CN215452510U - 电气测量信号输出断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利，提供一种电气测量信号输出断路器，包括：零序电流测量电路、电压测量电路、电流测量电路、故障电弧检测电路、温度测量电路、感烟探测电路、控制器、开关动作机构及脱扣器、信号输出接线端子。将测量、检测、探测电路安置在断路器内部或只是将测量、检测、探测元件安置在断路器内部，测量、检测、探测电路或测量、检测、探测元件的输出端连接信号输出接线端子，将信号输送至监测系统供监测及数据分析，及时发现检测回路故障和失效的保护电器，测量、检测、探测电路或测量、检测、探测元件的输出端连接控制器输入端，当检测回路出现异常、温度过热和火灾时控制器的控制脱扣器释放开关动作机构，切断被保护电路的电源。

Description

电气测量信号输出断路器

技术领域

本实用新型涉及电气工程技术领域，特别是涉及一种电气测量信号输出断路器。

背景技术

在建筑施工行业，为保证建设工程施工用电安全并对用电量进行计量，要求在配电箱设置剩余电流保护器(以下简称RCD)和电压、电流等计量仪表。然而，剩余电流保护器只是当被保护电路对地的泄漏电流或对保护导体的泄漏电流达到设定的开关动作机构动作电流值时，才切断对被保护电路的供电。近年来随着用电安全意识的提高，为防止因RCD失效使泄漏电流值超过额定动作电流值、发生电气安全事故和及时获得施工用电数据。为此，需要对泄漏电流和工作电压、工作电流等数据进行实时测量和传输。

常用的泄漏电流测量方式是将相线、中性线(N)一起穿过零序电流传感器，工作电压测量方式是将相线与电压传感器输入端用导线做电气连接，工作电流测量方式是将各相线分别穿过对应的电流传感器。上述方式的传感器分散安装在检测回路各处，具有占用空间大、安装工序多、布置凌乱、成本较高的缺点。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述缺点，提供一种本实用新型电气测量信号输出断路器，具有剩余电流和工作电压、工作电流等数据信号的测量输出功能。

本实用新型提供一种电气测量信号输出断路器，包括：零序电流测量电路、电压测量电路、电流测量电路、故障电弧检测电路、温度测量电路、感烟探测电路、控制器、开关动作机构及脱扣器、信号输出接线端子，所述零序电流测量电路由零序电流测量元件和信号调理转换电路组成，所述电压测量电路由电压测量元件和信号调理转换电路组成，所述电流测量电路由电流测量元件和信号调理转换电路组成，所述故障电弧检测电路由故障电弧检测元件和信号调理转换电路组成，所述温度测量电路由温度测量元件和信号调理转换电路组成，所述感烟探测电路由感烟探测元件和信号调理转换电路组成，零序电流、电压、电流测量元件和故障电弧检测元件设于检测回路，用于测量剩余电流、工作电压、工作电流和检测故障电弧，所述零序电流测量电路、电压测量电路、电流测量电路、温度测量电路、故障电弧检测电路、感烟探测电路的输出端连接信号输出接线端子，所述零序电流测量电路、电压测量电路、电流测量电路、温度测量电路、故障电弧检测电路、感烟探测电路的输出端连接控制器输入端，所述开关动作机构的脱扣器电气连接控制器的输出端，所述控制器的控制输出端通过脱扣器释放开关动作机构。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述零序电流测量电路、电压测量电路、电流测量电路、温度测量电路、故障电弧检测电路、感烟探测电路，每个电路设置一个输出端连接信号输出接线端子和控制器的输入端或设置两个输出端分别连接信号输出接线端子和控制器的输入端。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述零序电流测量元件、电压测量元件、电流测量元件、温度测量元件、故障电弧检测元件、感烟探测元件的输出端连接信号输出接线端子或连接信号输出接线端子和控制器的输入端。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述零序电流测量电路、电压测量电路、电流测量电路、温度测量电路、故障电弧检测电路、感烟探测电路安置在同一个断路器内部。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述测量、检测、探测元件和信号调理转换电路一起安置在断路器内部，或只是将测量元件、检测元件、探测元件安置在断路器内部。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述温度测量元件和感烟探测元件安置在断路器外部。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述零序电流测量电路的信号调理转换电路、电压测量电路的信号调理转换电路、电流测量电路的信号调理转换电路、温度测量电路的信号调理转换电路、故障电弧检测电路的信号调理转换电路、感烟探测电路的信号调理转换电路、控制器设置在同一个电路板或集成电路中。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述零序电流测量元件为零序电流互感器。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述电压测量元件为电压互感器、霍尔电压传感器或导线。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述电流测量元件为电磁式电流互感器、霍尔电流传感器或分流器。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述信号输出接线端子经信号传输导线连接信号采集电路的输入端。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述信号输出接线端子设置在电气测量信号输出断路器的壳体表面。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述信号输出接线端子用导线延伸至电气测量信号输出断路器的壳体以外。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述开关动作机构为断路器开关动作机构，所述脱扣器一端电气连接控制器的控制输出端，另一端机械连接开关动作机构。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述信号调理转换电路和控制器为单片机芯片。

