CN109713652A - 一种故障电弧断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路保护装置领域，提供了一种故障电弧断路器，包括壳体，所述壳体的背面固定安装有安装座，所述安装座的上方设有断路器输入端口，所述安装座的下方设有断路器输出端口，所述壳体的上方分别设有警报指示灯和无线指示灯，所述警报指示灯的下方设有显示屏，所述显示屏的一侧设有测试按钮，所述显示屏的下方设有脱扣器，所述脱扣器的一侧设有USB接口，所述壳体内部设有控制电路板，本发明克服了现有技术的不足，设计合理，不仅可以及时发现电弧并切断电路，还可以实时监控电路情况，提示电弧发生位置，为后期维护电路带来便利。

Description

一种故障电弧断路器

技术领域

本发明涉及电路保护装置领域，具体为一种故障电弧断路器。

背景技术

电弧是绝缘体被电压击穿后，由不导电变成导电并发光发热的自然现象，俗称“打弧”；电弧故障具有突发性、隐蔽性和随机性，故障电弧是电气线路中常见的安全隐患，一般发生在线路绝缘不良或接触不良处，也可能发生在松动的电线连接处，以及老化或破损的线路中和电气线路的连接处，在电器短路火灾中，接地故障电弧性短路导致火灾的危险最大，因为电弧具有很大的阻抗和电压降，它限制了故障电流，使过电流防护电器不能动作或不能及时动作来切断电源。

此时，就需要故障电弧断路器及时发现电弧并切断电路，预防火灾，有效减小电弧造成的损失。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种故障电弧断路器，克服了现有技术的不足，设计合理，不仅可以及时发现电弧并切断电路，还可以实时监控电路情况，提示电弧发生位置，为后期维护电路带来便利。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种故障电弧断路器，包括壳体，所述壳体的背面固定安装有安装座，所述安装座的上方设有断路器输入端口，所述安装座的下方设有断路器输出端口；所述壳体的上方分别设有警报指示灯和无线指示灯，所述警报指示灯的下方设有显示屏，所述显示屏的一侧设有测试按钮，所述显示屏的下方设有脱扣器，所述脱扣器的一侧设有USB接口；所述壳体内部设有控制电路板。

优选的，所述控制电路板包括显示模块、触发模块、中央控制模块、数据存储模块、警报模块、无线模块、信号采集模块、宽频带差分放大模块和指令接收模块；所述显示模块，用于接收中央控制模块传送的电流、电压数据信息，并发送至显示屏；所述触发模块，用于接收中央控制模块发出的脱扣信号，并指示脱扣器切断电源；所述中央控制模块，用于运算分析电路中的电弧状态并进行判断，以及指示触发模块和警报模块的运作；所述数据存储模块，用于存储电弧发生的位置信息，以及电路中的电流、电压数据信息；所述警报模块，用于接收中央控制模块发出的警报指示灯是否亮起的指令，并发送至警报指示灯；所述无线模块，用于连接移动终端，并指示无线指示灯亮起；所述信号采集模块，用于采集电路中的电流、电压信息，并发送至宽频带差分放大模块；所述宽频带差分放大模块，用于将接收到的电流、电压信息进行放大处理，并传送到中央控制模块；所述指令接收模块，用于接收移动终端发出的指令，并发送至中央控制模块。

优选的，所述信号采集模块，包括电流互感模块、电压互感模块、过零比较模块和信号调理模块；所述电流互感器，包括总电路电流互感器，插座电路电流互感器和照明电路电流互感器，分别用于采集总电路、插座电路和照明电路的电流信号；所述电压互感器，包括总电路电压互感器，插座电路电压互感器和照明电路电压互感器，分别用于采集总电路、插座电路和照明电路的电压信号；所述过零比较模块，用于对电流互感器和电压互感器采集到的电流、电压信号通过过零比较，使中央控制模块在周期内进行信号采集；所述信号调理模块，用于将电流互感器和电压互感器采集到的电流、电压信号变为0到3.3V之间。

优选的，所述脱扣器包括总电源脱扣器、照明电源脱扣器和插座电源脱扣器；所述总电源脱扣器，用于控制总电路的切断；所述照明电源脱扣器，用于控制照明电路的切断；所述插座电源脱扣器，用于控制插座电路的切断。

