CN116627080B - 一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统，属于塑壳断路器领域，用于解决塑壳断路器在使用时采取统一的标准，且出现异常采用更换办法使得电路处于断开状态的问题，包括影响分析模块、智能控制模块、历史运行监测模块、数据分析模块以及控制监管模块，所述历史运行监测模块用于对塑壳断路器的历史运行情况进行分析，所述影响分析模块用于对塑壳断路器断开时的影响程度进行分析，所述控制监管模块用于对断路器的通断控制进行监管，所述数据分析模块用于对塑壳断路器的运行情况进行分析，所述智能控制模块用于对塑壳断路器进行智能控制，本发明实现塑壳断路器运行监管标准和塑壳断路器异常后解决办法的智能化调整控制。

Description

一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统

技术领域

本发明属于塑壳断路器领域，涉及运行智能控制技术，具体是一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统。

背景技术

塑壳断路器能够在电流超过跳脱设定后自动切断电流。塑壳指的是用塑料绝缘体来作为装置的外壳，用来隔离导体之间以及接地金属部分。塑壳断路器通常含有热磁跳脱单元，而大型号的塑壳断路器会配备固态跳脱传感器。其脱扣单元分为：热磁脱扣与电子脱扣器。

塑壳断路器在使用时，塑壳断路器采取统一的运行监管标准，没有结合塑壳断路器的运行情况以及所在电路对其他用电设备的影响因素对运行监管标准进行智能控制调整，而且一旦塑壳断路器发生异常或故障时，将塑壳断路器进行更换，更换时电路处于长时间的断开状态，没有采取异常后适配的解决办法；

为此，我们提出一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统。

本发明所要解决的技术问题为：

如何对塑壳断路器运行监管标准和塑壳断路器异常后解决办法进行智能化调整控制。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统，包括塑壳断路器以及塑壳断路器内部设置的处理器，其特征在于，所述处理器连接有数据采集模块、信号模组以及服务器，所述服务器连接有影响分析模块、智能控制模块、存储模块、历史运行监测模块、数据分析模块以及控制监管模块，存储模块依据编号将对应的历史运行数据发送至历史运行监测模块；所述历史运行监测模块用于对塑壳断路器的历史运行情况进行分析，得到塑壳断路器的运行监测值经服务器发送至控制监管模块；

所述数据采集模块用于采集塑壳断路器的设备连接数据经处理器和服务器发送至影响分析模块；所述影响分析模块用于对塑壳断路器断开时的影响程度进行分析，得到塑壳断路器的断开影响值经服务器发送至控制监管模块；所述控制监管模块用于对断路器的通断控制进行监管，得到塑壳断路器的监管等级经服务器发送至存储模块，存储模块依据监管等级将塑壳断路器对应的监管参数并经服务器发送至数据分析模块；

所述数据采集模块还用于采集塑壳断路器的实时响应数据并经处理器和服务器发送至数据分析模块；所述数据分析模块用于对塑壳断路器的运行情况进行分析，生成运行正常信号或运行异常信号反馈至服务器，若服务器接收到运行正常信号，则不进行任何操作，若服务器接收到运行异常信号，则将运行异常信号发送至智能控制模块，所述智能控制模块用于对塑壳断路器进行智能控制。

进一步地，历史运行数据为塑壳断路器的故障次数以及每次故障时的故障持续时长、故障时间；

设备连接数据为塑壳断路器所在电路的用电设备类型以及每种用电设备类型对应的用电设备数，用电设备类型包括断电即停用电设备和断电短时用电设备；

实时响应数据为塑壳断路器的实时启动时长和实时响应时长。

进一步地，所述历史运行监测模块的分析过程具体如下：

获取塑壳断路器的故障次数，并将故障次数标记为GC；

而后获取塑壳断路器每次故障时的故障持续时长，并将每次故障时的故障持续时长相加求和取均值后得到塑壳断路器的平均故障持续时长GCT；

同时获取塑壳断路器每次故障时的故障时间，计算相邻时间故障时间的差值得到塑壳断路器的多组故障间隔时长，多组故障间隔时长相加求和取均值得到塑壳断路器的平均故障间隔时长GJT；

