CN113267723A - 一种断路器分合闸检测装置及断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器分合闸检测装置及断路器，包括控制器和光控组件，其中，光控组件包括光发射电路和光接收电路，在活动杆处于第一位置时，光发射电路相对于光接收电路的光路处于切断状态；在活动杆处于第二位置时，光发射电路相对于光接收电路的光路处于导通状态；控制器的输出端与光发射电路的输入端连接，输入端与光接收电路的输出端连接，用于向光发射电路发送预设频率的脉冲驱动信号，接收光接收电路反馈的检测信号，并根据检测信号生成断路器分合闸检测结果。本技术方案检测断路器分合闸时，通过发射和接收预设频率的脉冲驱动信号，有效防止了其他干扰信号对结果的影响，从而解决了分合闸时产生的电火花容易使检测装置造成误判问题。

Description

一种断路器分合闸检测装置及断路器

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，具体涉及一种断路器分合闸检测装置及断路器。

背景技术

断路器在长期使用后，由于环境影响、润滑性能下降和自身老化等因素，造成弹簧储能量下降和机械运动阻力上升，可能导致合闸时，开关连杆不能越过死点，此时，虽然断路器处于闭合状态，但连杆机构没有越过死点，在主触头受到较大电动力的情况下，主触头将推动连杆机构反向运动，引起主触头接触力不够，在较大电流时产生烧损。

现有的用于检测断路器分合闸的装置或结构，通常采用微动开关作为信号采集元件，由于微动开关的弹簧片存在机械劳损变形失效的问题，无法及时准确的反应断路器的分合闸状态；少数断路器采用光电开关作为信号采集元件，但是断路器在带载合闸时会有火花产生，而在分闸时触头之间会有拉弧现象，会发出电弧光，容易造成光电开关误判。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种断路器分合闸检测装置及断路器，以解决检测断路器分合闸时电火花容易使检测装置造成误判问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种断路器分合闸检测装置，应用于断路器的活动杆，所述活动杆在所述断路器进行分闸或合闸时处于第一位置，并在所述断路器进行合闸或分闸时处于第二位置，所述断路器分合闸检测的装置包括：控制器和光控组件，其中，

所述光控组件包括光发射电路和光接收电路，在所述活动杆处于所述第一位置时，所述光发射电路相对于所述光接收电路的光路处于切断状态；在所述活动杆处于所述第二位置时，所述光发射电路相对于所述光接收电路的光路处于导通状态；

所述控制器的输出端与所述光发射电路的输入端连接，输入端与所述光接收电路的输出端连接，用于向所述光发射电路发送预设频率的脉冲驱动信号，接收所述光接收电路反馈的检测信号，并根据所述检测信号生成断路器分合闸检测结果。

可选的，所述断路器分合闸检测装置还包括判断模块，所述判断模块第一输入端与所述光发射电路的输入端连接，第二输入端与所述光接收电路连接，输出端与控制器连接，所述判断模块将光接收电路反馈的检测信号与预设频率的脉冲驱动信号进行比较，生成判断信号发送至控制器。

可选的，所述判断模块为比较器。

可选的，所述断路器分合闸检测装置还包括：报警模块，所述报警模块与控制器连接，所述控制器还用于根据接收到的判断信号生成报警控制信号，通过所述报警控制信号控制报警模块报警。

可选的，所述断路器分合闸检测装置还包括：通信模块，所述通信模块第一端与控制器连接，第二端通过天线与终端设备连接，所述控制器将断路器分合闸检测结果通过通信模块发送至终端设备。

可选的，所述光发射电路包括第一电阻、第二电阻、发光二极管和受控开关，其中，所述第一电阻的第一端与控制器连接，第二端与受控开关的控制端连接；所述第二电阻的第一端连接电源VCC，第二端与受控开关的控制端连接；所述发光二极管的的正极接电源VCC，负极与受控开关的第一输出端连接；所述受控开关的第二输出端接地GND。