优选的，所述中央控制模块内具有A/D转换模块，用于将信号采集模块采集到的电流、电压信号进行模数转换。

优选的，所述测试按钮与中央控制模块相连，用于向中央控制模块发出测试信号，判断该故障电弧断路器是否正常运行。

优选的，所述显示模块与显示屏相连，所述脱扣器与触发模块相连，所述无线模块与无线指示灯相连，所述警报模块与警报指示灯相连，所述数据存储模块与USB接口相连。

(三)有益效果

本发明实施例提供了一种故障电弧断路器，具备以下有益效果：

(1)本发明通过无线模块，可以通过无线网络连接移动终端，做到远程控制该故障电弧断路器，实时监控电路的电流电压数据，一旦发现故障电弧，及时切断电路，防止火灾发生。

(2)本发明通过信号采集模块，可以分别采集总电路、插座电路和照明电路的电流、电压信号，当其中一项出现故障电弧时，可以及时切断相应短路，这样不仅可以保障其他电路的正常工作，减少对人们正常生活的影响，还可以及时消除安全隐患，同时，对后期维修提供了便利，方便查找线路的具体故障位置。

(3)本发明通过数据存储模块和USB接口，可以存储电路的电流、电压数据信息，当多次发生故障电弧时，可以保存每次故障电弧发生的位置，利用USB接口导出数据，方便后期针对故障电弧频发的位置进行相应的维护，防止火灾事故的发生。

(4)本发明通过脱扣器，当相应位置的电路发生故障电弧时，可以及时切断该电路，同时保证其他电路的正常工作。

(5)本发明通过显示屏，可以实时查看电路的电流、电压情况，对整体电路的工作情况有所了解，提前预防故障电弧的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明的主体结构示意图；

图2本发明的故障电弧断路器的结构示意图；

图3本发明的控制电路板的结构示意图；

图4本发明的信号采集模块的结构示意图；

图5本发明的脱扣器的结构示意图；

图6本发明的断路器与移动终端的连接结构示意图。

示意图中的标号说明：1、壳体；2、安装座；3、断路器输入端口；4、断路器输出端口；5、警报指示灯；6、无线指示灯；7、显示屏；8、测试按钮；9、脱扣器；10、USB接口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，一种故障电弧断路器，包括壳体1，壳体1的背面固定安装有安装座2，安装座2的上方设有断路器输入端口3，安装座2的下方设有断路器输出端口4；壳体1的上方分别设有警报指示灯5和无线指示灯6，警报指示灯5的下方设有显示屏7，通过显示屏7，可以实时查看电路的电流、电压情况，对整体电路的工作情况有所了解，提前预防故障电弧的发生，显示屏7的一侧设有测试按钮8，显示屏7的下方设有脱扣器9，脱扣器9的一侧设有USB接口10；壳体1内部设有控制电路板。

控制电路板包括显示模块、触发模块、中央控制模块、数据存储模块、警报模块、无线模块、信号采集模块、宽频带差分放大模块和指令接收模块；显示模块，用于接收中央控制模块传送的电流、电压数据信息，并发送至显示屏7；触发模块，用于接收中央控制模块发出的脱扣信号，并指示脱扣器9切断电源；中央控制模块，用于运算分析电路中的电弧状态并进行判断，以及指示触发模块和警报模块的运作，中央控制模块内具有A/D转换模块，用于将信号采集模块采集到的电流、电压信号进行模数转换；数据存储模块，用于存储电弧发生的位置信息，以及电路中的电流、电压数据信息；警报模块，用于接收中央控制模块发出的警报指示灯5是否亮起的指令，并发送至警报指示灯5；无线模块，用于连接移动终端，并指示无线指示灯6亮起，通过无线模块，可以通过无线网络连接移动终端，做到远程控制该故障电弧断路器，实时监控电路的电流电压数据，一旦发现故障电弧，及时切断电路，防止火灾发生；信号采集模块，用于采集电路中的电流、电压信息，并发送至宽频带差分放大模块；宽频带差分放大模块，用于将接收到的电流、电压信息进行放大处理，并传送到中央控制模块；指令接收模块，用于接收移动终端发出的指令，并发送至中央控制模块；测试按钮8与中央控制模块相连，用于向中央控制模块发出测试信号，判断该故障电弧断路器是否正常运行。

信号采集模块，包括电流互感模块、电压互感模块、过零比较模块和信号调理模块；电流互感器，包括总电路电流互感器，插座电路电流互感器和照明电路电流互感器，分别用于采集总电路、插座电路和照明电路的电流信号；电压互感器，包括总电路电压互感器，插座电路电压互感器和照明电路电压互感器，分别用于采集总电路、插座电路和照明电路的电压信号；过零比较模块，用于对电流互感器和电压互感器采集到的电流、电压信号通过过零比较，使中央控制模块在周期内进行信号采集；信号调理模块，用于将电流互感器和电压互感器采集到的电流、电压信号变为0到3.3V之间；通过信号采集模块，可以分别采集总电路、插座电路和照明电路的电流、电压信号，当其中一项出现故障电弧时，可以及时切断相应短路，这样不仅可以保障其他电路的正常工作，减少对人们正常生活的影响，还可以及时消除安全隐患，同时，对后期维修提供了便利，方便查找线路的具体故障位置。

