本發明涉及低壓電器,具體涉及一種具有測溫功能的電的開關。
背景技術:
1、開關是電網與負載接通、斷開的重要元件,需要長期承載負載電流,開關內部的動觸頭、靜觸頭之間、上口電源端與電源進線電纜之間及下口電源端與電源出線電纜之間均為連接點,各連接點的發熱量與各連接點的接觸電阻成正比關系,連接點的接觸電阻異常增大會造成連接點處及開關本體的溫度升高,造成用電安全隱患,甚至產生火災等安全事故,因此,對斷路器的各連接點發熱監控非常有現實意義。
2、現有技術中,對斷路器發熱測量的方法是:1)采用紅外熱成像對斷路器的進線端、出線端間斷性進行人工溫度巡檢;2)在斷路器的進線端、出線端設置溫度傳感器,對進線端、出線端的溫度測量。動觸頭和靜觸頭設置在開關內部,是斷路器重要的連接點,以上兩種方式均是檢測進線端、出線端的溫度,因進線端、出線端設置在開關兩端且未被封閉,實測溫度比開關內的溫度低很多,因此這種測溫方式不能準確測量斷路器內部的觸頭溫度,斷路器作為承載電流保護線路的裝置,本身在電流流經觸頭時也發熱,發熱量隨電流的增大呈指數級增加,僅靠外部的溫度測量,無法準確判斷動觸頭與靜觸頭的接觸電阻異常造成的異常溫升,對因觸頭異常溫升引發的危害不能得到有效消除。并且,人工紅外巡檢方式存在工作量非常大,且容易出現漏檢現象。
3、為了保持電網的造成運行,提高運維的自動化、智能化水平,及時準確對開關溫度異常進行預警及分斷保護,急需一種具備夠間接地、延遲地測量開關各連接點的溫度、能夠對異常溫度有判斷閾值、能夠預警、能夠分斷保護、能夠與上級設備通信功能的開關。
技術實現思路
1、基于以上情況,本發明提供了一種具有測溫功能的電的開關,該開關可以通過溫度傳感器間接測量的各連接點的溫度值,通過與預警閾值、保護閾值比對實現對連接點的異常溫度進行預警、對開關進行保護分斷,并可以將開關溫度異常信息通過通信裝置上報上級設備,實現開關巡檢的自動及智能化。
2、本發明的技術方案如下:一種具有測溫功能的電的開關,包括絕緣外殼、操作機構,動觸頭裝置、靜觸頭裝置、至少一個溫度傳感器、一個環境溫度傳感器、一個保護裝置、至少一個電流采集器、一個電子控制器、一個通信裝置、第一電源端及第二電源端,所述溫度傳感器間接地、延遲地測量出第一電源端或/和第二電源端或/和動觸頭與靜觸頭之間或/和電阻性機械接觸部位的溫度。
3、上述開關中的電連接點包括:第一電源端與電網電纜連接、第二電源端與負載電纜連接、開關閉合時動觸頭裝置與靜觸頭裝置連接以及通電回路中其他的電阻性機械接觸部位,這些連接點均有接觸電阻,電源端接線一旦出現松動就造成連接點的接觸電阻異常,動觸頭與靜觸頭反復開合也會造成接觸電阻異常,通電回路中其他的電阻性機械接觸部位接觸不良也會存在接觸電阻異常,電流流過接觸電阻異常的連接點時,連接點產生的熱量增大。所述溫度傳感器設置在開關內部的動觸頭裝置至第二電源端之間或設置在開關的中部臨近動觸頭裝置,通過大量的不同工況下溫度傳感器與各連接點溫度測試數據得出各連接點溫度值與溫度傳感器測量溫度值、環境溫度傳感器測量溫度值及電流傳感器測量的母排電流值的關聯數據庫,從而間接測量到各連接點實際溫度。關聯數據庫包括:溫度基準數據庫、溫度下限數據庫及溫度異常數據庫。各連接點與溫度傳感器之間有銅排、空氣及殼體作為導熱媒介,連接點的溫度通過輻射、傳導給溫度傳感器存在一定時間的延遲,因此采用實時測量,實時比對的方式進行判斷,及時保護開關運行。
4、在一優選實施例中,所述電子控制器依據電流采集器測量的電流值及所述環境溫度傳感器測量值確定溫度預警閾值及溫度保護閾值。
5、在一優選實施例中,當所述溫度傳感器測量的第一電源端或/和第二電源端或/和動觸頭裝置與靜觸頭裝置之間或/和電阻性機械接觸部位的溫度值大于對應的預警閾值時,所述電子控制器本地發出預警信號或/和通過通信模塊向外部設備發出預警信號。
6、在一優選實施例中,當所述溫度傳感器測量的第一電源端或/和第二電源端或/和動觸頭與靜觸頭裝置之間或/和電阻性機械接觸部位的溫度值大于對應的保護閾值時,所述電子控制器向保護裝置發出動作信號分斷開關。
7、在一優選實施例中,所述溫度傳感器、所述環境溫度傳感器及所述電流采集器均與所述電子控制器電連接。
8、在一優選實施例中,所述溫度傳感器與所述電子控制器一體化設置或分體設置。
9、在一優選實施例中,所述溫度傳感器包括半導體溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器、鉑電阻溫度傳感器、雙金屬片溫度傳感器中的至少一種。
10、在一優選實施例中,所述環境溫度傳感器設置在所述開關表面或電子控制器上。
11、在一優選實施例中,所述電子控制器根據環境溫度傳感器的測量值判斷是否驅動開關跳閘分斷,保護開關不被燒毀。
12、在一優選實施例中,所述環境溫度測量傳感器還可以設置在所述電子控制器的mcu內。
13、在一優選實施例中,所述電子控制器為獨立模塊,設置在所述絕緣外殼內。
