CN207097760U - 断路器的监控装置及配电箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种断路器的监控装置及配电箱，涉及配电设备的技术领域，该断路器的监控装置包括：磁铁、霍尔传感器和控制器，其中，磁铁设置于待监控的断路器的开关上，且磁铁的位置随开关的开合而改变，开关为用于控制所述断路器的通断的开关；霍尔传感器用于采集磁铁的位置信号，其中，位置信号携带磁铁所处的位置信息；控制器和霍尔传感器连接，用于接收位置信号，并根据位置信号生成通知信号，以便通知用户断路器的通断状态，从而缓解了采用现有技术不便获知断路器的通断状态的技术问题。

Description

断路器的监控装置及配电箱

技术领域

本实用新型涉及配电设备技术领域，尤其是涉及一种断路器的监控装置及配电箱。

背景技术

断路器作为一种漏电保护设备，用于在检测到电路故障时自动中断电力供应，并且大多数情况下，线路故障(例如，雷击和风害)是暂时性的，断路器能够在线路故障消失后而自动重合闸，来恢复电力供应。具体地，断路器的开关设于断路器所控制电路上，电路的进出线分别和断路器的开关连接，断路器通过自身开关的开合来控制自身的通断状态，进而实现对电力供应的中断和恢复的控制。

传统的断路器需要工作人员亲临现场来查看开关的开合而获知断路器的通断状态，从而加大了工作人员的工作量。并且，鉴于实际使用情况的复杂性，断路器或安装在易于触及的位置，或安装在难于触及的艰险环境里，因而，亲临现场来查看断路器的通断状态对工作人员会有潜在危险。

针对如上所述的采用现有技术不便获知断路器的通断状态的技术问题，目前缺乏有效的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种断路器的监控装置及配电箱，以缓解采用现有技术不便获知断路器的通断状态的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种断路器的监控装置，包括：磁铁、霍尔传感器和控制器，其中，

所述磁铁设置于待监控的断路器的开关上，且所述磁铁的位置随所述开关的开合而改变，其中，所述开关为用于控制所述断路器的通断的开关；

所述霍尔传感器用于采集所述磁铁的位置信号，其中，所述位置信号携带所述磁铁所处的位置信息；

所述控制器和所述霍尔传感器连接，用于接收所述位置信号，并根据所述位置信号生成通知信号，以便通知用户所述断路器的通断状态。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述磁铁随所述开关的开合来改变穿过所述霍尔传感器的有效磁场的磁场属性，以使所述霍尔传感器通过感测所述磁场属性来采集所述位置信号，其中，所述有效磁场为所述磁铁产生的磁场和所述霍尔传感器的偏置电流相互垂直的磁场分量，所述磁场属性包括有效磁场的磁场方向和有效磁场的磁场大小。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述霍尔传感器为单极霍尔开关，

所述单极霍尔开关能够根据所述磁场方向来控制是否输出霍尔电压模拟信号，所述控制器根据所述霍尔电压模拟信号而生成所述通知信号，其中，

所述磁场方向包括第一磁场方向和第二磁场方向，所述第一磁场方向为所述断路器处于接通状态时的有效磁场的磁场方向，所述第二磁场方向为所述断路器处于断开状态时的有效磁场的磁场方向。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述控制器包括：

A/D转换模块和处理器，所述A/D转换模块设于所述单极霍尔开关和所述处理器之间，在所述单极霍尔开关输出所述霍尔电压模拟信号之后，所述A/D转换模块用于将所述霍尔电压模拟信号转化成霍尔电压数字信号，以便所述处理器根据所述霍尔电压数字信号生成所述通知信号。

结合第一方面的的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述控制器包括：外部接口和只读存储器，所述只读存储器、所述外部接口分别与所述处理器连接，其中，

所述只读存储器内存储有预设程序和所述预设程序的配置文件，其中，所述处理器根据所述预设程序和所述配置文件进行工作；

所述外部接口用于与外部控制设备连接，以便所述外部控制设备对所述预设程序和所述配置文件进行设置。

结合第一方面的的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述装置还包括随机存取存储器，所述随机存取存储器和所述处理器连接，所述随机存取存储器内存储有所述位置信号和所述预设程序执行过程中的缓冲数据。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述装置还包括显示装置，所述显示装置和所述控制器连接，所述显示装置用于对所述通知信号中包含的通知信息进行显示，其中，所述显示装置包括以下至少之一：显示屏、指示灯。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述装置还包括无线数据传输器，所述无线数据传输器和所述控制器连接，并且与所述用户的终端设备通信连接，所述无线数据传输器用于将所述通知信号发送到所述终端设备。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种配电箱，包括：箱体、断路器以及上述断路器的监控装置，其中，