通过公式YJ=（GC×a1+GCT×a2）/GJT计算得到塑壳断路器的运行监测值YJ；式中，a1和a2均为固定数值的比例系数，且a1和a2的取值均大于零。

进一步地，所述影响分析模块的分析过程具体如下：

获取塑壳断路器所在电路的用电设备类型，依据用电设备类型获取存储模块中存储的用电设备类型对应的影响系数；

而后获取塑壳断路器所在电路中每种用电设备类型对应的用电设备数，得到塑壳断路器所在电路中的断电即停用电设备数和断电短时用电设备数；

计算塑壳断路器的断开影响值。

进一步地，断电即停用电设备的影响系数大于和断电短时用电设备的影响系数。

进一步地，所述控制监管模块的工作过程具体如下：

获取断路器的断开影响值和运行监测值；

计算塑壳断路器的监管值；

获取存储模块中存储的预设监管值；

监管值比对监管阈值，判定塑壳断路器的监管等级为三级监管等级、二级监管等级和一级监管等级。

进一步地，一级监管等级的级别高于二级监管等级的级别，二级监管等级的级别高于三级监管等级的级别；

一级监管等级的监管参数为一级启动时长区间和一级响应时长区间，二级监管等级的监管参数为二级启动时长区间和二级响应时长区间，三级监管等级的监管参数为三级启动时长区间和三级响应时长区间；

三级启动时长区间的左端点大于或等于二级启动时长区间的右端点，二级启动时长区间的左端点大于或等于一级启动时长区间的右端点，三级响应时长区间的左端点大于或等于二级响应时长区间的右端点，二级响应时长区间的左端点大于或等于一级响应时长区间的右端点。

进一步地，所述数据分析模块的分析过程具体如下：

获取塑壳断路器的监管等级，依据监管等级得到塑壳断路器的监管参数；

而后获取塑壳断路器的实时响应数据，得到塑壳断路器的实时启动时长和实时响应时长；

若实时启动时长属于对应的启动时长区间，且实时响应时长属于对应的响应时长区间，则生成运行正常信号；

若实时启动时长不属于对应的启动时长区间或实时响应时长不属于对应的响应时长区间，则生成运行异常信号。

进一步地，所述智能控制模块的智能控制过程具体如下：

获取塑壳断路器的监管等级；

若为一级监管等级，则切换至备用的塑壳断路器进行使用，并在指定时长内更换相同的塑壳断路器；

若为二级监管等级，则断电更换相同的塑壳断路器；

若为三级监管等级，则将塑壳断路器进行维修或断电更换相同的塑壳断路器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用历史运行监测模块对塑壳断路器的历史运行情况进行分析，得到塑壳断路器的运行监测值发送至控制监管模块，同时利用影响分析模块对塑壳断路器断开时的影响程度进行分析，得到塑壳断路器的断开影响值发送至控制监管模块，通过控制监管模块对断路器的通断控制进行监管，得到塑壳断路器的监管等级，依据监管等级将塑壳断路器对应的监管参数发送至数据分析模块，数据分析模块对塑壳断路器的运行情况进行分析，生成运行正常信号或运行异常信号，若生成运行异常信号，则通过智能控制模块对塑壳断路器进行智能控制，本发明实现塑壳断路器运行监管标准和塑壳断路器异常后解决办法的智能化调整控制。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明中处理器的连接示意图；

图2为本发明的整体系统框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在一实施例中，请参阅图1-图2所示，一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统，包括塑壳断路器以及塑壳断路器内部设置的处理器，所述处理器连接有数据采集模块、信号模组以及服务器，所述服务器连接有影响分析模块、智能控制模块、存储模块、历史运行监测模块、数据分析模块以及控制监管模块；