14、在一優選實施例中,所述通信裝置采用無線通信和/或有線通信方式,無線通信包括4g、5g、wifi、ble、zigbee、nb-iot和lora等通信方式中的至少一種,有線通信包括hplc、plc、rs485、lan和can等通信方式中的至少一種。
15、本發明的有益效果如下:
16、1.本申請將溫度傳感器設置在斷路器內,使得溫度測量更準確,通過各連接點的溫度與閾值比對在本地預警及保護開關,提高了電力開關運維的安全性及自動化水平。
17、2.本申請公開的一種具有測溫功能的電的開關設有通信裝置,各連接點的溫度及環境溫度與閾值判定結果通過通信裝置上報上級設備進行預警,提高了電力開關運維的智能化。
18、3.本申請公開的一種具有測溫功能的電的開關,將溫度傳感器,環境溫度傳感器,電子控制器集成于開關內,無需改變原有開關的尺寸,與原有開關可以互換,應用范圍廣,具有很好的經濟效益。
1.一種具有測溫功能的電的開關,包括絕緣外殼、操作機構,動觸頭裝置、靜觸頭裝置、至少一個溫度傳感器、一個環境溫度傳感器、一個保護裝置、至少一個電流采集器、一個電子控制器、一個通信裝置、第一電源端及第二電源端;其特征在于:所述溫度傳感器設置在動觸頭裝置至第二電源端之間或設置在開關的中部臨近動觸頭裝置,所述溫度傳感器間接地、延遲地測量出第一電源端或/和第二電源端或/和動觸頭裝置與靜觸頭裝置之間或/和電阻性機械接觸部位的溫度。
2.根據權利要求1所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:所述電子控制器依據電流采集器測量的電流值及所述環境溫度傳感器測量值確定溫度預警閾值及溫度保護閾值。
3.根據權利要求2所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:當所述溫度傳感器測量的第一電源端或/和第二電源端或/和動觸頭裝置與靜觸頭裝置之間或/和電阻性機械接觸部位的溫度值大于對應的預警閾值時,所述電子控制器本地發出預警信號或/和通過通信模塊向外部設備發出預警信號。
4.根據權利要求2所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:當所述溫度傳感器測量的第一電源端或/和第二電源端或/和動觸頭裝置與靜觸頭裝置之間或/和電阻性機械接觸部位的溫度值大于對應的保護閾值時,所述電子控制器向保護裝置發出動作信號分斷開關。
5.根據權利要求1所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:所述溫度傳感器、所述環境溫度傳感器及所述電流采集器均與所述電子控制器電連接。
6.根據權利要求1所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:所述溫度傳感器與所述電子控制器一體化設置或分體設置。
7.根據權利要求1所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:所述溫度傳感器包括半導體溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器、鉑電阻溫度傳感器、雙金屬片溫度傳感器中的至少一種。
8.根據權利要求1所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:所述環境溫度傳感器設置在所述開關表面或電子控制器上。
9.根據權利要求1所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:所述電子控制器根據環境溫度傳感器的測量值判斷是否驅動開關跳閘分斷,保護開關不被燒毀。
10.根據權利要求8所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:所述環境溫度測量傳感器還可以設置在所述電子控制器的mcu內。
11.根據權利要求1所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:所述電子控制器為獨立模塊,設置在所述絕緣外殼內。
12.根據權利要求1所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:所述通信裝置采用無線通信和/或有線通信方式,無線通信包括4g、5g、wifi、ble、zigbee、nb-iot和lora等通信方式中的至少一種,有線通信包括hplc、plc、rs485、lan和can等通信方式中的至少一種。
13.根據權利要求1所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:電子控制器190內設有關聯數據庫。
14.根據權利要求13所述的一種具有測溫功能的電的開關,其特征在于:關聯數據庫包括:溫度基準數據庫、溫度下限數據庫及溫度異常數據庫。