CN209879288U - 一种带非接触式温度检测的智能控制开关 - Google Patents

Abstract

一种带非接触式温度检测的智能控制开关，包括非接触式温度传感器、接触电阻检测电路、信号处理电路和控制单元，非接触式温度传感器检测开关触头表面的温度，接触电阻检测电路包括两组电流互感器和电压互感器，其中一组电流互感器和电压互感器设置在开关触头的前端，另一组电流互感器和电压互感器设置在开关触头的后端，非接触式温度传感器和接触电阻检测电路连接信号处理电路，信号处理电路的输出端连接控制单元，信号处理电路对检测信号进行处理，对开关触头的状态进行判断，控制单元根据信号处理电路输出的信息来控制进行预警、报警或执行预设的安全控制动作。使用该智能控制开关，能够最大程度地避免开关触头接触不良而引起用电事故。

Description

一种带非接触式温度检测的智能控制开关

技术领域

本实用新型涉及电线开关，特别是涉及一种带非接触式温度检测的智能控制开关。

背景技术

为了检测开关是否接触不良，现有技术通过电压或电流的方法测量开关内部触头电阻，通过计算出开关接触电阻大小来判断开关接触是否良好。然而，受如系统电源不稳定、测量电路精度、电子线路干扰的影响，采用微电阻法计算方法来判断开关接触是否良好的方式易受电压、电流变化的影响，不能准确测量出开关的接触电阻，易产生判断错误，引起漏报或误报。判断不准尤其容易引起事故，带来安全隐患或经济损失。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种带非接触式温度检测的智能控制开关，以最大程度地避免开关触头接触不良而引起用电事故。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种带非接触式温度检测的智能控制开关，包括非接触式温度传感器、接触电阻检测电路、信号处理电路和控制单元，所述非接触式温度传感器与被测的开关触头远距离相对设置，用于检测所述开关触头表面的温度，所述接触电阻检测电路用于检测所述开关触头的接触电阻，所述接触电阻检测电路包括两组电流互感器和电压互感器，其中一组电流互感器和电压互感器设置在所述开关触头的前端，另一组电流互感器和电压互感器设置在所述开关触头的后端，两组电流互感器和电压互感器分别检测对应位置的电流及电压信号，所述非接触式温度传感器和所述接触电阻检测电路的信号输出端均连接所述信号处理电路，所述信号处理电路的输出端连接所述控制单元，所述信号处理电路用于根据接触电阻和开关触头表面温度双重检测信号对所述开关触头的状态进行判断，所述控制单元用于根据所述所述信号处理电路输出的信息来控制进行预警、报警或执行预设的安全控制动作。

进一步地：

所述非接触式温度传感器为激光测温传感器或红外测温传感器。

所述信号处理电路包括多个运算放大器、一个模数转换器和一个数据处理单元，所述电流互感器、所述电压互感器和所述非接触式温度传感器每一者分别连接到一个运算放大器的输入端，各运算放大器的输出端连接到所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述数据处理单元。

所述数据处理单元为微控制单元。

还包括与所述信号处理电路相连的显示单元，用于显示所述开关触头的检测信息。

还包括与所述信号处理电路相连的通讯部分，用于将检测信息发送到监控终端和/或用于进行组网以实现跨区域的监测管理。

所述监控终端为用户的手机或管理中心的计算机。

还包括与所述信号处理电路相连的存储装置，用于存储检测信息和/或有关于进行所述判断的预设信息。

所述开关为单相或三相交流系统中的开关，或为直流系统中的开关。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的智能控制开关包括非接触式温度传感器、接触电阻检测电路、信号处理电路和控制单元，一方面通过接触电阻检测电路检测开关触头的接触电阻，另一方面通过非接触式温度传感器检测开关触头表面的温度，探测开关触头的发热量，信号处理电路根据接触电阻和开关触头表面温度双重检测信号对开关触头的状态进行判断，只要测得的接触电阻和开关触头表面温度任一者满足预设条件即能够准确可靠地检测出开关触头存在接触不良或存在产生接触不良的隐患，进而控制单元据此能够准确、及时地进行预警、报警、以及执行跳闸控制等自动保护动作等，从而最大程度地避免开关触头接触不良而引起用电事故，如：短路、火灾、停电等。除了能够最大程度地避免接触不良的漏检之外，本实用新型的智能控制开关还能够有效地消除检测微电阻方法因电路系统不稳定等原因导致的误判，避免引发误报警，也大大减少了人工巡查的需要，节省了人工成本。