进一步，在上述的电气测量信号输出断路器中，所述控制器连接显示数据和故障种类的显示器。

本实用新型电气测量信号输出断路器将用于测量剩余电流的零序电流测量电路、测量工作电压的电压测量电路、测量工作电流的电流测量电路、温度测量电路、检测故障电弧的故障电弧检测电路、探测火灾的感烟探测电路或只是将零序电流测量元件、电压测量元件、电流测量元件、温度测量元件、故障电弧检测元件、感烟探测元件设置在断路器内，并将信号通过信号输出接线端子输出，从而避免因分散设置各种测量、检测、探测电路或测量、检测、探测元件所产生的元器件占用空间大、安装工序多、布置凌乱、成本较高的缺点。也可以将温度测量元件和感烟探测元件设置在断路器外部，用于测量环境温度和探测火灾。

附图说明

图1为本实用新型电气测量信号输出断路器的测量、检测、探测电路(由测量、检测、探测元件和信号调理转换电路组成)的其中一个输出端连接信号输出接线端子，另一个输出端连接控制器输入端的结构示意图；

图2为本实用新型电气测量信号输出断路器的测量、检测、探测电路(由测量、检测、探测元件和信号调理转换电路组成)的输出端连接信号输出接线端子和控制器输入端的结构示意图；

图3为本实用新型电气测量信号输出断路器的测量、检测、探测电路(由测量、检测、探测元件和信号调理转换电路组成)的输出端连接信号输出接线端子的结构示意图；

图4为本实用新型电气测量信号输出断路器的测量、检测、探测电路(由测量、检测、探测元件组成)的输出端连接信号输出接线端子和控制器输入端的结构示意图；

图5为本实用新型电气测量信号输出断路器的测量、检测、探测电路(由测量、检测、探测元件组成)的输出端连接信号输出接线端子的结构示意图；

图6为本实用新型电气测量信号输出断路器的测量、检测、探测电路(由测量、检测、探测元件组成，电压测量电路增设电压互感器)的输出端连接信号输出接线端子的结构示意图；

具体实施方式

请参阅图1、2、3、4、5、6，本实用新型提供一种电气测量信号输出断路器，其包括：零序电流测量元件2、故障电弧检测元件3、电流测量元件4、电压测量元件6、控制器7、开关动作机构5及脱扣器8、电压信号输出接线端子11、电流信号输出接线端子12、故障电弧信号输出接线端子13、零序电流信号输出接线端子14、温度信号输出接线端子15、感烟信号输出接线端子16、电压互感器17、断路器壳体18、温度测量元件20、感烟探测元件19，所述零序电流测量元件2、电流测量元件4、电压测量元件6、故障电弧检测元件3，设于检测回路1，用于测量剩余电流、工作电流、工作电压和检测故障电弧，所述温度测量元件20、感烟探测元件19，设于断路器壳体18内部或外部，用于测量温度和探测火灾，所述电压互感器17，设于电压测量电路，用于降低电压值，所述零序电流测量元件2的输出端连接信号输出接线端子14或经信号调理转换电路连接信号输出接线端子14、电流测量元件4的输出端连接信号输出接线端子12或经信号调理转换电路连接信号输出接线端子12、电压测量元件6的输出端连接信号输出接线端子11或经信号调理转换电路或经电压互感器17连接信号输出接线端子11、故障电弧检测元件3的输出端连接信号输出接线端子13或经信号调理转换电路连接信号输出接线端子13、温度测量元件20的输出端连接信号输出接线端子15或经信号调理转换电路连接信号输出接线端子15、感烟探测元件19的输出端连接信号输出接线端子16或经信号调理转换电路连接信号输出接线端子16。

所述控制器7根据剩余电流值、电压值、电流值、温度值、故障电弧和感烟探测信号，控制开关动作机构5是否动作。

所述开关动作机构5为断路器开关动作机构，所述脱扣器8一端电气连接所述控制器7的控制输出端，另一端机械连接开关动作机构5，用以释放保持机构并使开关动作机构5自动断开，并在判断有漏电超标、缺相、过压、欠压、过电流及短路、过热、故障电弧和火灾的情况下，通过脱扣器8迅速释放保持机构并使开关动作机构5切断电源，从而起到安全用电保护作用。

所述控制器7还连接有显示器9和试验按钮10。

本实用新型电气测量信号输出断路器的工作原理如下：

通过所述零序电流测量元件2测量剩余电流，当检测回路1出现剩余电流时剩余电流信号经剩余电流信号输出接线端子14输出至剩余电流监测系统。当剩余电流值达到设定的剩余电流预警值时监测系统预警，当剩余电流值达到设定的剩余电流动作值时控制器7控制脱扣器8迅速释放保持机构并使开关动作机构5切断电源，从而避免在同一回路的剩余电流保护器失效的情况下因漏电发生触电和电气火灾事故。