脱扣器9包括总电源脱扣器、照明电源脱扣器和插座电源脱扣器；总电源脱扣器，用于控制总电路的切断；照明电源脱扣器，用于控制照明电路的切断；插座电源脱扣器，用于控制插座电路的切断；通过脱扣器9，当相应位置的电路发生故障电弧时，可以及时切断该电路，同时保证其他电路的正常工作。

显示模块与显示屏7相连，脱扣器9与触发模块相连，无线模块与无线指示灯6相连，警报模块与警报指示灯5相连，数据存储模块与USB接口10相连。

使用时，通过安装座2将壳体1安装在墙面上，电源线路从断路器输入端口3引出，从断路器输出端口4引出，中央控制模块通过信号采集模块周期性采集总电路、插座电路和照明电路中的电流、电源信号，经过宽频带差分放大模块输入到中央控制模块进行处理和分析运算，根据分析结果对总电路、插座电路和照明电路中的电弧状态进行判断，当出现故障电弧时，通过触发模块，启动不同电路相应的脱扣器9切断电源，同时通过警报模块，控制警报指示灯5亮起；若需要远程控制故障电弧断路器，则通过移动终端连接无线模块，此时无线指示灯6亮起，显示已连接，此时就可以通过移动终端控制脱扣器9切断电源。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种故障电弧断路器，包括壳体，其特征在于：所述壳体的背面固定安装有安装座，所述安装座的上方设有断路器输入端口，所述安装座的下方设有断路器输出端口；

所述壳体的上方分别设有警报指示灯和无线指示灯，所述警报指示灯的下方设有显示屏，所述显示屏的一侧设有测试按钮，所述显示屏的下方设有脱扣器，所述脱扣器的一侧设有USB接口；

所述壳体内部设有控制电路板。

2.如权利要求1所述的一种故障电弧断路器，其特征在于：所述控制电路板包括显示模块、触发模块、中央控制模块、数据存储模块、警报模块、无线模块、信号采集模块、宽频带差分放大模块和指令接收模块；

所述显示模块，用于接收中央控制模块传送的电流、电压数据信息，并发送至显示屏；

所述触发模块，用于接收中央控制模块发出的脱扣信号，并指示脱扣器切断电源；

所述中央控制模块，用于运算分析电路中的电弧状态并进行判断，以及指示触发模块和警报模块的运作；

所述数据存储模块，用于存储电弧发生的位置信息，以及电路中的电流、电压数据信息；

所述警报模块，用于接收中央控制模块发出的警报指示灯是否亮起的指令，并发送至警报指示灯；

所述无线模块，用于连接移动终端，并指示无线指示灯亮起；

所述信号采集模块，用于采集电路中的电流、电压信息，并发送至宽频带差分放大模块；

所述宽频带差分放大模块，用于将接收到的电流、电压信息进行放大处理，并传送到中央控制模块；

所述指令接收模块，用于接收移动终端发出的指令，并发送至中央控制模块。

3.如权利要求2所述的一种故障电弧断路器，其特征在于：所述信号采集模块，包括电流互感模块、电压互感模块、过零比较模块和信号调理模块；

所述电流互感器，包括总电路电流互感器，插座电路电流互感器和照明电路电流互感器，分别用于采集总电路、插座电路和照明电路的电流信号；

所述电压互感器，包括总电路电压互感器，插座电路电压互感器和照明电路电压互感器，分别用于采集总电路、插座电路和照明电路的电压信号；

所述过零比较模块，用于对电流互感器和电压互感器采集到的电流、电压信号通过过零比较，使中央控制模块在周期内进行信号采集；

所述信号调理模块，用于将电流互感器和电压互感器采集到的电流、电压信号变为0到3.3V之间。

4.如权利要求1所述的一种故障电弧断路器，其特征在于：所述脱扣器包括总电源脱扣器、照明电源脱扣器和插座电源脱扣器；

所述总电源脱扣器，用于控制总电路的切断；

所述照明电源脱扣器，用于控制照明电路的切断；

所述插座电源脱扣器，用于控制插座电路的切断。

5.如权利要求2所述的一种故障电弧断路器，其特征在于：所述中央控制模块内具有A/D转换模块，用于将信号采集模块采集到的电流、电压信号进行模数转换。

6.如权利要求1或2所述的一种故障电弧断路器，其特征在于：所述测试按钮与中央控制模块相连，用于向中央控制模块发出测试信号，判断该故障电弧断路器是否正常运行。

7.如权利要求1或2所述的一种故障电弧断路器，其特征在于：所述显示模块与显示屏相连，所述脱扣器与触发模块相连，所述无线模块与无线指示灯相连，所述警报模块与警报指示灯相连，所述数据存储模块与USB接口相连。