CN116481795A - 用于跌落监测的传感器组件及跌落式熔断器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于跌落监测的传感器组件及跌落式熔断器，所述传感器组件包括传感器，所述传感器用于直接或间接检测自身在空间中的位置，还包括第一连接座及摆杆，所述摆杆的一端通过铰接轴转动连接在第一连接座上；传感器固定于摆杆上；还包括用于夹持摆杆另一端的夹持组件，夹持组件对摆杆的夹持状态可调节。所述跌落式熔断器包括所述传感器组件。本方案提供的传感器组件可实现线路不断电自检，有效保障跌落式熔断器动作监测的可靠性。

Description

用于跌落监测的传感器组件及跌落式熔断器

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种用于跌落监测的传感器组件及跌落式熔断器。

背景技术

电网是经济社会发展的重要基础产业，是国家能源产业链的重要环节，为保障我国能源、经济、社会高速发展和可持续发展，提出符合我国能源战略和电网企业需求的智能电网发展模式十分必要。智能电网是指电网的智能化，是建立在集成的、高速的双向通信网络的基础之上，通过先进的测量技术、先进的监测技术、先进的控制方法，以及先进决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。

跌落式熔断器是配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关，它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点，被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧，作为保护和进行设备投、切操作用途。跌落式熔断器的结构包括动触头、静触头、熔管（熔丝管）等，当跌落式传感器被触发熔断后，动触头与静触头脱离，熔管跌落摆动，达到快速切断电路的目的。

为实现对跌落式熔断器实现动作监测，现有技术中包括如下技术方案：申请号为CN201511022030.3的专利申请文件提供了一种跌落式熔断器，在熔管熔断后，利用弹簧的推力作用于金属球，并利用红外传感器，在金属球落入承接筒后触发信号，利用报警装置输出提示；申请号为CN201510536048.9的专利申请文件提供了一种跌落式熔断器及其工作方法，通过在熔丝管的上动触头上设置压力传感器，以检测熔丝管与"鸭嘴"之间卡合力的大小、解决熔丝管与"鸭嘴"之间配合过紧或过松的判断问题；申请号为CN201811295557.7的专利申请文件提供了一种跌落式熔断器在线监测方法，为通过角度传感器监测熔管角度，以判定熔断器跌落状态的技术方案；申请号为CN202111373404.1的专利申请文件提供了一种应用于高压跌落式熔断器的状态检测系统，为通过FRID技术实现在熔断器跌落后提供信息提示的技术方案；申请号为CN202210157622.X的专利申请文件提供了一种具有及时提醒功能的跌落式熔断器，为利用旋转传感器实现熔管熔断提醒功能的技术方案；其他的，现有技术中还包括其他的利用震动传感器、位置传感器实现跌落式熔断器动作监测的技术方案。

跌落式熔断器为电网的重要组成部分，对跌落式熔断器的动作进行可靠监测对智能电网故障判断具有积极意义。

发明内容

针对上述提出的对跌落式熔断器的动作进行可靠监测对智能电网故障判断具有积极意义的技术问题，本发明提供了一种用于跌落监测的传感器组件及跌落式熔断器。本方案提供的传感器组件可实现线路不断电自检，有效保障跌落式熔断器动作监测的可靠性。

针对上述问题，本发明提供的用于跌落监测的传感器组件及跌落式熔断器通过以下技术要点来解决问题：用于跌落监测的传感器组件，包括传感器，所述传感器用于直接或间接检测自身在空间中的位置，还包括第一连接座及摆杆，所述摆杆的一端通过铰接轴转动连接在第一连接座上；

传感器固定于摆杆上；

还包括用于夹持摆杆另一端的夹持组件，夹持组件对摆杆的夹持状态可调节。

本传感器组件在使用时，可以运用于跌落式熔断器上以实现跌落式熔断器跌落动作监测，也可运用于其他用于跌落动作监测的场合，当运用于跌落式熔断器上时，具体安装方式为：安装于熔管上，其中，第一连接座以及夹持组件均相对于熔管的外壁固定，第一连接座位于熔管的下端，夹持组件位于熔管的上端。关于第一连接座以及夹持组件均相对于熔管的外壁固定的具体连接方式，可以采用如下具有箍环的第一连接座以及第二连接座，利用箍环完成本组件在熔管上夹持的方式，也可以采用其他可能的替代方案。同时，传感器用于直接或间接检测自身在空间中的位置，具体传感器采用基于位移变化触发信号变化的传感器均可，较为简单、功耗较小的传感器可采用基于压电效应的加速度传感器，但基于磁感应等的相应传感器也应当属于所述传感器的可选方案。

以本方案在跌落式熔断器上的运用为例，本方案的具体结构设计中，在具有传感器的基础之上，通过设置为还包括第一连接座、铰接轴、摆杆以及夹持组件，当运用于被检部件跌落监测时，夹持组件处于夹持摆杆的状态，该状态下，摆杆的一端为其下端，另一端为其上端，并且摆杆的下端约束于第一连接座上，摆杆的上端约束在夹持组件上，摆杆保持相对于熔管固定的状态，当跌落式熔断器在相应电流的作用下触发熔断后，本组件随熔管跌落，利用传感器的输出信号即可指示熔管发生的动作。本方案进一步考虑到跌落式熔断器一般使用于户外环境中，在温度、水汽、电池电量耗尽等因素下均可能造成传感器被损坏或不能正常工作，而发生这些情况后，熔管跌落动作并不能被传感器检测到，这样将造成跌落式熔断器的动作检测失败。