在本实施例中，所述存储模块用于存储不同编号的塑壳断路器的历史运行数据，并依据编号将对应的历史运行数据发送至历史运行监测模块；

需要具体说明的是，历史运行数据为塑壳断路器的故障次数以及每次故障时的故障持续时长、故障时间；

所述历史运行监测模块用于对塑壳断路器的历史运行情况进行分析，分析过程具体如下：

获取塑壳断路器的故障次数，并将故障次数标记为GC；

而后获取塑壳断路器每次故障时的故障持续时长，并将每次故障时的故障持续时长相加求和取均值后得到塑壳断路器的平均故障持续时长GCT；

同时获取塑壳断路器每次故障时的故障时间，计算相邻时间故障时间的差值得到塑壳断路器的多组故障间隔时长，多组故障间隔时长相加求和取均值得到塑壳断路器的平均故障间隔时长GJT；

通过公式YJ=（GC×a1+GCT×a2）/GJT计算得到塑壳断路器的运行监测值YJ；式中，a1和a2均为固定数值的比例系数，且a1和a2的取值均大于零；

所述历史运行监测模块将塑壳断路器的运行监测值反馈至服务器，所述服务器将塑壳断路器的运行监测值发送至控制监管模块；

在具体实施时，所述数据采集模块用于采集塑壳断路器的设备连接数据，并将设备连接数据发送至处理器，所述处理器将设备连接数据发送至服务器，所述服务器将设备连接数据发送至影响分析模块；

需要具体说明的是，设备连接数据为塑壳断路器所在电路的用电设备类型以及每种用电设备类型对应的用电设备数，其中，用电设备类型包括断电即停用电设备和断电短时用电设备，断电即停用电设备为塑壳断路器断开后，立即停止工作的用电设备，断电短时用电设备为塑壳断路器断开后还能够短时持续工作的用电设备，例如，断电即停用电设备为台式电脑等用电设备，断电短时用电设备为笔记本电脑等用电设备；

所述影响分析模块用于对塑壳断路器断开时的影响程度进行分析，分析过程具体如下：

获取塑壳断路器所在电路的用电设备类型，依据用电设备类型获取存储模块中存储的用电设备类型对应的影响系数；

可理解的是，断电即停用电设备的影响系数大于和断电短时用电设备的影响系数，例如，断电即停用电设备的影响系数α1为1.5，断电短时用电设备的影响系数α2为1.1；

而后获取塑壳断路器所在电路中每种用电设备类型对应的用电设备数，得到塑壳断路器所在电路中的断电即停用电设备数DTS和断电短时用电设备数DDS；

通过公式DY=DTS×α1+DDS×α2计算得到塑壳断路器的断开影响值DY；

所述影响分析模块将塑壳断路器的断开影响值反馈至服务器，所述服务器将塑壳断路器的断开影响值发送至控制监管模块；

所述控制监管模块用于对断路器的通断控制进行监管，工作过程具体如下：

获取上述计算得到断路器的断开影响值DY和运行监测值YJ，将断开影响值DY和运行监测值YJ代入计算式计算得到塑壳断路器的监管值JG，计算式具体如下：

JG=DY×b1+YJ×b2；式中，b1和b2均为固定数值的权重系数，且b1+b2=1；

获取存储模块中存储的预设监管值；

若JG＜X1，则塑壳断路器的监管等级为三级监管等级；

若X1≤JG＜X2，则塑壳断路器的监管等级为二级监管等级；

若X2≤JG，则塑壳断路器的监管等级为一级监管等级；其中，X1和X2均为固定数值的预设监管值，且X1＜X2；

其中，一级监管等级的级别高于二级监管等级的级别，二级监管等级的级别高于三级监管等级的级别；

所述控制监管模块将塑壳断路器的监管等级反馈至服务器，所述服务器将监管等级发送至存储模块，所述存储模块还用于存储监管等级所对应的监管参数，并依据监管等级将塑壳断路器对应的监管参数反馈至服务器，所述服务器将监管参数发送至数据分析模块；

