具有溫度傳感器的空氣斷路器的製作方法

2023-05-14 18:20:56

專利名稱：具有溫度傳感器的空氣斷路器的製作方法
技術領域：
以下描述概括地涉及一種具有溫度傳感器的空氣斷路器，所述溫 度傳感器能夠通過連接活動接觸器和固定接觸器來檢測所述空氣斷路 器的溫度，從而防止由包括電流傳導電路的傳導單元的異常發熱而造 成的對空氣斷路器的損壞。
背景技術：
通常，斷路器是安裝在電源和負載單元之間的電氣保護裝置，以 保護諸如電動機、變壓器和輸電線的負載單元使其免受在諸如電力傳 輸/配電線路和私人變電設施的電路中產生的異常電流(即由例如短路 和接地故障引起的大電流)。此外，通過在斷路器處絕緣而被絕緣的斷 路器在正常使用狀況下可以手動斷開或閉合輸電線，利用金屬容器外 側的電氣操作單元從遠處斷開或閉合所述輸電線，並在過電流和短路
時自動阻斷(break)所述輸電線以保護電力設施和負載單元。
空氣斷路器以這種方式運作固定接觸器和活動接觸器，該活動 接觸器可移動到接觸固定接觸器的閉合位置以閉合電路，或可移動到 與固定接觸器分離的阻斷(跳閘)位置以斷開電路。
根據操作方法可將斷路器分為空氣斷路器、液壓斷路器和彈簧斷 路器。根據操作斷路器以將活動接觸器與固定接觸器分離的過程中產 生的滅弧介質，也可將斷路器分為用於通過吹動空氣區分電弧的空氣 斷路器(ACB ),以及用於通過吹動氣體區分電弧的氣體斷路器(GCB )。圖1是說明傳統空氣斷路器示意性結構的立體圖，圖2是說明所 述空氣斷路器示意性內部結構的側視圖。
參照圖1和圖2,典型的空氣斷路器主要可包括傳導單元40，其 通過連接活動接觸器42的活動接觸點和固定接觸器44的固定接觸點 而構成傳導電路；基體模件(base mold) 10，在其中設置有傳導單元 40;檢測單元20，其檢測事故電流；以及斷開/閉合機構30，所述斷開 /閉合機構30響應於4企測單元20的檢測信號來操作活動接觸器42。如 圖1所示，空氣斷路器為每個相位安裝有傳導單元40,即R相位13 傳導單元、S相位14傳導單元和T相位15傳導單元。
現在，將結合圖2描述空氣斷路器的傳導電路。傳導單元41的固 定接觸器44連接到上端子46,電流通過上端子46被引入到斷路器中， 被引入到上端子46的電流經由活動接觸器42流到下端子47。當空氣 斷路器的傳導電路關閉時，電流流入到傳導單元40,並由於包括接觸 點的導體產生的熱而增加了空氣斷路器的溫度。
當空氣斷路器的溫度增加時，由於增加的溫度引起的損壞，斷路 器很可能被錯誤地操作。因此，正C和KS (韓國標準)要求限制空氣 斷路器的溫升，並且要求斷路器製造商遵守正C或KS的要求。
但是，即使空氣斷路器符合所述要求，有很多的情況下，斷路器 的溫度還是會由於傳導單元40的異常發熱而上升。當空氣斷路器產生 的熱量超過正常要求時，斷路器本身被損壞，並且由於未能阻斷事故 電流而引起電力傳輸/配電線路中的毀壞。因此，實時監控空氣斷路器
監控空氣斷路器中傳導單元的溫度的一個方法是，利用空氣斷路 器外側的紅外熱成像相才幾間歇地對上端子和下端子進行拍照來測量溫 度。但是，此方法的缺點在於雖然空氣斷路器的外部溫度是可測的， ^f旦其內部溫度很難測量。
安裝溫度傳感器以檢測空氣斷路器的傳導單元的溫度可被視為一 種可行的解決方案，但在電流流動的上端子和下端子處安裝溫度傳感 器並不那麼容易，從而還不存在安裝有能夠實時檢測異常發熱的溫度 傳感器的空氣斷路器。

發明內容
本發明被公開以解決上述缺點，本發明的一個目的是提供一種具 有溫度傳感器的空氣斷路器，所述溫度傳感器能夠隨時監控空氣斷路 器的溫度，因此防止了由於組成傳導電路的傳導單元的異常發熱引起 的對空氣斷路器的損壞，其中在所述傳導電路中活動接觸器和固定接 觸器相連接。
從下面結合附圖的對本發明的詳細描述中，本發明的上述和其它 的目的、特徵、方案和優點將變得更加清晰。
