基于磁感應(yīng)的斷路器觸點(diǎn)磨損監(jiān)測方法及一種斷路器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及斷路器，尤其涉及一種斷路器觸點(diǎn)磨損監(jiān)測方法，屬于低壓電氣技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]斷路器作為電器領(lǐng)域的常用設(shè)備，每次開關(guān)操作時(shí)觸頭上的觸點(diǎn)或多或少會(huì)發(fā)生磨損，特別是存在電弧的情況下。當(dāng)斷路器的觸點(diǎn)磨損到一定程度后，會(huì)影響設(shè)備允許的穩(wěn)定性和安全性。因此，如果能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測觸點(diǎn)磨損程度，就能夠使用戶了解斷路器剩余壽命以及是否應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行更換。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)有某些斷路器具有觸頭磨損程度指示功能，然而，這些觸點(diǎn)磨損指示功能是通過根據(jù)分合閘次數(shù)、分?jǐn)嚯娏鞔笮?、燃弧時(shí)間等因素而計(jì)算得到的，由于影響斷路器觸頭磨損的因素很多，包括分?jǐn)嚯娏鞔笮?，燃弧時(shí)間，電弧轉(zhuǎn)移等，而實(shí)際計(jì)算時(shí)很難將這些因素完全采集并且轉(zhuǎn)化到觸頭燒蝕。所以通過計(jì)算的方法得出的觸頭磨損狀況通常是不夠準(zhǔn)確的。
[0004]—篇中國發(fā)明專利(201210119151.X)提到了采用電位計(jì)的方法監(jiān)測觸頭磨損程度。但是電位計(jì)是接觸式測量裝置，而斷路器通常都有很高的壽命，在多次動(dòng)作后很容易造成接觸式測量裝置之間的磨損而造成測量誤差。另外電位計(jì)及其連線需要裝入滅弧室內(nèi)部并且在可動(dòng)觸頭上，在斷路器分?jǐn)鄷r(shí)和多次動(dòng)作后很容易受滅弧室內(nèi)部惡劣環(huán)境的影響和動(dòng)觸頭的高速運(yùn)動(dòng)使電位計(jì)造成偏差甚至損壞，對(duì)測量造成誤差或者失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種基于磁感應(yīng)的斷路器觸點(diǎn)磨損監(jiān)測方法，能夠?qū)τ|點(diǎn)磨損進(jìn)行在線監(jiān)測，且安全可靠性、準(zhǔn)確度更好，實(shí)現(xiàn)成本更低。
[0006]本發(fā)明基于磁感應(yīng)的斷路器觸點(diǎn)磨損監(jiān)測方法，具體如下:
所述斷路器包括有基座，在所述基座上設(shè)置有與基座固定連接的靜觸頭以及與基座活動(dòng)連接的動(dòng)觸頭，動(dòng)觸頭可相對(duì)靜觸頭運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)觸頭上的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸頭上的靜觸點(diǎn)接觸/分離，從而實(shí)現(xiàn)斷路器的合閘/分閘；在所述基座與動(dòng)觸頭的其中一個(gè)上固定設(shè)置一永磁體，在另外一個(gè)上固定設(shè)置一由永磁材料或軟磁材料制成的導(dǎo)磁部件，在斷路器合閘狀態(tài)下，所述導(dǎo)磁部件處于所述永磁體產(chǎn)生的磁場范圍內(nèi)且導(dǎo)磁部件與永磁體之間的相對(duì)位置隨著觸點(diǎn)磨損增大而發(fā)生偏移；設(shè)置一個(gè)與基座固定連接的霍爾磁感應(yīng)元件，在斷路器合閘狀態(tài)下，該霍爾磁感應(yīng)元件所在位置的由所述永磁體所產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著所述偏移而單調(diào)變化；通過斷路器合閘狀態(tài)下霍爾磁感應(yīng)元件所檢測到的磁感應(yīng)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)對(duì)觸點(diǎn)磨損情況的在線監(jiān)測。
[0007]為了防止合閘電流所產(chǎn)生的磁場對(duì)霍爾磁感應(yīng)元件的測量結(jié)果產(chǎn)生影響，可分別或同時(shí)采用以下技術(shù)方案解決: 所述霍爾磁感應(yīng)元件被配置為其測量面與斷路器合閘狀態(tài)下流過動(dòng)觸頭、靜觸頭的電流的方向平行。
[0008]根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測到的斷路器合閘狀態(tài)下流過動(dòng)觸頭、靜觸頭的電流，對(duì)斷路器合閘狀態(tài)下霍爾磁感應(yīng)元件所檢測到的磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行校正，以消除斷路器合閘狀態(tài)下流過動(dòng)觸頭、靜觸頭的電流所產(chǎn)生磁場的影響。
[0009]根據(jù)相同的發(fā)明思路還可以得到以下技術(shù)方案:
