CN213845088U - 断路器分合闸控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种断路器分合闸控制系统；所述系统包括线路板、齿轮传动模块及电机驱动模块；线路板上设置有控制模块和传感器模块；电机驱动模块与齿轮传动模块连接；控制模块与电机驱动模块连接；传感器模块与控制模块连接；本实用新型利用传感器模块实时采集断路器的工作状态，及该断路器在不同工作状态下，齿轮传动模块对应的位置信息，从而实现根据该位置信息，判断出该断路器是否完成分闸操作或合闸操作，保证了该断路器分合闸操作的准确可靠性，且使得操作人员可以及时获知该断路器的分合闸情况，从而在遇到设备故障等问题时，能够及时发现，降低损失。

Description

断路器分合闸控制系统

技术领域

本实用新型属于断路器技术领域，特别是涉及一种断路器分合闸控制系统。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置，通常，断路器用于实现电力系统中某电流路径的通断，以小型断路器为例，小型断路器具有结构先进、性能可靠、分断能力强、外型美观小巧等特点，主要用于交流50HZ或60HZ，额定电压400V以下，额定工作电流为125A以下的场所，作办公楼、住宅和类似的建筑物的照明、配电线路及设备的过载和短路保护之用，亦可作为线路不频繁通断操作与转换之用，主要用于工业、商业、高层和民用住宅等各种场所。

现有断路器的分合闸操作常采用手动方式来实现，随着智能化、自动化生产的需求，通过电机控制断路器的分合闸操作方式应运而生，目前，电机控制断路器分合闸操作方便，实现了分合闸的自动化，确实为操作人员带来了很大的便利，但是，自动化的分合闸操作，是否真正完成了分合闸操作，无从得知，电机只是根据接收到的分合闸控制指令驱动断路器进行分合闸操作，至于是否完成相应的分合闸操作，无法及时获得，这就可能会出现由于断路器故障等原因，造成该断路器没有及时地完成相应的分合闸操作，而操作人员又没有及时发现，从而造成设备损坏，及更大的经济损失。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种断路器分合闸控制系统，用于解决现有断路器分合闸过程中，操作人员无法及时获取其分合闸状态，造成断路器分合闸存在风险的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种断路器分合闸控制系统，包括：线路板、齿轮传动模块及电机驱动模块；所述线路板上设置有：控制模块和传感器模块；所述电机驱动模块与所述齿轮传动模块连接，用于驱动所述齿轮传动模块；所述控制模块与所述电机驱动模块连接，用于向所述电机驱动模块发出分合闸控制指令，以通过所述齿轮传动模块，实现控制断路器分闸或合闸；所述传感器模块与所述控制模块连接，用于采集所述断路器的工作状态，及采集所述断路器在不同工作状态下，所述齿轮传动模块对应的位置信息，以根据所述位置信息，判断所述断路器是否完成分闸操作或合闸操作。

于本实用新型的一实施例中，所述齿轮传动模块包括：蜗杆、蜗轮、第一齿轮、第二齿轮、凸轮及扇形轮；所述蜗杆与所述电机驱动模块连接，所述蜗杆外表面的轮齿与所述蜗轮外圈的轮齿啮合连接；所述蜗轮的中心设置有第一定位轴；所述第一定位轴远离所述线路板的一端设置在断路器外壳上；所述第一齿轮设在所述蜗轮上方，且所述第一齿轮的中心套设在所述第一定位轴上；所述第一齿轮外圈的轮齿与所述第二齿轮外圈的轮齿啮合连接；所述第二齿轮的中心设置有第二定位轴；所述第二定位轴远离所述线路板的一端设置在所述断路器外壳上；所述扇形轮与一传动轴连接；所述传动轴远离所述线路板的一端设置在所述断路器外壳上；所述凸轮设置在所述第二齿轮与所述线路板之间，且所述凸轮的中心套设在所述第二定位轴上。

