断路器及其控制系统的制作方法

本发明涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种断路器及其控制系统。

背景技术：

现状10kV及以上电压等级电网基本已实现电力设备运行状态实时监视、故障范围判断及故障设备自动隔离等功能，具备较高的自动化水平。而为重要驻地客户供电的0.4kV供用电设备自动化水平一直较低，其运行状态基本属于监控盲点，且0.4kV低压电网故障占比最大，现低压设备故障相关信息只能通过客户报修95598下达工单得知，运行单位不能第一时间掌握停电范围、受影响用户数量及客户等具体情况，故障抢修效率低，特别是涉及低压重要客户的服务工作十分被动。而之前的断路器设备发现了以下一些问题：

(1)设备生产布线环节较为复杂，画图不便；

(2)信息传输距离短，不适用于长距离传送；

(3)信息传递效率低，通讯手段单一；

(4)领导对事故流程无法实时了解，存在延误性。

针对现有技术中低压设备的运行状态信息无法及时上传至服务器的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种断路器及其控制系统，以至少解决现有技术中低压设备的运行状态信息无法及时上传至服务器的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种断路器，包括：传感器，用于采集线路和断路器的至少一种参数数据；发送装置，与传感器连接，用于发送至少一种参数数据；接收装置，用于接收第一控制指令；分励脱扣器，与接收装置连接，用于根据第一控制指令动作。

进一步地，发送装置和接收装置为载波通信装置。

进一步地，传感器包括：第一电流传感器，用于采集线路中的工作电流；第二电流传感器，用于采集线路中的剩余电流；电压传感器，用于采集线路中的电压数据；状态传感器，用于采集断路器的状态数据。

进一步地，断路器还包括：第一调理电路，连接在第一电流传感器和发送装置之间，用于对工作电流进行放大；第二调理电路，连接在第二电流传感器和发送装置之间，用于对剩余电流进行放大；第三调理电路，连接在电压传感器和发送装置之间，用于对电压数据进行放大。

进一步地，断路器还包括：控制器，与传感器连接，用于根据至少一种参数数据，生成第二控制指令；分励脱扣器，与控制器连接，用于根据第二控制指令动作。

进一步地，分励脱扣器为电子式脱扣器。

进一步地，断路器还包括：输入装置，与控制器连接，用于接收输入的至少一种预设参数数据。

进一步地，断路器还包括：报警器，与传感器连接，用于根据至少一种参数数据，生成报警消息。

进一步地，断路器还包括：显示屏，与传感器连接，用于显示至少一种参数数据。

进一步地，断路器还包括：电源电路，与传感器、发送装置、接收装置、分励脱扣器、控制器、报警器、输入装置、显示屏连接，用于供电。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种断路器的控制系统，包括：断路器，用于采集线路和断路器的至少一种参数数据；服务器，与断路器具有通信关系，用于根据至少一种参数数据，生成控制指令。

进一步地，服务器包括：集中器，与断路器具有通信关系，用于接收至少一种参数数据；主站，与集中器具有通信关系，用于根据至少一种参数数据，生成控制指令。

进一步地，断路器与集中器通过宽带载波网络连接。

在本发明实施例中，传感器采集线路和断路器的至少一种参数数据，发送装置发送至少一种参数数据，接收装置接收第一控制指令，分励脱扣器根据第一控制指令动作，从而实现及时将断路器的至少一种参数数据进行上传，并根据控制指令及时动作，使得云端可以及时获知电力系统的故障情况，解决了现有技术中低压设备的运行状态信息无法及时上传至服务器的技术问题。因此，通过本发明上述实施例，可以达到提高断路器的投运率和可靠性，进一步达到提高故障抢修效率的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种断路器的示意图；

图2根据本发明实施例的一种可选的断路器的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种断路器的控制系统的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的集中器的示意图；

图5是根据本发明实施例的一种可选的断路器的控制方法的流程图；以及

图6是根据本发明实施例的一种可选的断路器的控制系统的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种断路器实施例。

图1是根据本发明实施例的一种断路器的示意图，如图1所示，该断路器包括：

传感器11，用于采集线路和断路器的至少一种参数数据。

具体的，上述的至少一种参数数据可以是线路中的工作电流、剩余电流、工作电压和断路器的状态数据，状态数据包括：合闸状态或分闸状态。

发送装置13，与传感器连接，用于发送至少一种参数数据。

接收装置15，用于接收第一控制指令。

可选地，在本发明实施例中，发送装置和接收装置为载波通信装置。

具体的，上述的载波通信装置可以是断路器中增加的宽带载波通信模块；上述的第一控制指令可以是云端根据接收到的至少一种参数数据，对整个电力系统进行故障状态判断，生成的控制指令。