可选的，所述光接收电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻和光电三极管，其中，所述第三电阻的第一端与控制器连接，第二端与光电三极管的集电极连接；所述第四电阻的第一端与电源VCC连接，第二端与光电三极管的集电极连接；所述光电三极管的基极通过第五电阻接地GND。

本发明实施例还提供了一种断路器，包括：活动杆，以及本发明另一实施例提供的的断路器分合闸检测装置，其中，

所述活动杆在所述断路器进行分闸或合闸时处于第一位置，并在所述断路器进行合闸或分闸时处于第二位置。

可选的，所述断路器还包括：设置于断路器内部的隔板和驱动装置，所述隔板上开设有活动槽，所述活动杆活动设置于活动槽内，所述活动杆的底部与驱动装置连接，所述驱动装置与所述控制器连接，用于驱动活动杆进行位置切换。

可选的，所述断路器还包括弹簧，所述活动杆的顶端通过弹簧与隔板连接，所述活动杆在所述断路器进行分闸或合闸时，带动弹簧发生弹性形变。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明实施例提供了一种断路器分合闸检测装置，应用于断路器的活动杆，活动杆在断路器进行分闸或合闸时处于第一位置，并在断路器进行合闸或分闸时处于第二位置，断路器分合闸检测的装置包括：控制器和光控组件，其中，光控组件包括光发射电路和光接收电路，在活动杆处于第一位置时，光发射电路相对于光接收电路的光路处于切断状态；在活动杆处于第二位置时，光发射电路相对于光接收电路的光路处于导通状态；控制器的输出端与光发射电路的输入端连接，输入端与光接收电路的输出端连接，用于向光发射电路发送预设频率的脉冲驱动信号，接收光接收电路反馈的检测信号，并根据检测信号生成断路器分合闸检测结果。本技术方案检测断路器分合闸时，通过发射和接收预设频率的脉冲驱动信号，有效防止了其他干扰信号对结果的影响，从而解决了分合闸时产生的火花和电弧光容易使检测装置造成误判问题；本方案不依赖其他信号的配合，可以直观反映出断路器物理上的分合闸状态；无需改变原有断路器的结构；通过光控原理进行检测，检测结果安全可靠。

2.本发明实施例提供了一种断路器，此断路器上设置了本发明另一实施例所述的断路器分合闸检测装置，在检测断路器分合闸时，通过发射和接收预设频率的脉冲驱动信号，可有效防止其他干扰信号对结果的影响，从而解决了分合闸时产生的火花和电弧光容易使检测装置造成误判问题；本方案不依赖其他信号的配合，可以直观反映出断路器物理上的分合闸状态；无需改变原有断路器的结构；通过光控原理进行检测，检测结果安全可靠，组件安装简单方便，通过分合闸检测装置实现了分合闸自检功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例中一种断路器分合闸检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中活动杆处于第一位置的结构示意图；

图3为本发明实施例中活动杆处于第二位置的结构示意图；

图4为本发明实施例中光控组件的电路结构示意图；

图5为本发明实施例中断路器的结构示意图；

图6为本发明实施例中断路器的部分结构示意图。

图中：

1-控制器，2-光发射电路，3-光接收电路，4-判断模块，5-通信模块，6-报警模块，7-活动杆，8-光控组件，9-弹簧，10-延长板，11-隔板，12-活动槽，13-固定板，14-挡板，15-断路器分合闸检测装置。

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，本领域技术人员在没有做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。

在本实施例中提供了一种断路器分合闸检测装置，如图1-3所示，应用于断路器的活动杆7，活动杆7在断路器进行分闸或合闸时处于第一位置，并在断路器进行合闸或分闸时处于第二位置，断路器分合闸检测的装置包括：控制器1和光控组件8，其中，光控组件8包括光发射电路2和光接收电路3，在活动杆7处于第一位置时，光发射电路2相对于光接收电路3的光路处于切断状态；在活动杆7处于第二位置时，光发射电路2相对于光接收电路3的光路处于导通状态；控制器1的输出端与光发射电路2的输入端连接，输入端与光接收电路3的输出端连接，用于向光发射电路2发送预设频率的脉冲驱动信号，接收光接收电路3反馈的检测信号，并根据检测信号生成断路器分合闸检测结果。

