CN215299151U - 一种电力载波通讯的智能断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电力载波通讯的智能断路器，克服现有技术中传统的断路器不能同时实现电力检测、通信以及散热功能的问题，包括箱体，所述箱体正面安装有透明箱门，所述箱体和箱门间设有用于固定所述箱门的铰链，所述箱体和所述箱门通过所述铰链转动连接，所述箱体背面与左侧面设有散热孔，所述箱体内部安装有断路器本体，所述断路器本体包括：电源模块、计量模块、控制模块、执行模块、HPLC通信模块以及ESAM安全加密模块；所述断路器本体上安装散热模块。利用先进的通讯技术和智能技术，实现及时的精准负荷控制和管理；同时设有温度传感器以及散热装置，能够实时监测断路器本体温度，并能对断路器本体进行散热。

Description

一种电力载波通讯的智能断路器

技术领域

本实用新型涉及电力及通信技术应用领域，特别涉及了一种电力载波通讯的智能断路器。

背景技术

随着居民生活水平的不断发展，居民用电量也不断增加，电负荷峰值也不断增长，电网调峰压力日趋增长。因此，实现电力系统的精确运行控制和调度，保障居民用电，是目前亟待解决的问题。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。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。但目前的断路器不能实现电力检测、通信等功能，有的断路器虽具备电力检测、通信的功能，却不具备散热系统。

如中国专利局2021年2月19日公开了一种名称为一种基于物联网技术的智能空开系统的发明，其公开号为CN112383147A。该发明计量模块，用于对用电设备的用电数据进行采集；空开控制模块，用于根据计量模块获取的用电数据生成动作模块的控制指令；动作模块，用于根据控制指令控制用电设备的导通或断开；通讯模块，用于将用电数据传输给通讯网关。本发明的有益效果：计量模块可以获取用电设备的用电数据，实现了用电设备的电力监测。空开控制模块根据用电数据对用电设备提供保护，当用电数据出现异常，则控制用电设备断电，提升用能安全水平。但没有散热系统，无法对断路器进行散热。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中传统的断路器不能同时实现电力检测、通信以及散热功能的问题，提供了一种电力载波通讯的智能断路器，利用先进的通讯技术和智能技术，能够实现及时的精准负荷控制和管理；同时具备散热模块，能对断路器进行散热，保证断路器的使用安全。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：包括箱体，所述箱体正面安装有透明箱门，所述箱体和箱门间设有用于固定所述箱门的铰链，所述箱体和所述箱门通过所述铰链转动连接，所述箱体背面与左侧面设有散热孔，所述箱体内部安装有断路器本体，所述断路器本体包括：

电源模块：用于给HPLC通信模块提供供电电源；

计量模块：用于采集用电数据，并将用电数据传递给控制模块；

控制模块：根据计量模块的数据生成控制执行模块工作的指令；

执行模块：根据控制模块的指令控制用电设备的导通或者断开；

HPLC通信模块：用于将用电数据传递给终端；

ESAM安全加密模块：接收控制模块传递的电路数据，并能对用电数据进行加密、解密以及存储；

所述断路器本体上安装有用于对断路器本体进行散热的散热模块，所述散热模块与控制模块连接。

本实用新型断路器本体通过计量模块采集用电数据并将采集的数据传递给控制模块，控制模块对用电数据进行分析，判断是否需要断开用电设备。控制模块通过发送指令到执行模块，由执行模块来执行断开或者导通用电设备的操作。控制模块通过HPLC通信模块将用电数据传送到终端，HPLC是高速电力线载波，也称为宽带电力线载波，是在低压电力线上进行数据传输的宽带电力线载波技术，HPLC技术具有带宽大、传输速率高，可以满足低压电力线载波通信更高需求。同时，利用ESAM安全加密模块完成数据的加密解密、双向身份认证以及访问权限设置、数据存储的功能。还设有散热模块，可以对断路器本体进行散热。断路器本体安装在箱体内，可以有效防止断路器表面堆积灰尘，妨害使用效果。所述箱体上安装有箱门，所述箱门与箱体通过铰链转动连接，便于打开箱门，对断路器本体进行查看。所述箱门优选为透明材料制作，可以不用打开箱门就能查看断路器本体状况。

作为优选，所述的HPLC通信模块包括HPLC载波模块与载波信号耦合器，所述HPLC载波模块与载波信号耦合器连接，所述载波信号耦合器与断路器本体其中一相连接。HPLC载波模块优选为HPLC高速载波电力线载波通信芯片，该芯片通信信号带宽，传输速率高，抗干扰能力强，在满足电网抄表应用需求的前提下，又可满足智能电网的各种扩展应用。载波信号耦合器与断路器本体其中一相连接，将HPLC载波模块发出的高频信号耦合到断路器本体其中一相上。

作为优选，还包括传感器模块，所述传感器模块包括若干个温度传感器，所述温度传感器均与控制模块连接。所述温度传感器用于监测断路器本体温度并将其传递到控制模块。

作为优选，还包括显示模块，所述显示模块包括按键、指示灯和显示屏，所述按键、指示灯和显示屏均与控制模块连接。指示灯用于指示用电设备导通还是断开，显示屏可以显示温度数据以及当前用电设备状态，通过按键可以手动控制控制模块发出指令，对用电设备导通还是断开。