于本实用新型的一实施例中，所述蜗轮和所述第一齿轮均采用双联齿轮；所述扇形轮采用间歇齿轮。

于本实用新型的一实施例中，还包括：手柄；所述手柄与所述传动轴连接，用于在所述控制模块控制所述断路器合闸时，通过所述传动轴带动所述手柄运动，以实现控制所述断路器合闸。

于本实用新型的一实施例中，还包括：联动装置；所述联动装置设于所述断路器内，且分别与所述手柄和所述凸轮连接，用于在所述手柄的作用下，实现控制所述断路器合闸，及用于在所述凸轮的作用下，实现控制所述断路器分闸。

于本实用新型的一实施例中，所述传感器模块包括：第一传感器、第二传感器及第三传感器；所述第一传感器与所述控制模块连接，用于采集所述断路器的工作状态，获取工作状态信息，并将所述工作状态信息发送至所述控制模块；所述第二传感器与所述控制模块连接，用于采集所述断路器在合闸工作状态下，所述齿轮传动模块对应的第一位置信息，并将所述第一位置信息发送至所述控制模块；所述第三传感器与所述控制模块连接，用于采集所述断路器在分闸工作状态下，所述齿轮传动模块对应的第二位置信息，并将所述第二位置信息发送至所述控制模块。

于本实用新型的一实施例中，所述第一传感器、所述第二传感器及所述第三传感器均采用霍尔传感器。

于本实用新型的一实施例中，所述控制模块采用微处理器。

如上所述，本实用新型所述的断路器分合闸控制系统，具有以下有益效果：

(1)与现有技术相比，本实用新型利用传感器模块实时采集断路器的工作状态，及该断路器在不同工作状态下，齿轮传动模块对应的位置信息，从而实现根据该位置信息，判断出该断路器是否完成分闸操作或合闸操作，保证了该断路器分合闸操作的准确可靠性，且使得操作人员可以及时获知该断路器的分合闸情况，从而在遇到设备故障等问题时，能够及时发现，降低损失。

(2)本实用新型通过该齿轮传动模块实现驱动断路器的分合闸操作，保证了分合闸操作的可靠性；自动方式和手动方式的分合闸控制，提高了该断路器分合闸控制系统的通用性。

附图说明

图1显示为本实用新型的断路器分合闸控制系统于一实施例中的工作原理框图。

图2显示为本实用新型的齿轮传动模块于一实施例中的结构示意图。

图3显示为本实用新型的传感器模块安装于线路板上于一实施例中的结构示意图。

标号说明

1 线路板

11 控制模块

12 传感器模块

121 第一传感器

122 第二传感器

123 第三传感器

2 齿轮传动模块

21 蜗杆

22 蜗轮

23 第一齿轮

24 第二齿轮

25 扇形轮

26 第一定位轴

27 第二定位轴

28 传动轴

29 手柄

3 电机驱动模块

4 联动装置

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实用新型的断路器分合闸控制系统，与现有技术相比，本实用新型利用传感器模块实时采集断路器的工作状态，及该断路器在不同工作状态下，齿轮传动模块对应的位置信息，从而实现根据该位置信息，判断出该断路器是否完成分闸操作或合闸操作，保证了该断路器分合闸操作的准确可靠性，且使得操作人员可以及时获知该断路器的分合闸情况，从而在遇到设备故障等问题时，能够及时发现，降低损失；本实用新型通过该齿轮传动模块实现驱动断路器的分合闸操作，保证了分合闸操作的可靠性；自动方式和手动方式的分合闸控制，提高了该断路器分合闸控制系统的通用性。

如图1至图3所示，于一实施例中，本实用新型的断路器分合闸控制系统包括线路板1、齿轮传动模块2及电机驱动模块3。

具体地，于所述线路板1上，设置有控制模块11和传感器模块12。

具体地，所述电机驱动模块3与所述齿轮传动模块2连接，用于驱动所述齿轮传动模块2；所述控制模块11与所述电机驱动模块3连接，用于向所述电机驱动模块3发出分合闸控制指令，以通过所述齿轮传动模块2，实现控制断路器分闸或合闸；所述传感器模块12与所述控制模块11连接，用于采集所述断路器的工作状态(包括分闸工作状态和合闸工作状态)，及采集所述断路器在不同工作状态下，所述齿轮传动模块2对应的位置信息，以根据所述位置信息，判断所述断路器是否完成分闸操作或合闸操作。