以上方案提供了一种组件本身可以设计为并不存在其他功耗、利用相关的结构设计，在不需要熔管执行相关动作的情况下，使得组件本身具有完好性或性能自检功能的技术方案。具体为：

本组件的正常使用状态为夹持组件夹持摆杆的状态，当需要进行完好性或性能自检时，通过改变夹持组件对摆杆的夹持状态为夹持组件释放摆杆的上端，摆杆在重力等作用力的作用下绕铰接轴转动，此时摆杆发生类似于同步于熔管跌落的动作，利用此时传感器是否有正确的信号输出，即可实现传感器完好性或性能自检，以及时发现和处理有故障的传感器组件，达到保障跌落式熔断器动作监测可靠性的目的。

作为本领域技术人员容易理解的，以上方案中，传感器并不能独立于其他电子元器件或者供电单元而工作，所述故障除了来自传感器本身外，也可能来源于其他电子元器件或供电单元，这些电子元器件以及供电单元也会导致传感器输出故障，当执行以上动作得出传感器组件故障时即可认为传感器组件故障。在具体方案明确提出传感器，并对传感器的类型限定为用于空间位置检测的传感器，目的仅在于表示该传感器能够在摆杆的作用下模拟跌落动作。

较优的，如本组件运用于跌落式传感器动作监测时，对于包括传感器的耗电元器件，现有技术中虽然具有利用太阳能电池板等的有源供电方案，但考虑到使用的便捷性以及跌落式熔断器的维护周期，优选采用内置电池供电的方案，故针对所述传感器，宜采用低功耗的传感器，具体可采用加速度传感器，为传感器信号远传配套的数据传输方案采用功耗较低的无线通讯方案，如ZigBee、Lora数据传输方案，这样，在常见内置电池电量下，可实现一次换电后正常使用周期超过跌落式熔断器的维护周期。

较优的，本组件中采用夹持组件完成摆杆另一端夹持，即摆杆与夹持组件为相互可脱离的连接方式，在检测出本组件故障后，为使得本组件能够被便捷和安全的维护，宜设置为：铰接轴固定于摆杆的端部，且铰接轴的轴线与摆杆的轴线相垂直，铰接轴与第一连接座的配合方式为：在第一连接座的侧面上固定两块呈正对关系的固定板，各固定板的顶部设置有安装槽，铰接轴的两端支撑于不同安装槽的槽底中。这样，当夹持组件与摆杆的连接关系被移除后，摆杆可被视为通过铰接轴钩挂在固定板上，此时利用设置在摆杆上铰接轴所在端的第二挂环，即可在本组件的下方利用工具取下摆杆，而后，操作人员利用工具，在固定板上钩挂其上具有可被正常使用电子元器件的摆杆后，或者对取下摆杆上的电子元器件进行维护后重新安装摆杆，即可恢复本组件的跌落监测性能。

作为所述的用于跌落监测的传感器组件更进一步的技术方案：

作为本领域技术人员，为实现相关功能，第一连接座与夹持组件相对于被检部件的固定具有为本领域技术人员公知的多种方式，如采用粘接、焊接、卡接、将第一连接座一体成型于被检部件上等方式，在一个具体实施例中，为使得本组件为独立于被检部件的零件，同时能够便捷地运用于常见跌落式熔断器上，设置为：还包括第二连接座，所述夹持组件安装于第二连接座上，第一连接座以及第二连接座均设置有用于夹持熔管的箍环。本方案中，所述箍环上形成的箍体空间均用于夹持熔管，以上结构设置即为本组件的上、下端分别通过第二连接座以及第一连接座夹持在熔管上，这样的方式不仅使得本组件在现有熔管上装配简单，同时，两端均卡接在熔管上的装配方式可保障本组件与熔管连接的紧凑性，避免如在交变的风载荷作用下，包括传感器的电子元器件在抖动下损坏。较优的，作为轻量化实现方案，所述箍环采用具有开口的弹性夹，安装时熔管通过所述开口嵌入箍环内，并且弹性夹的周长大于二分之一整圆箍环周长；为避免户外使用情况下弹性夹的夹持能力过渡衰减，所述箍环采用弹簧钢材料。

为延长本组件单次换电后的有效使用周期，优选设置为所述夹持组件为无源机械式夹持结构，并且，在实现所述组件的自检时，较优的手段为采用绝缘杆作用于夹持组件上达到释放摆杆上端的目的，同时，常规材料下，如果摆杆刚度过大则会造成本组件具有较大的重量，这可能造成跌落式熔断器夹持熔管的可靠性受到影响，同时，摆杆也不宜设置得过短：摆杆的长度决定了摆杆绕铰接轴转动时的摆动幅度，在该构思下，在一个具体实施例中，还包括两块限位板，两块限位板之间形成条形槽；

