣器断线检测方法中并没有将互感器和脱扣器断线检测结合在一起的方案。传统的互感器或脱扣器断线检测都是采用电压源，适应不同类型产品的能力较差；对不同的产品，需要设计不同的电路参数。传统的互感器断线检测方法需要一次回路通电流，使得检测成本提高，也会对断路器的测量、保护功能的精度产生不利影响。传统的互感器断线检测方法没有考虑到采样电路和互感器取电电路对断线检测影响。实际上，由于采样电路的阻抗很小，很容易对断线检测产生干扰。基于此，本发明实施例提供的一种断线检测装置和系统，具体涉及一种互感器及脱扣器断线检测方法及装置，可以用于检测脱扣器及互感器断线，并将两者的检测集成到一个检测回路中。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种断线检测装置进行详细介绍。
实施例一：
本发明实施例提供一种断线检测装置，参见图1所示的一种断线检测装置的结构示意图，该断线检测装置包括：控制模块10、电流源模块20、断路器状态检测模块30、脱扣器检测模块40、互感器检测模块50和检测结果输出模块60；其中，电流源模块20、断路器状态检测模块30、脱扣器检测模块40和互感器检测模块50均与控制模块10连接；脱扣器检测模块40和互感器检测模块50均与电流源模块20连接；脱扣器检测模块40、互感器检测模块50和控制模块10均与检测结果输出模块60连接；
断路器状态检测模块30用于检测断路器的状态，并将断路器的状态发送至控制模块10；断路器状态检测模块30可以监控个断路器的状态，断路器的状态可以为合闸状态或者脱扣状态(分闸状态包括分闸状态)，在检测到断路器的状态后，断路器状态检测模块30可以将断路器的状态发送至控制模块10。
控制模块10用于断路器的状态为分闸状态时向电流源模块20发出电流提供指令；控制模块10还用于控制脱扣器检测模块40和互感器检测模块50的断开或导通。
控制模块10接收断路器的状态之后，可以在断路器的状态为分闸状态时向电流源模块20发出电流提供指令，以使电流源供电，进行脱扣器和互感器的断线检测。控制模块10还可以控制控制脱扣器检测模块40和互感器检测模块50的断开或导通，以指定检测断线状态的脱扣器或互感器。
以检测1个脱扣器和3个互感器为例，控制模块10可以先控制检测脱扣器，然后控制检测第一个互感器、第二个互感器，第三个互感器，即先控制脱扣器检测模块40导通，互感器检测模块50断开；在控制第一个互感器检测模块50导通，脱扣器检测模块40和其他的互感器检测模块50断开，以此类推。
电流源模块20用于根据电流提供指令向脱扣器检测模块40和互感器检测模块50提供电流；电流源模块20用于输出检测电流给各检测模块，控制模块10可以用来控制电流源模块20输出电流的大小。
脱扣器检测模块40用于在电流源模块20向脱扣器检测模块提供电流，并且脱扣器检测模块40导通时，检测脱扣器线圈的状态，向检测结果输出模块60发送脱扣器检测电流；
互感器检测模块50用于在电流源模块20向互感器检测模块50提供电流，并且互感器检测模块50导通时，检测互感器线圈的状态，向检测结果输出模块60发送互感器检测电流；
脱扣器检测模块40和互感器检测模块50分别用于在导通时检测脱扣器和互感器的状态，并以检测电流的形式向检测结果输出模块60发送检测结果，其中，脱扣器检测模块40和互感器检测模块50的检测顺序可以由控制模块10控制。
检测结果输出模块60用于放大脱扣器检测电流和互感器检测电流，将放大后的脱扣器检测电流和互感器检测电流转换成电压发送至控制模块10；由于检测电流较小，检测结果输出模块60可以放大检测电流，并将放大后的检测电流发送至控制模块10。
控制模块10还用于基于放大后的脱扣器检测电流和互感器检测电流确定脱扣器线圈和互感器线圈的状态；其中，脱扣器线圈和互感器线圈的状态均包括导通状态和断线状态。控制模块10接收到放大后的检测电流之后，可以确定放大后的检测电流是否符合预设阈值，如果符合，则说明脱扣器线圈或互感器线圈处于导通状态；如果不符合，则说明脱扣器线圈或互感器线圈处于断线状态。