所述断路器和所述断路器的监控装置设于所述箱体内；

所述断路器的开关和目标电路的进出线连接，其中，所述目标电路为所述断路器进行控制的电路。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述断路器的数量为多个，一个所述断路器的监控装置包括一个控制器、多个磁铁和多个霍尔传感器，

其中，所述控制器和每个所述霍尔传感器相连接；

一个所述断路器的开关和一个所述目标电路的进出线相连接；

一个所述断路器的开关上设有一个所述磁铁；

一个所述霍尔传感器用于采集一个所述磁铁的位置信号。

本实用新型实施例中，通过磁铁设置于待监控的断路器的开关上，且磁铁的位置随开关的开合而改变，达到了通过磁铁位置来反映开关开合的目的，并且开关为用于控制断路器通断的开关，通过磁铁位置即可反映断路器的通断；继而，通过霍尔传感器采集磁铁的位置信号，达到了采集断路器的通断状态信息的目的；因而，与霍尔传感器连接的控制器根据位置信号生成通知信号，即可通知用户断路器的通断状态，从而缓解了采用现有技术不便获知断路器的通断状态的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、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实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例一提供的一种断路器的监控装置在断路器断开情况下的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的一种断路器的监控装置在断路器闭合情况下的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的一种控制器与单极霍尔开关连接后的结构框图；

图4为本实用新型实施例二提供的一种电路板的示意图。

图标：1-磁铁；2-霍尔传感器；3-控制器；4-开关。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

目前，工作人员要想获知传统断路器的通断状态，必须亲临断路器的安装现场，因而，工作人员的工作存在诸多不便。基于此，本实用新型实施例提供的一种断路器的监控装置及配电箱，可以缓解采用现有技术不便获知断路器的通断状态的技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种断路器的监控装置进行详细介绍。

实施例一

参照图1和图2，其中，图1为在断路器断开情况下的断路器的监控装置的结构示意图，图2为在断路器闭合情况下的断路器的监控装置的结构示意图。

本实用新型实施例提供的一种断路器的监控装置，如图1和图2所示，包括：磁铁1、霍尔传感器2和控制器3，其中，

磁铁1设置于待监控的断路器的开关4上，且磁铁1的位置随开关4的开合而改变，其中，开关4为用于控制断路器的通断的开关；

霍尔传感器2用于采集磁铁1的位置信号，其中，位置信号携带磁铁1所处的位置信息；

控制器3和霍尔传感器2连接，用于接收位置信号，并根据位置信号生成通知信号，以便通知用户断路器的通断状态。

具体地，磁铁1设置于待监控的断路器的开关4上，可以是设置于断路器的开关手柄上，在断路器处于断开和闭合这两种不同的状态时，断路器的开关手柄的位置不同，从而磁铁1也会随断路器的通断而处于不同的位置。

需要强调的是，本实用新型实施例中，磁铁1的磁场方向是固定的。

本实用新型实施例中，通过磁铁1设置于待监控的断路器的开关4上，且磁铁1的位置随开关4的开合而改变，达到了通过磁铁1位置来反映开关4开合的目的，并且开关4为用于控制断路器通断的开关，通过磁铁1位置即可反映断路器的通断；继而，通过霍尔传感器2采集磁铁1的位置信号，达到了采集断路器的通断状态信息的目的；因而，与霍尔传感器2连接的控制器3根据位置信号生成通知信号，即可通知用户断路器的通断状态，从而缓解了采用现有技术不便获知断路器的通断状态的技术问题。并且，本实用新型实施例中，通过磁铁1设置于待监控的断路器的开关4上，和配置霍尔传感器2和控制器3来实现对断路器通断状态的监控，因而无需更改传统断路器中的机械结构及电路布设情况。

本实用新型实施例的一个可选实施方式中，磁铁1随开关4的开合来改变穿过霍尔传感器2的有效磁场的磁场属性，以使霍尔传感器2通过感测磁场属性来采集位置信号，其中，有效磁场为磁铁1产生的磁场和霍尔传感器2的偏置电流相互垂直的磁场分量，磁场属性包括有效磁场的磁场方向和有效磁场的磁场大小。

具体地，霍尔效应中，当电流(即偏置电流)通过一个位于磁场中的导体的时候，垂直于电子运动方向的磁场分量(即有效磁场)会对导体中的电子产生一个与上述磁场分量和电子运动方向都相互垂直的作用力，从而在导体的与上述磁场分量和电子运动方向都相互垂直的两端产生电压差(即霍尔电压)。