作为优选，所述的指示灯包括LED灯A和LED灯B，所述LED灯A用于指示用电设备导通，所述LED灯B用于指示用电设备断开。用不同的灯显示用电设备的不同状态，直观清晰。

作为优选，所述的执行模块为磁保持继电器，所述磁保持继电器与控制模块连接。磁保持继电器的常闭或常开状态是依赖永久磁钢的作用，仅需脉冲激励，可以单、双线圈工作；体积小、功耗低。

作为优选，所述断路器本体包括底座和面盖，所述底座底部与箱体连接，所述底座正面设有第一安装槽和第二安装槽，所述的第一安装槽内安装有HPLC通信模块，所述的第二安装槽内安装有执行模块，所述底座内部安装有电源模块、计量模块、ESAM安全加密模块以及控制模块，所述底座背面安装有散热模块，所述散热模块包括散热器，所述散热器上和第一安装槽内、第二安装槽内均安装有温度传感器。散热器上的温度传感器用于检测散热器的温度，在散热器的温度达到限值时，散热模块启动，对断路器本体进行散热。安装在第一安装槽和第二安装槽上的温度传感器分别用于检测HPLC通信模块、执行模块的温度，以免散热模块中第一风机散热不及时，导致HPLC通信模块和执行模块温度过高，影响断路器的使用。

作为优选，所述的散热模块还包括第一风机、第二风机，所述散热器安装在断路器本体上，所述第一风机安装在散热器上，所述第二风机安装在箱体右侧内壁上。散热器通过热传递的形式吸收断路器本体的热量，由第一风机带走散热器的热量，从而对断路器本体进行散热。散热器优选为热管式散热器，导热效率高，散热效果更好。在第一风机散热效率不高时，可以采用第二风机，增大散热效率。

作为优选，所述的面盖安装在第一安装槽上方，所述面盖上安装有按键、指示灯和显示屏。面盖安装在第一安装槽上方，可以保护HPLC通信模块；另一方面，按键、指示灯以及显示屏均安装在面盖上，便于操作。

因此，本实用新型具有如下有益效果：1、利用先进的通讯技术和智能技术，实现及时的精准负荷控制和管理，释放灵活用电负荷，增强电网度峰能力，可大大缓解用电高峰时期负荷压力；2、设有温度传感器以及散热装置，能够实时监测断路器本体温度，并能对断路器本体进行散热；3、断路器本体设置在箱体内，能防止灰尘堆积在断路器表面，延长断路器的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图；

图2是本实用新型的整体示意图

图3为本实用新型断路器本体正面结构示意图；

图4为本实用新型断路器本体背面结构示意图

图中：1、箱体；2、箱门；3、铰链；4、断路器本体；5、电源模块；6、计量模块；7、控制模块；8、执行模块；9、HPLC通信模块；10、ESAM安全加密模块；11、散热模块；12、传感器模块；13、显示模块；14、按键；15、指示灯；16、显示屏；17、第二风机；18、底座；19、面盖；20、第一风机；21、散热器；22、第二安装槽。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

本实施例为一种电力载波通讯的智能断路器，如图1所示，包括控制模块7以及与控制模块连接的计量模块6、执行模块8、HPLC通信模块9、ESAM安全加密模块10、散热模块11、传感器模块12、显示模块13，所述HPLC通信模块还连接有电源模块5。所述电源模块用于给HPLC通信模块提供供电电源；所述计量模块用于采集用电数据，并将用电数据传递给控制模块；所述控制模块可以根据计量模块的数据生成控制执行模块工作的指令；所述执行模块可以根据控制模块的指令控制用电设备的导通或者断开；所述HPLC通信模块用于将用电数据传递给终端；所述ESAM安全加密模块用于接收控制模块传递的电路数据，并能对用电数据进行加密、解密以及存储；所述散热模块用于对断路器本体4进行散热；所述传感器模块包括若干个温度传感器，用于实时检测断路器本体的温度；所述显示模块用于显示用电设备的状态以及断路器本体温度。

本实用新型断路器本体通过计量模块采集用电数据并将采集的数据传递给控制模块，控制模块对用电数据进行分析，判断是否需要断开用电设备。控制模块通过发送指令到执行模块，由执行模块来执行断开或者导通用电设备的操作。控制模块通过HPLC通信模块将用电数据传送到终端，HPLC是高速电力线载波，也称为宽带电力线载波，是在低压电力线上进行数据传输的宽带电力线载波技术，HPLC技术具有带宽大、传输速率高，可以满足低压电力线载波通信更高需求。同时，利用ESAM安全加密模块完成数据的加密解密、双向身份认证以及访问权限设置、数据存储的功能。在断路器工作过程中，传感器模块实时检测断路器本体温度，并将温度数据传递给控制模块，控制模块根据温度判断是否启动散热模块，对断路器本体进行散热。所述显示模块包括按键、指示灯和显示屏，指示灯用于指示用电设备导通还是断开，显示屏可以显示温度数据以及当前用电设备状态，通过按键可以手动控制控制模块发出指令，对用电设备导通还是断开。