需要说明的是，该控制模块11通过获取断路器的电流I、电压U、功率P、温度T及漏电电气参数，判断是否需要该断路器进行分闸保护，以及在电压U、温度T、漏电故障信号等电器参数恢复消除后，判断是否需要该断路器进行合闸操作；诸如，控制模块11在接收到断路器中的零序电流互感器采集的漏电信号/漏电电流后，判断该漏电电流是否超过预设漏电电流阈值，若超过，则需进行漏电保护操作，即该控制模块11产生漏电保护信号(对应分闸控制指令)，以实现控制该断路器根据该漏电保护信号执行相应的漏电保护(对应分闸操作)，或者直接将检测到的漏电电流传输至一漏电芯片中，通过该漏电芯片执行分闸操作。

需要说明的是，该漏电芯片是指通过硬件电路搭建的可以实现漏电保护的集成电路芯片。

需要说明的是，该预设漏电电流阈值是预先设定好的，其具体为何值不作为限制本实用新型的条件，可视实际应用场景来定，所以，在此也不明确限定。

进一步地，在漏电故障消除后，该控制模块11会发出相应的合闸控制指令，以实现控制断路器执行相应的合闸操作。

于一实施例中，所述控制模块11采用微处理器(Microcontroller Uni，MCU)。

如图1和图2所示，于一实施例中，所述齿轮传动模块2包括蜗杆21、蜗轮22、第一齿轮23、第二齿轮24、凸轮(因被第二齿轮24遮挡，故未在图中标出)及扇形轮25。

具体地，所述蜗杆21与所述电机驱动模块3连接，所述蜗杆21外表面的轮齿与所述蜗轮22外圈的轮齿啮合连接；所述蜗轮22的中心设置有第一定位轴26；所述第一定位轴26远离所述线路板1的一端设置在断路器外壳(未在图中示出)上；所述第一齿轮23设在所述蜗轮22上方，且所述第一齿轮23的中心套设在所述第一定位轴26上；所述第一齿轮23外圈的轮齿与所述第二齿轮24外圈的轮齿啮合连接；所述第二齿轮24的中心设置有第二定位轴27；所述第二定位轴27远离所述线路板1的一端设置在所述断路器外壳上；所述扇形轮25与一传动轴28连接；所述传动轴28远离所述线路板1的一端设置在所述断路器外壳上；所述凸轮设置在所述第二齿轮24与所述线路板1之间，且所述凸轮的中心套设在所述第二定位轴27上。

需要说明的是，该断路器分合闸控制系统设置于一断路器外壳内，其中，上述的第一定位轴26、第二定位轴27及传动轴28均设置在线路板1与该断路器外壳形成的空间内，且第一定位轴26、第二定位轴27及传动轴28远离线路板1的一端均与该断路器外壳固定连接，而靠近线路板1的一端与该线路板1均是脱离的，且该第一定位轴26、第二定位轴27及传动轴28的设置方向均垂直于该线路板1。

需要说明的是，蜗杆21与电机驱动模块3的电机驱动轴固定连接，该电机驱动轴的转动，带动该蜗杆21旋转；通过蜗杆21与蜗轮22之间的轮齿啮合，带动蜗轮22旋转；第一齿轮23与蜗轮22连接，在蜗轮22的旋转带动下，第一齿轮23转动；通过第一齿轮23与第二齿轮24之间的轮齿啮合，带动第二齿轮24转动；凸轮设置在第二齿轮24的下方，且与第二齿轮24连接，在第二齿轮24的带动下，凸轮实现转动。

