CN215299158U - 一种电力载波通信的全息感知智能断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电力载波通信的全息感知智能断路器。为了克服现有技术断路器轨迹检测的传感器需要额外的安装支架与断路器相连，加工复杂的问题；本实用新型包括载波芯片、输出芯片和执行模块；所述的载波芯片和执行模块分别与输出芯片电连接；所述的执行模块包括继电开关，智能断路器还包括压电薄膜，压电薄膜设置在继电开关一侧，压电薄膜与继电开关接触，压电薄膜与输出芯片电连接。通过压电薄膜的位置设计，在继电开关状态转换的过程中压电薄膜通过压电变化能够检测到继电开关的轨迹，不需要额外安装直接，结构简单。

Description

一种电力载波通信的全息感知智能断路器

技术领域

本实用新型涉及一种智能断路器领域，尤其涉及一种电力载波通信的全息感知智能断路器。

背景技术

断路器机械特性参数的测试，其中的一个重要参数是断路器的分合闸速度，为了直观的反映断路器的动触头运动轨迹，通常要将速度传感器安装在断路器上，并与断路器同步运动。目前常用的速度传感器有两种类型，一种是利用光栅移动产生的摩尔条纹的光学传感器，另一种是采用精密耐磨的导电塑料做成的位移传感器。光学传感器由于精度低、加工复杂，已经逐渐被淘汰；位移传感器因其价格低廉，稳定性好，得到了广泛应用。但两种传感器都存在一个共同的缺点，就是用需要专用的安装支架与断路器相连。

例如，一种在中国专利文献上公开的“断路器动作速度检测装置及断路器”，其公告号CN212341389U，包括：一个遮光片，其通过与断路器触头系统机械耦合而将所述断路器的合闸和/或分闸过程线性映射为所述遮光片沿预设轨迹运动的过程；多个光电开关，设置在所述预设轨迹上不同位置，用于获取所述断路器的合闸和/或分闸过程中所述遮光片经过各光电开关所生成的脉冲信号；信号处理模块，用于对所述脉冲信号进行处理得到遮光片经过多个不同分段区间时的速度信息，并通过将这些速度信息拟合得到所述断路器的合闸和/或分闸过程的速度变化情况。该方案采用光学传感器，精度低，加工复杂，且需要额外的安装支架与断路器相连。

发明内容

本实用新型主要解决现有技术断路器轨迹检测的传感器需要额外的安装支架与断路器相连，加工复杂的问题；提供一种电力载波通信的全息感知智能断路器，通过压电薄膜检测运动轨迹，不需要额外安装支架。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种电力载波通信的全息感知智能断路器，包括载波芯片、输出芯片和执行模块；所述的载波芯片和执行模块分别与输出芯片电连接；所述的执行模块包括继电开关，智能断路器还包括压电薄膜，压电薄膜设置在继电开关一侧，压电薄膜与继电开关接触，压电薄膜与输出芯片电连接。

本方案通过压电薄膜的位置设计，在继电开关状态转换的过程中压电薄膜通过压电变化能够检测到继电开关的轨迹，通过变化时间能够计算得到动作速度，不需要额外安装支杆，只需要继电开关与压电薄膜贴合即可，结构简单。

作为优选，在所述的继电开关的合闸位置区域与开闸位置区域均设置有压电检测点，继电开关与压电检测点接触；压电检测点分别与输出芯片电连接。本方案通过在合闸位置区域和开闸位置区域分别设置压电检测点，用于检测继电开关合闸与开闸是否到位。

作为优选，所述的压电薄膜划分为若干个检测区域，检测区域呈矩阵式排列。本方案的设置能够更加精细化的获得继电开关的运动轨迹。

作为优选，所述的继电开关与压电薄膜之间设置有隔离层；继电开关的顶端向一侧延伸有接触杆，隔离层上开设有供接触杆穿过的运动通道，接触杆穿过隔离层上的运动通道与压电薄膜接触。通过物理隔离，避免在继电开关在开合过程的电力变化影响压电薄膜的检测。