需要强调的是，平行于电子运动方向的磁场分量不会对导体中的电子产生作用力，垂直于电子运动的方向有两个，两个方向的磁场分量产生的霍尔电压的方向不同，因而，磁铁1产生的磁场中可能会有两个不同方向上的有效磁场，相应地产生两个不同方向的霍尔电压。此外，霍尔电压的大小和有效磁场的大小成正比。因而本实用新型实施例中，通过霍尔传感器2感测有效磁场的磁场方向和有效磁场的磁场大小，可以检测到磁铁1的位置移动。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，霍尔传感器2为单极霍尔开关，

单极霍尔开关能够根据磁场方向来控制是否输出霍尔电压模拟信号，控制器3根据霍尔电压模拟信号而生成通知信号，其中，

磁场方向包括第一磁场方向和第二磁场方向，第一磁场方向为断路器处于接通状态时的有效磁场的磁场方向，第二磁场方向为断路器处于断开状态时的有效磁场的磁场方向。

参照图1和图2，具体地，图1中的断路器为断开状态，图2中的断路器为闭合状态，而单极霍尔开关中的偏置电流沿竖直方向，单极霍尔开关只能感测到从右到左的磁场。因而磁铁1产生的磁场在进行水平方向和竖直方向的分解后，只有水平方向分量为有效磁场。图1中有效磁场的方向具体为从右到左，图2中有效磁场的方向具体为从左到右，则在断路器为断开状态的图1中，单极霍尔开关能够感测到磁场，有霍尔电压输出；但在断路器为闭合状态的图2中，单极霍尔开关不能感测到磁场，没有霍尔电压输出。

需要强调的是，图1和图2中的具体方案只是本实用新型实施例的一种实施方式，并不表示对本实用新型实施例的具体限制。

本实用新型实施例中，通过霍尔传感器2使用单极霍尔开关，从而在断路器为不同的通断状态时，霍尔传感器2输出霍尔电压或不输出霍尔电压，区别明显，检测精度高。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，如图3所示，控制器3包括：

A/D转换模块和处理器，A/D转换模块设于单极霍尔开关和处理器之间，在单极霍尔开关输出霍尔电压模拟信号之后，A/D转换模块用于将霍尔电压模拟信号转化成霍尔电压数字信号，以便处理器根据霍尔电压数字信号生成通知信号。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，如图3所示，控制器3包括：外部接口和只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，只读存储器、外部接口分别与处理器连接，其中，

只读存储器内存储有预设程序和预设程序的配置文件，其中，处理器根据预设程序和配置文件进行工作；

外部接口用于与外部控制设备连接，以便外部控制设备对预设程序和配置文件进行设置。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，如图3所示，断路器的监控装置还包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，随机存取存储器和处理器连接，随机存取存储器内存储有位置信号和预设程序执行过程中的缓冲数据。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，如图3所示，断路器的监控装置还包括显示装置，显示装置和控制器3连接，显示装置用于对通知信号中包含的通知信息进行显示，其中，显示装置包括以下至少之一：显示屏、指示灯。

具体地，显示装置与控制器3中的处理器连接，对通知信号中包含的通知信息进行显示，以便用户直观地得知断路器的通断状态。其中，在显示装置包括显示屏的情况下，显示屏上显示通知信息；在显示装置包括显示灯的情况下，通过显示灯的亮灭和/或者灯光颜色的变化来显示通知信息。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，断路器的监控装置还包括无线数据传输器，参照图3，无线数据传输器和控制器3的输出模块连接，并且与用户的终端设备通信连接，无线数据传输器用于将通知信号发送到终端设备，以便用户能够远程监控断路器的通断状态。

实施例二

本实用新型实施例提供的一种配电箱，包括：箱体、断路器以及实施例一中的断路器的监控装置，其中，

断路器和断路器的监控装置设于箱体内；

断路器的开关和目标电路的进出线连接，其中，目标电路为断路器进行控制的电路。

具体地，断路器和断路器的监控装置设于箱体内，断路器和断路器的监控装置的相对位置满足：断路器的监控装置的霍尔传感器能够感测设置于断路器的开关上的磁体的位置。

本实用新型实施例中，通过磁铁设置于待监控的断路器的开关上，且磁铁的位置随开关的开合而改变，达到了通过磁铁位置来反映开关开合的目的，并且开关为用于控制断路器通断的开关，通过磁铁位置即可反映断路器的通断；继而，通过霍尔传感器采集磁铁的位置信号，达到了采集断路器的通断状态信息的目的；因而，与霍尔传感器连接的控制器根据位置信号生成通知信号，即可通知用户断路器的通断状态，从而缓解了采用现有技术不便获知断路器的通断状态的技术问题，提高了配电箱的安全性，提升了配电箱的易用性。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中，断路器的数量为多个，一个断路器的监控装置包括一个控制器、多个磁铁和多个霍尔传感器，