具体的，一级监管等级的监管参数为一级启动时长区间和一级响应时长区间，二级监管等级的监管参数为二级启动时长区间和二级响应时长区间，三级监管等级的监管参数为三级启动时长区间和三级响应时长区间；其中，三级启动时长区间的左端点大于或等于二级启动时长区间的右端点，二级启动时长区间的左端点大于或等于一级启动时长区间的右端点，三级响应时长区间的左端点大于或等于二级响应时长区间的右端点，二级响应时长区间的左端点大于或等于一级响应时长区间的右端点，例如，三级启动时长区间为[5，10），二级启动时长区间为[2，5），一级启动时长区间为[0，2）；

在本实施中，所述数据采集模块还用于采集塑壳断路器的实时响应数据，并将实时响应数据发送至处理器，所述处理器将实时响应数据发送至服务器，所述服务器将实时响应数据发送至数据分析模块；

需要具体说明的是，实时响应数据为塑壳断路器的实时启动时长和实时响应时长，实时启动时长为塑壳断路器启动后至塑壳断路器可正常使用时的时长，实时响应时长为塑壳断路器接收到切断信号时至塑壳断路器断开电路时的时长；

所述数据分析模块用于对塑壳断路器的运行情况进行分析，分析过程具体如下：

获取塑壳断路器的监管等级，依据监管等级得到塑壳断路器的监管参数；

而后获取塑壳断路器的实时响应数据，得到塑壳断路器的实时启动时长和实时响应时长；

若实时启动时长属于对应的启动时长区间，且实时响应时长属于对应的响应时长区间，则生成运行正常信号；

若实时启动时长不属于对应的启动时长区间或实时响应时长不属于对应的响应时长区间，则生成运行异常信号；

所述数据分析模块将运行正常信号或运行异常信号反馈至服务器，若服务器接收到运行正常信号，则不进行任何操作，若服务器接收到运行异常信号，则将运行异常信号发送至智能控制模块，所述智能控制模块用于对塑壳断路器进行智能控制，智能控制过程具体如下：

获取塑壳断路器的监管等级；

若为一级监管等级，则切换至备用的塑壳断路器进行使用，并在指定时长内更换相同的塑壳断路器；

若为二级监管等级，则断电更换相同的塑壳断路器；

若为三级监管等级，则将塑壳断路器进行维修或断电更换相同的塑壳断路器。

在本申请中，若出现相应的计算公式，则上述计算公式均是去量纲取其数值计算，公式中存在的权重系数、比例系数等系数，其设置的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个结果值，关于权重系数和比例系数的大小，只要不影响参数与结果值的比例关系即可。

在另一实施例中，现提出一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制方法，方法具体如下：

步骤S10，存储模块依据编号将对应的历史运行数据发送至历史运行监测模块，历史运行监测模块对塑壳断路器的历史运行情况进行分析，得到历史运行监测模块将塑壳断路器的运行监测值反馈至服务器，服务器将塑壳断路器的运行监测值发送至控制监管模块；

在步骤S10中，所述历史运行监测模块的分析过程具体如下：

步骤S101，获取塑壳断路器的故障次数；

步骤S102，而后获取塑壳断路器每次故障时的故障持续时长，并将每次故障时的故障持续时长相加求和取均值后得到塑壳断路器的平均故障持续时长；

步骤S103，同时获取塑壳断路器每次故障时的故障时间，计算相邻时间故障时间的差值得到塑壳断路器的多组故障间隔时长，多组故障间隔时长相加求和取均值得到塑壳断路器的平均故障间隔时长；

