CN218997688U - 一种浪涌保护装置的监测***及浪涌保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浪涌保护装置的监测***，至少包括电子式断路器、浪涌保护器保护装置、浪涌保护器、上位机及导电体，电子式断路器上设置有第一电子控制器和通信装置，还公开一种浪涌保护器，至少设置有绝缘壳体、MOV阀片、脱离器、第二电子控制器，第二电子控制器对浪涌保护器保护装置缺相故障及浪涌保护器的脱离器脱扣故障进行判断，并将故障信号有线发送至电子式断路器内的第一电子控制器，第一电子控制器将电子式断路器的故障信号、浪涌保护器保护装置的缺相故障状态信号、浪涌保护器的脱扣故障状态信号、电子式断路器的负载主回路的电能参数通过电子式断路器内的通信装置上传至上位机，上位机对故障报警提示修复，实现***的智能管理。

Description

一种浪涌保护装置的监测***及浪涌保护器

技术领域

本实用新型涉及低压配电领域，尤其涉及一种浪涌保护器及配电***的电参数测量、保护及浪涌保护器监测的监测***。

背景技术

以往电力***中，断路器仅对***负载进行电流保护或电压保护，当浪涌保护器失效时，仅在涌保护器上出现弹窗显示，通过人工巡检，对失效浪涌保护器阀片进行更换。随着国家电网电力物联网计划不断推进，新的配电***要求除原有的保护功能外还需监测电网运行参数及保护元件的运行状态，例如负载回路电压值、电流值、频率、湝波含量、功率等参数及浪涌保护器的状态，及时发现浪涌保护器及浪涌保护器保护装置的故障，在浪涌保护器及浪涌保护器保护装置出现故障时进行报警，提醒及时修复，防止由于浪涌保护器失效及浪涌保护器保护装置出现故障情况下的雷击造成负载损坏。

实用新型内容

本申请公开的一个目的是提供一种浪涌保护装置的监测***及浪涌保护器，通过在所述浪涌保护器的底座内设置第二电子控制器，对浪涌保护器及浪涌保护器保护装置进行监测，以至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

一方面，本实用新型提供一种浪涌保护装置的监测***，所述监测***至少包括设置有通信装置的电子式断路器、浪涌保护器保护装置、浪涌保护器、上位机及导电体，所述电子式断路器的进线端侧和出线端侧均设置有导电体，所述浪涌保护器保护装置的进线端侧和出线端侧均设置有导电体，所述浪涌保护器的进线端侧和出线端侧均设置有导电体，所述电子式断路器进线端侧的导电体与所述浪涌保护器保护装置进线端侧的导电体为并联连接，所述浪涌保护器保护装置出线端侧导电体与所述浪涌保护器进线端侧的导电体相连接，所述浪涌保护器的出线端侧的导电体连接至地线，所述电子式断路器设置有第一电子控制器和通信装置，所述浪涌保护器设置有第二电子控制器，所述第二电子控制器与所述第一电子控制器之间连接有电的信号线。

以此方式，第二电子控制器通过电的信号线将浪涌保护器和浪涌保护器保护装置运行状态信号传输给第一电子控制器，实现了设置有通信装置的电子式断路器对浪涌保护器和浪涌保护器保护装置运行状态的监测；同时，设置有通信装置的电子式断路器利用现有电网的通信网络，实现了上位机对电子式断路器、浪涌保护器和浪涌保护器保护装置运行状态智能管理，可以节约大量的资源和成本，经济效益显著。

在一些实施例中，所述通信装置向所述上位机发送所述浪涌保护器保护装置和所述浪涌保护器的故障信息及所述电子式断路器负载回路的电能信息。

在一些实施例中，所述浪涌保护器保护装置为断路器、熔断器中的至少一种。

在一些实施例中，所述电子式断路器还具有电源模块及电流测量模块或/和电压测量模块，所述电源模块为第一电子控制器、通信装置、电流测量模块或/和电压测量模块及第二电子控制器提供工作电源，所述电流测量模块或/和电压测量模块对所述电子式断路器负载主回路的电能参数进行测量。

在一些实施例中，所述第二电子控制器的电子模块通过采集所述浪涌保护器上口的电压值对所述浪涌保护器保护装置缺相故障进行判断，通过检测所述浪涌保护器中的脱离器状态检测元件的输出信号判断脱离器脱扣故障。

以此方式，实现准确对浪涌保护器保护装置的缺相故障状态进行判断，及准确对浪涌保护器的故障状态进行判断。

在一些实施例中，所述通信装置的通信方式包括但不限制于HPLC载波通信、RS485、RS232的有线通信方式和/或LoRa、BLE(蓝牙)、WIFI的无线通信方式。