具体的，活动杆7在合闸和分闸时，有两种位置状态，光控组件8可以设置在活动杆7处于合闸状态时的两侧位置，也可以设置在活动杆7处于分闸状态时的两侧位置，活动杆7在进行状态切换时，发生位置变化，对光路的遮挡状态相应改变，从而影响了光接收电路3对光信号的接收，反馈的检测信号也相应改变。

具体的，由于控制器1向光发射电路2发射的脉冲驱动信号为预先设定好的频率，光接收电路3反馈相应的检测信号，断路器在带载合闸时会有火花产生，而在分闸时触头之间会有拉弧现象，会发出电弧光，火花和电弧光容易产生干扰现象，本方案采取预设频率的脉冲驱动信号，通过比较检测信号与脉冲驱动信号的频率是否一致即可准确判断分合闸状态，起到了抗干扰的作用，即使出现了火花和电弧光，也不会对检测结果造成影响。并且本发明实施例提供的断路器分合闸检测装置不依赖其他信号的配合，可以直观反映出断路器物理上的分合闸状态；无需改变原有断路器的结构；通过光控原理进行检测，检测结果安全可靠，同时组件安装简单方便。

具体的，此处的控制器1可以是断路器本体中的控制器1，也可以单独为单片机、PLC控制器等能起到控制作用达到控制目的的芯片。

在一实施例中，如图1所示，上述的断路器分合闸检测装置还包括判断模块4，判断模块4第一输入端与光发射电路2的输入端连接，第二输入端与光接收电路3连接，输出端与控制器1连接，判断模块4将光接收电路3反馈的检测信号与预设频率的脉冲驱动信号进行比较，生成判断信号发送至控制器1。

具体的，当活动杆7切断光路时，光接收电路3无法接收到光发射电路2的光信号，光接收电路3持续输出稳定的低电平信号，指示断路器的状态；当活动杆7未切断光路时，光接收电路3接收到光发射电路2的以预设频率发射的光信号，然后反馈与之对应频率的检测信号；判断模块4在接收到光接收电路3反馈的检测信号时，将检测信号与预设频率的脉冲驱动信号进行比较，输出判断信号发送给控制器1；当检测信号与脉冲驱动信号一致时，说明光路处于导通状态，活动杆7处于未遮挡光路的位置；当检测信号与脉冲驱动信号不一致时，说明光路处于断开状态，活动杆7处于遮挡光路的位置。

在一实施例中，上述的判断模块4为比较器。具体的，上述的判断模块4还可以为现有技术中其他类型的比较电路或其他能对信号起到比较作用的电子器件，本发明并不以此为限。

在一实施例中，上述的断路器分合闸检测装置还包括：报警模块6，报警模块6与控制器1连接，控制器1还用于根据接收到的判断信号生成报警控制信号，通过报警控制信号控制报警模块6报警。具体的，可以对断路器预先设定状态，当接收到的判断信号与预先设定的状态不符时，控制器1生成报警控制信号，控制报警模块6报警；此处的报警模块6可以为蜂鸣器、扩音器等可以发出警报声音的装置，本发明并不以此为限。

在一实施例中，上述的断路器分合闸检测装置还包括：通信模块5，通信模块5第一端与控制器1连接，第二端通过天线与终端设备连接，控制器1将断路器分合闸检测结果通过通信模块5发送至终端设备。具体的，控制器1通过通信模块5传输断路器分合闸检测结果至用户终端，建立了用户终端与断路器之间的通信，通过远程可对断路器进行监控，可实时观察断路器状态。