分励脱扣器17，与接收装置连接，用于根据第一控制指令动作。

可选地，在本发明实施例中，分励脱扣器为电子式脱扣器。

在一种可选的方案中，断路器中的传感器可以采集线路中的工作电流、剩余电流、工作电压和断路器的状态数据，并通过宽带载波网络发送给云端，云端根据接收到的数据进行故障判断，并生成相应的控制指令(即上述的第一控制指令)返回给断路器，控制短路器中的电子式脱扣器动作，例如，当云端判断电力系统出现故障时，可以生成跳闸指令，控制电子式脱扣器跳闸，断开线路连接。

通过本发明上述实施例，传感器采集线路和断路器的至少一种参数数据，发送装置发送至少一种参数数据，接收装置接收第一控制指令，分励脱扣器根据第一控制指令动作，从而实现及时将断路器的至少一种参数数据进行上传，并根据控制指令及时动作，使得云端可以及时获知电力系统的故障情况，解决了现有技术中低压设备的运行状态信息无法及时上传至服务器的技术问题。因此，通过本发明上述实施例，可以达到提高断路器的投运率和可靠性，进一步达到提高故障抢修效率的效果。

可选地，在本发明实施例中，该传感器包括：

第一电流传感器，用于采集线路中的工作电流。

具体的，上述的第一电流传感器可以是电流互感器，可以实时监测三相负荷工作电流，过载脱扣电流整定值根据需要进行设定。

第二电流传感器，用于采集线路中的剩余电流。

具体的，上述的第二电流传感器可以是零序电流互感器。

电压传感器，用于采集线路中的电压数据。

状态传感器，用于采集断路器的状态数据。

在一种可选的方案中，可以通过电流互感器采集线路中的剩余电流、工作电流、工作电压和状态数据，并将采集到的剩余电流、工作电流、工作电压和状态数据上传至云端。

可选地，在本发明实施例中，该断路器还包括：

第一调理电路，连接在第一电流传感器和发送装置之间，用于对工作电流进行放大。

具体的，上述的第一调理电路可以为漏电信号调理电路。

第二调理电路，连接在第二电流传感器和发送装置之间，用于对剩余电流进行放大。

具体的，上述的第二调理电路可以包括：整波电路和电流信号调理电路。

第三调理电路，连接在电压传感器和发送装置之间，用于对电压数据进行放大。

具体的，上述的第三调理电路可以是电压信号调理电路。

在一种可选的方案中，由于采集到的剩余电流、工作电流和工作电压的信号幅度较小，为了提高断路器的控制灵敏度，可以对采集到的模拟信号进行放大、滤波处理，即对剩余电流、工作电流和工作电压进行放大、滤波处理等。

可选地，在本发明实施例中，该断路器还包括：

控制器，与传感器连接，用于根据至少一种参数数据，生成第二控制指令。

分励脱扣器，与控制器连接，用于根据第二控制指令动作。

可选地，在本发明实施例中，分励脱扣器为电子式脱扣器。

在一种可选的方案中，断路器自带的控制器可以对剩余电流和工作电流进行检测，当检测到剩余电流小于等于预设剩余电流，且工作电流小于预设工作电流时，生成正常工作的指令，分励脱扣器保持合闸状态，否则，生成跳闸指令，控制分励脱扣器跳闸。

可选地，在本发明实施例中，该断路器还包括：输入装置，与控制器连接，用于接收输入的至少一种预设参数数据。

在一种可选的方案中，用户可以通过输入装置自定义预设剩余电流和预设工作电流，可以在壳架电流额定值内任意设定，从而控制器可以根据用户设定的预设剩余电流和预设工作电流，判断线路是否出现故障，并控制分励脱扣器跳闸或者报警器报警。

可选地，在本发明实施例中，该断路器还包括：报警器，与传感器连接，用于根据至少一种参数数据，生成报警消息。

在一种可选的方案中，断路器可以具有报警功能，在不允许断电的场合或者需要检修故障的情况下，断路器可以进入报警状态，当采集到的剩余电流超过预设剩余电流，则分励脱扣器不再跳闸，报警器生成报警信息，提示剩余电流过大，此时，断路器失去剩余电流保护功能，但短路、过载功能不受限制。

可选地，在本发明实施例中，该断路器还包括：显示屏，与传感器连接，用于显示至少一种参数数据。

在一种可选的方案中，断路器还可以包括显示屏，用户设定的预设剩余电流和预设工作电流，断路器采集到的工作电流、工作电压、剩余电压和状态数据进行显示，从而用户可以通过显示屏直观看到线路和断路器的工作状态。

