CN218275779U - 一种开关柜用智能型自动式手车断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及断路器技术领域，尤其涉及一种开关柜用智能型自动式手车断路器。其技术方案包括：开关柜门、手车柜和电动驱动轮组件，电动驱动轮组件包括传动杆，传动杆外侧中心安装有蜗轮，蜗轮顶部齿合安装有蜗杆，蜗杆一端安装有驱动电机，传动杆两端安装有滚轮，开关柜门内部安装有机器人控制模块。本实用新型通过机器人控制模块和电动驱动轮组件，使开关柜的控制与操作等实现全程自动化；该设备不仅可以实现取代人力操作、运输断路器设备，而且能更方便的保护设备，在线监测设备的温度、行程、机械特性、回路电阻及局放等，该设备还具有事故消防功能及事故自救功能，实现设备的智能操作及控制，使设备集成度更高。

Description

一种开关柜用智能型自动式手车断路器

技术领域

本实用新型涉及断路器技术领域，具体为一种开关柜用智能型自动式手车断路器。

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关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置，断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。

经检索，专利公告号为CN204967094U公开了一种手车式断路器。所述手车式断路器包括断路器本体、手车架及推进装置，所述手车架承载所述断路器本体,所述推进装置设于所述手车架，所述推进装置包括传动螺母、推进插销、丝杠及摇把装置,所述传动螺母固定连接所述丝杠与所述摇把装置,所述断路器本体包括定位孔,所述推进插销设于所述定位孔内，所述丝杠贯穿所述断路器本体设置，现有的技术中CN204967094U在使用的过程中不具有全程自动化运行功能，采用手动操作及检修，由于原设备机械连锁繁琐，设备笨重，手车移动系统不灵活，在设备搬运过程中，操作人员很费力，有时出现伤害操作人员和损坏设备的安全事故，不具有事故消防功能及事故自救功能，导致装置使用过程中发生火灾时无法进行自救，发生安全事故，鉴于此我们提出一种开关柜用智能型自动式手车断路器来解决现有的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种开关柜用智能型自动式手车断路器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种开关柜用智能型自动式手车断路器，包括开关柜门、手车柜和电动驱动轮组件，所述手车柜底部安装有底盘车，所述底盘车内部安装有延伸出的电动驱动轮组件，所述电动驱动轮组件包括传动杆，所述传动杆外侧中心安装有蜗轮，所述蜗轮顶部齿合安装有蜗杆，所述蜗杆一端安装有驱动电机，所述传动杆两端安装有滚轮，所述手车柜顶部通过托盘安装有断路器本体，所述断路器本体顶部安装有断路器触臂，所述断路器触臂外侧安装有互感器，且互感器内部安装有信号调制设备，所述手车柜正面安装有开关柜门，所述开关柜门内部安装有机器人控制模块。

在机器人控制模块内集成驱动电机程序和协议，机器人控制模块根据内置的开关柜操作流程进行判别，条件允许时控制系统发出指令(或通过人机界面操作发出指令)，启动驱动电机，通过驱动电机的正转或者反通过蜗轮带动传动杆进行旋转，旋转的传动杆带动滚轮进行旋转，控制手车断路器实现由工作位置退回到试验位置以及由试验位推进到工作位，减轻操作人员工作量，在柜外运输时，机器人手车断路器根据自身安装的激光雷达传感器形成本身的地图路径，控制系统发出指令驱动底盘车将断路器运输到指定的位置，智能规避障碍，有效解决人为控制不当出现伤害操作人员和损坏设备的安全事故，通过机器人控制模块、机器人手车断路器的配合，依据停送电程序，机器人手车断路器自动进出柜体及自动分合闸等操作，通过视频监视模块还可以通过画面监视断路器室状态，是否产生电弧或电火花，进而触发机器人控制模块发出指令联动智能灭火器设备进行断路器室灭火操作，增加装置事故消防功能及事故自救功能，且通过采集传感器将实时采集烟雾、压力、温度等数据通过无线通讯模组传输到机器人控制模块，通过机器人控制模块判别是否启动智能灭火器设备，智能灭火器设备通过无线通讯模组可与手机终端通信，信息及时反馈给终端,以提醒用户或者操作人员及时智能灭火器设备的工作运行状态。