如图2所示，包括箱体1、箱体1正面安装有透明箱门2，所述箱体1和箱门2间设有用于固定所述箱门2的铰链3，所述箱体1和所述箱门2通过所述铰链3转动连接，所述箱体1背面与左侧面均设有散热孔，所述箱体1内部安装有断路器本体4，箱体1右侧内壁上安装有第二风机17。箱门与箱体通过铰链连接，便于箱门的打开与关闭，箱门透明，可以不用打开箱门即能看见断路器本体工作状态。断路器本体安装在箱体内，能防止灰尘堆积在断路器表面，延长断路器的使用寿命。第二风机安装在箱体上，可以对断路器本体整体进行散热。

如图3所示，所述断路器本体4包括底座18和面盖19，所述底座18正面设有第一安装槽和第二安装槽22，所述的面盖安装在第一安装槽上方，所述面盖上安装有按键14、指示灯15和显示屏16。面盖安装在第一安装槽上方，可以保护HPLC通信模块；另一方面，按键、指示灯以及显示屏均安装在面盖上，便于操作。

如图4所示，所述底座背面安装有散热模块，所述散热模块包括散热器21和第一风机20，所述散热器安装在底座背面，所述第一风机安装在散热器上。散热器通过热传递的形式吸收断路器本体的热量，再由第一风机带走散热器的热量，从而对断路器本体进行散热。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种电力载波通讯的智能断路器，其特征在于，包括箱体（1），所述箱体（1）正面安装有透明箱门（2），所述箱体（1）和箱门（2）间设有用于固定所述箱门（2）的铰链（3），所述箱体（1）和所述箱门（2）通过所述铰链（3）转动连接，所述箱体（1）背面与左侧面均设有散热孔，所述箱体（1）内部安装有断路器本体（4），所述断路器本体（4）包括：

电源模块（5）：用于给HPLC通信模块（9）提供供电电源；

计量模块（6）：用于采集用电数据，并将用电数据传递给控制模块（7）；

控制模块（7）：根据计量模块（6）的数据生成控制执行模块（8）工作的指令；

执行模块（8）：根据控制模块（7）的指令控制用电设备的导通或者断开；

HPLC通信模块（9）：用于将用电数据传递给终端；

ESAM安全加密模块（10）：接收控制模块（7）传递的电路数据，并能对用电数据进行加密、解密以及存储；

所述断路器本体（4）上安装有用于对断路器本体进行散热的散热模块（11），所述散热模块（11）与控制模块（7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力载波通讯的智能断路器，其特征在于，所述的HPLC通信模块（9）包括HPLC载波模块与载波信号耦合器，所述HPLC载波模块与载波信号耦合器连接，所述载波信号耦合器与断路器本体（4）其中一相连接。

3.根据权利要求1所述的一种电力载波通讯的智能断路器，其特征在于，还包括传感器模块（12），所述传感器模块（12）包括若干个温度传感器，所述温度传感器均与控制模块（7）连接。

4.根据权利要求1所述的一种电力载波通讯的智能断路器，其特征在于，还包括显示模块（13），所述显示模块（13）包括按键（14）、指示灯（15）和显示屏（16），所述按键（14）、指示灯（15）和显示屏（16）均与控制模块（7）连接。

5.根据权利要求4所述的一种电力载波通讯的智能断路器，其特征在于，所述的指示灯（15）包括LED灯A和LED灯B，所述LED灯A用于指示用电设备导通，所述LED灯B用于指示用电设备断开。

6.根据权利要求1所述的一种电力载波通讯的智能断路器，其特征在于，所述的执行模块（8）为磁保持继电器，所述磁保持继电器与控制模块（7）连接。

7.根据权利要求1所述的一种电力载波通讯的智能断路器，其特征在于，所述断路器本体（4）包括底座（18）和面盖（19），所述底座（18）底部与箱体（1）连接，所述底座（18）正面设有第一安装槽和第二安装槽（22），所述的第一安装槽内安装有HPLC通信模块（9），所述的第二安装槽（22）内安装有执行模块（8），所述底座（18）内部安装有电源模块（5）、计量模块（6）、ESAM安全加密模块（10）以及控制模块（7），所述底座（18）背面安装有散热模块（11），所述散热模块（11）包括散热器（21），所述散热器（21）上和第一安装槽内、第二安装槽（22）内均安装有温度传感器。

8.根据权利要求7所述的一种电力载波通讯的智能断路器，其特征在于，所述的散热模块（11）还包括第一风机（20）、第二风机（17），所述散热器（21）安装在断路器本体（4）上，所述第一风机（20）安装在散热器（21）上，所述第二风机（17）安装在箱体（1）右侧内壁上。

9.根据权利要求7所述的一种电力载波通讯的智能断路器，其特征在于，所述的面盖（19）安装在第一安装槽上方，所述面盖（19）上安装有按键（14）、指示灯（15）和显示屏（16）。

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