本实用新型中的接触电阻检测电路采用在开关触头的前端和后端的两组电流互感器和电压互感器的设计，有利于提高对被测开关接触电阻测量的准确性。

附图说明

图1为本实用新型智能控制开关一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下对本实用新型的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

参阅图1，在一种实施例中，一种带非接触式温度检测的智能控制开关，包括非接触式温度传感器T、接触电阻检测电路、信号处理电路和控制单元，所述非接触式温度传感器T与被测开关K的开关触头远距离相对设置，用于检测所述开关触头表面的温度，所述接触电阻检测电路用于检测所述开关触头的接触电阻，所述接触电阻检测电路包括两组电流互感器A1、A2和电压互感器B1、B2，其中一组电流互感器A1和电压互感器B1设置在所述开关触头的前端，另一组电流互感器A2和电压互感器B2设置在所述开关触头的后端，两组电流互感器A1、A2和电压互感器B1、B2分别检测对应位置的电流及电压信号，所述非接触式温度传感器T和所述接触电阻检测电路的信号输出端均连接所述信号处理电路，所述信号处理电路的输出端连接所述控制单元，所述信号处理电路根据接触电阻和开关触头表面温度双重检测信号对开关触头的状态进行判断，所述控制单元用于根据所述所述信号处理电路输出的信息来控制进行预警、报警或执行预设的安全控制动作。

工作时，该智能控制开关一方面通过接触电阻检测电路检测开关触头的接触电阻，另一方面通过非接触式温度传感器T检测开关触头表面的温度，探测开关触头的发热量，信号处理电路根据开关触头的接触电阻和开关触头表面温度双重检测状态进行判断，只要任一者满足预设条件即能够准确可靠地检测出开关触头存在接触不良或存在产生接触不良的隐患，进而控制单元据此能够准确、及时地进行预警、报警、以及执行跳闸控制等自动保护动作等，从而最大程度地避免开关触头接触不良而引起用电事故，如：短路、火灾、停电等。除了能够最大程度地避免接触不良的漏检之外，本实用新型的智能控制开关还能够有效地消除检测微电阻方法因电路系统不稳定等原因导致的误判，避免引发误报警，也大大减少了人工巡查的需要，节省了人工成本。另外，本实用新型中的接触电阻检测电路采用在开关触头的前端和后端的两组电流互感器和电压互感器的设计，有利于提高对被测开关接触电阻测量的准确性。

在不同的实施例中，所述非接触式温度传感器T可以为激光测温传感器、红外测温传感器等。

在优选的实施例中，所述信号处理电路包括多个运算放大器、一个模数转换器和一个数据处理单元，所述电流互感器A1、A2、所述电压互感器B1、B2和所述非接触式温度传感器T每一者分别连接到一个运算放大器的输入端，各运算放大器的输出端连接到所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述数据处理单元。

在优选的实施例中，所述数据处理单元为微控制单元。

在优选的实施例中，该智能控制开关还包括与所述信号处理电路相连的显示单元，用于显示所述开关触头的检测信息。

在优选的实施例中，该智能控制开关还包括与所述信号处理电路相连的通讯部分，用于将检测信息发送到监控终端和/或用于进行组网以实现跨区域的监测管理。

在具体实施例中，所述监控终端为用户的手机或管理中心的计算机。

在一些实施例中，该智能控制开关还可以包括与所述信号处理电路相连的存储装置，用于存储检测信息和/或有关于进行所述判断的预设信息。

在不同的实施例中，该智能控制开关可以为单相或三相交流系统中的开关，也可以为直流系统中的开关。

以下结合附图进一步描述本实用新型的具体实施例的特征和工作原理。

一个具体实施例的智能控制开关包括非接触式温度传感器、电流互感器、电压互感器、运算放大器、模数转换器、数据处理单元、显示单元、控制单元、其他外设(如按键)、控制单元和通讯部分，这些电路组成开关触头温度检测部分和开关触头接触电阻检测部分，实时监测开关运行情况。

开关触头温度检测部分

与被测开关的开关触头远距离相对设置的非接触式温度传感器(如激光测温传感器或红外测温传感器)从开关触头表面获得温度数据，传送到运算放大器，由运算放大器处理后，送给模数转换器(ADC),由模数转换器输送到数据处理单元如微控制单元(MCU)进行数据分析后，得到实际检测温度，再跟已设定的温度值对比，将对比结果送到控制单元进行下一步控制处理。控制单元如CPU通过CPU的IO口、驱动电路输出报警信号、控制继电器动作、跳闸等。同时，数据处理单元可以将检测结果发给显示单元显示，还可以通过通讯部分经网络传输到管理中心的PC机上显示并记录下来。