本发明实施例提供的一种断线检测装置，可以同时对互感器和脱扣器进行断线检测；采用电流源模块20提供电流，适应不同类型产品的能力较强，对不同的产品无需设计不同的电路参数；断线检测装置无需一次回路通电流，从而降低了检测成本，不会对断路器的测量、保护功能的精度产生不利影响。
实施例二：
本发明实施例提供了另一种断线检测装置，参见图2所示的另一种断线检测装置的结构示意图，控制模块10可以为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，其中，I为可控电流源，其输出电流大小由MCU控制。L1为脱扣器线圈，CT1-CT3为互感器线圈，R3为检测电流采样电阻，采样信号经过运放OPA1处理后进入MCU。Q1为MOS管，用于驱动脱扣器动作，S1-S9为模拟开关，SQ1为断路器分合闸状态指示。隔离器1-9可以为光耦或磁隔离或电容隔离器件。VDD1和VDD2为相互隔离的电源。断路器控制器在正常工作时，电流源I输出电流为0，S1-S6处于闭合状态，S7-S8处于断开状态，Q1不导通。
如图2所示，断路器状态检测模块30可以包括断路器分闸检测电路，通过断路器分闸检测电路检测断路器当前状态。当断路器处于分闸状态且主回路电流为零时进行断线检测。检测开始时，S1-S8均设置为断开状态，Q1不导通。检测流程按照脱扣器L1，电流互感器CT1-CT3的顺序进行。在测试过程中，如检测到主回路有合闸动作，应立即停止检测，并将电路恢复到正常工作状态。
如图2所示，电流源模块20包括电流源I和第一隔离器9；其中，第一隔离器9设置在电流源I和控制模块10之间；控制模块10用于控制第一隔离器9的断开或导通。如图2所示，本实施例中的电流源可以为I，I可以为可控电流源，其输出电流大小由MCU控制。第一隔离器可以为隔离器9，隔离器9可以由控制模块10控制断开或导通。
电流源可以将电流信号转化为电压信号，再转化为最终电流信号，例如：电流源I用于通过数模转换器将第一电流信号转化为第一电压信号，通过模拟光耦或线性光耦将第一电压信号发送给电压电流转换电路，通过电压电流转换电路将第一电压信号转化为最终电流信号。
参见图3所示的一种电流源的示意图，电流源通过MCU内部的数模转换器(DAC)将需要输出的第一电流转换成第一电压信号，再通过模拟光耦或线性光耦将第一电压信号传递给电压电流转换电路(即V/I转换电路)，并通过该V/I转换电路将第一电压信号转换成最终电流信号。
此外，电流源还可以将电压信号转化为脉冲宽度调制波形，再转化为电压信号和电流信号，例如：电流源I用于将第二电压信号转化为脉冲宽度调制波形，通过隔离电路和低通滤波电路将脉冲宽度调制波形转化为第三电压信号，通过电压电流转换电路将第三电压信号转化为最终电流信号。
参见图4所示的另一种电流源的示意图，电流源可以将第二电压信号转化成相应的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)波形，并经过隔离电路和低通滤波电路将PWM信号转换成相应的第三电压信号，再由V/I转换电路转换成最终电流信号。
该方式中可以通过两种方式设置电流源，设置方式多样，且无需设置电压源，适应不同类型产品的能力较强，对不同的产品也不需要设计不同的电路参数。
如图2所示，本实施例中的脱扣器检测模块40包括：脱扣器线圈L1、第二隔离器7、第三隔离器8、第一开关Q1和第一电阻R1。控制模块10、第二隔离器7、脱扣器线圈L1、第一电阻R1和第三隔离器8依次连接；第一开关Q1和第三隔离器8均与控制模块10连接；第一开关Q1和第一电阻R1接地；脱扣器线圈L1还与外部的工作电压VDD1连接；第一开关Q1还与检测结果输出模块60连接；控制模块10还用于控制第二隔离器7和第三隔离器8的断开或导通。
在进行脱扣器线圈L1的检测时，通过控制模块10控制S1-S6断开，此时Q1不导通，控制模块10控制S7-S8闭合，电流源I输出检测电流，检测通过脱扣器L1的电流。检测完成后I输出为0。