在一個總的方案中，空氣斷路器由基體模件組成，在所述基體模
件中設置有傳導單元，其通過連接活動接觸器的活動接觸點和固定 接觸器的固定接觸點來構成傳導電路；檢測單元，其4企測事故電流； 以及斷開/閉合機構，其響應於檢測單元的檢測信號來操作活動接觸 器；所述斷路器包括溫度傳感器，其通過插入到形成在基體模件 的傳感器插入孔中來檢測溫度；以及溫度顯示器，其將溫度傳感器 檢測到的值作為傳導單元的溫度進行指示。
該方案的實施可以包括一個或多個下列特徵。
所述溫度傳感器可經由外部連接器電連接到溫度顯示器。
所述空氣斷路器可進一步包括連接到溫度傳感器的彈性部件， 從而所述溫度傳感器被固定地插入到傳感器插入孔中。
所述溫度顯示器可包括輸入端子，其電連接到溫度傳感器； 補償單元，其基於溫度傳感器檢測到的值分別對傳導單元的活動接 觸器的溫度、連接到傳導單元的固定接觸器的上端子的溫度以及連 接到活動接觸器的下端子的溫度進行補償；以及顯示器，其指示各 個補償的溫度。
所述溫度顯示器可進一步包括輸出端子，用於將溫度傳感器檢 測到的值和補償的溫度輸出到外部。
所述空氣斷路器可進一步包括警報裝置，如果溫度傳感器檢測 到的值超過預定參考溫度，則所述警報裝置用於對外警告溫度傳感 器檢測到的值已經超過預定參考溫度。
所述警報裝置可包括溫度設定單元，用於設定所述參考溫度； 過熱檢測單元，用於判定溫度傳感器檢測到的值是否已經超過溫度 設定單元設定的參考溫度；以及過熱通知單元，作為過熱檢測單元 判定溫度傳感器檢測到的值已經超過參考溫度的結果，所述過熱通 知單元用於通知溫度傳感器檢測到的值已經超過參考溫度。
所述溫度設定單元是DIP (雙列直插式組件)開關，其能夠從 被分類為多個級別的參考溫度水平中選擇期望的參考溫度水平。
所述過熱檢測單元可包括模擬數字轉換器(ADC)，其將溫度傳 感器檢測到的值轉換為數字值，並且所述過熱通知單元可包括數字 顯示器，用於指示由ADC轉換成數字值的溫度。
所述過熱檢測單元可響應於由ADC轉換為數字值的溫度而產 生控制信號，並且所述數字顯示器可包括多個LED ( Light Emitting Devices,發光裝置)，並通過響應於過熱檢測單元產生的控制信號 而打開和關閉所述多個LED來顯示溫度。
所述多個LED可包括基於LED的7段顯示組，其中各個段響 應於來自過熱檢測單元的控制信號而打開和關閉來顯示數字。
有益效果
根據本發明的具有溫度傳感器的空氣斷路器能夠通過溫度傳感器 和溫度顯示器隨時監控空氣斷路器的溫度，從而防止由構成傳導電路 的傳導單元的異常發熱引起的損壞，以及避免由空氣斷路器的錯誤操 作引起的事故電流。
警報裝置可立即通知用戶溫度傳感器檢測的溫度已經超過了參考 溫度的故障處，從而允許用戶處理事故情況。
用戶可獲準在響應於負載的當前溫度的基礎上設定參考溫度，以 及隨時準確地檢測空氣斷路器的狀態。
因此，空氣斷路器可保護電力系統免於由超過臨界值的過電流^ 1 起的超負荷，保護用戶免於由斷路器內部過熱引起的火災的危險，並 且通過以穩定的J^出使用斷路器而延長空氣斷路器的壽命。


圖l是示出傳統空氣斷路器示意性結構的立體圖。
圖2是示出圖1的空氣斷路器示意性內部結構的側視圖。圖3是示出根據示範性實施方式的具有溫度傳感器的空氣斷路器 的示意性結構的立體圖。
圖4是根據示範性實施方式的溫度傳感器的示意性構造。
圖5是示出根據示範性實施方式的溫度傳感器被連接到彈性部件 的狀態的立體圖。
圖6是示出根據示範性實施方式的前基體模件的立體圖，所述前 基體模件形成有傳感器插入孔用於將溫度傳感器安置到空氣斷路器。
圖7是示出連接到圖5的前基體模件的後基體模件的立體圖。
圖8是示意性示出根據示範性實施方式的具有溫度傳感器的空氣 斷路器的側視圖。
圖9是示出根據示範性實施方式的溫度顯示器的平面圖。
圖10是示出根據示範性實施方式的報警裝置的構造的示意性框圖。