在一实施例中，如图4所示，上述的光发射电路2包括第一电阻、第二电阻、发光二极管和受控开关，其中，第一电阻的第一端与控制器1连接，第二端与受控开关的控制端连接；第二电阻的第一端连接电源VCC，第二端与受控开关的控制端连接；发光二极管的的正极接电源VCC，负极与受控开关的第一输出端连接；受控开关的第二输出端接地GND。具体的，控制器1向光发射电路2发射预设频率的脉冲驱动信号，驱动发光二极管以预设的频率进行发光。

在一实施例中，如图4所示，上述的光接收电路3包括第三电阻、第四电阻、第五电阻和光电三极管，其中，第三电阻的第一端与控制器1连接，第二端与光电三极管的集电极连接；第四电阻的第一端与电源VCC连接，第二端与光电三极管的集电极连接；光电三极管的基极通过第五电阻接地GND。具体的，在活动杆7处于不对光路进行遮挡的位置时，光接收电路3通过光电三极管接收发光二极管发出的特定频率的光信号，并将其转化为特定频率的电信号进行反馈。

本发明实施例还提供一种断路器，如图5所示，该断路器包括：活动杆7，以及本发明另一实施例提供的断路器分合闸检测装置15，其中，

活动杆7在断路器进行分闸或合闸时处于第一位置，并在断路器进行合闸或分闸时处于第二位置。

具体的，活动杆7在断路器分闸或合闸时处于不同的位置，光控组件8可以设置在第一位置也可以设置在第二位置，只要活动杆7在完成位置切换后，可以在其中一个位置对光控组件8的光路起到遮挡作用即可，目的是通过对光路的遮挡，阻断光信号的传递，从而使光控组件8反馈不同的信息来表明断路器的分闸或合闸状态。

具体的，在检测断路器分合闸时，通过发射和接收预设频率的脉冲驱动信号，可有效防止其他干扰信号对结果的影响，从而解决了分合闸时产生的火花和电弧光容易使检测装置造成误判问题；本方案不依赖其他信号的配合，可以直观反映出断路器物理上的分合闸状态；无需改变原有断路器的结构；通过光控原理进行检测，检测结果安全可靠，组件安装简单方便，通过分合闸检测装置实现了分合闸自检功能。

在一实施例中，如图6所示，上述的断路器还包括：设置于断路器内部的隔板11和驱动装置(图6中未示出)，隔板11上开设有活动槽12，活动杆7活动设置于活动槽12内，活动杆7的底部与驱动装置连接，驱动装置与控制器1连接，用于驱动活动杆7进行位置切换。具体的，在断路器进行分闸或合闸时，控制器1控制驱动装置带动活动杆7进行位置上的切换，不但可以直观的表明断路器的分合闸状态，还可以通过带动活动杆7切换位置对光控组件8进行遮挡，从而使光控组件8反馈检测信息。

在一实施例中，上述的断路器还包括弹簧9，活动杆7的顶端通过弹簧9与隔板连接，活动杆7在断路器进行分闸或合闸时，带动弹簧9发生弹性形变。具体的，防止在使用过程中，随着器件老化，分闸后进行合闸时，活动杆7在切换位置时达不到预期位置，对光路的遮挡造成影响，从而产生误判，弹簧9可以协助活动杆7动作，延长装置的使用寿命。

在一实施例中，上述的断路器还包括检测按钮，检测按钮与控制器1连接，检测按钮包括定时检测按钮和实时检测按钮，用于选择检测方式。具体的，定时检测按钮和实时检测按钮可以使控制器1定时发送或实时发送预设频率的脉冲驱动信号，根据用户的需求，对断路器进行实时检测或定时检测，定时检测和实时检测通过定时器和触发装置即可实现，属于现有技术在此处的应用，不做详细描述。

在一实施例中，上述的活动杆7顶部设置有延长板10，延长板10与弹簧9连接的端部设置有挂钩，挂钩与弹簧9的一端固定连接。具体的，通过设置延长板10，增加了活动杆7顶部与弹簧9连接端的距离，在活动杆7进行位置切换时，弹簧9的活动角度减小，缓解了因活动角度大、拉力大导致的连接处易断的问题。