作为优选，所述的载波芯片包括硬件加/解密单元、密匙存储单元和防火墙单元；所述的防火墙单元分别与载波芯片的载波输入端口和载波输出连接。通过本方案的设计，能够在硬件上保证信息传输的安全。

作为优选，所述的输出芯片还连接有接口测试模块，所述的接口测试模块包括测试接口J1、电阻R1、二极管D1、光耦O1、电容C1和电阻R2；电阻R1的第一端连接测试接口J1，电阻R1的第二端连接二极管D1的阴极，光耦O1的二极管阳极与二极管D1的阴极连接，光耦O1的二极管阴极与二极管D1的阳极连接；光耦O1的集电极连接电容C1的第一端，光耦O1的发射极连接电容C1的第二端，电容C2的第二端接地；电阻R2的第一端连接电容C1的第一端，电阻R2的第二端连接电源VCC；电容C1的第一端与输出芯片的测试端连接；电阻R1的第一端连接火线L，二极管D1的阳极连接零线N。通过光耦隔离保护接口测试的输出，抗干扰。

作为优选，所述的输出芯片还连接有告警模块，所述的告警模块包括RGB灯珠，所述的RGB灯珠共阳连接，RGB灯珠的阴极分别与输出芯片的三个告警控制端连接。通过告警模块在故障时告警，提醒检修。

本实用新型的有益效果是：

1. 通过压电薄膜的位置设计，在继电开关状态转换的过程中压电薄膜通过压电变化能够检测到继电开关的轨迹，不需要额外安装直接，结构简单。

2. 通过在合闸位置区域和开闸位置区域分别设置压电检测点，用于检测继电开关合闸与开闸是否到位。

3. 通过阵列式排布的压电薄膜，能够更加精细化的获得继电开关的运动轨迹。

附图说明

图1是本实用新型的一种智能断路器电路连接框图。

图2是本实用新型的一种接口测试模块的电路结构图。

图3是本实用新型的继电开关部分的剖视图。

图中1.载波芯片，2.输出芯片，3.执行模块，4.压电薄膜，5.继电开关，6.接触杆，7.隔离层，8.接口测试模块，9.告警模块。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例的一种电力载波通信的全息感知智能断路器，如图1所示，包括载波芯片1、输出芯片2、执行模块3、压电薄膜4、接口测试模块8和告警模块9。

载波芯片1、执行模块3、压电薄膜4、接口测试模块8和告警模块9分别与输出芯片2电连接。

在本实施例中，输出芯片2为STM32系列的单片机。

载波芯片1包括硬件加/解密单元、密匙存储单元和防火墙单元。防火墙单元分别与载波芯片1的载波输入端口和载波输出连接。智能断路器通过电力载波通信与台区宽带载波集中器通信连接。

硬件加/解密单元用于对电力载波通信的内容进行加解密；密匙存储单元用于存储解密的秘钥；防火墙单元用于对通信过程中的危险信息进行防御。通过该设计，能够在硬件上保证信息传输的安全。

告警模块9包括RGB灯珠，RGB灯珠共阳连接，RGB灯珠的阴极分别通过一个保护电阻与输出芯片2的三个告警控制端连接。通过控制三个告警控制端的电平信号来显示不同颜色，体现不同状态，实现不同状态告警信息的传递。

如图2所示，接口测试模块包括测试接口J1、电阻R1、二极管D1、光耦O1、电容C1和电阻R2。

电阻R1的第一端连接测试接口J1，电阻R1的第二端连接二极管D1的阴极，光耦O1的二极管阳极与二极管D1的阴极连接，光耦O1的二极管阴极与二极管D1的阳极连接；光耦O1的集电极连接电容C1的第一端，光耦O1的发射极连接电容C1的第二端，电容C2的第二端接地；电阻R2的第一端连接电容C1的第一端，电阻R2的第二端连接电源VCC；电容C1的第一端与输出芯片的测试端连接；电阻R1的第一端连接火线L，二极管D1的阳极连接零线N。