可选地，在本发明实施例中，该断路器还包括：电源电路，与传感器、发送装置、接收装置、分励脱扣器、控制器、报警器、输入装置、显示屏连接，用于供电。

在一种可选的方案中，断路器还可以包括电源电路，电源电路与线路连接，将交流电源转换为直流电源，为传感器、发送装置、接收装置、分励脱扣器、控制器、报警器、输入装置、显示屏供电。

图2根据本发明实施例的一种可选的断路器的示意图，下面结合图2对本发明一种优选的实施例进行详细说明，如图2所示，断路器包括：宽带载波芯片(图中未示出)、零序电流互感器、电流互感器、漏电信号调理电路、电流信号调理电路、整流电路、电源电路、人机操作界面电路、微控制器MCU、脱扣和电机控制电路以及电压信号调理电路。漏电信号调理电路连接在零序电流互感器和MCU之间，整流电路和电流信号调理电路连接在电流互感器和MCU之间，电压信号调理电路与MCU连接，人机操作界面电路与MCU连接，电源电路一端与线路连接，另一端与整流电路、电流信号调理电路、漏电信号调理电路、MCU、人机操作界面电路、电压信号调理电路以及脱扣和电机控制电路连接，为上述部件进行供电。MCU将断路器的电压、电流及状态通过宽带载波芯片传输到云端。

在本发明上述实施例中，断路器可以是剩余电流保护器断路器，具有分励脱扣器(短接跳闸、断开合闸)，脱扣器为电子式脱扣器，宽带载波及RS485通讯功能，标准剩余电流保护动作断路器协议等协议可选。具有延时保护功能，可与上下级保护器形成动作时间级差，实现分级保护，达到选择性动作，减少停电范围的目的。具有剩余电流报警功能。断路器与宽带载波相结合，保证数据传输的稳定性和可靠性为重要指标，结合采集上来的数据对重要客户用电情况进行实时监测，遇到故障起到主动抢修的能力，提高设备的技术管理水平，保证漏电保护器的安全。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种断路器的控制系统实施例。

图3是根据本发明实施例的一种断路器的控制系统的示意图，如图3所示，该断路器包括：

断路器31，用于采集线路和断路器的至少一种参数数据。

具体的，上述的至少一种参数数据可以是线路中的工作电流、剩余电流、工作电压和断路器的状态数据，状态数据包括：合闸状态或分闸状态。

服务器33，与断路器具有通信关系，用于根据至少一种参数数据，生成控制指令。

具体的，上述服务器可以是云端服务器，可以包括集中器和主站。

在一种可选的方案中，断路器中的传感器可以采集线路中的工作电流、剩余电流、工作电压和断路器的状态数据，并通过宽带载波网络发送给云端，云端根据接收到的数据进行故障判断，并生成相应的控制指令(即上述的第一控制指令)返回给断路器，控制短路器中的电子式脱扣器动作，例如，当云端判断电力系统出现故障时，可以生成跳闸指令，控制电子式脱扣器跳闸，断开线路连接。

通过本发明上述实施例，断路器采集线路和断路器的至少一种参数数据，服务器根据至少一种参数数据，生成第一控制指令，从而实现及时将断路器的至少一种参数数据进行上传，并根据控制指令及时动作，使得云端可以及时获知电力系统的故障情况，解决了现有技术中低压设备的运行状态信息无法及时上传至服务器的技术问题。因此，通过本发明上述实施例，可以达到提高断路器的投运率和可靠性，进一步达到提高故障抢修效率的效果。

可选地，在本发明实施例中，服务器包括：

集中器，与断路器具有通信关系，用于接收至少一种参数数据。

可选地，在本发明实施例中，断路器与集中器通过宽带载波网络连接。

主站，与集中器具有通信关系，用于根据至少一种参数数据，生成控制指令。

图4是根据本发明实施例的一种可选的集中器的示意图，图5是根据本发明实施例的一种可选的断路器的控制方法的流程图，图6是根据本发明实施例的一种可选的断路器的控制系统的示意图，在一种可选的方案中，如图4所示，宽带载波模块插入集中器侧，采用树形通讯架构。同时又基于国际通用的自组网技术或其他类似的网络协议，具有高带宽、自动组网、自动中继、断路器地址自动上报等特点。采用宽带载波和4G通信技术及ARM9智能控制技术及数字信号处理技术，可远程实时检测跟踪线路剩余电流，依据设定自动确定剩余电流动作值档位，保证剩余电流保护装置的投运率和可靠性。实时检测三相负荷工作电流，过载脱扣电流整定值在壳架电流额定值内任意设定，30～500mA或选择在以上范围内能智能调节，设定后不受环境温度影响，保证过载保护灵敏可靠。如图5和图6所示，断路器的电压、电流及断路器状态等，通过宽带载波上传到集中器，集中器通过4G或ONU等方式上传到主站，主站实时监控各断路器状态并根据线路各设备的状态研判系统故障状态。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。