需要说明的是，该电机驱动模块3也安装在该断路器外壳上，而用于为该电机驱动模块3供电的电源模块(未在图中示出)设置在该线路板1上。

于一实施例中，所述蜗轮和所述第一齿轮均采用双联齿轮；所述扇形轮25采用间歇齿轮。

需要说明的是，当所述控制模块11控制所述断路器合闸时，所述第二齿轮24外圈的轮齿与所述扇形轮25外圈的轮齿啮合连接，以实现控制所述断路器合闸；当所述控制模块11控制所述断路器分闸时，所述第二齿轮24外圈的轮齿与所述扇形轮25外圈的轮齿脱离，并在所述凸轮的作用下，实现控制所述断路器分闸。

如图2所示，于一实施例中，还包括手柄29。

具体地，所述手柄29与所述传动轴28连接，用于在所述控制模块11控制所述断路器合闸时，通过所述传动轴28带动所述手柄运动，以实现控制所述断路器合闸。

于一实施例中，还包括联动装置4。

具体地，所述联动装置4设于所述断路器内，且分别与所述手柄29和所述凸轮连接，用于在所述手柄29的作用下，实现控制所述断路器合闸，及用于在所述凸轮的作用下，实现控制所述断路器分闸。

需要说明的是，通过凸轮的转动配合联动装置4实现控制断路器分闸，及通过手柄29配合联动装置4实现控制断路器合闸，具体的分闸工作方式及合闸工作方式均采用领域内常见的技术手段，且具体的工作原理不作为限制本实用新型的条件，所以，在此也不再详细赘述。

进一步地，还可通过手柄29实现手动控制断路器分闸操作/合闸操作。

如图1和图3所示，于一实施例中，所述传感器模块12包括第一传感器121、第二传感器122及第三传感器123。

具体地，所述第一传感器121与所述控制模块11连接，用于采集所述断路器的工作状态，获取工作状态信息，并将所述工作状态信息发送至所述控制模块11；所述第二传感器122与所述控制模块11连接，用于采集所述断路器在合闸工作状态下，所述齿轮传动模块2对应的第一位置信息，并将所述第一位置信息发送至所述控制模块11；所述第三传感器123与所述控制模块11连接，用于采集所述断路器在分闸工作状态下，所述齿轮传动模块2对应的第二位置信息，并将所述第二位置信息发送至所述控制模块11。

需要说明的是，当所述第一位置信息与第一预设位置信息(对应图3中的位置①)相同时，则判断出所述断路器完成所述合闸操作；反之，则说明该断路器未完成所述合闸操作。

需要说明的是，当所述第二位置信息与第二预设位置信息(对应图3中的位置②)相同时，则判断出所述断路器完成所述分闸操作；反之，则说明该断路器未完成所述分闸操作。

于一实施例中，该电机驱动模块3包括一电机；具体地，通过该电机实现驱动控制断路器实现分合闸操作。

需要说明的是，在该电机的驱动作用下，使得凸轮顺时针转动，其中，第二传感器122和第三传感器123就是用来采集凸轮位置的，当分合闸控制指令为合闸控制指令时，根据第二传感器122采集的第一位置信息，判断该第一位置信息是否与图3中的位置①相同，若相同，则表明完成合闸操作；当分合闸控制指令为分闸控制指令时，该凸轮会顺时针转动，且从图3中的位置①转动至位置②，此时，根据第三传感器123采集的第二位置信息，判断该第二位置信息是否与图3中的位置②相同，若相同，则表明完成分闸操作；同样，在分合闸控制指令再一次为合闸控制指令时，该凸轮会继续顺时针转动，且凸轮的位置会从图3中的位置②转动至位置①，此时，根据第二传感器122采集的一位置信息，判断该第二位置信息是否与图3中的位置①相同，若相同，则表明完成合闸操作；往复循环，即实现了该断路器的往复分合闸操作。