另一方面，本实用新型还提供一种浪涌保护器，其与浪涌保护器保护装置连接，至少包括绝缘外壳、MOV阀片、脱离器和第二电子控制器，所述第二电子控制器设置有判别所述浪涌保护器保护装置缺相故障和判别所述浪涌保护器中的脱离器脱扣故障的电子模块及对外发送信号的通信模块。在一些实施例中，所述脱离器与所述第二电子控制器之间设置脱离器状态检测元件，所述脱离器状态检测元件至少包括电子传感器或电子开关或机械开关的一种，所述第二电子控制器通过弹性导电体与MOV阀片的引脚及浪涌保护器上口连接，采集所述浪涌保护器上口电压。

在一些实施例中，所述第二电子控制器设置在所述绝缘壳体的底座内。第二电子控制器集成在浪涌保护器底座内，不用增加浪涌保护器的体积，将部分输入、输出连接线变为内部PCB走线，连接更可靠，走线更简洁。

本实用新型的有益效果如下：

1、 通过集成在浪涌保护器内的第二电子控制器对浪涌保护器上口电压的检测，准确对浪涌保护器保护装置的缺相故障状态进行判断；

2、 通过集成在浪涌保护器内的第二电子控制器对浪涌保护器脱离器脱扣故障检测，准确对浪涌保护器的故障状态进行判断；

3、 第二电子控制器集成在浪涌保护器底座内，不用增加浪涌保护器的体积，将部分输入、输出连接线变为内部PCB走线，连接更可靠，走线更简洁，通过弹性导电体采集浪涌保护器上口电压，采集方式更便捷、更安全；

4、 第二电子控制器通过电的信号线将浪涌保护器和浪涌保护器保护装置运行状态信号传输给第一电子控制器，实现了设置有通信装置的电子式断路器对浪涌保护器和浪涌保护器保护装置运行状态的监测；

5、 设置有通信装置的电子式断路器利用现有电网的通信网络，实现了上位机对电子式断路器、浪涌保护器和浪涌保护器保护装置运行状态智能管理，可以节约大量的资源和成本，经济效益显著。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型第一实施例、第二实施例的浪涌保护装置的监测***的框图；

图2为本实用新型第三实施例、第四实施例的浪涌保护装置的监测***的框图；

图3为本实用新型中浪涌保护器的MOV阀片的引脚与第二电子控制器上的弹性导电体分离时的剖面图；

图4为本实用新型中浪涌保护器的MOV阀片的引脚与第二电子控制器上的弹性导电体接触时的剖面图；

图5为图4中的浪涌保护器的另一剖面图。

具体实施方式

前文提到传统的浪涌保护器失效时，仅在浪涌保护器上出现弹窗显示，浪涌保护器保护装置故障有些可以具有本地显示，有些不具备本地显示，通过人工巡检无法及时发现故障，无法及时消除故障。目前存在的浪涌保护器监测装置方案大多是将浪涌保护器监测装置作为分离于浪涌保护器主体之外的独立产品，例如专利CN20928280 U,此专利方案结构复杂，需要比原有浪涌保护器更大的空间放置监控装置。

本实用新型方案将对浪涌保护器和浪涌保护器保护装置进行实时检测、判定的第二电子控制器集成在原有浪涌保护器底座内，不用增加原有浪涌保护器的体积，第二电子控制器将检测到的故障信号有线传递给电子式断路器内的第一电子控制器，由第一电子控制器利用现有电网的通信网络上传给上位机，上位机发出报警信号，做到及时准确发现及排除浪涌保护器和浪涌保护器保护装置出现的故障，并且不用改变故障浪涌保护器阀片和故障熔断器的原有更换方式。

本实用新型方案仅通过第二电子控制器对浪涌保护器中与脱离器关联的电子传感器或电子开关或机械开关输出信号判断浪涌保护器的故障。通过第二电子控制器对浪涌保护器上口的电压值检测值判断浪涌保护器保护装置的缺相故障，无需其他复杂的传感器及监测点，检测方法简单实用。

本实用新型方案通过在设置有通信装置的电子式断路器内集成了电流测量模块或/和电压测量模块，对其负载主回路的电能参数进行测量，电能参数包括电压值、负载电流值、频率、湝波含量、功率中的至少一种，并由第一电子控制器通过通信装置上传给上位机。