圖11是示出根據示範性實施方式的溫度設定單元的平面圖。
具體實施例方式
通過下面結合附圖對本發明實施的描述，將很清楚地理解根據本 發明的空氣斷路器的目的、用於達到該目的的構造以及操作效果。
圖3是示出根據示範性實施方式的具有溫度傳感器的空氣斷路器 的示意性結構的立體圖；圖4是才艮據示範性實施方式的溫度傳感器的 示意性構造；圖5是示出根據示範性實施方式的溫度傳感器被連接到 彈性部件的狀態的立體圖；圖6是示出根據示範性實施方式的前基體模件的立體圖，所述前基體模件形成有傳感器插入孔用於將溫度傳感
器安置到空氣斷路器；圖7是示出連接到圖5的前基體模件的後基體 模件的立體圖；圖8是示意性示出根據示範性實施方式的具有溫度傳 感器的空氣斷路器的側視圖；圖9是示出根據示範性實施方式的溫度 顯示器的平面圖；圖IO是示出根據示範性實施方式的報警裝置的構造 的示意性框圖；以及圖ll是示出根據示範性實施方式的溫度設定單元 的平面圖。
首先，將描述具有溫度傳感器的空氣斷路器的結構。
基體模件110可包括前基體模件112和後基體模件117,並在其中 設置有傳導單元140。
圖6涉及前基體模件112,圖7涉及後基體模件117。基體模件110 形成為在每個相位(R、 S、 T相位)所處的位置具有內部空間。基體 模件110可由諸如塑料等絕緣材料製成。
如圖3所示，三相交流斷路器的每個相位(R相位、S相位、T相 位)設置有傳導單元140。
如圖8所示，傳導單元140可包括具有活動接觸點的活動接觸器 142和具有固定接觸點的固定接觸器144。固定接觸器144可連接到有 電流被引入的上端子146，並且活動接觸器142可連接到下端子147以 構成傳導電路。
檢測單元120可設置在基體模件110的前表面，以檢測諸如過電 流或短路電流的事故電流。
斷開/閉合結構130設置在基體模件110的前表面，以響應於來自 檢測單元120的檢測信號來操作傳導單元的活動接觸器142。
如圖4所示，溫度傳感器150可包括用於測量溫度的傳感器單元 152，從傳感器單元152延伸的導電線154,和連接到所述導電線154 以接入溫度顯示器160的連接器156。雖然溫度傳感器150可直接連接 到溫度顯示器160，如圖8所示，當空氣斷路器典型地安置有外部連接 器170時，溫度傳感器150的連接器156優選地連接到外部連接器170 的連接端子172。換句話說，外部連接器170連接到溫度顯示器160的 輸入端子162,以使得溫度傳感器150和溫度顯示器160電連接。
溫度傳感器150可設置在空氣斷路器內，用於測量傳導單元140 的溫度。因為難以直接測量傳導單元140的溫度，所以可測量附近的 溫度當作傳導單元140的溫度。在這點，可基於傳導單元140的溫度 和安置有溫度傳感器150處的溫度之間的關係獲得實驗數據。因此， 基於實驗數據，溫度傳感器150位於的位置處的溫度可被視為傳導單 元140的溫度。
在三相(R、 S、 T)空氣斷路器中的溫度傳感器150可安裝在R 相位和S相位之間的基體模件處，以及S相位和T相位之間的基體模 件處。這是因為，如上文所述，當每個基體模件IIO在每相具有內部 空間時，如果溫度傳感器150設置在所述內部空間，則由於內部空間 中的循環空氣而不能準確測量溫度。因此，如圖6所示，可插入溫度 傳感器150的兩個傳感器插入孔115可形成於在R相位和S相位之間 形成的前基體模件的第一肋狀隔斷113處，以及S相位和T相位之間 形成的前基體模件的第二肋狀隔斷114處，且溫度傳感器150可插入 進所述兩個孔中。傳感器插入孔115可形成足夠深以測量斷路器內部
的溫度。傳感器插入孔115可在其內側形成有引導槽116，以防止溫度 傳感器150的電線受到斷路器的其他元件的幹擾。