优选的，所述开关柜门背面安装有视频监视模块，开关柜门正面位于机器人控制模块下方安装有回路电阻监测模块，回路电阻监测模块下方设置有红外测温模块，红外测温模块下方设置有接地开关控制模块。视频监视模块还可以通过画面监视断路器室状态，是否产生电弧或电火花，进而触发机器人控制模块发出指令联动智能灭火器设备进行断路器室灭火操作，机器人控制模块接收回路电阻监测模块上送的电流和电压信号，将信号传输到机器人控制模块，机器人控制模块集成回路电阻测试仪的程序和协议以及测量原理及功能等，根据互感器测量的电流和电压模拟量的值计算断路器回路的电阻值，此种测量方案无需将开关柜停电并将断路器本体抽出柜外操作，即取消了人员操作试验，又实现了断路器本体在开关柜内即可在线监测并查看数据，而且此数据是实时性的，随时通过机器人控制模块人机界面查看，此种方式可以实现故障隐患的早发现，早处理，避免安全事故的发生，红外测温模块采用RF无线射频技术，在不停电、不接触、不取样、不解体的情况下，检测出接触故障的引起的温度异常，红外测温模块本体安装物联网卡，通过无线传输方式将采集数据直接接入手车断路器的机器人控制模块内，取消常规测温模块的控制器，在本体人机界面即可实现在线监测，接地开关控制模块接地刀本体安装于开关柜电缆室内，采用外接电机实现对接地刀的自动操作取消接地自带控制器，将此控制器的程序以及协议等功能集成开发到机器人控制模块内，在手车断路器进行分闸和合闸操作时，机器人控制模块根据预制的开关柜操作流程进行判别，是否需要合上接地开关或者分开接地开关控制模块。

优选的，所述托盘顶部安装有智能灭火器设备，智能灭火器设备正面安装有采集传感器，采集传感器正面安装有无线通讯模组。通过采集传感器将实时采集烟雾、压力、温度等数据通过无线通讯模组传输到机器人控制模块，通过机器人控制模块判别是否启动智能灭火器设备，通过智能灭火器设备进行断路器室灭火操作。

优选的，所述手车柜背面安装有激光雷达传感器，且手车柜顶部两侧设置有侧板。通过激光雷达传感器形成本身的地图路径，控制系统发出指令驱动底盘车将断路器运输到指定的位置，智能规避障碍，有效解决人为控制不当出现伤害操作人员和损坏设备的安全事故，且通过侧板可便于手车柜进行出入时对断路器本体进行防护。

优选的，所述蜗杆外侧套有安装架，且驱动电机通过螺栓固定在安装架一侧。通过安装架可为驱动电机提供安装位置，便于驱动电机通过安装架安装在底盘车内部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过驱动电机的正转或者反通过蜗轮带动传动杆进行旋转，旋转的传动杆带动滚轮进行旋转，控制手车断路器实现由工作位置退回到试验位置以及由试验位推进到工作位，减轻操作人员工作量，在柜外运输时，机器人手车断路器根据自身安装的激光雷达传感器形成本身的地图路径，控制系统发出指令驱动底盘车将断路器运输到指定的位置，智能规避障碍，有效解决人为控制不当出现伤害操作人员和损坏设备的安全事故。

2、通过视频监视模块还可以通过画面监视断路器室状态，是否产生电弧或电火花，进而触发机器人控制模块发出指令联动智能灭火器设备进行断路器室灭火操作，增加装置事故消防功能及事故自救功能，且通过采集传感器将实时采集烟雾、压力、温度等数据通过无线通讯模组传输到机器人控制模块，通过机器人控制模块判别是否启动智能灭火器设备，智能灭火器设备通过无线通讯模组可与手机终端通信，信息及时反馈给终端,以提醒用户或者操作人员及时智能灭火器设备的工作运行状态。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的侧面结构示意图；

图4为本实用新型的电动驱动轮组件局部结构示意图。

图中：1、开关柜门；101、机器人控制模块；102、视频监视模块；103、回路电阻监测模块；104、红外测温模块；105、接地开关控制模块；2、断路器本体；201、托盘；202、断路器触臂；203、互感器；204、信号调制设备；3、智能灭火器设备；301、采集传感器；302、无线通讯模组；4、手车柜；401、底盘车；402、激光雷达传感器；5、电动驱动轮组件；501、传动杆；502、蜗轮；503、滚轮；504、蜗杆；505、驱动电机；506、安装架。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。