目前存在的浪涌保护器监测装置方案的通信方式大多采用非HPLC载波通信的通信方式，例如，专利CN206096300U采用zigbee与蓝牙通信方式，专利CN208672733U及专利CN102650653A采用RS485通信方式，专利CN215375575U采用以太网通信方式，这些通信方式与电网通用的HPLC载波通信技术不能完全兼容，需要增加编译设备，增加成本，本实用新型通信模块首选目前电网通用的HPLC载波通信方式，做到与电网已有的通信方式完全相同，借用电网已经存在的HPLC载波通信模块，可以节省大量成本，在遇到局部电网采用HPLC载波通信方式之外的其它通信方式时，本实用新型亦可采用与电网通信方式相同的通信方式。

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。本实用新型决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。

在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等应做广义理解，例如“连接”可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

如图1所示，本实施例提供一种浪涌保装置的监测***1000，可应用于三相四线制的配电***中，所述浪涌保护装置的监测***包括设置有通信装置的电子式断路器100、浪涌保护器保护装置200、浪涌保护器400、导电体和上位机300，其中所述浪涌保护器保护装置200为断路器或熔断器，本实施例中所述浪涌保护器保护装置200为熔断器。

具体地，所述电子式断路器100的上方和下方均设置有导电体，所述浪涌保护器保护装置200的上方和下方均设置有导电体，所述电子式断路器100上方的导电体连接至电源的三相线和N线，所述浪涌保护器保护装置200上方的导电体也连接至电源的三相线和N线，这里上方指进线端侧，下方指出线端侧，所述浪涌保护器保护装置200上方的导电体与所述电子式断路器100上方的导电体为并联连接，即所述电子式断路器100的进线端一侧的导电体与所述浪涌保护器保护装置200的进线端一侧的导电体并联连接；所述电子式断路器100下方的导电体连接负载，所述浪涌保护器保护装置200下方的导电体连接所述浪涌保护器400，所述浪涌保护器400的下方导电体连接至地线，即所述电子式断路器100出线端一侧的导电体连接负载，所述浪涌保护器保护装置200出线端一侧的导电体连接所述浪涌保护器400，所述浪涌保护器400出线端侧的导电体连接至地线。

进一步地，所述电子式断路器100包括第一电子式控制器110和通信装置120，所述浪涌保护器400内设置第二电子控制器410，所述第二电子控制器410与所述第一电子控制器110之间连接有电的信号线。

请参考图3、图4和图5，所述浪涌保护器400还至少设置有绝缘壳体、MOV阀片411、脱离器412、第二电子控制器410和用于检测所述脱离器是否脱扣故障的脱离器状态检测元件413，所述MOV阀片411上设置有引脚414，所述第二电子控制器410上设置有弹性导电体415，浪涌保护器400的上口端子416通过所述MOV阀片411的引脚414与所述弹性导电体415连接导通或断开，从而实现所述第二电子控制器410与所述上口端子416的接通或断开，其中图3为MOV阀片未完全安装到位时，MOV阀片411的引脚414及浪涌保护器400的上口端子416与第二电子控制器410上的弹性导电体415的分离状态示意图，图4和图5是MOV阀片完全安装到位时，MOV阀片411的引脚414及浪涌保护器400上口端子416与第二电子控制器410上的弹性导电体415接触连接状态示意图，图5和图4是从两个相对方向视图的示意图。

所述脱离器状态检测元件413为电子传感器或电子开关或机械开关，所述脱离器状态检测元件413设置在所述脱离器412与第二电子控制器410之间，所述电子传感器或电子开关或机械开关通过接触方式或非接触方式检测脱离器412脱扣故障信号，当浪涌保护器400的MOV阀片411劣化，造成流经所述浪涌保护器400的泄漏电流增大，使所述浪涌保护器400的MOV阀片411发热导致连接焊点熔开，从而使所述脱离器412触发脱离器状态检测元件413，一方面，所述第二电子控制器410中的电子模块410-1采集所述脱离器状态检测元件413的输出信号，并进行脱离器412脱扣故障状态判定，并通过通信模块410-2将故障状态信号传送至第一电子控制器110。

另一方面，所述第二电子控制器410的电子模块410-1通过弹性导电体415与所述浪涌保护器400上口端子416连接，采集所述浪涌保护器400上口各相的电压值，判断所述浪涌保护器保护装置200各相的通断状态，所述通信模块410-2将所述浪涌保护器保护装置200缺相故障状态传送至所述第一电子控制器110。其中，电子模块410-1判断缺相故障的依据是：

1、VAN=VBN=VCN=220V， A相、B相、C相、N线的熔断器处于导通状态，无缺相；其中VAN代表A、N之间的电压值，VBN代表B、N之间的电压值，VCN代表C、N之间的电压值；