两块限位板均为：其中一端与第一连接座固定连接，另一端与第二连接座固定连接；

当摆杆的另一端夹持于夹持组件中时，摆杆嵌入所述条形槽中；

条形槽的宽度大于或等于摆杆的宽度，当条形槽的宽度大于摆杆的宽度时，所述宽度的差值小于3mm。采用本方案，首先，利用限位板将第一连接座和第二连接座连接为一体式结构，这样的结构形式有利于本组件在熔管上的连接紧凑性；其次，通过设置为具有所述限位板，当需要恢复夹持组件夹持摆杆时，可以利用工具钩挂摆杆上端的第一挂环后将摆杆的上端推入夹持组件中，在该操作过程中，由于具有所述限位板，同时通过合理设置条形槽的宽度，当工具作用于摆杆上的力造成摆杆侧弯时，摆杆与限位板内侧相接触后，接触力的大小不仅可以指示对摆杆的作用方向是否正确，同时可以限定摆杆上端的运动轨迹，以使得摆杆能够顺利嵌入到夹持组件的夹持空间内。为便于理解，在本方案中进一步说明如下：随着摆杆在工具的推动下自由端上摆，摆杆具有与熔管夹角不断变小的过程，与之伴随的是嵌入所述条形槽中的摆杆杆段长度增加，此过程中，如果操作人员感受到的力过大，说明摆杆的受力方向不合理，此时操作人员需要调整对摆杆的推入角度；此过程中，限位板在摆杆上的作用位置逐渐向摆杆的上端移动，摆杆上可产生自由侧弯的杆段长度不断减小，从而达到控制摆杆侧弯量、使得摆杆能够顺利嵌入夹持组件的夹持空间中。在具体实施时，考虑到材料的热胀冷缩以及加工、装配精度等，宜设置为条形槽的宽度大于摆杆的宽度，以避免限位板影响摆杆顺利摆动，而将所述宽度的差值设置为小于3mm，旨在使得限位板能够在摆杆嵌入夹持组件的过程中产生作用。作为本领域技术人员，以上设置的小于3mm仅为申请人经过实验获得的较佳值，该值与摆杆的材料选择、相关参数设计、操作人员操作时相对于本组件的位置、操作人员在操作位置的操作便捷性等均有关系，当该数值设置为大于3mm时，也应当认为是关于本构思的等同替换。

为减小本组件的体积以及保护本组件上的电子元器件，在一个具体实施例中，所述摆杆为空心管；

还包括用于无线传输传感器所输出信号的数据传输模块，还包括用于为数据传输模块及传感器供电的供电模块；

所述数据传输模块、传感器、供电模块均封装在摆杆的中空空间中。本方案中，同等摆杆材料使用下，如摆杆为圆筒形时，可将摆杆的外形尺寸设置得更大，这样有利于摆杆的抗侧弯性能；同时，利用摆杆作为相关电子元器件的罩壳，这样可提升本组件的抗外界破坏能力。

如上所述，本方案中夹持组件优选采用无源机械式夹持结构（可替代方案可采用电动机构作为夹持组件夹持和松懈摆杆的执行机构，但这样的方式将造成本组件的功耗增加），在一个具体实施例中，所述夹持组件包括两块呈正对设置、均为弹性板的夹板，夹板之间构成用于夹持摆杆的夹持空间，所述夹持空间位于夹板后端，夹板的前端之间构成导入槽，所述导入槽的前侧宽度大于后侧宽度，夹持空间的最大宽度大于导入槽的后侧宽度；

各夹板的前端均位于夹持空间的外侧。本方案提供了夹持组件的具体实现方式，在具体使用时，摆杆的上端由导入槽的前端导入夹板之间，在此过程中，摆杆上端对夹板内侧的作用使得夹板被张开，而后，摆杆通过导入槽的后端进入夹持空间中，随着摆杆进入夹持空间，夹板弹性回弹，将摆杆的上端夹持在两夹板之间。而将各夹板的前端均位于夹持空间的外侧，旨在实现：当通过夹板的前端，为夹板提供朝向熔管所在方向的力时，该力可迫使夹板张开，在张开到导入槽的后端以及夹持空间的前端允许摆杆脱出后，此时摆杆在重力等作用力下下摆，触发传感器自检动作。这样的摆杆脱离方式还具有如下优点：相对于如采用勾拉摆杆的操作方式，此时对本组件的作用力方向是朝向熔管所在侧，该力通过熔管进一步传递，使得跌落式熔断器的动触头具有朝向静触头底侧的运动趋势，这样可以完全避免出现熔管跌落可能、对电网的持续供电造成影响。

在一个具体实施例中，所述夹板均为弧形板，所述弧形板的内侧面以及外侧面均为光滑面；

摆杆的另一端为等径圆柱体或椭球体。本方案中，所述摆杆的另一端即为摆杆的上端，该方案不仅加工方便：通过折弯即可获得所需形状的夹板，同时可避免夹板在工作过程中出现应力集中问题、摆杆在被夹持或释放过程中出现卡塞问题。在具体运用中，在垂直于夹持空间长度方向的剖面上，夹持空间被配置为提供圆形夹持空间，并且该夹持空间的周长大于二分之一整圆周长；导入槽为开口端宽度大于底端宽度的开口槽，所述开口槽的底端即为夹持空间的开口端。

在一个具体实施例中，所述夹持空间的后端还安装有推板以及压簧，所述压簧的一端与推板的背侧固定连接；

推板与压簧的位置以及状态满足：在摆杆的另一端被推入夹持空间的过程中，摆杆的侧面作用于推板上并迫使压簧产生弹性变形。本方案中，根据夹持组件的具体构型，压簧的另一端可被直接固定在熔管上，也可以固定于夹板或第二连接座上。采用本方案，摆杆上端嵌入夹持空间过程中压簧蓄力，当夹板在外力作用下张开到一定程度后，可利用压簧的蓄力使得摆杆被推出，避免出现如因为户外雨水、灰尘等因素引起的，在可能位置存在的异物粘连，造成摆杆仅在重力的作用下无法下摆转动以完成组件自检的问题。

如上所述，相应夹持组件的结构设置可通过将夹板向后推实现摆杆释放，但在具体操作时宜保持操作人员与夹板具有一定的距离：通过绝缘操作杆完成操作，为使得绝缘操作杆并不影响摆杆脱出以及使得夹板具有对绝缘操作杆的限位作用，在一个具体实施例中，各夹板的前端上均设置有贯通夹板左、右侧侧面的卡槽；