开关触头接触电阻检测部分

设有两组电流互感器和电压互感器，一组设置在开关触头前端，一另一组设置在开关触头后端，两组分别检测对应位置的电流、电压信号并送到对应的运算放大器，运算放大器对检测出来的电流、电压信号经过处理后，送至模数转换器ADC,经过模拟信号转为数字信号到数据处理单元如微控制单元(MCU)。由MCU对检测的电流与电压进行电阻计算，计算得到的电阻与预先存储的设定电阻值进行对比分析，将对比结果送到控制单元进行下一步控制处理。控制单元如CPU通过CPU的IO口、驱动电路输出报警信号、控制继电器动作、跳闸等。同时，数据处理单元可以将检测结果发给显示单元显示，还可以通过通讯部分经网络传输到管理中心的PC机上显示并记录下来。

工作过程中，当检测到开关触头表面温度达到预设的温度值时，或者，当检测到开关触头接触电阻的大小满足预设条件时，系统即进行相应的处理，如发出预警、报警、进行跳闸控制、自动保护等。所有的数据可由与数据处理单元相连的本地装置存储，或通过网络发送给管理中心进行数据存储。

另外，还可通过联网的管理中心控制，实现多台开关远程监视、数据保留、远程操作开关的合闸、分闸。

另外，系统可以预设开关的合闸次数和使用的时间，并写入系统存储器中，当达到了预设的开关合闸次数，则提醒用户进行维护，以延长开关的使用寿命。

应用本实用新型的智能控制开关，构建一个系统，可以实现自动开关巡检、开关次数、远程合闸、关闸、预警、报警温度设定、和日常维护记录。可以通过计算机软件操作或查阅。可对多个(不限数量)开关同时监测。可通过组网(有线和无线)联网，再管理中心或手机APP进行监管。数据也可以上传至云服务器，实现跨区、跨域进行监测管理。当然，也可单机(单个不联网)工作。

应用本实用新型的智能控制开关，可联网形成跨区、跨域的组网系统，可对单个、多个或无数个点位进行现场或远程监测和控制。系统利用智能控制开关的监测发出报警信号，可触发管理中心、手机APP、发送短信和拨打管理人员手机多种方式通知监测管理人员。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种带非接触式温度检测的智能控制开关，其特征在于,包括非接触式温度传感器、接触电阻检测电路、信号处理电路和控制单元，所述非接触式温度传感器为激光测温传感器或红外测温传感器，所述非接触式温度传感器与被测的开关触头远距离相对设置，用于远距离地检测所述开关触头表面的温度，所述接触电阻检测电路用于检测所述开关触头的接触电阻，所述接触电阻检测电路包括两组电流互感器和电压互感器，其中一组电流互感器和电压互感器设置在所述开关触头的前端，另一组电流互感器和电压互感器设置在所述开关触头的后端，两组电流互感器和电压互感器分别检测对应位置的电流及电压信号，所述非接触式温度传感器和所述接触电阻检测电路的信号输出端均连接所述信号处理电路，所述信号处理电路的输出端连接所述控制单元，所述信号处理电路用于根据接触电阻和开关触头表面温度双重检测信号对所述开关触头的运行状态进行判断，所述控制单元用于根据所述信号处理电路输出的信息来控制进行预警、报警或执行预设的安全控制动作。

2.如权利要求1所述的智能控制开关，其特征在于,所述信号处理电路包括多个运算放大器、一个模数转换器和一个数据处理单元，所述电流互感器、所述电压互感器和所述非接触式温度传感器每一者分别连接到一个运算放大器的输入端，各运算放大器的输出端连接到所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述数据处理单元。

3.如权利要求2所述的智能控制开关，其特征在于,所述数据处理单元为微控制单元。

4.如权利要求1至3任一项所述的智能控制开关，其特征在于,还包括与所述信号处理电路相连的显示单元，用于显示所述开关触头的检测信息。

5.如权利要求1至3任一项所述的智能控制开关，其特征在于,还包括与所述信号处理电路相连的通讯部分，用于将检测信息发送到监控终端和/或用于进行组网以实现跨区域的监测管理。

6.如权利要求5所述的智能控制开关，其特征在于,所述监控终端为用户的手机或管理中心的计算机。

7.如权利要求1至3任一项所述的智能控制开关，其特征在于,还包括与所述信号处理电路相连的存储装置，用于存储检测信息和/或有关于进行所述判断的预设信息。

8.如权利要求1至3任一项所述的智能控制开关，其特征在于,所述开关为单相或三相交流系统中的开关，或为直流系统中的开关。