優選地，溫度傳感器150可以這種方式形成如圖5所示，傳感 器單元152被插入到橡膠彈性部件158,以部分從彈性部件158暴露。 如圖3和圖8所示，連接到彈性部件158的溫度傳感器150可被固定 插入到傳感器插入孔115中。
電連接到溫度傳感器150的溫度顯示器160是用於通過傳導單元 140的溫度對所述值進行補償以顯示測量值的裝置，由此用戶能實時監 控空氣斷路器內部的溫度。
參照圖9，溫度顯示器160可包括電連接到溫度傳感器150的輸入 端子162，通過傳導單元的溫度來補償由溫度傳感器150測量的值的補 償器(未示出)，以及顯示傳導單元的補償溫度的顯示單元164。
補償器(未示出)可以這種方式工作認為溫度傳感器150測量 的值作為利用試驗數據的傳導單元的溫度。在這個時候，優選地將溫 度傳感器150測量的值分別當作傳導單元的活動接觸器142的溫度、 上端子146的溫度和下端子的溫度，並顯示在顯示器單元164上。
優選地，溫度顯示器160可進一步包括將測量的溫度輸出到外部 的輸出端子，由此能從斷路器所處的位置和遠處實時監控空氣斷路器 的內部溫度。
發明模式
同時，參照圖10，具有溫度傳感器的空氣斷路器可進一步包括警 報裝置200,如果溫度傳感器150檢測到的值大於預定參考溫度，則所 述警報裝置200對溫度傳感器150檢測的值已經超過預定參考溫度作
出警報。警報裝置200可包括任何結構，優選地在多種結構中，用於 實時通知用戶緊急損壞，並在遠距離處無線通知用戶。
如圖9所述，如果溫度傳感器150檢測到的值大於預定參考溫度， 隨溫度顯示器160安置的警報裝置200可對外警告溫度傳感器150檢 測到的值已經超過預定參考溫度，通過LED燈167可見地警告用戶， 並可經由揚聲器可聽見地警告。如圖10所示，警報裝置200可包括溫 度設定單元210、過熱檢測單元220和過熱通知單元230。
溫度設定單元210可由用戶操作，並設定與溫度傳感器150檢測 的值相比的參考溫度。換句話說，如圖11所示，溫度設定單元210可 以從將參考溫度水平分類為每個級別(step)從數字1到數字4的DIP (雙列直插式組件)開關選擇(開啟)數字1，並關閉其他數字以設定 參考溫度。更具體地，溫度設定單元可從利用DIP開關分類為多個級 別的參考溫度水平中選擇期望的參考溫度水平。
過熱檢測單元220可確定溫度傳感器150檢測到的值是否已經超 過了溫度設定單元210設定的參考溫度。過熱檢測單元220可進一步 包括將溫度傳感器150檢測到的模擬溫度值轉換為數字值的ADC (模 擬數字轉換器)225。接連地，過熱檢測單元220可判定由ADC 225 數字地轉換的溫度是否已經超過溫度設定單元210設定的參考溫度。
過熱檢測單元220可能會響應於ADC 225數字地轉換的溫度而產 生控制信號。所述控制信號可用作控制數字顯示器235 (稍後描述)的 信號，數字顯示器235響應於控制信號而顯示溫度。
作為過熱檢測單元220判定的結果，如果溫度傳感器150檢測到 的值已經超過設定的參考溫度，則過熱通知單元230可對外通知該實
情。過熱通知單元230可包括生成警報聲音的警報聲音生成器(未示 出)，或打開或關閉燈以通知由於用戶斷路器內部的溫度已經超過設定 的參考溫度空氣、斷路器已經過熱的燈開關單元(未示出)。
過熱通知單元230可進一步包括數字顯示器235,並且數字顯示器 235可顯示由過熱檢測單元220的ADC 225數字地轉換的溫度，以允 許通知用戶空氣斷^各器內部的溫度。
數字顯示器235可利用單色LED、三色LED或基於LED的7段 顯示組顯示溫度。
現在，將詳細描述設置有單色LED、三色LED或基於LED的7 段顯示組的數字顯示器235。
數字顯示器235可設置有多個單色LED (包括紅、綠、藍)，並響 應於過熱檢測單元220產生的控制信號來開啟或關閉多個單色LED中 的多個預定LED，或者開啟或關閉預定顏色的LED (紅、綠或藍)用 於顯示溫度。數字顯示器235可設置有三色LED,並響應於過熱檢測 單元220產生的控制信號來開啟或關閉三色LED中預定顏色的LED 用於顯示溫度。上述用單色LED或三色LED開啟或關閉預定顏色適 用於通過將溫度每級別分類而預定顏色的情況。