在摆杆夹持于夹持组件上后，摆杆夹持在夹板一端的夹持空间中，卡槽位于夹板的另一端；

各夹板上的卡槽均为斜槽，并且，卡槽的槽口相对于卡槽的槽底的相对位置为：所述槽口位于远离夹板另一端的位置；

两卡槽呈正对关系；

摆杆另一端的侧面上还固定有第一挂环，当摆杆夹持在夹持组件中后，所述第一挂环位于夹持空间的外侧。

本方案中，设置为在摆杆夹持于夹持组件上后，摆杆夹持在夹板一端的夹持空间中，卡槽位于夹板的另一端，旨在实现：夹板仅一端提供摆杆夹持功能，根据熔管的具体安装姿态，夹板用于夹持摆杆的一端为其下端，卡槽位于夹板的上端；设置为各夹板上的卡槽均为斜槽，并且，卡槽的槽口相对于卡槽的槽底的相对位置为：所述槽口位于远离夹板另一端的位置，旨在实现：由卡槽的槽口至槽底，卡槽向夹板的上端延伸；设置为两卡槽呈正对关系，旨在实现：在两夹板的间距方向上，两夹板上的夹板并排设置。采用本方案，可设置为使用时夹板面向熔管的前方倾斜向下安装，具有卡槽的一端为夹板的上端，在触发组件自检时，采用上端设置有横杆的绝缘操作杆，首先操作绝缘操作杆，使得横杆的两端分别搭接在不同夹板的前端面上，随后顶升绝缘操作杆，使得横杆沿着所述前端面向上滑动，滑动到卡槽位置时，横杆由卡槽的槽口嵌入至卡槽中，进一步上顶操作杆，横杆与卡槽的槽底接触，进一步上顶操作杆，利用横杆为夹板提供使得夹板张开的力，此时，由于绝缘操作杆在夹板上的作用位置位于夹板的上端，绝缘操作杆并不影响摆杆上端下摆；同时，利用夹板的前端面即可引导绝缘操作杆上端的位移，卡槽可以有效避免横杆与夹板脱离，故这样的夹板结构形式不仅便于操作人员在本组件的下方操作夹持组件，同时具有操作便捷和安全的特点。

在一个具体实施例中，所述摆杆为多段拼接式结构，其中，摆杆上用于与铰接轴配合的杆段为金属段，摆杆上用于与夹持组件配合的杆段为金属段，摆杆的两端通过中间杆段相连，所述中间杆段所采用的材料为高分子材料，所述高分子材料的外侧还涂覆有隔热涂层。本方案中，所述金属段用于保障摆杆下端与上端的结构强度以及耐磨性，中间杆段为摆杆的减重设计。需要特别指出的是：在跌落式熔断器因为过流熔断时将产生大量的热量，以上隔热涂层作为隔热层，避免短时的环境高温造成摆杆内侧电子元器件受损甚至其内电池爆炸。

本方案还公开了一种跌落式熔断器，包括熔管，还包括如上任意一项所述的传感器组件，所述传感器组件安装于熔管上；

其中，第一连接座以及夹持组件均相对于熔管的外壁固定，第一连接座位于熔管的下端，夹持组件位于熔管的上端。本方案为所述传感器组件在跌落式熔断器上的具体运用。

根据如上描述，本领域技术人员可以理解的，所述的自检并非是本组件自身在不依赖于外界条件或作用的情况下完成自身性能或完好性检查，而是该检测的完成并不依赖于熔管动作、熔管自身可持续服务于线路连接。

本发明具有以下有益效果：

以上方案提供了一种组件本身可以设计为并不存在其他功耗、利用相关的结构设计，在不需要熔管执行相关动作的情况下，使得组件本身具有完好性或性能自检功能的技术方案：当需要进行完好性或性能自检时，通过改变夹持组件对摆杆的夹持状态为夹持组件释放摆杆的上端，摆杆在重力等作用力的作用下绕铰接轴转动，此时摆杆发生类似于同步于熔管跌落的动作，利用此时传感器是否有正确的信号输出，即可实现传感器完好性或性能自检，以及时发现和处理有故障的传感器组件，达到保障跌落式熔断器动作监测可靠性的目的。

附图说明

图1为本方案所述的用于跌落监测的传感器组件的一个具体实施例，在一个具体跌落式熔断器上使用所形成结构的局部结构示意图，本示意图为熔管位置的主视图；

图2为本方案所述的用于跌落监测的传感器组件的一个具体实施例，在一个具体跌落式熔断器上使用所形成结构的局部结构示意图，本示意图为熔管位置的主视图，区别于图1，该示意图中设置有限位板；

图3为本方案所述的用于跌落监测的传感器组件的一个具体实施例中，所采用的第二连接座的俯视图；

图4为在图3所示结构的基础上，将摆杆嵌入夹持空间后的示意图；

图5本方案所述的用于跌落监测的传感器组件的一个具体实施例中，用于示出所采用的限位板与摆杆的配合关系、限位板与熔管相对位置关系的剖视图；

图6为本方案所述的用于跌落监测的传感器组件的一个具体实施例中，所采用的第二连接座的主视图；

图7为本方案所述的用于跌落监测的传感器组件的一个具体实施例中，所采用的夹板的立体结构示意图；

图8为在图7所示结构的基础上，将摆杆嵌入夹持空间后的示意图。

附图中的附图标记分别为：1、熔管，2、夹板，3、第二连接座，4、第一挂环，5、传感器，6、摆杆，7、限位板，8、铰接轴，9、固定板，10、第一连接座，11、推板，12、压簧，13、卡槽，14、夹持空间，15、导入槽。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1至图8所示，用于跌落监测的传感器组件，包括传感器5，所述传感器5用于直接或间接检测自身在空间中的位置，还包括第一连接座10及摆杆6，所述摆杆6的一端通过铰接轴8转动连接在第一连接座10上；

