一种断路器及其触头机构的阻抗检测方法技术

一种断路器及触头机构阻抗的计算方法，包括测量电路和通电回路，每一相通电回路包括一组触头机构，所述测量电路包括控制器、电流传感器和电压测量电路，所述电流传感器、电压测量电路分别与控制器连接用于向控制器传递电流信号和电压信号，控制器根据触头机构的电流和电压计算得出触头机构的阻抗；所述电流传感器与触头机构串联，电压测量电路并联在触头机构的两端，电压测量电路包括电压传感器以及用于控制电压测量电路导通或断开的通断装置。本发明专利技术通过控制通断装置使电压测量电路导通或断开，进而使测量电路不会在触头机构分闸时不能形成电流回路，避免形成断路器的漏电隐患。避免形成断路器的漏电隐患。避免形成断路器的漏电隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种断路器及其触头机构的阻抗检测方法


[0001]本专利技术涉及低压电器，具体涉及一种断路器及其触头机构的阻抗检测方法。

技术介绍

[0002]断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等组合。
[0003]触头机构是断路器的重要组成部分，通过合闸或分闸来实现对线路通电或断电的控制，但触头机构的每一次合闸、分闸都会造成触头机构的衰减，引起断路器通路阻抗的增加进而造成功耗增加、输电效率降低，随着功耗不断增加，最终会导致断路器失效。目前，现有断路器无法实时测量断路器触头机构的导通阻抗，其主要原因在于测量电路与断路器的线路无法做到隔离，测量电路在工作时产生的一个微小电流，该电流会流过负载，容易造成漏电风险，存在安全隐患，因此，由于无法实时测量触头机构的导通阻抗，进而也不能准确检测断路器的工作状态以及预测断路器的寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、能准确可靠测量触头机构阻抗的断路器及其触头机构的阻抗检测方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种断路器，包括测量电路和至少一相通电回路，每一相通电回路包括一组用于控制通电回路通断的触头机构，所述测量电路包括控制器、电流传感器和电压测量电路，所述电流传感器、电压测量电路分别与控制器连接用于向控制器传递电流信号和电压信号，控制器根据流过触头机构的电流和电压计算得出触头机构的阻抗；
[0007]所述电流传感器与触头机构串联，电压测量电路并联在触头机构的两端，电压测量电路包括电压传感器以及用于控制电压测量电路导通或断开的通断装置，在通断装置闭合时，电压传感器获取触头机构两端的电压并向控制器传递电压信号，在通断装置断开时，电压测量电路中无电流通过。
[0008]进一步，所述通断装置包括与电压传感器串联的开关以及驱动开关闭合或断开的驱动结构。
[0009]进一步，所述开关为半导体功率开关，所述驱动结构包括与控制器连接的驱动单元，驱动单元在控制器的控制下使开关闭合或断开。
[0010]进一步，所述开关为机械开关，所述驱动结构包括驱动单元和电机，所述驱动单元与控制器连接并在控制器的控制下使电机转动，电机转动操作开关的闭合或断开。
[0011]进一步，所述驱动单元在控制器的控制下使电机转动，电机转动操作触头机构的分合闸以及开关的断开或闭合；或电机转动操作触头机构分合闸，由触头机构的分合闸动
作使开关断开或闭合。
[0012]进一步，所述开关为机械开关，所述驱动结构为断路器的操作机构，操作机构在带动触头机构进行分合闸动作时驱动开关断开或闭合。
[0013]进一步，所述通断装置能够先于触头机构的分闸动作而断开电压测量电路；或者，通断装置能够与触头机构同步动作实现对电压测量电路通断的控制；或者，通断装置能够在触头机构分闸后断开电压测量电路。
[0014]进一步，所述控制器包括两个差分ADC模块，其中一个差分ADC模块通过电流传感器获取电流值，另一个差分ADC模块通过电压测量电路获取触头机构的电压值；所述电压测量电路不设置电压传感器，所述通断装置的一端与触头机构的一个接线端连接，通断装置的另一端以及触头机构的另一个接线端连接在控制器的同一个差分ADC模块。
[0015]进一步，所述测量电路还包括由控制器驱动的可控电流源，所述可控电流源连接在每一相通电回路中，在控制器的驱动下能够增大通电回路的电流。
[0016]进一步，所述可控电流源包括隔离驱动控制器以及由隔离驱动控制器控制的可控电路，所述可控电路的两端分别连接在通电回路的火线和零线上，所述可控电路包括依次连接的第一导通元件、电阻和第二导通元件，在隔离驱动控制器的驱动下，第一导通元件、第二导通元件导通，隔离驱动控制器根据电阻两端的电压调整可控电路中的电流。