于一实施例中，所述第一传感器121、所述第二传感器122及所述第三传感器123均采用霍尔传感器。

综上所述，本实用新型的断路器分合闸控制系统，与现有技术相比，本实用新型利用传感器模块实时采集断路器的工作状态，及该断路器在不同工作状态下，齿轮传动模块对应的位置信息，从而实现根据该位置信息，判断出该断路器是否完成分闸操作或合闸操作，保证了该断路器分合闸操作的准确可靠性，且使得操作人员可以及时获知该断路器的分合闸情况，从而在遇到设备故障等问题时，能够及时发现，降低损失；本实用新型通过该齿轮传动模块实现驱动断路器的分合闸操作，保证了分合闸操作的可靠性；自动方式和手动方式的分合闸控制，提高了该断路器分合闸控制系统的通用性；所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种断路器分合闸控制系统，其特征在于，包括：线路板、齿轮传动模块及电机驱动模块；所述线路板上设置有：控制模块和传感器模块；

所述电机驱动模块与所述齿轮传动模块连接，用于驱动所述齿轮传动模块；

所述控制模块与所述电机驱动模块连接，用于向所述电机驱动模块发出分合闸控制指令，以通过所述齿轮传动模块，实现控制断路器分闸或合闸；

所述传感器模块与所述控制模块连接，用于采集所述断路器的工作状态，及采集所述断路器在不同工作状态下，所述齿轮传动模块对应的位置信息，以根据所述位置信息，判断所述断路器是否完成分闸操作或合闸操作。

2.根据权利要求1所述的断路器分合闸控制系统，其特征在于，所述齿轮传动模块包括：蜗杆、蜗轮、第一齿轮、第二齿轮、凸轮及扇形轮；

所述蜗杆与所述电机驱动模块连接，所述蜗杆外表面的轮齿与所述蜗轮外圈的轮齿啮合连接；

所述蜗轮的中心设置有第一定位轴；

所述第一定位轴远离所述线路板的一端设置在断路器外壳上；

所述第一齿轮设在所述蜗轮上方，且所述第一齿轮的中心套设在所述第一定位轴上；

所述第一齿轮外圈的轮齿与所述第二齿轮外圈的轮齿啮合连接；

所述第二齿轮的中心设置有第二定位轴；

所述第二定位轴远离所述线路板的一端设置在所述断路器外壳上；

所述扇形轮与一传动轴连接；

所述传动轴远离所述线路板的一端设置在所述断路器外壳上；

所述凸轮设置在所述第二齿轮与所述线路板之间，且所述凸轮的中心套设在所述第二定位轴上。

3.根据权利要求2所述的断路器分合闸控制系统，其特征在于，所述蜗轮和所述第一齿轮均采用双联齿轮；所述扇形轮采用间歇齿轮。

4.根据权利要求2所述的断路器分合闸控制系统，其特征在于，还包括：手柄；所述手柄与所述传动轴连接，用于在所述控制模块控制所述断路器合闸时，通过所述传动轴带动所述手柄运动，以实现控制所述断路器合闸。

5.根据权利要求4所述的断路器分合闸控制系统，其特征在于，还包括：联动装置；所述联动装置设于所述断路器内，且分别与所述手柄和所述凸轮连接，用于在所述手柄的作用下，实现控制所述断路器合闸，及用于在所述凸轮的作用下，实现控制所述断路器分闸。

6.根据权利要求1所述的断路器分合闸控制系统，其特征在于，所述传感器模块包括：第一传感器、第二传感器及第三传感器；

所述第一传感器与所述控制模块连接，用于采集所述断路器的工作状态，获取工作状态信息，并将所述工作状态信息发送至所述控制模块；

所述第二传感器与所述控制模块连接，用于采集所述断路器在合闸工作状态下，所述齿轮传动模块对应的第一位置信息，并将所述第一位置信息发送至所述控制模块；

所述第三传感器与所述控制模块连接，用于采集所述断路器在分闸工作状态下，所述齿轮传动模块对应的第二位置信息，并将所述第二位置信息发送至所述控制模块。

7.根据权利要求6所述的断路器分合闸控制系统，其特征在于，所述第一传感器、所述第二传感器及所述第三传感器均采用霍尔传感器。

8.根据权利要求1所述的断路器分合闸控制系统，其特征在于，所述控制模块采用微处理器。

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