传感器5固定于摆杆6上；

还包括用于夹持摆杆6另一端的夹持组件，夹持组件对摆杆6的夹持状态可调节。

本传感器5组件在使用时，可以运用于跌落式熔断器上以实现跌落式熔断器跌落动作监测，也可运用于其他用于跌落动作监测的场合，当运用于跌落式熔断器上时，具体安装方式为：安装于熔管1上，其中，第一连接座10以及夹持组件均相对于熔管1的外壁固定，第一连接座10位于熔管1的下端，夹持组件位于熔管1的上端。关于第一连接座10以及夹持组件均相对于熔管1的外壁固定的具体连接方式，可以采用如下具有箍环的第一连接座10以及第二连接座3，利用箍环完成本组件在熔管1上夹持的方式，也可以采用其他可能的替代方案。同时，传感器5用于直接或间接检测自身在空间中的位置，具体传感器5采用基于位移变化触发信号变化的传感器5均可，较为简单、功耗较小的传感器5可采用基于压电效应的加速度传感器5，但基于磁感应等的相应传感器5也应当属于所述传感器5的可选方案。

以本方案在跌落式熔断器上的运用为例，本方案的具体结构设计中，在具有传感器5的基础之上，通过设置为还包括第一连接座10、铰接轴8、摆杆6以及夹持组件，当运用于被检部件跌落监测时，夹持组件处于夹持摆杆6的状态，该状态下，摆杆6的一端为其下端，另一端为其上端，并且摆杆6的下端约束于第一连接座10上，摆杆6的上端约束在夹持组件上，摆杆6保持相对于熔管1固定的状态，当跌落式熔断器在相应电流的作用下触发熔断后，本组件随熔管1跌落，利用传感器5的输出信号即可指示熔管1发生的动作。本方案进一步考虑到跌落式熔断器一般使用于户外环境中，在温度、水汽、电池电量耗尽等因素下均可能造成传感器5被损坏或不能正常工作，而发生这些情况后，熔管1跌落动作并不能被传感器5检测到，这样将造成跌落式熔断器的动作检测失败。

以上方案提供了一种组件本身可以设计为并不存在其他功耗、利用相关的结构设计，在不需要熔管1执行相关动作的情况下，使得组件本身具有完好性或性能自检功能的技术方案。具体为：

本组件的正常使用状态为夹持组件夹持摆杆6的状态，当需要进行完好性或性能自检时，通过改变夹持组件对摆杆6的夹持状态为夹持组件释放摆杆6的上端，摆杆6在重力等作用力的作用下绕铰接轴8转动，此时摆杆6发生类似于同步于熔管1跌落的动作，利用此时传感器5是否有正确的信号输出，即可实现传感器5完好性或性能自检，以及时发现和处理有故障的传感器5组件，达到保障跌落式熔断器动作监测可靠性的目的。

作为本领域技术人员容易理解的，以上方案中，传感器5并不能独立于其他电子元器件或者供电单元而工作，所述故障除了来自传感器5本身外，也可能来源于其他电子元器件或供电单元，这些电子元器件以及供电单元也会导致传感器5输出故障，当执行以上动作得出传感器5组件故障时即可认为传感器5组件故障。在具体方案明确提出传感器5，并对传感器5的类型限定为用于空间位置检测的传感器5，目的仅在于表示该传感器5能够在摆杆6的作用下模拟跌落动作。

较优的，如本组件运用于跌落式传感器5动作监测时，对于包括传感器5的耗电元器件，现有技术中虽然具有利用太阳能电池板等的有源供电方案，但考虑到使用的便捷性以及跌落式熔断器的维护周期，优选采用内置电池供电的方案，故针对所述传感器5，宜采用低功耗的传感器5，具体可采用加速度传感器5，为传感器5信号远传配套的数据传输方案采用功耗较低的无线通讯方案，如ZigBee数据传输方案，这样，在常见内置电池电量下，可实现一次换电后正常使用周期超过跌落式熔断器的维护周期。

较优的，本组件中采用夹持组件完成摆杆6另一端夹持，即摆杆6与夹持组件为相互可脱离的连接方式，在检测出本组件故障后，为使得本组件能够被便捷和安全的维护，宜设置为：铰接轴8固定于摆杆6的端部，且铰接轴8的轴线与摆杆6的轴线相垂直，铰接轴8与第一连接座10的配合方式为：在第一连接座10的侧面上固定两块呈正对关系的固定板9，各固定板9的顶部设置有安装槽，铰接轴8的两端支撑于不同安装槽的槽底中。这样，当夹持组件与摆杆6的连接关系被移除后，摆杆6可被视为通过铰接轴8钩挂在固定板9上，此时利用设置在摆杆6上铰接轴8所在端的第二挂环，即可在本组件的下方利用工具取下摆杆6，而后，操作人员利用工具，在固定板9上钩挂其上具有可被正常使用电子元器件的摆杆6后，或者对取下摆杆6上的电子元器件进行维护后重新安装摆杆6，即可恢复本组件的跌落监测性能。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