其中，控制器和每个霍尔传感器相连接；

一个断路器的开关和一个目标电路的进出线相连接；

一个断路器的开关上设有一个磁铁；

一个霍尔传感器用于采集一个磁铁的位置信号。

具体地，参照图4，霍尔传感器2和控制器3可以设于电路板上，多个霍尔传感器2以预设间距分布，控制器3和多个霍尔传感器2连接。

本实用新型实施例中，一个霍尔传感器采集一个磁铁的位置信号，因而一个霍尔传感器能够感测一个断路器的通断状态，从而能够同时监测多个断路器的通断状态。

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，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，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实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种断路器的监控装置，其特征在于，包括：磁铁、霍尔传感器和控制器，其中，

所述磁铁设置于待监控的断路器的开关上，且所述磁铁的位置随所述开关的开合而改变，其中，所述开关为用于控制所述断路器的通断的开关；

所述霍尔传感器用于采集所述磁铁的位置信号，其中，所述位置信号携带所述磁铁所处的位置信息；

所述控制器和所述霍尔传感器连接，用于接收所述位置信号，并根据所述位置信号生成通知信号，以便通知用户所述断路器的通断状态。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁铁随所述开关的开合来改变穿过所述霍尔传感器的有效磁场的磁场属性，以使所述霍尔传感器通过感测所述磁场属性来采集所述位置信号，其中，所述有效磁场为所述磁铁产生的磁场和所述霍尔传感器的偏置电流相互垂直的磁场分量，所述磁场属性包括有效磁场的磁场方向和有效磁场的磁场大小。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述霍尔传感器为单极霍尔开关，

所述单极霍尔开关能够根据所述磁场方向来控制是否输出霍尔电压模拟信号，所述控制器根据所述霍尔电压模拟信号而生成所述通知信号，其中，

所述磁场方向包括第一磁场方向和第二磁场方向，所述第一磁场方向为所述断路器处于接通状态时的有效磁场的磁场方向，所述第二磁场方向为所述断路器处于断开状态时的有效磁场的磁场方向。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制器包括：

A/D转换模块和处理器，所述A/D转换模块设于所述单极霍尔开关和所述处理器之间，在所述单极霍尔开关输出所述霍尔电压模拟信号之后，所述A/D转换模块用于将所述霍尔电压模拟信号转化成霍尔电压数字信号，以便所述处理器根据所述霍尔电压数字信号生成所述通知信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制器包括：外部接口和只读存储器，所述只读存储器、所述外部接口分别与所述处理器连接，其中，

所述只读存储器内存储有预设程序和所述预设程序的配置文件，其中，所述处理器根据所述预设程序和所述配置文件进行工作；

所述外部接口用于与外部控制设备连接，以便所述外部控制设备对所述预设程序和所述配置文件进行设置。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括随机存取存储器，所述随机存取存储器和所述处理器连接，所述随机存取存储器内存储有所述位置信号和所述预设程序执行过程中的缓冲数据。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括显示装置，所述显示装置和所述控制器连接，所述显示装置用于对所述通知信号中包含的通知信息进行显示，其中，所述显示装置包括以下至少之一：显示屏、指示灯。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括无线数据传输器，所述无线数据传输器和所述控制器连接，并且与所述用户的终端设备通信连接，所述无线数据传输器用于将所述通知信号发送到所述终端设备。

9.一种配电箱，其特征在于，包括：箱体、断路器以及权利要求1－8中任一项所述的断路器的监控装置，其中，

所述断路器和所述断路器的监控装置设于所述箱体内；

所述断路器的开关和目标电路的进出线连接，其中，所述目标电路为所述断路器进行控制的电路。

10.根据权利要求9所述的配电箱，其特征在于，所述断路器的数量为多个，一个所述断路器的监控装置包括一个控制器、多个磁铁和多个霍尔传感器，

其中，所述控制器和每个所述霍尔传感器相连接；

一个所述断路器的开关和一个所述目标电路的进出线相连接；

一个所述断路器的开关上设有一个所述磁铁；

一个所述霍尔传感器用于采集一个所述磁铁的位置信号。