2、VAN=VBN=VCN=0V，A相、B相、C相、N线的熔断器处于熔断状态，A相、B相、C相、N线全部缺相状态；

3、熔断器的A相、B相、C相任意一相缺相状态，N线熔断器为导通状态时，熔断器断开相对N的电压=0V、熔断器导通相对N的电压=220V;

4、熔断器的A相、B相、C相任意一相缺相状态，N线熔断器为熔断状态时，熔断器断开相对N的电压=0V、熔断器导通相对N的电压=20V-80V。

请继续参考图1，所述电子式断路器100还包括电源模块130，所述电源模块130为第一电子控制器110、通信装置120及第二电子控制器410正常工作提供电源。

所述电子式断路器100具备对负载的电流过载保护、瞬动保护功能，第一电子控制器110将所述电子式断路器100的故障状态信息、浪涌保护器400的脱离器412的脱扣故障状态信息及浪涌保护器保护装置200各相的缺相故障状态信息通过通信装置120上传上位机300，上位机300对故障报警提示修复，所述通信装置120首选目前电网通用的HPLC载波通信方式。

第二实施例

请继续参考图1，本实用新型提供第二种具体实施例的浪涌保护装置的监测***1000，该实施例与第一实施例的区别在于，所述浪涌保护器保护装置200为断路器，断路器的特点是：断路器为四联连动方式进行合分闸的元件，即断路器是四极一起分闸或合闸的，优点是在断路器对浪涌保护器400保护分断后，无需更换，重新合闸后即可继续保护浪涌保护器400，而熔断器一旦熔断就必须更换新的相同型号的熔断器。

判定断路器缺相故障的依据是：

1、VAN=VBN=VCN=220V， A相、B相、C相、N线的断路器处于合闸状态，无缺相；

2、VAN=VBN=VCN=0V，A相、B相、C相、N线的断路器处于分闸状态，缺相状态。

第二电子控制器410中的电子模块410-1对浪涌保护器400的脱离器412的脱扣故障状态检测判定和通信模块410-2将信号传递给第一电子控制器110的方式与实施例一相同。

第一电子控制器110将电子式断路器100的故障信号、浪涌保护器400的脱离器412的脱扣故障状态及浪涌保护器保护装置200的缺相故障状态通过通信装置120上传上位机300，上位机300对故障报警提示修复。

第三实施例

图2为本实用新型第三实施例、第四实施例的浪涌保护装置的监测***1000的框图，如图2所示，该实施例与第一实施例的区别是，所述电子式断路器100还包括电流测量模块或/和电压测量模块140，所述电流测量模块或/和电压测量模块140对电子式断路器100负载主回路的电压值或/和负载电流值或/和频率或/和湝波含量或/和功率等参数进行测量，测量数据直接传输给第一电子控制器110。

第二电子控制器410中的电子模块410-1对浪涌保护器400的脱离器412的脱扣故障状态检测判定、对所述浪涌保护器保护装置200即熔断器的缺相故障状态检测判定及通信模块410-2将信号传递给第一电子控制器110的方式与实施例一相同。

第一电子控制器110将电子式断路器100负载主回路的电压值或/和负载电流值或/和频率或/和湝波含量或/和功率等参数、所述电子式断路器100故障状态信号、所述浪涌保护器400的脱离器412的脱扣故障状态和所述浪涌保护器保护装置200即熔断器各相的缺相故障状态通过所述通信装置120上传所述上位机300，所述上位机300对故障报警提示修复。

第四实施例

请继续参考图2，本实用新型提供第四种具体实施例的浪涌保护装置的监测***1000，所述浪涌保护器保护装置200还可以为断路器，所述断路器采用四联连动方式进行合分闸的元件，在对浪涌保护器400保护分断后，无需更换，重新合闸后即可继续保护浪涌保护器400。

所述第二电子控制器410的电子模块410-1采集浪涌保护器400上口的各相电压值，根据电压值来判断所述浪涌保护器保护装置200各相缺相情况，当VAN=VBN=VCN=220V时，断路器的A相、B相、C相、N线处于合闸状态，由此判断断路器无缺相；当VAN=VBN=VCN=0V时，断路器的A相、B相、C相、N线处于分闸状态，由此判断断路器处于缺相故障，此时，所述第二电子控制器410将所述浪涌保护器保护装置200即断路器的缺相故障状态通过所述通信模块410-2传送给所述第一电子控制器110。同时所述电子模块410-1还对浪涌保护器400的脱离器412的脱扣故障状态进行检测判断，并将故障状态的判断结果通过所述通信模块410-2传递给所述第一电子控制器110。