实施例一

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型提出的一种开关柜用智能型自动式手车断路器，包括开关柜门1、手车柜4和电动驱动轮组件5，手车柜4背面安装有激光雷达传感器402，手车柜4底部安装有底盘车401，底盘车401内部安装有延伸出的电动驱动轮组件5，电动驱动轮组件5包括传动杆501，传动杆501外侧中心安装有蜗轮502，蜗轮502顶部齿合安装有蜗杆504，蜗杆504一端安装有驱动电机505，传动杆501两端安装有滚轮503，手车柜4顶部通过托盘201安装有断路器本体2，断路器本体2顶部安装有断路器触臂202，断路器触臂202外侧安装有互感器203，且互感器203内部安装有信号调制设备204，手车柜4正面安装有开关柜门1，开关柜门1内部安装有机器人控制模块101，开关柜门1背面安装有视频监视模块102，开关柜门1正面位于机器人控制模块101下方安装有回路电阻监测模块103，回路电阻监测模块103下方设置有红外测温模块104，托盘201顶部安装有智能灭火器设备3，智能灭火器设备3正面安装有采集传感器301，采集传感器301正面安装有无线通讯模组302。

基于实施例1的开关柜用智能型自动式手车断路器工作原理是：互感器203采用组合式光电互感器，电压互感器和电流互感器合为一体，互感器203内部加装信号调制设备204，使二次侧感应输出小信号模拟量或者光信号，体积小，重量轻，很好的解决饱和问题，抗干扰能力强，通过环氧树脂浇筑的方式将互感器203安装在断路器触臂202上，释放开关柜安装空间，布局更合理，此种方式互感器203安装到断路器本体2的进线侧，相比于传统安装在出线侧，互感器203安装位置更靠近母线，这种位置改变让设备的保护范围大大提供，保护更可靠，避免了断路器本体2出现故障保护不跳闸的问题，互感器203二次侧输出为小信号或光信号，接线大幅减小，采用一根信号线或光缆直接接入保护测控设备不用端子排中转，在机器人控制模块101内集成驱动电机505程序和协议，机器人控制模块101根据内置的开关柜操作流程进行判别，条件允许时控制系统发出指令(或通过人机界面操作发出指令)，启动驱动电机505，通过驱动电机505的正转或者反通过蜗轮502带动传动杆501进行旋转，旋转的传动杆501带动滚轮503进行旋转，控制手车断路器实现由工作位置退回到试验位置以及由试验位推进到工作位，减轻操作人员工作量，在柜外运输时，机器人手车断路器根据自身安装的激光雷达传感器402形成本身的地图路径，控制系统发出指令驱动底盘车401将断路器运输到指定的位置，智能规避障碍，有效解决人为控制不当出现伤害操作人员和损坏设备的安全事故，通过机器人控制模块101、机器人手车断路器的配合，依据停送电程序，机器人手车断路器自动进出柜体及自动分合闸等操作，视频监视模块102采用基于传输数字视频信号的摄像头，视频信息通过POE接线接入机器人控制模块101内，在人机界面实时在线监测，显示断路器本体2在柜内的推进行程，使断路器本体2顺利合闸，通过视频及系统算法判断推进是否到位，防止断路器本体2推进不到位或推进到位后仍继续推进导致断路器本体2损坏，另外视频监视模块102还可以通过画面监视断路器室状态，是否产生电弧或电火花，进而触发机器人控制模块101发出指令联动智能灭火器设备3进行断路器室灭火操作，且通过采集传感器301将实时采集烟雾、压力、温度等数据通过无线通讯模组302传输到机器人控制模块101，通过机器人控制模块101判别是否启动智能灭火器设备3，智能灭火器设备3通过无线通讯模组302可与手机终端通信，信息及时反馈给终端,以提醒用户或者操作人员及时智能灭火器设备3的工作运行状态，机器人控制模块101接收回路电阻监测模块103上送的电流和电压信号，将信号传输到机器人控制模块101，机器人控制模块101集成回路电阻测试仪的程序和协议以及测量原理及功能等，根据互感器203测量的电流和电压模拟量的值计算断路器回路的电阻值，此种测量方案无需将开关柜停电并将断路器本体2抽出柜外操作，即取消了人员操作试验，又实现了断路器本体2在开关柜内即可在线监测并查看数据，而且此数据是实时性的，随时通过机器人控制模块101人机界面查看，此种方式可以实现故障隐患的早发现，早处理，避免安全事故的发生，红外测温模块104采用RF无线射频技术，在不停电、不接触、不取样、不解体的情况下，检测出接触故障的引起的温度异常，红外测温模块104本体安装物联网卡，通过无线传输方式将采集数据直接接入手车断路器的机器人控制模块101内，取消常规测温模块的控制器，在本体人机界面即可实现在线监测。