作为本领域技术人员，为实现相关功能，第一连接座10与夹持组件相对于被检部件的固定具有为本领域技术人员公知的多种方式，如采用粘接、焊接、卡接、将第一连接座10一体成型于被检部件上等方式，在本实施例中，为使得本组件为独立于被检部件的零件，同时能够便捷地运用于常见跌落式熔断器上，设置为：还包括第二连接座3，所述夹持组件安装于第二连接座3上，第一连接座10以及第二连接座3均设置有用于夹持熔管1的箍环。本方案中，所述箍环上形成的箍体空间均用于夹持熔管1，以上结构设置即为本组件的上、下端分别通过第二连接座3以及第一连接座10夹持在熔管1上，这样的方式不仅使得本组件在现有熔管1上装配简单，同时，两端均卡接在熔管1上的装配方式可保障本组件与熔管1连接的紧凑性，避免如在交变的风载荷作用下，包括传感器5的电子元器件在抖动下损坏。较优的，作为轻量化实现方案，所述箍环采用具有开口的弹性夹，安装时熔管1通过所述开口嵌入箍环内，并且弹性夹的周长大于二分之一整圆箍环周长；为避免户外使用情况下弹性夹的夹持能力过渡衰减，所述箍环采用弹簧钢材料。

为延长本组件单次换电后的有效使用周期，优选设置为所述夹持组件为无源机械式夹持结构，并且，在实现所述组件的自检时，较优的手段为采用绝缘杆作用于夹持组件上达到释放摆杆6上端的目的，同时，常规材料下，如果摆杆6刚度过大则会造成本组件具有较大的重量，这可能造成跌落式熔断器夹持熔管1的可靠性受到影响，同时，摆杆6也不宜设置得过短：摆杆6的长度决定了摆杆6绕铰接轴8转动时的摆动幅度，在该构思下，在本实施例中，还包括两块限位板7，两块限位板7之间形成条形槽；

两块限位板7均为：其中一端与第一连接座10固定连接，另一端与第二连接座3固定连接；

当摆杆6的另一端夹持于夹持组件中时，摆杆6嵌入所述条形槽中；

条形槽的宽度大于或等于摆杆6的宽度，当条形槽的宽度大于摆杆6的宽度时，所述宽度的差值小于3mm。采用本方案，首先，利用限位板7将第一连接座10和第二连接座3连接为一体式结构，这样的结构形式有利于本组件在熔管1上的连接紧凑性；其次，通过设置为具有所述限位板7，当需要恢复夹持组件夹持摆杆6时，可以利用工具钩挂摆杆6上端的第一挂环4后将摆杆6的上端推入夹持组件中，在该操作过程中，由于具有所述限位板7，同时通过合理设置条形槽的宽度，当工具作用于摆杆6上的力造成摆杆6侧弯时，摆杆6与限位板7内侧相接触后，接触力的大小不仅可以指示对摆杆6的作用方向是否正确，同时可以限定摆杆6上端的运动轨迹，以使得摆杆6能够顺利嵌入到夹持组件的夹持空间14内。为便于理解，在本方案中进一步说明如下：随着摆杆6在工具的推动下自由端上摆，摆杆6具有与熔管1夹角不断变小的过程，与之伴随的是嵌入所述条形槽中的摆杆6杆段长度增加，此过程中，如果操作人员感受到的力过大，说明摆杆6的受力方向不合理，此时操作人员需要调整对摆杆6的推入角度；此过程中，限位板7在摆杆6上的作用位置逐渐向摆杆6的上端移动，摆杆6上可产生自由侧弯的杆段长度不断减小，从而达到控制摆杆6侧弯量、使得摆杆6能够顺利嵌入夹持组件的夹持空间14中。在具体实施时，考虑到材料的热胀冷缩以及加工、装配精度等，宜设置为条形槽的宽度大于摆杆6的宽度，以避免限位板7影响摆杆6顺利摆动，而将所述宽度的差值设置为小于3mm，旨在使得限位板7能够在摆杆6嵌入夹持组件的过程中产生作用。作为本领域技术人员，以上设置的小于3mm仅为申请人经过实验获得的较佳值，该值与摆杆6的材料选择、相关参数设计、操作人员操作时相对于本组件的位置、操作人员在操作位置的操作便捷性等均有关系，当该数值设置为大于3mm时，也应当认为是关于本构思的等同替换。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

为减小本组件的体积以及保护本组件上的电子元器件，在本实施例中，所述摆杆6为空心管；

还包括用于无线传输传感器5所输出信号的数据传输模块，还包括用于为数据传输模块及传感器5供电的供电模块；

所述数据传输模块、传感器5、供电模块均封装在摆杆6的中空空间中。本方案中，同等摆杆6材料使用下，如摆杆6为圆筒形时，可将摆杆6的外形尺寸设置得更大，这样有利于摆杆6的抗侧弯性能；同时，利用摆杆6作为相关电子元器件的罩壳，这样可提升本组件的抗外界破坏能力。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

如上所述，本方案中夹持组件优选采用无源机械式夹持结构（可替代方案可采用电动机构作为夹持组件夹持和松懈摆杆6的执行机构，但这样的方式将造成本组件的功耗增加），在本实施例中，所述夹持组件包括两块呈正对设置、均为弹性板的夹板2，夹板2之间构成用于夹持摆杆6的夹持空间14，所述夹持空间14位于夹板2后端，夹板2的前端之间构成导入槽15，所述导入槽15的前侧宽度大于后侧宽度，夹持空间14的最大宽度大于导入槽15的后侧宽度；