所述电流测量模块或/和电压测量模块140对电子式断路器100负载主回路的电能参数进行测量，所述电能参数包括电子式断路器100负载主回路的电压值、负载电流值、测量频率、测量谐波含量、功率等参数，并将测量的电能信息数据直接传输给第一电子控制器110，所述第一电子控制器110将接收到的所述浪涌保护器保护装置200的缺相故障状态信号、所述浪涌保护器400的脱扣故障状态信号、所述电流测量模块或/和电压测量模块140对电子式断路器100负载主回路的电能参数、所述电子式电路器的故障信号通过所述通信装置120上传至上位机300，上位机300对故障报警提示修复。

以上实施例中，浪涌保护器400的第二电子控制器410的工作电源均由电子式断路器100的电源模块130供给，在以上施例中浪涌保护器400的第二电子控制器410的工作电源还可以为取自浪涌保护器400的上口电源的独立电源模块，该独立电源模块集成在第二电子控制器410中，此方案去除了第二电子控制器410与电源模块130之间的连接线，使得该***布线更简洁。

以上已经描述了本实用新型公开的各实施例，上述说明是示例性的，仅为本实用新型公开的可选实施例，并非穷尽性的，并不用于限制本公开。虽然在本申请中权利要求已针对特征的特定组合而制定，但是应该理解，本实用新型公开的范围还包括本文所公开的明确或隐含或对其任何概括的任何新颖特征或特征的任何新颖的组合，不论它是否涉及目前所要求保护的任何权利要求中的相同方案。申请人据此告知，新的权利要求可以在本申请的审查过程中或由其衍生的任何进一步的申请中被制定成这些特征和/或这些特征的组合。

本文中所有术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能够理解本文披露的各实施例。对于本领域的技术人员来说，本实用新型公开可以有各种更改和改变。凡在本实用新型公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等效替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围内。

Claims (8)

1.一种浪涌保护装置的监测***，所述监测***至少包括设置有通信装置的电子式断路器、浪涌保护器保护装置、浪涌保护器、上位机及导电体，所述电子式断路器的进线端侧和出线端侧均设置有导电体，所述浪涌保护器保护装置的进线端侧和出线端侧均设置有导电体，所述浪涌保护器的进线端侧和出线端侧均设置有导电体，所述电子式断路器进线端侧的导电体与所述浪涌保护器保护装置进线端侧的导电体为并联连接，所述浪涌保护器保护装置出线端侧导电体与所述浪涌保护器进线端侧的导电体相连接，所述浪涌保护器的出线端侧的导电体连接至地线，其特征在于：所述电子式断路器设置有第一电子控制器和通信装置，所述浪涌保护器设置有第二电子控制器，所述第二电子控制器与所述第一电子控制器之间连接有电的信号线。

2.根据权利要求1所述的浪涌保护装置的监测***，其特征在于：所述第二电子控制器设置有判别所述浪涌保护器保护装置缺相故障和判别所述浪涌保护器中的脱离器脱扣故障的电子模块和向所述第一电子控制器发送信号的通信模块。

3.根据权利要求1所述的浪涌保护装置的监测***，其特征在于：所述浪涌保护器保护装置为断路器、熔断器中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的浪涌保护装置的监测***，其特征在于：所述电子式断路器还具有电源模块及电流测量模块或/和电压测量模块，所述电源模块为第一电子控制器、通信装置、电流测量模块或/和电压测量模块及第二电子控制器提供工作电源，所述电流测量模块或/和电压测量模块对所述电子式断路器负载主回路的电能参数进行测量。

5.根据权利要求1所述的浪涌保护装置的监测***，其特征在于：所述通信装置的通信方式包括但不限制于HPLC载波通信、RS485、RS232的有线通信方式和/或LoRa、BLE、WIFI的无线通信方式。

6.一种浪涌保护器，其与浪涌保护器保护装置连接，其特征在于：浪涌保护器至少包括绝缘壳体、MOV阀片、脱离器和第二电子控制器，所述第二电子控制器设置有判别所述浪涌保护器保护装置缺相故障和判别所述浪涌保护器中的脱离器脱扣故障的电子模块及对外发送信号的通信模块。

7.根据权利要求6所述的浪涌保护器，其特征在于：所述脱离器与所述第二电子控制器之间设置有脱离器状态检测元件，所述脱离器状态检测元件至少包括电子传感器或电子开关或机械开关的一种，所述第二电子控制器通过弹性导电体与MOV阀片的引脚及浪涌保护器上口连接，采集所述浪涌保护器上口电压值。

8.根据权利要求6所述的浪涌保护器，其特征在于：所述第二电子控制器设置在所述绝缘壳体的底座内。

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