实施例二

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型提出的一种开关柜用智能型自动式手车断路器，相较于实施例一，本实施例还包括：开关柜门1正面位于机器人控制模块101下方安装有回路电阻监测模块103，回路电阻监测模块103下方设置有红外测温模块104，红外测温模块104下方设置有接地开关控制模块105，且手车柜4顶部两侧设置有侧板，蜗杆504外侧套有安装架506，且驱动电机505通过螺栓固定在安装架506一侧。

本实施例中，如图1、图2所示，接地开关控制模块105接地刀本体安装于开关柜电缆室内，采用外接电机实现对接地刀的自动操作取消接地自带控制器，将此控制器的程序以及协议等功能集成开发到机器人控制模块101内，在手车断路器进行分闸和合闸操作时，机器人控制模块101根据预制的开关柜操作流程进行判别，是否需要合上接地开关或者分开接地开关控制模块105；如图1、图2所示，通过采集传感器301将实时采集烟雾、压力、温度等数据通过无线通讯模组302传输到机器人控制模块101，通过机器人控制模块101判别是否启动智能灭火器设备3，通过智能灭火器设备3进行断路器室灭火操作；如图1、图3所示，通过激光雷达传感器402形成本身的地图路径，控制系统发出指令驱动底盘车401将断路器运输到指定的位置，智能规避障碍，有效解决人为控制不当出现伤害操作人员和损坏设备的安全事故，且通过侧板可便于手车柜4进行出入时对断路器本体2进行防护；如图4所示，通过安装架506可为驱动电机505提供安装位置，便于驱动电机505通过安装架506安装在底盘车401内部。

上述具体实施例仅仅是本实用新型的几种优选的实施例，基于本实用新型的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。

Claims (5)

1.一种开关柜用智能型自动式手车断路器，包括开关柜门(1)、手车柜(4)和电动驱动轮组件(5)，其特征在于：所述手车柜(4)底部安装有底盘车(401)，所述底盘车(401)内部安装有延伸出的电动驱动轮组件(5)，所述电动驱动轮组件(5)包括传动杆(501)，所述传动杆(501)外侧中心安装有蜗轮(502)，所述蜗轮(502)顶部齿合安装有蜗杆(504)，所述蜗杆(504)一端安装有驱动电机(505)，所述传动杆(501)两端安装有滚轮(503)，所述手车柜(4)顶部通过托盘(201)安装有断路器本体(2)，所述断路器本体(2)顶部安装有断路器触臂(202)，所述断路器触臂(202)外侧安装有互感器(203)，且互感器(203)内部安装有信号调制设备(204)，所述手车柜(4)正面安装有开关柜门(1)，所述开关柜门(1)内部安装有机器人控制模块(101)。

2.根据权利要求1所述的一种开关柜用智能型自动式手车断路器，其特征在于：所述开关柜门(1)背面安装有视频监视模块(102)，开关柜门(1)正面位于机器人控制模块(101)下方安装有回路电阻监测模块(103)，回路电阻监测模块(103)下方设置有红外测温模块(104)，红外测温模块(104)下方设置有接地开关控制模块(105)。

3.根据权利要求1所述的一种开关柜用智能型自动式手车断路器，其特征在于：所述托盘(201)顶部安装有智能灭火器设备(3)，智能灭火器设备(3)正面安装有采集传感器(301)，采集传感器(301)正面安装有无线通讯模组(302)。

4.根据权利要求1所述的一种开关柜用智能型自动式手车断路器，其特征在于：所述手车柜(4)背面安装有激光雷达传感器(402)，且手车柜(4)顶部两侧设置有侧板。

5.根据权利要求1所述的一种开关柜用智能型自动式手车断路器，其特征在于：所述蜗杆(504)外侧套有安装架(506)，且驱动电机(505)通过螺栓固定在安装架(506)一侧。

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