各夹板2的前端均位于夹持空间14的外侧。本方案提供了夹持组件的具体实现方式，在具体使用时，摆杆6的上端由导入槽15的前端导入夹板2之间，在此过程中，摆杆6上端对夹板2内侧的作用使得夹板2被张开，而后，摆杆6通过导入槽15的后端进入夹持空间14中，随着摆杆6进入夹持空间14，夹板2弹性回弹，将摆杆6的上端夹持在两夹板2之间。而将各夹板2的前端均位于夹持空间14的外侧，旨在实现：当通过夹板2的前端，为夹板2提供朝向熔管1所在方向的力时，该力可迫使夹板2张开，在张开到导入槽15的后端以及夹持空间14的前端允许摆杆6脱出后，此时摆杆6在重力等作用力下下摆，触发传感器5自检动作。这样的摆杆6脱离方式还具有如下优点：相对于如采用勾拉摆杆6的操作方式，此时对本组件的作用力方向是朝向熔管1所在侧，该力通过熔管1进一步传递，使得跌落式熔断器的动触头具有朝向静触头底侧的运动趋势，这样可以完全避免出现熔管1跌落可能、对电网的持续供电造成影响。

在本实施例中，所述夹板2均为弧形板，所述弧形板的内侧面以及外侧面均为光滑面；

摆杆6的另一端为等径圆柱体或椭球体。本方案中，所述摆杆6的另一端即为摆杆6的上端，该方案不仅加工方便：通过折弯即可获得所需形状的夹板2，同时可避免夹板2在工作过程中出现应力集中问题、摆杆6在被夹持或释放过程中出现卡塞问题。在具体运用中，在垂直于夹持空间14长度方向的剖面上，夹持空间14被配置为提供圆形夹持空间14，并且该夹持空间14的周长大于二分之一整圆周长；导入槽15为开口端宽度大于底端宽度的开口槽，所述开口槽的底端即为夹持空间14的开口端。

在本实施例中，所述夹持空间14的后端还安装有推板11以及压簧12，所述压簧12的一端与推板11的背侧固定连接；

推板11与压簧12的位置以及状态满足：在摆杆6的另一端被推入夹持空间14的过程中，摆杆6的侧面作用于推板11上并迫使压簧12产生弹性变形。本方案中，根据夹持组件的具体构型，压簧12的另一端可被直接固定在熔管1上，也可以固定于夹板2或第二连接座3上。采用本方案，摆杆6上端嵌入夹持空间14过程中压簧12蓄力，当夹板2在外力作用下张开到一定程度后，可利用压簧12的蓄力使得摆杆6被推出，避免出现如因为户外雨水、灰尘等因素引起的，在可能位置存在的异物粘连，造成摆杆6仅在重力的作用下无法下摆转动以完成组件自检的问题。

如上所述，相应夹持组件的结构设置可通过将夹板2向后推实现摆杆6释放，但在具体操作时宜保持操作人员与夹板2具有一定的距离：通过绝缘操作杆完成操作，为使得绝缘操作杆并不影响摆杆6脱出以及使得夹板2具有对绝缘操作杆的限位作用，在本实施例中，各夹板2的前端上均设置有贯通夹板2左、右侧侧面的卡槽13；

在摆杆6夹持于夹持组件上后，摆杆6夹持在夹板2一端的夹持空间14中，卡槽13位于夹板2的另一端；

各夹板2上的卡槽13均为斜槽，并且，卡槽13的槽口相对于卡槽13的槽底的相对位置为：所述槽口位于远离夹板2另一端的位置；

两卡槽13呈正对关系；

摆杆6另一端的侧面上还固定有第一挂环4，当摆杆6夹持在夹持组件中后，所述第一挂环4位于夹持空间14的外侧。

本方案中，设置为在摆杆6夹持于夹持组件上后，摆杆6夹持在夹板2一端的夹持空间14中，卡槽13位于夹板2的另一端，旨在实现：夹板2仅一端提供摆杆6夹持功能，根据熔管1的具体安装姿态，夹板2用于夹持摆杆6的一端为其下端，卡槽13位于夹板2的上端；设置为各夹板2上的卡槽13均为斜槽，并且，卡槽13的槽口相对于卡槽13的槽底的相对位置为：所述槽口位于远离夹板2另一端的位置，旨在实现：由卡槽13的槽口至槽底，卡槽13向夹板2的上端延伸；设置为两卡槽13呈正对关系，旨在实现：在两夹板2的间距方向上，两夹板2上的夹板2并排设置。采用本方案，可设置为使用时夹板2面向熔管1的前方倾斜向下安装，具有卡槽13的一端为夹板2的上端，在触发组件自检时，采用上端设置有横杆的绝缘操作杆，首先操作绝缘操作杆，使得横杆的两端分别搭接在不同夹板2的前端面上，随后顶升绝缘操作杆，使得横杆沿着所述前端面向上滑动，滑动到卡槽13位置时，横杆由卡槽13的槽口嵌入至卡槽13中，进一步上顶操作杆，横杆与卡槽13的槽底接触，进一步上顶操作杆，利用横杆为夹板2提供使得夹板2张开的力，此时，由于绝缘操作杆在夹板2上的作用位置位于夹板2的上端，绝缘操作杆并不影响摆杆6上端下摆；同时，利用夹板2的前端面即可引导绝缘操作杆上端的位移，卡槽13可以有效避免横杆与夹板2脱离，故这样的夹板2结构形式不仅便于操作人员在本组件的下方操作夹持组件，同时具有操作便捷和安全的特点。

