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CN109637903A - 一种智能断路器 - Google Patents

一种智能断路器 Download PDF

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CN109637903A
CN109637903A CN201811650369.1A CN201811650369A CN109637903A CN 109637903 A CN109637903 A CN 109637903A CN 201811650369 A CN201811650369 A CN 201811650369A CN 109637903 A CN109637903 A CN 109637903A
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刘武健
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Hangzhou Revelation Titanium Intelligent Technology Co Ltd
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Hangzhou Revelation Titanium Intelligent Technology Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/02—Housings; Casings; Bases; Mountings
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Abstract

本发明公开了一种智能断路器，所述智能断路器包括脱扣控制器和脱扣组件；所述脱扣组件至少包括锁链、脱扣杆和搭钩，所述锁链设置在固定位置，所述脱扣杆的一端与所述脱扣控制器连接，所述脱扣杆的另一端与所述搭钩连接，所述搭钩的一端与固定轴连接，所述搭钩的另一端与所述锁链在无外力作用下接触，所述脱扣组件处于闭合状态；当所述脱扣控制器满足特定条件(如智能断路器周边的温度升高至额度温度或接收到远程脱扣指令)时，所述脱扣控制器向所述脱扣杆提供一个推力，所述搭钩的另一端会在所述脱扣杆所受推力的作用下与所述锁链分离，所述脱扣组件进入脱扣状态。