[0017]进一步，所述测量电路还包括一个或多个用于为测量电路提供工作电源的供电电源；所述电流传感器为霍尔传感器或变压器，电压传感器为电阻，所述控制器为单片机。
[0018]一种断路器中触头机构的阻抗检测方法，包括如上所述的断路器，在触头机构合闸时，断路器的控制器通过电流传感器获得流过触头机构的电流I，控制器通过电压测量电路获取触头机构的电压V，控制器根据触头机构的阻抗Z＝V/I计算并储存触头机构的阻抗值。
[0019]优选的，所述控制器通过比较触头机构的第n次合闸与第n
‑
1次合闸时的阻抗值，获取触头机构的阻抗变化值，据此判断断路器的工作状况以及预测触头机构的寿命；其中n为大于等于1的整数。
[0020]本专利技术的一种断路器，通过测量电路能够检测每一相通电回路中触头机构的阻抗，其中电压测量电路具有通断装置，通过通断装置的闭合或断开实现对电压测量电路的控制，在不需要测量触头机构电压时，断开电压测量电路，因而使测量电路不会在触头机构分闸时形成电流回路，避免测量电路产生流经负载的电流，形成断路器的漏电隐患。
[0021]此外，通断装置为包括开关以及与开关配合的驱动结构，其中开关串联在电压测量电路中，通过驱动结构来驱动开关，由于开关以及驱动结构的可选形式多样，具有较强的适用性。
[0022]此外，用于驱动开关闭合或断开的驱动结构形式多样，根据开关的类型可以是驱动电路、电机以及断路器的动作机构，使电压测量电路具有较多的可选方案，在适用性、成本以及装配等方面具有较强的优势。
[0023]此外，测量电路还设有可控电流源，在控制器的驱动下输出可控的电流以增大流经触头机构的电流，以提高测量精度；另外，测量电路还设有提供工作电源的供电电源。
[0024]本专利技术的一种断路器中触头机构的阻抗检测方法，基于上述断路器，控制器通过获取触头机构的电流、电压计算获得触头机构的阻抗值，方法合理简便，精确度较高。
[0025]另外，通过与上一次测量获得的触头机构阻抗值相比，据此可以判断触头机构的工作状态以及预测触头机构的寿命。
附图说明
[0026]图1是本专利技术一种断路器中第一实施例的示意图(第二电压探头可移动)；
[0027]图2是本专利技术一种断路器中第一实施例的示意图(第一电压探头可移动)；
[0028]图3是本专利技术一种断路器中第一实施例的示意图(第二探头为金属棒)；
[0029]图4是本专利技术一种断路器中第一实施例的示意图(三相四线断路器)；
[0030]图5是本专利技术一种断路器中第二实施例的示意图(仅驱动开关)；
[0031]图6是本专利技术一种断路器中第二实施例的电路图(仅驱动开关)；
[0032]图7是本专利技术一种断路器中第二实施例的示意图(驱动开关及触头机构)；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种断路器，包括测量电路和至少一相通电回路，每一相通电回路包括一组用于控制通电回路通断的触头机构，所述测量电路包括控制器、电流传感器和电压测量电路，所述电流传感器、电压测量电路分别与控制器连接用于向控制器传递电流信号和电压信号，控制器根据流过触头机构的电流和电压计算得出触头机构的阻抗；所述电流传感器与触头机构串联，电压测量电路并联在触头机构的两端，其特征在于：电压测量电路包括电压传感器以及用于控制电压测量电路导通或断开的通断装置，在通断装置闭合时，电压传感器获取触头机构两端的电压并向控制器传递电压信号，在通断装置断开时，电压测量电路中无电流通过。2.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于：所述通断装置包括与电压传感器串联的开关以及驱动开关闭合或断开的驱动结构。3.根据权利要求2所述的一种断路器，其特征在于：所述开关为半导体功率开关，所述驱动结构包括与控制器连接的驱动单元，驱动单元在控制器的控制下使开关闭合或断开。4.根据权利要求2所述的一种断路器，其特征在于：所述开关为机械开关，所述驱动结构包括驱动单元和电机，所述驱动单元与控制器连接并在控制器的控制下使电机转动，电机转动操作开关的闭合或断开。5.根据权利要求4所述的一种断路器，其特征在于：所述驱动单元在控制器的控制下使电机转动，电机转动操作触头机构的分合闸以及开关的断开或闭合；或电机转动操作触头机构分合闸，由触头机构的分合闸动作使开关断开或闭合。6.根据权利要求2所述的一种断路器...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒凡霞，胡飏，
申请(专利权)人：浙江正泰电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：