通过光耦隔离保护接口测试的输出，抗干扰。

如图3所示，执行模块3包括继电开关5，压电薄膜4设置在继电开关5一侧，压电薄膜4与继电开关5接触。压电薄膜4划分为若干个检测区域，检测区域呈矩阵式排列。通过压电薄膜4阵列式排布的设置，能够更加精细化的获得继电开关的运动轨迹。

继电开关5的合闸位置区域与开闸位置区域均设置有压电检测点，继电开关5与压电检测点接触；压电检测点分别与输出芯片2电连接。

通过在合闸位置区域和开闸位置区域分别设置压电检测点，用于检测继电开关合闸与开闸是否到位。

继电开关5与压电薄膜4之间设置有隔离层7，继电开关5的顶端向一侧延伸有接触杆6，隔离层7上开设有供接触杆6穿过的运动通道，接触杆6穿过隔离层5上的运动通道与压电薄膜4接触。

通过物理隔离，避免在继电开关5在开合过程的电力变化影响压电薄膜4的检测。

本实施例的方案通过压电薄膜4的设计，在继电开关5状态转换的过程中压电薄膜4通过压电变化能够检测到继电开关5的轨迹，通过变化时间能够计算得到动作速度，不需要额外安装支杆，只需要继电开关5一端与压电薄膜4贴合即可，结构简单。

应理解，实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种电力载波通信的全息感知智能断路器，其特征在于，包括载波芯片（1）、输出芯片（2）和执行模块（3）；所述的载波芯片和执行模块分别与输出芯片电连接；所述的执行模块包括继电开关（5），智能断路器还包括压电薄膜（4），压电薄膜设置在继电开关一侧，压电薄膜与继电开关接触，压电薄膜与输出芯片电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力载波通信的全息感知智能断路器，其特征在于，在所述的继电开关（5）的合闸位置区域与开闸位置区域均设置有压电检测点，继电开关与压电检测点接触；压电检测点分别与输出芯片（2）电连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种电力载波通信的全息感知智能断路器，其特征在于，所述的压电薄膜（4）划分为若干个检测区域，检测区域呈矩阵式排列。

4.根据权利要求1或2所述的一种电力载波通信的全息感知智能断路器，其特征在于，所述的继电开关（5）与压电薄膜（4）之间设置有隔离层（7）；继电开关的顶端向一侧延伸有接触杆（6），隔离层上开设有供接触杆穿过的运动通道，接触杆穿过隔离层上的运动通道与压电薄膜接触。

5.根据权利要求1所述的一种电力载波通信的全息感知智能断路器，其特征在于，所述的载波芯片（1）包括硬件加/解密单元、密匙存储单元和防火墙单元；所述的防火墙单元分别与载波芯片（1）的载波输入端口和载波输出连接。

6.根据权利要求1或5所述的一种电力载波通信的全息感知智能断路器，其特征在于，所述的输出芯片（2）还连接有接口测试模块（8），所述的接口测试模块包括测试接口J1、电阻R1、二极管D1、光耦O1、电容C1和电阻R2；电阻R1的第一端连接测试接口J1，电阻R1的第二端连接二极管D1的阴极，光耦O1的二极管阳极与二极管D1的阴极连接，光耦O1的二极管阴极与二极管D1的阳极连接；光耦O1的集电极连接电容C1的第一端，光耦O1的发射极连接电容C1的第二端，电容C2的第二端接地；电阻R2的第一端连接电容C1的第一端，电阻R2的第二端连接电源VCC；电容C1的第一端与输出芯片的测试端连接；电阻R1的第一端连接火线L，二极管D1的阳极连接零线N。

7.根据权利要求1所述的一种电力载波通信的全息感知智能断路器，其特征在于，所述的输出芯片（2）还连接有告警模块（9），所述的告警模块包括RGB灯珠，所述的RGB灯珠共阳连接，RGB灯珠的阴极分别与输出芯片的三个告警控制端连接。

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