步骤S104，计算塑壳断路器的运行监测值；

步骤S20，数据采集模块采集塑壳断路器的设备连接数据，并将设备连接数据发送至处理器，处理器将设备连接数据发送至服务器，服务器将设备连接数据发送至影响分析模块；

步骤S30，影响分析模块对塑壳断路器断开时的影响程度进行分析，得到塑壳断路器的断开影响值反馈至服务器，服务器将塑壳断路器的断开影响值发送至控制监管模块；

在步骤S30中，所述影响分析模块的分析过程具体如下：

步骤S301，获取塑壳断路器所在电路的用电设备类型，依据用电设备类型获取存储模块中存储的用电设备类型对应的影响系数；

步骤S302，而后获取塑壳断路器所在电路中每种用电设备类型对应的用电设备数，得到塑壳断路器所在电路中的断电即停用电设备数DTS和断电短时用电设备数DDS；

步骤S303，计算塑壳断路器的断开影响值；

步骤S40，控制监管模块对断路器的通断控制进行监管，得到塑壳断路器的监管等级反馈至服务器，服务器将监管等级发送至存储模块，存储模块依据监管等级将塑壳断路器对应的监管参数反馈至服务器，服务器将监管参数发送至数据分析模块；

在步骤S40中，所述控制监管模块的工作过程具体如下：

步骤S401，获取断路器的断开影响值和运行监测值；

步骤S402，计算塑壳断路器的监管值；

步骤S403，监管值比对预设监管值，判定塑壳断路器的监管等级为三级监管等级、二级监管等级或一级监管等级；

步骤S50，数据采集模块还用于采集塑壳断路器的实时响应数据，并将实时响应数据发送至处理器，处理器将实时响应数据发送至服务器，服务器将实时响应数据发送至数据分析模块；

步骤S60，数据分析模块塑壳断路器的运行情况进行分析，生成运行正常信号或运行异常信号反馈至服务器，若服务器接收到运行正常信号，则不进行任何操作，若服务器接收到运行异常信号，则将运行异常信号发送至智能控制模块；

在步骤S60中，所述数据分析模块的分析过程具体如下：

步骤S601，获取塑壳断路器的监管等级，依据监管等级得到塑壳断路器的监管参数；

步骤S602，而后获取塑壳断路器的实时响应数据，得到塑壳断路器的实时启动时长和实时响应时长；

步骤S603，若实时启动时长属于对应的启动时长区间，且实时响应时长属于对应的响应时长区间，则生成运行正常信号；

步骤S604，若实时启动时长不属于对应的启动时长区间或实时响应时长不属于对应的响应时长区间，则生成运行异常信号；

步骤S70，智能控制模块对塑壳断路器进行智能控制，获取塑壳断路器的监管等级，若为一级监管等级，则切换至备用的塑壳断路器进行使用，并在指定时长内更换相同的塑壳断路器，若为二级监管等级，则断电更换相同的塑壳断路器，若为三级监管等级，则将塑壳断路器进行维修或断电更换相同的塑壳断路器。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统，包括塑壳断路器以及塑壳断路器内部设置的处理器，其特征在于，所述处理器连接有数据采集模块、信号模组以及服务器，所述服务器连接有影响分析模块、智能控制模块、存储模块、历史运行监测模块、数据分析模块以及控制监管模块，存储模块依据编号将对应的历史运行数据发送至历史运行监测模块；所述历史运行监测模块用于对塑壳断路器的历史运行情况进行分析，得到塑壳断路器的运行监测值经服务器发送至控制监管模块；

所述数据采集模块用于采集塑壳断路器的设备连接数据经处理器和服务器发送至影响分析模块；所述影响分析模块用于对塑壳断路器断开时的影响程度进行分析，得到塑壳断路器的断开影响值经服务器发送至控制监管模块；所述控制监管模块用于对断路器的通断控制进行监管，得到塑壳断路器的监管等级经服务器发送至存储模块，存储模块依据监管等级将塑壳断路器对应的监管参数并经服务器发送至数据分析模块；