如图2所示，本实施例中的互感器检测模块50包括：第二电阻R2、互感器线圈CT1-CT3、采样电路、第四隔离器1、3、5和第五隔离器2、4、6；控制模块10、第二电阻R2、互感器线圈CT1-CT3、第四隔离器1、3、5和检测结果输出模块60依次连接；采样电路的第一端与互感器线圈CT1-CT3连接，采样电路的第二端与第五隔离器2、4、6连接；第五隔离器还与检测结果输出模块60连接；控制模块10还用于控制第四隔离器1、3、5和第五隔离器2、4、6的断开或导通。
本实施例中的互感器检测模块50的数量与互感器线圈的数量相同；互感器线圈的数量与断路器的主回路的相数相同。一般来说，互感器检测模块50的数量可以为3个或4个，如果为三相电源，则互感器检测模块50的数量为3个；如果还包括电源或接地电源，则互感器检测模块50的数量可以为4个。其中，图2中的互感器检测模块50的数量为3个，可以参见图5所示的一种包含3个互感器检测模块50的断线检测装置的结构示意图，分别由互感器检测模块501、互感器检测模块502和互感器检测模块503检测3个互感器线圈的状态。
如图2所示，R2为第二电阻，其中，R2电阻值一般较小，用于将互感器二次回路感应出来的电流转换成电压。检测互感器断线需要屏蔽第二电阻R2的影响。CT1-CT3为3个互感器线圈，采样电路1-3为3个采样电路，隔离器1、3、5为3个第四隔离器，隔离器2、4、6为3个第五隔离器。其中，隔离器1-6均被MCU控制断开或导通。其中，可以依次进行3个互感器线圈的检测，例如：
在本发明较佳的实施例中，控制模块还用于基于脱扣器检测模块40和互感器检测模块50的数量确定检测顺序，基于检测顺序依次控制脱扣器检测模块40或互感器检测模块50导通；脱扣器检测模块40还用于向检测结果输出模块60发送脱扣器检测电流；互感器检测模块50还用于向检测结果输出模块60发送互感器检测电流；检测结果输出模块60还用于依次放大脱扣器检测电流或互感器检测电流，将放大后的脱扣器检测电流或互感器检测电流转换成电压发送至控制模块10；控制模块10还用于基于放大后的脱扣器检测电流或互感器检测电流依次确定脱扣器线圈或互感器线圈的状态。
如果检测顺序为依次检测检测互感器线圈CT1-CT3，可以通过下述步骤进行检测：
1.互感器线圈CT1检测：保持S2～S8断开，闭合S1，电流源I输出检测电流，检测通过互感器CT1的电流。检测完成后I输出为0。
2.互感器线圈CT2检测：保持S1～S2和S4～S8断开，闭合S3，电流源I输出检测电流，检测通过互感器CT2的电流。检测完成后I输出为0。
3.互感器线圈CT3检测：保持S1～S4和S6～S8断开，闭合S5，电流源I输出检测电流，检测通过互感器CT3的电流。检测完成后I输出为0。
无论是脱扣器检测电流还是互感器检测电流的数值都比较小，因此可以通过检测结果输出模块60进行放大，其中，可以通过运算放大电路进行检测电流的放大。例如，检测结果输出模块60用于通过运算放大电路放大脱扣器检测电流和互感器检测电流。如图2所示，OPA1为运算放大器，检测电流经过OPA1可以放大。
除了上述方式之外，还可以通过隔离器件放大的方式放大检测电流，例如：检测结果输出模块60用于通过隔离器件放大脱扣器检测电流和互感器检测电流；其中隔离器件包括光耦隔离器件、磁隔离器件或容隔离器件。参见图6所示的一种放大检测电流的电路示意图，图6中的OC1为光耦隔离器件，通过OC1可以放大检测电流。
实施例三：
本发明实施例提供一种断线检测系统，参见图7所示的一种断线检测系统的示意图，该断线检测系统包括故障显示模块70和上述的断线检测装置；故障显示模块70与断线检测装置的控制模块10连接；控制模块10还用于根据脱扣器和互感器的状态生成故障指令，并将故障指令发送至故障显示模块70。
本实施例中的控制模块10可以生成故障指令，故障显示模块70可以根据故障指令进行对应的操作，如果故障显示模块70包括显示屏，故障显示模块70用于根据故障指令显示脱扣器和互感器的状态；如果故障显示模块70包括发光单元；故障显示模块70用于根据故障指令发光。