一種斷路器，包括基座，在所述基座上設(shè)置有與基座固定連接的動(dòng)觸頭以及與基座活動(dòng)連接的靜觸頭；動(dòng)觸頭可相對(duì)靜觸頭運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)觸頭上的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸頭上的靜觸點(diǎn)接觸/分離，從而實(shí)現(xiàn)斷路器的合閘/分閘；其特征在于，該斷路器還包括用于對(duì)觸點(diǎn)磨損情況進(jìn)行在線檢測的觸點(diǎn)磨損監(jiān)測單元；所述觸點(diǎn)磨損監(jiān)測單元包括:固定設(shè)置于基座與動(dòng)觸頭其中一個(gè)上的永磁體，固定設(shè)置于基座與動(dòng)觸頭中另外一個(gè)上的由永磁材料或軟磁材料制成的導(dǎo)磁部件，與基座固定連接的霍爾磁感應(yīng)元件，以及與霍爾磁感應(yīng)元件電連接的信號(hào)處理單元；在斷路器合閘狀態(tài)下，所述導(dǎo)磁部件處于所述永磁體產(chǎn)生的磁場范圍內(nèi)且導(dǎo)磁部件與永磁體之間的相對(duì)位置隨著觸點(diǎn)磨損增大而發(fā)生偏移；在斷路器合閘狀態(tài)下，所述霍爾磁感應(yīng)元件所在位置的由所述永磁體所產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著所述偏移而單調(diào)變化；所述信號(hào)處理單元用于為霍爾磁感應(yīng)元件提供工作電流并處理霍爾磁感應(yīng)元件輸出的檢測信號(hào)。
[0010]為了防止合閘電流所產(chǎn)生的磁場對(duì)霍爾磁感應(yīng)元件的測量結(jié)果產(chǎn)生影響，可分別或同時(shí)采用以下技術(shù)方案解決:
所述霍爾磁感應(yīng)元件的測量面與斷路器合閘狀態(tài)下流過動(dòng)觸頭、靜觸頭的電流的方向平行。
[0011]所述信號(hào)處理單元包括校正模塊，用于根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測到的斷路器合閘狀態(tài)下流過動(dòng)觸頭、靜觸頭的電流，對(duì)斷路器合閘狀態(tài)下霍爾磁感應(yīng)元件所檢測到的磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行校正，以消除斷路器合閘狀態(tài)下流過動(dòng)觸頭、靜觸頭的電流所產(chǎn)生磁場的影響。
[0012]優(yōu)選地，所述導(dǎo)磁部件的材料為高磁導(dǎo)率軟磁材料。
[0013]為了有效避免放電電弧對(duì)觸點(diǎn)磨損監(jiān)測單元中各部件產(chǎn)生不良影響，優(yōu)選地，所述永磁體和霍爾磁感應(yīng)元件設(shè)置于一個(gè)可使其與斷路器放電電弧相隔離的容腔內(nèi)。在所述導(dǎo)磁部件外部設(shè)置有非磁性材料制成的保護(hù)套。
[0014]所述信號(hào)處理單元可以單獨(dú)設(shè)置，但考慮到現(xiàn)有斷路器大多具有智能控制器，可以利用智能控制器來實(shí)現(xiàn)為霍爾磁感應(yīng)元件提供工作電流并處理霍爾磁感應(yīng)元件輸出的檢測信號(hào)，即觸點(diǎn)磨損監(jiān)測單元以所述智能控制器作為信號(hào)處理單元。
[0015]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明通過設(shè)置分別與基座、動(dòng)觸頭機(jī)械耦合的永磁體、導(dǎo)磁部件，利用合閘狀態(tài)下磁場空間分布的變化來反映觸點(diǎn)磨損情況，為斷路器觸點(diǎn)磨損的監(jiān)測指出了一條新的方向；本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)磨損的在線監(jiān)測，且監(jiān)測結(jié)果更準(zhǔn)確，可靠性更好；
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)成本低廉。
【附圖說明】
[0016]圖1是一種現(xiàn)有斷路器的結(jié)構(gòu)不意圖； 圖2是觸點(diǎn)磨損監(jiān)測單元在斷路器中的具體安裝位置示意圖；
圖3是圖2的A-A視圖；
圖4是動(dòng)靜觸頭未磨損情況下，永磁體、導(dǎo)磁部件、霍爾磁感應(yīng)元件位置的示意圖；
圖5是動(dòng)靜觸頭磨損情況下永磁體、導(dǎo)磁部件、霍爾磁感應(yīng)元件位置的示意圖；
圖6是動(dòng)靜觸頭未磨損情況下，永磁體、導(dǎo)磁部件、霍爾磁感應(yīng)元件位置的示意圖；
圖7是動(dòng)靜觸頭磨損情況下永磁體、導(dǎo)磁部件、霍爾磁感應(yīng)元件位置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明:
斷路器通常均包括有基座，在基座上設(shè)置與基座固定連接的動(dòng)觸頭以及與基座活動(dòng)連接的靜觸頭，動(dòng)觸頭在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)靜觸頭運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)觸頭上的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸頭上的靜觸點(diǎn)接觸/分離，從而實(shí)現(xiàn)斷路器的合閘/分閘。由于安裝空間以及實(shí)現(xiàn)成本等條件限制，目前尚未有對(duì)觸點(diǎn)物理磨損情況直接檢測的技術(shù)出現(xiàn)，因此現(xiàn)有的觸點(diǎn)磨損在線監(jiān)測技術(shù)通常是通過動(dòng)靜觸頭之間相對(duì)位置的變化間接反映出觸點(diǎn)的磨損情況。本發(fā)明的思路是通過設(shè)置分別與基座、動(dòng)觸頭機(jī)械耦合的永磁體、導(dǎo)磁部件，利用合閘狀態(tài)下磁場空間分布的變化來反映觸點(diǎn)磨損情況。
[0018]本發(fā)明方法具體如下:在所述斷路器的基座和動(dòng)觸頭的其中一個(gè)上固定設(shè)置一永磁體，在另外一個(gè)上固定設(shè)置一導(dǎo)磁部件，該導(dǎo)磁部件可以由永磁材料構(gòu)成(相當(dāng)于另一個(gè)永磁體)，也可以由軟磁材料構(gòu)成；在斷路器合閘狀態(tài)下，所述導(dǎo)磁部件處于所述永磁體產(chǎn)生的磁場范圍內(nèi)且導(dǎo)磁部件與永