所述数据采集模块还用于采集塑壳断路器的实时响应数据并经处理器和服务器发送至数据分析模块；所述数据分析模块用于对塑壳断路器的运行情况进行分析，生成运行正常信号或运行异常信号反馈至服务器，若服务器接收到运行正常信号，则不进行任何操作，若服务器接收到运行异常信号，则将运行异常信号发送至智能控制模块，所述智能控制模块用于对塑壳断路器进行智能控制；

历史运行数据为塑壳断路器的故障次数以及每次故障时的故障持续时长、故障时间；

设备连接数据为塑壳断路器所在电路的用电设备类型以及每种用电设备类型对应的用电设备数，用电设备类型包括断电即停用电设备和断电短时用电设备；

实时响应数据为塑壳断路器的实时启动时长和实时响应时长；

所述历史运行监测模块的分析过程具体如下：

获取塑壳断路器的故障次数；

而后获取塑壳断路器每次故障时的故障持续时长，并将每次故障时的故障持续时长相加求和取均值后得到塑壳断路器的平均故障持续时长；

同时获取塑壳断路器每次故障时的故障时间，计算相邻时间故障时间的差值得到塑壳断路器的多组故障间隔时长，多组故障间隔时长相加求和取均值得到塑壳断路器的平均故障间隔时长；

计算塑壳断路器的运行监测值；

所述影响分析模块的分析过程具体如下：

获取塑壳断路器所在电路的用电设备类型，依据用电设备类型获取存储模块中存储的用电设备类型对应的影响系数；

而后获取塑壳断路器所在电路中每种用电设备类型对应的用电设备数，得到塑壳断路器所在电路中的断电即停用电设备数和断电短时用电设备数；

计算塑壳断路器的断开影响值；

所述控制监管模块的工作过程具体如下：

获取断路器的断开影响值和运行监测值；

计算塑壳断路器的监管值；

获取存储模块中存储的预设监管值；

监管值比对监管阈值，判定塑壳断路器的监管等级为三级监管等级、二级监管等级和一级监管等级。

2. 根据权利要求1 所述的一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统，其特征在于，断电即停用电设备的影响系数大于和断电短时用电设备的影响系数。

3. 根据权利要求1 所述的一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统，其特征在于，一级监管等级的级别高于二级监管等级的级别，二级监管等级的级别高于三级监管等级的级别；

一级监管等级的监管参数为一级启动时长区间和一级响应时长区间，二级监管等级的监管参数为二级启动时长区间和二级响应时长区间，三级监管等级的监管参数为三级启动时长区间和三级响应时长区间；

三级启动时长区间的左端点大于或等于二级启动时长区间的右端点，二级启动时长区间的左端点大于或等于一级启动时长区间的右端点，三级响应时长区间的左端点大于或等于二级响应时长区间的右端点，二级响应时长区间的左端点大于或等于一级响应时长区间的右端点。

4. 根据权利要求1 所述的一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统，其特征在于，所述数据分析模块的分析过程具体如下：

获取塑壳断路器的监管等级，依据监管等级得到塑壳断路器的监管参数；

而后获取塑壳断路器的实时响应数据，得到塑壳断路器的实时启动时长和实时响应时长；

若实时启动时长属于对应的启动时长区间，且实时响应时长属于对应的响应时长区间，则生成运行正常信号；

若实时启动时长不属于对应的启动时长区间或实时响应时长不属于对应的响应时长区间，则

生成运行异常信号。

5. 根据权利要求4 所述的一种适用于塑壳断路器运行数字化智能控制系统，其特征在于，所述智能控制模块的智能控制过程具体如下：

获取塑壳断路器的监管等级；

若为一级监管等级，则切换至备用的塑壳断路器进行使用，并在指定时长内更换相同的塑壳断路器；

若为二级监管等级，则断电更换相同的塑壳断路器；

若为三级监管等级，则将塑壳断路器进行维修或断电更换相同的塑壳断路器。