综上，可以在故障显示模块70上显示出结果，故障显示模块70可以是液晶显示器或LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)指示灯。
以断路器包括1个脱扣器线圈和3个互感器线圈为例，参见图8所示的一种断线检测方式的示意图，在启动检测之后，断线检测系统可以首先通过断路器状态检测模块30检测断路器是否处于维护状态(维护状态即分闸状态)；如果是，则可以先通过脱扣器检测模块40进行脱扣器的断线检测；如果检测合格，则可以进行通过第一个互感器对应的互感器检测模块50进行第一个互感器的断线检测；检测合格后依次进行第二个互感器和第三个互感器的断线检测。这其中只要有一项不合格，则可以通过故障显示模块70进行故障报警，故障报警的方式包括但不限于发光、发声、显示报警数据等等。
本发明实施例的一种断线检测系统，该方式中无需一次回路通电流，也无需脱扣器动作，即可以进行断线检测。将脱扣器和互感器断线检测集成到一个检测电路和流程中，方便断路器的维护。该方式中可以利用隔离器件和模拟开关，使各路检测相互独立，同时也消除了互感器电流采样电阻及速饱和电路对互感器断线检测的干扰。可控电流源可对输出电流的大小进行控制，方便适应不同规格的脱扣器和互感器。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的断线检测系统的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种断线检测装置，其特征在于，包括：控制模块(10)、电流源模块(20)、断路器状态检测模块(30)、脱扣器检测模块(40)、互感器检测模块(50)和检测结果输出模块(60)；其中，所述电流源模块(20)、所述断路器状态检测模块(30)、所述脱扣器检测模块(40)和所述互感器检测模块(50)均与所述控制模块(10)连接；所述脱扣器检测模块(40)和所述互感器检测模块(50)均与所述电流源模块(20)连接；所述脱扣器检测模块(40)、所述互感器检测模块(50)和所述控制模块(10)均与所述检测结果输出模块(60)连接；
所述断路器状态检测模块(30)用于检测断路器的状态，并将所述断路器的状态发送至所述控制模块(10)；
所述控制模块(10)用于所述断路器的状态为分闸状态时向所述电流源模块(20)发出电流提供指令；所述控制模块(10)还用于控制所述脱扣器检测模块(40)和所述互感器检测模块(50)的断开或导通；
所述电流源模块(20)用于根据所述电流提供指令向所述脱扣器检测模块(40)和所述互感器检测模块(50)提供电流；
所述脱扣器检测模块(40)用于在所述电流源模块(20)向所述脱扣器检测模块提供电流，并且所述脱扣器检测模块(40)导通时，检测脱扣器线圈的状态，向所述检测结果输出模块(60)发送脱扣器检测电流；
所述互感器检测模块(50)用于在所述电流源模块(20)向所述互感器检测模块(50)提供电流，并且所述互感器检测模块(50)导通时，检测互感器线圈的状态，向所述检测结果输出模块(60)发送互感器检测电流；
所述检测结果输出模块(60)用于放大所述脱扣器检测电流和所述互感器检测电流，将放大后的所述脱扣器检测电流和所述互感器检测电流转换成电压发送至所述控制模块(10)；
所述控制模块(10)还用于基于放大后的所述脱扣器检测电流和所述互感器检测电流确定所述脱扣器线圈和所述互感器线圈的状态；其中，所述脱扣器线圈和所述互感器线圈的状态均包括导通状态和断线状态。
2.根据权利要求1所述的断线检测装置，其特征在于，所述电流源模块(20)包括电流源(I)和第一隔离器(9)；其中，所述第一隔离器(9)设置在所述电流源(I)和所述控制模块(10)之间；
所述控制模块(10)用于控制所述第一隔离器(9)的断开或导通。