通过所述故障电弧检测元件3检测故障电弧，当检测回路1出现故障电弧信号经故障电弧信号输出接线端子13输出至故障电弧监测系统，同时控制器7控制脱扣器8迅速释放保持机构并使开关动作机构5切断电源，从而避免在同一回路因漏电发生电气火灾事故。

通过所述电压测量元件6测量工作电压，检测回路1工作电压信号经电压信号输出接线端子11输出至工作电压监测系统。当工作电压值高于或低于设定的工作电压预警值时监测系统预警，当工作电压值高于或低于规定的工作电压值时控制器7控制脱扣器8迅速释放保持机构并使开关动作机构5切断电源，从而避免损坏机电设备事故。

通过所述电流测量元件4测量工作电流，检测回路1工作电流信号经电流信号输出接线端子12输出至工作电流监测系统。当工作电流值略小于设定的最大工作电流值时监测系统预警，当工作电流值达到设定的最大工作电流值时控制器7控制脱扣器8迅速释放保持机构并使开关动作机构5切断电源，从而避免电气事故。当三相供电系统有缺相或电流严重不平衡时监测系统报警，同时控制器7控制脱扣器8迅速释放保持机构并使开关动作机构5切断电源，从而避免损坏电机事故。

通过所述温度测量元件20测量温度，当温度值略小于设定的最大温度值时监测系统预警，当温度值达到设定的最高温度值时控制器7控制脱扣器8迅速释放保持机构并使开关动作机构5切断电源，保证电器元器件在规定的温度下工作。

通过所述感烟探测元件19探测火灾，当探测范围内有火情时监测系统报警，同时控制器7控制脱扣器8迅速释放保持机构并使开关动作机构5切断电源，减少火灾损失。

综上，本实用新型电气测量信号输出断路器通过信号输出接线端子将信号输出至监测系统进行监测，并提供数据供监控、统计和分析使用，及时发现检测回路故障和失效的保护电器，在已有的安全措施下进一步提升安全运行的能力，降低发生触电和电气火灾等事故的几率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种电气测量信号输出断路器，其特征在于，包括：零序电流测量电路、电压测量电路、电流测量电路、故障电弧检测电路、温度测量电路、感烟探测电路、控制器、开关动作机构及脱扣器、信号输出接线端子，所述零序电流测量电路由零序电流测量元件和零序电流信号调理转换电路组成，所述电压测量电路由电压测量元件和电压信号调理转换电路组成，所述电流测量电路由电流测量元件和电流信号调理转换电路组成，所述故障电弧检测电路由故障电弧检测元件和故障电弧信号调理转换电路组成，所述温度测量电路由温度测量元件和温度信号调理转换电路组成，所述感烟探测电路由感烟探测元件和感烟信号调理转换电路组成，零序电流、电压、电流测量元件和故障电弧检测元件设于测量回路，用于测量剩余电流、工作电压、工作电流和检测故障电弧，所述零序电流测量电路、电压测量电路、电流测量电路、温度测量电路、故障电弧检测电路和感烟探测电路的输出端连接信号输出接线端子，所述零序电流测量电路、电压测量电路、电流测量电路、温度测量电路、故障电弧检测电路和感烟探测电路的输出端连接控制器输入端，所述开关动作机构的脱扣器连接控制器的输出端，所述控制器的控制输出端通过脱扣器释放开关动作机构。

2.根据权利要求1所述的电气测量信号输出断路器，其特征在于，所述信号输出接线端子设置在电气测量信号输出断路器的壳体表面。

3.根据权利要求1所述的电气测量信号输出断路器，其特征在于，所述信号输出接线端子用导线延伸设于电气测量信号输出断路器的壳体以外。

4.根据权利要求1所述的电气测量信号输出断路器，其特征在于，所述信号输出接线端子用导线连接零序电流互感器的输出端。

5.根据权利要求1所述的电气测量信号输出断路器，其特征在于，所述信号输出接线端子用导线连接检测回路。

6.根据权利要求1所述的电气测量信号输出断路器，其特征在于，所述信号输出接线端子用导线连接电流测量元件的输出端。

7.根据权利要求1所述的电气测量信号输出断路器，其特征在于，所述信号输出接线端子用导线连接故障电弧检测元件的输出端。

8.根据权利要求1所述的电气测量信号输出断路器，其特征在于，所述信号输出接线端子用导线连接温度测量元件的输出端。

9.根据权利要求1所述的电气测量信号输出断路器，其特征在于，所述信号输出接线端子用导线连接感烟探测元件的输出端。

10.根据权利要求1所述的电气测量信号输出断路器，其特征在于，所述信号输出接线端子经信号调理转换电路连接测量元件、检测元件和探测元件的输出端。

11.根据权利要求1所述的电气测量信号输出断路器，其特征在于，所述脱扣器一端电气连接所述控制器的控制输出端，另一端机械连接开关动作机构。

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