在一实施例中，上述的断路器还包括固定板13，固定板13与隔板固定连接，固定板13的一端设置有固定环，弹簧9一端与活动杆7连接，另一端与固定环连接。具体的，通过设置挂钩和固定环，使弹簧9与断路器之间可拆卸连接，可对弹簧9进行定期更换，降低了操作难度，便于定期维护。

在一实施例中，上述的固定板上正对活动杆7的位置固定有挡板14。具体的，用于限定活动杆7的位置，挡板14处还可以设置缓冲垫，对活动杆7起到缓冲保护的作用。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种断路器分合闸检测装置，应用于断路器的活动杆，所述活动杆在所述断路器进行分闸或合闸时处于第一位置，并在所述断路器进行合闸或分闸时处于第二位置，其特征在于，所述断路器分合闸检测的装置包括：控制器和光控组件，其中，

所述光控组件包括光发射电路和光接收电路，在所述活动杆处于所述第一位置时，所述光发射电路相对于所述光接收电路的光路处于切断状态；在所述活动杆处于所述第二位置时，所述光发射电路相对于所述光接收电路的光路处于导通状态；

所述控制器的输出端与所述光发射电路的输入端连接，输入端与所述光接收电路的输出端连接，用于向所述光发射电路发送预设频率的脉冲驱动信号，接收所述光接收电路反馈的检测信号，并根据所述检测信号生成断路器分合闸检测结果。

2.根据权利要求1所述的断路器分合闸检测装置，其特征在于，还包括判断模块，所述判断模块第一输入端与所述光发射电路的输入端连接，第二输入端与所述光接收电路连接，输出端与控制器连接，所述判断模块将光接收电路反馈的检测信号与预设频率的脉冲驱动信号进行比较，生成判断信号发送至控制器。

3.根据权利要求2所述的断路器分合闸检测装置，其特征在于，所述判断模块为比较器。

4.根据权利要求2所述的断路器分合闸检测装置，其特征在于，还包括：报警模块，所述报警模块与控制器连接，所述控制器还用于根据接收到的判断信号生成报警控制信号，通过所述报警控制信号控制报警模块报警。

5.根据权利要求1所述的断路器分合闸检测装置，其特征在于，还包括：通信模块，所述通信模块第一端与控制器连接，第二端通过天线与终端设备连接，所述控制器将断路器分合闸检测结果通过通信模块发送至终端设备。

6.根据权利要求1所述的断路器分合闸检测装置，其特征在于，所述光发射电路包括第一电阻、第二电阻、发光二极管和受控开关，其中，所述第一电阻的第一端与控制器连接，第二端与受控开关的控制端连接；所述第二电阻的第一端连接电源VCC，第二端与受控开关的控制端连接；所述发光二极管的的正极接电源VCC，负极与受控开关的第一输出端连接；所述受控开关的第二输出端接地GND。

7.根据权利要求1所述的断路器分合闸检测装置，其特征在于，所述光接收电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻和光电三极管，其中，所述第三电阻的第一端与控制器连接，第二端与光电三极管的集电极连接；所述第四电阻的第一端与电源VCC连接，第二端与光电三极管的集电极连接；所述光电三极管的基极通过第五电阻接地GND。

8.一种断路器，其特征在于，包括：活动杆，以及如权利要求1-7任一项所述的断路器分合闸检测装置，其中，

所述活动杆在所述断路器进行分闸或合闸时处于第一位置，并在所述断路器进行合闸或分闸时处于第二位置。

9.根据权利要求8所述的断路器，其特征在于，还包括：设置于断路器内部的隔板和驱动装置，所述隔板上开设有活动槽，所述活动杆活动设置于活动槽内，所述活动杆的底部与驱动装置连接，所述驱动装置与所述控制器连接，用于驱动活动杆进行位置切换。

10.根据权利要求9所述的断路器，其特征在于，还包括弹簧，所述活动杆的顶端通过弹簧与隔板连接，所述活动杆在所述断路器进行分闸或合闸时，带动弹簧发生弹性形变。

Images