3.根据权利要求2所述的断线检测装置，其特征在于，所述电流源(I)用于通过数模转换器将第一电流信号转化为第一电压信号，通过模拟光耦或线性光耦将所述第一电压信号发送给电压电流转换电路，通过所述电压电流转换电路将所述第一电压信号转化为最终电流信号；
或者，所述电流源(I)用于将第二电压信号转化为脉冲宽度调制波形，通过隔离电路和低通滤波电路将所述脉冲宽度调制波形转化为第三电压信号，通过所述电压电流转换电路将所述第三电压信号转化为最终电流信号。
4.根据权利要求1所述的断线检测装置，其特征在于，所述脱扣器检测模块(40)包括：脱扣器线圈(L1)、第二隔离器(7)、第三隔离器(8)、第一开关(Q1)和第一电阻(R1)；
所述控制模块(10)、所述第二隔离器(7)、所述脱扣器线圈(L1)、所述第一电阻(R1)和所述第三隔离器(8)依次连接；所述第一开关(Q1)和所述第三隔离器(8)均与所述控制模块(10)连接；所述第一开关(Q1)和所述第一电阻(R1)接地；所述脱扣器线圈(L1)还与外部的工作电压(VDD1)连接；所述第一开关(Q1)还与所述检测结果输出模块(60)连接；
所述控制模块(10)还用于控制所述第二隔离器(7)和所述第三隔离器(8)的断开或导通。
5.根据权利要求1所述的断线检测装置，其特征在于，所述互感器检测模块(50)包括：第二电阻(R2)、互感器线圈(CT1-CT3)、采样电路、第四隔离器(1、3、5)和第五隔离器(2、4、6)；所述控制模块(10)、所述第二电阻(R2)、所述互感器线圈(CT1-CT3)、所述第四隔离器(1、3、5)和所述检测结果输出模块(60)依次连接；所述采样电路的第一端与所述互感器线圈(CT1-CT3)连接，所述采样电路的第二端与所述第五隔离器(2、4、6)连接；所述第五隔离器(2、4、6)还与所述检测结果输出模块(60)连接；
所述控制模块(10)还用于控制所述第四隔离器(1、3、5)和所述第五隔离器(2、4、6)的断开或导通。
6.根据权利要求1所述的断线检测装置，其特征在于，所述检测结果输出模块(60)用于通过运算放大电路放大所述脱扣器检测电流和所述互感器检测电流；
或者，所述检测结果输出模块(60)用于通过隔离器件放大所述脱扣器检测电流和所述互感器检测电流；其中所述隔离器件包括光耦隔离器件、磁隔离器件或容隔离器件。
7.根据权利要求1-6任一项所述的断线检测装置，其特征在于，所述互感器检测模块(50)的数量与所述互感器线圈的数量相同；所述互感器线圈的数量与所述断路器的主回路的相数相同。
8.根据权利要求7所述的断线检测装置，其特征在于，所述控制模块还用于基于所述脱扣器检测模块(40)和所述互感器检测模块(50)的数量确定检测顺序，基于所述检测顺序依次控制所述脱扣器检测模块(40)或所述互感器检测模块(50)导通；
所述脱扣器检测模块(40)还用于向所述检测结果输出模块(60)发送脱扣器检测电流；
所述互感器检测模块(50)还用于向所述检测结果输出模块(60)发送互感器检测电流；
所述检测结果输出模块(60)还用于依次放大所述脱扣器检测电流或所述互感器检测电流，将放大后的所述脱扣器检测电流或所述互感器检测电流转换成电压发送至所述控制模块(10)；
所述控制模块(10)还用于基于放大后的所述脱扣器检测电流或所述互感器检测电流依次确定所述脱扣器线圈或所述互感器线圈的状态。
9.一种断线检测系统，其特征在于，包括故障显示模块和权利要求1-8任一项所述的断线检测装置；所述故障显示模块与所述断线检测装置的控制模块(10)连接；
所述控制模块(10)还用于根据所述脱扣器和所述互感器的状态生成故障指令，并将所述故障指令发送至故障显示模块。
10.根据权利要求9所述的断线检测系统，其特征在于，所述故障显示模块(70)包括显示屏；所述故障显示模块(70)用于根据所述故障指令显示所述脱扣器和所述互感器的状态；
或者，所述故障显示模块(70)包括发光单元；所述故障显示模块(70)用于根据所述故障指令发光。
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