Description

一种智能断路器
技术领域
本发明涉及电力安全技术领域，尤其涉及一种智能断路器。
背景技术
空气开关，也称作空气断路器，属于一种只要电路中电流超过额度电流就会自动断开的开关。空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它集控制和多种保护功能于一身。在实际应用中，除了能完成接触和分断电路外，还可以对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护。
然而，由于该空气开关的保护断路动作完全依赖于磁阀驱动线圈对于线路中电流变化的被动感知，断路行为缺乏主动性；而且对于常见的电器火灾缺乏敏感性，无法实现人工智能断路，远程主动断路。
发明内容
本发明实施例为了解决现有空气开关存在的上述问题，创造性地提供一种智能断路器。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种智能断路器，所述智能断路器包括脱扣控制器和脱扣组件；所述脱扣组件至少包括锁链、脱扣杆和搭钩，所述锁链设置在固定位置，所述脱扣杆的一端与所述脱扣控制器连接，所述脱扣杆的另一端与所述搭钩连接，所述搭钩的一端与固定轴连接，所述搭钩的另一端与所述锁链在无外力作用下接触，所述脱扣组件处于闭合状态；
其中，当所述脱扣控制器满足特定条件时，所述脱扣控制器向所述脱扣杆提供一个推力，所述搭钩的另一端会在所述脱扣杆所受推力的作用下与所述锁链分离，所述脱扣组件进入脱扣状态。
根据本发明一实施方式，所述脱扣控制器包括钛合金驱动器；所述特定条件为所述钛合金驱动器周边的温度升高至额度温度；相应的，当所述钛合金驱动器周边的温度升高至额度温度时，所述钛合金驱动器发生收缩形变，从而向所述脱扣杆提供一个推力。
根据本发明一实施方式，所述额度温度为90℃～120℃。
根据本发明一实施方式，所述钛合金驱动器为钛合金丝或钛合金导片。
根据本发明一实施方式，所述脱扣控制器包括指令控制器；所述特定条件为所述指令控制器接收到远程脱扣指令；相应的，当所述指令控制器接收到远程脱扣指令时，所述指令控制器向所述脱扣杆提供一个推力。
根据本发明一实施方式，所述智能断路器与智能监控系统存在网络连接；所述指令控制器接收由所述智能监控系统发送的远程脱扣指令。
根据本发明一实施方式，当所述智能监控系统探测到载荷工况异常时，向所述指令控制器发送远程脱扣指令。
根据本发明一实施方式，在所述智能断路器的周边温度处在温度阈值范围内时，所述搭钩的另一端与所述锁链在无外力作用下相接触，所述脱扣组件处于闭合状态。
根据本发明一实施方式，所述温度阈值范围为-50℃～80℃。
根据本发明一实施方式，所述智能断路器还包括与脱扣组件连接的复位控制器；其中，当所述复位控制器接收到脱扣复位的远程控制指令时，所述复位控制器向所述脱扣杆提供一个拉力，所述搭钩的另一端会在所述脱扣杆所受拉力的作用下与所述锁链重新接触，所述脱扣组件恢复至闭合状态，所述拉力与所述推力反向。
本发明所涉及的智能断路器，所述智能断路器包括脱扣控制器和脱扣组件；所述脱扣组件至少包括锁链、脱扣杆和搭钩，所述锁链设置在固定位置，所述脱扣杆的一端与所述脱扣控制器连接，所述脱扣杆的另一端与所述搭钩连接，所述搭钩的一端与固定轴连接，所述搭钩的另一端与所述锁链在无外力作用下接触，所述脱扣组件处于闭合状态；当所述脱扣控制器满足特定条件(如智能断路器周边的温度升高至额度温度或接收到远程脱扣指令)时，所述脱扣控制器向所述脱扣杆提供一个推力，所述搭钩的另一端会在所述脱扣杆所受推力的作用下与所述锁链分离，所述脱扣组件进入脱扣状态。如此，该智能断路器的保护断路动作不再完全依赖于磁阀驱动线圈对于线路中电流变化的被动感知，断路行为具有主动性；而且对于常见的电器火灾具有了一定程度的敏感性，从而实现人工智能断路，远程主动断路。
需要理解的是，本发明的教导并不需要实现上面所述的全部有益效果，而是特定的技术方案可以实现特定的技术效果，并且本发明的其他实施方式还能够实现上面未提到的有益效果。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：
在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
图1示出了相关技术中普通空气断路器的业务逻辑示意图；
图2示出了本发明实施例智能断路器的组成结构示意图；
图3示出了本发明实施例智能断路器的业务逻辑示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为使本发明更加透彻和完整，并能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
目前，相关技术中普通空气断路器的响应事件包括短路、过载，欠压，触发断开(即脱扣)的结构分为由电磁脱扣器与衔铁构成的电磁阀，和由双金属片和发热元件构成的形变双金属片两种，用以实现断开动作的驱动力来源于预紧的弹簧机械储能，具体的业务逻辑如图1所示，主要包括：在载荷正常状态或通过手动复位的状态下，空气断路器处于闭合状态；在断路触发电磁脱扣，或过载触发双金属片脱扣，亦或欠压触发电磁脱扣的状态下，空气断路器处于断开状态。
综上可知，目前的空气断路器，即空气开关的保护断路动作完全依赖于磁阀驱动线圈对于线路中电流变化的被动感知，断路行为缺乏主动性；而且对于常见的电器火灾缺乏敏感性，无法实现人工智能断路，远程主动断路。
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种智能断路器。参考图2，本发明实施例智能断路器至少包括脱扣控制器21和脱扣组件22。在正常工作状态下，脱扣组件22至少包括锁链221、脱扣杆222和搭钩223，锁链221设置在固定位置，脱扣杆222的一端与脱扣控制器21连接，脱扣杆222的另一端与搭钩223连接，搭钩223的一端与固定轴224连接，搭钩223的另一端与锁链221在无外力作用下接触，此时脱扣组件22处于闭合状态，使得整个智能断路器处于闭合状态。