在本实施例中，所述摆杆6为多段拼接式结构，其中，摆杆6上用于与铰接轴8配合的杆段为金属段，摆杆6上用于与夹持组件配合的杆段为金属段，摆杆6的两端通过中间杆段相连，所述中间杆段所采用的材料为高分子材料，所述高分子材料的外侧还涂覆有隔热涂层。本方案中，所述金属段用于保障摆杆6下端与上端的结构强度以及耐磨性，中间杆段为摆杆6的减重设计。需要特别指出的是：在跌落式熔断器因为过流熔断时将产生大量的热量，以上隔热涂层作为隔热层，避免短时的环境高温造成摆杆6内侧电子元器件受损甚至其内电池爆炸。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础提供一种跌落式熔断器，包括熔管1，还包括如上实施例1所述的传感器5组件，所述传感器5组件安装于熔管1上；

其中，第一连接座10以及夹持组件均相对于熔管1的外壁固定，第一连接座10位于熔管1的下端，夹持组件位于熔管1的上端。本实施例为所述传感器5组件在跌落式熔断器上的具体运用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.用于跌落监测的传感器组件，包括传感器（5），所述传感器（5）用于直接或间接检测自身在空间中的位置，其特征在于，还包括第一连接座（10）及摆杆（6），所述摆杆（6）的一端通过铰接轴（8）转动连接在第一连接座（10）上；

传感器（5）固定于摆杆（6）上；

还包括用于夹持摆杆（6）另一端的夹持组件，夹持组件对摆杆（6）的夹持状态可调节。

2.根据权利要求1所述的用于跌落监测的传感器组件，其特征在于，还包括第二连接座（3），所述夹持组件安装于第二连接座（3）上，第一连接座（10）以及第二连接座（3）均设置有用于夹持熔管（1）的箍环。

3.根据权利要求2所述的用于跌落监测的传感器组件，其特征在于，还包括两块限位板（7），两块限位板（7）之间形成条形槽；

两块限位板（7）均为：其中一端与第一连接座（10）固定连接，另一端与第二连接座（3）固定连接；

当摆杆（6）的另一端夹持于夹持组件中时，摆杆（6）嵌入所述条形槽中；

条形槽的宽度大于或等于摆杆（6）的宽度，当条形槽的宽度大于摆杆（6）的宽度时，所述宽度的差值小于3mm。

4.根据权利要求1所述的用于跌落监测的传感器组件，其特征在于，所述摆杆（6）为空心管；

还包括用于无线传输传感器（5）所输出信号的数据传输模块，还包括用于为数据传输模块及传感器（5）供电的供电模块；

所述数据传输模块、传感器（5）、供电模块均封装在摆杆（6）的中空空间中。

5.根据权利要求1所述的用于跌落监测的传感器组件，其特征在于，所述夹持组件包括两块呈正对设置、均为弹性板的夹板（2），夹板（2）之间构成用于夹持摆杆（6）的夹持空间（14），所述夹持空间（14）位于夹板（2）后端，夹板（2）的前端之间构成导入槽（15），所述导入槽（15）的前侧宽度大于后侧宽度，夹持空间（14）的最大宽度大于导入槽（15）的后侧宽度；

各夹板（2）的前端均位于夹持空间（14）的外侧。

6.根据权利要求5所述的用于跌落监测的传感器组件，其特征在于，所述夹板（2）均为弧形板，所述弧形板的内侧面以及外侧面均为光滑面；

摆杆（6）的另一端为等径圆柱体或椭球体。

7.根据权利要求5或6所述的用于跌落监测的传感器组件，其特征在于，所述夹持空间（14）的后端还安装有推板（11）以及压簧（12），所述压簧（12）的一端与推板（11）的背侧固定连接；

推板（11）与压簧（12）的位置以及状态满足：在摆杆（6）的另一端被推入夹持空间（14）的过程中，摆杆（6）的侧面作用于推板（11）上并迫使压簧（12）产生弹性变形。

8.根据权利要求5或6所述的用于跌落监测的传感器组件，其特征在于，各夹板（2）的前端上均设置有贯通夹板（2）左、右侧侧面的卡槽（13）；

在摆杆（6）夹持于夹持组件上后，摆杆（6）夹持在夹板（2）一端的夹持空间（14）中，卡槽（13）位于夹板（2）的另一端；

各夹板（2）上的卡槽（13）均为斜槽，并且，卡槽（13）的槽口相对于卡槽（13）的槽底的相对位置为：所述槽口位于远离夹板（2）另一端的位置；

两卡槽（13）呈正对关系；

摆杆（6）另一端的侧面上还固定有第一挂环（4），当摆杆（6）夹持在夹持组件中后，所述第一挂环（4）位于夹持空间（14）的外侧。

9.根据权利要求4所述的用于跌落监测的传感器组件，其特征在于，所述摆杆（6）为多段拼接式结构，其中，摆杆（6）上用于与铰接轴（8）配合的杆段为金属段，摆杆（6）上用于与夹持组件配合的杆段为金属段，摆杆（6）的两端通过中间杆段相连，所述中间杆段所采用的材料为高分子材料，所述高分子材料的外侧还涂覆有隔热涂层。

10.跌落式熔断器，包括熔管（1），其特征在于，还包括如权利要求1至9中任意一项所述的传感器组件，所述传感器组件安装于熔管（1）上；

其中，第一连接座（10）以及夹持组件均相对于熔管（1）的外壁固定，第一连接座（10）位于熔管（1）的下端，夹持组件位于熔管（1）的上端。