当存在异常情况时，即脱扣控制器21满足特定条件时，脱扣控制器21向脱扣杆提供一个推力，搭钩的另一端会在脱扣杆所受推力的作用下与锁链分离，此时脱扣组件22进入脱扣状态，使得整个智能断路器处于断开状态。
在一可能的实施方式中，如图2所示，脱扣控制器21包括钛合金驱动器211；对应的，特定条件为钛合金驱动器211周边的温度升高至额度温度。相应的，当钛合金驱动器211周边的温度升高至额度温度时，钛合金驱动器211发生收缩形变，从而向脱扣杆提供一个推力。
举例来说，在一模拟场景中，配电箱所在空间起火，温度异常，即钛合金驱动器周边的温度迅速上升至额度温度，如90℃～120℃，此时钛合金驱动器发生收缩形变，从而向脱扣杆提供一个推力，使得搭钩的另一端会在脱扣杆所受推力的作用下与锁链分离，此时脱扣组件进入脱扣状态，使得整个智能断路器自动跳闸断电。
这里，钛合金驱动器为钛合金丝或钛合金导片。实际应用中，在钛合金驱动器周边的温度迅速升高至90℃起，随着钛合金驱动器发生收缩形变，向脱扣杆提供的推力会随着温度的升高不断增大。
在一可能的实施方式中，如图2所示，脱扣控制器21包括指令控制器212；对应的，特定条件为指令控制器212接收到远程脱扣指令。相应的，当指令控制器212接收到远程脱扣指令时，指令控制器212向所述脱扣杆提供一个推力。其中，指令控制器212通常接收由与智能监控系统存在网络连接的智能监控系统发送的远程脱扣指令。
在一模拟场景中，当智能监控系统探测到载荷工况异常时，如载荷设备温度超限或电流超限的情况下，会自动向指令控制器发送远程脱扣指令；指令控制器接收到远程脱扣指令时，向所述脱扣杆提供一个推力，使得搭钩的另一端会在脱扣杆所受推力的作用下与锁链分离，此时脱扣组件进入脱扣状态，使得整个智能断路器断开，从而实现远程断电控制。
在另一模拟场景中，管理员根据需要通过智能监控系统向指令控制器发送远程脱扣指令；指令控制器接收到远程脱扣指令时，向所述脱扣杆提供一个推力，使得搭钩的另一端会在脱扣杆所受推力的作用下与锁链分离，此时脱扣组件进入脱扣状态，使得整个智能断路器断开，从而实现远程断电控制。
在又一可能的实施方式中，在智能断路器的周边温度处在温度阈值范围，如-50℃～80℃内时，搭钩的另一端与锁链在无外力作用下相接触，脱扣组件处于闭合状态。换言之，在-50℃～80℃的温度阈值范围内，智能断路器处于工作状态。
根据本发明一实施方式，智能断路器还包括与脱扣组件连接的复位控制器；其中，当复位控制器接收到脱扣复位的远程控制指令时，复位控制器向脱扣杆提供一个拉力，搭钩的另一端会在脱扣杆所受拉力的作用下与锁链重新接触，此时脱扣组件恢复至闭合状态。其中，拉力为与推力相反的一个作用力，即拉力与推力反向。
基于前述几种可能的实施方式，本发明智能断路器的响应事件除了包括普通空气断路器的短路、过载，欠压之外，还包括环境温度过高或其他异常工况(如载荷工况异常)情况，也可以包括强制性的远程脱扣指令或远程复位指令(即脱扣复位的远程控制指令)。此时，本发明智能断路器的具体的业务逻辑如图3所示，主要包括：在载荷正常状态，通过手动复位，或远程指令复位(可选)的状态下，智能断路器处于闭合状态；在断路触发电磁脱扣，或过载触发双金属片脱扣，亦或欠压触发电磁脱扣，亦或环境温度过高智能合金脱扣，亦或紧急情况下远程指令脱扣的状态下，智能断路器处于断开状态。
如此，本发明智能断路器的保护断路动作不再完全依赖于磁阀驱动线圈对于线路中电流变化的被动感知，断路行为具有主动性；而且对于常见的电器火灾具有了一定程度的敏感性，从而实现人工智能断路，远程主动断路。为物联网背景下的新型智能配电箱/电力监控系统提供全新的主动化、远程化智能断路响应能力，可大幅提高用户的用电安全水泡，从而降低安全生产事故的发生概率。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能断路器，其特征在于，所述智能断路器包括：脱扣控制器和脱扣组件；所述脱扣组件至少包括锁链、脱扣杆和搭钩，所述锁链设置在固定位置，所述脱扣杆的一端与所述脱扣控制器连接，所述脱扣杆的另一端与所述搭钩连接，所述搭钩的一端与固定轴连接，所述搭钩的另一端与所述锁链在无外力作用下接触，所述脱扣组件处于闭合状态；
其中，当所述脱扣控制器满足特定条件时，所述脱扣控制器向所述脱扣杆提供一个推力，所述搭钩的另一端会在所述脱扣杆所受推力的作用下与所述锁链分离，所述脱扣组件进入脱扣状态。
2.根据权利要求1所述的智能断路器，其特征在于，所述脱扣控制器包括钛合金驱动器；所述特定条件为所述钛合金驱动器周边的温度升高至额定温度；
相应的，当所述钛合金驱动器周边的温度升高至额定温度时，所述钛合金驱动器发生收缩形变，从而向所述脱扣杆提供一个推力。
3.根据权利要求2所述的智能断路器，其特征在于，所述额度温度为90℃～120℃。
4.根据权利要求2所述的智能断路器，其特征在于，所述钛合金驱动器为钛合金丝或钛合金导片。
5.根据权利要求1所述的智能断路器，其特征在于，所述脱扣控制器包括指令控制器；所述特定条件为所述指令控制器接收到远程脱扣指令；
相应的，当所述指令控制器接收到远程脱扣指令时，所述指令控制器向所述脱扣杆提供一个推力。
6.根据权利要求5所述的智能断路器，其特征在于，所述智能断路器与智能监控系统存在网络连接；所述指令控制器接收由所述智能监控系统发送的远程脱扣指令。
7.根据权利要求6所述的智能断路器，其特征在于，当所述智能监控系统探测到载荷工况异常时，向所述指令控制器发送远程脱扣指令。
8.根据权利要求1所述智能断路器，其特征在于，在所述智能断路器的周边温度处在温度阈值范围内时，所述搭钩的另一端与所述搭钩在无外力作用下相接触，所述脱扣组件处于闭合状态。
9.根据权利要求8所述的智能断路器，其特征在于，所述温度阈值范围为-50℃～80℃。
10.根据权利要求1、2或5任一项所述的智能断路器，其特征在于，所述智能断路器还包括与脱扣组件连接的复位控制器；
其中，当所述复位控制器接收到脱扣复位的远程控制指令时，所述复位控制器向所述脱扣杆提供一个拉力，所述搭钩的另一端会在所述脱扣杆所受拉力的作用下与所述锁链重新接触，所述脱扣组件恢复至闭合状态，所述拉力与所述推力反向。
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