數字顯示器235可設置有至少一個或多個基於LED的7段顯示器， 並且根據過熱檢測單元220產生的控制信號，來打開或關閉所述基於 LED的7段顯示器的相關段用於以數字顯示溫度。
更具體地，即使過熱通知單元230的警報聲音生成器或光開啟關 閉單元沒能正確地運作，數字顯示器235也可用於通知用戶斷路器內 部準確的狀態。如果用戶經由溫度設定單元210設定空氣斷路器內部
的參考溫度，數字顯示器235可通知用戶空氣斷路器內部的當前溫度， 以允許用戶基於與當前負載量相符的溫度來設定參考溫度。 工業應用
當超過臨界值的過電流在空氣斷路器內產生時，這樣配置和安置 在空氣斷路器上的警報裝置200能阻斷供應到負載系統的電力，並隨 時監控斷路器內的溫度，以保護用戶免受危險的火災，由此允許用戶 能長時間穩定地使用斷路器。
由於本概念可以以各種形式實施，而不背離本發明的精神或實質 特徵，所以應該理解上述實施方式並不受上述描述的任何細節所限制， 除非另有規定，而是應該在附加的權利要求所限定的精神和範圍內被 廣泛地解釋。因此落入到權利要求的邊界和範圍內或所述邊界和範圍 的等價物內的所有改變和修改都被附加的權利要求所包含。
權利要求
1.一種空氣斷路器，其由基體模件組成，在所述基體模件中設置有:傳導單元，其通過連接活動接觸器的活動接觸點和固定接觸器的固定接觸點來構成傳導電路；檢測單元，其檢測事故電流；以及斷開/閉合機構，其響應於檢測單元的檢測信號來操作活動接觸器；所述斷路器包括:溫度傳感器，其通過插入到形成在基體模件的傳感器插入孔中來檢測溫度；以及溫度顯示器，其將溫度傳感器檢測到的值作為傳導單元的溫度進行指示。
2. 如權利要求1所述的斷路器，其中溫度傳感器經由外部連接 器電連接到溫度顯示器。
3. 如權利要求1所述的斷路器，進一步包括連接到溫度傳感器 的彈性部件，從而所述溫度傳感器被固定地插入到傳感器插入孔中。
4. 如權利要求1所述的斷路器，其中所述溫度顯示器包括輸 入端子，其電連接到溫度傳感器；補償單元，其基於溫度傳感器檢 測到的值分別對傳導單元的活動接觸器的溫度、連接到傳導單元的 固定接觸器的上端子的溫度以及連接到活動接觸器的下端子的溫度 進行補償；以及顯示器，其指示各個補償的溫度。
5. 如權利要求4所述的斷路器，其中所述溫度顯示器進一步包 括輸出端子，用於將溫度傳感器檢測到的值和補償的溫度輸出到外 部。
6. 如權利要求1所述的斷路器，進一步包括警報裝置，如果溫 度傳感器檢測到的值超過預定參考溫度，則所述警報裝置用於對外 警告溫度傳感器檢測到的值已經超過預定參考溫度。
7. 如權利要求6所述的斷路器，其中所述警報裝置包括溫度 設定單元，用於設定所述參考溫度；過熱檢測單元，用於判定溫度 傳感器檢測到的值是否已經超過溫度設定單元設定的參考溫度；以 及過熱通知單元，作為過熱檢測單元判定溫度傳感器檢測到的值已 經超過參考溫度的結果，所述過熱通知單元用於通知溫度傳感器檢 測到的值已經超過參考溫度。
8. 如權利要求7所述的斷路器，其中所述溫度設定單元是雙列 直插式組件開關，其能夠從被分類為多個級別的參考溫度水平中選 擇期望的參考溫度水平。
9. 如權利要求7所述的斷路器，其中所述過熱檢測單元包括模 擬數字轉換器，其將溫度傳感器檢測到的值轉換為數字值，並且所 述過熱通知單元包括數字顯示器，用於指示由模擬數字轉換器轉換 成數字值的溫度。
10. 如權利要求9所述的斷路器，其中所述過熱4企測單元響應 於由模擬數字轉換器轉換為數字值的溫度而產生控制信號，並且所 述數字顯示器包括多個LED，並通過響應於過熱檢測單元產生的控 制信號而打開和關閉所述多個LED來顯示溫度。
11. 如權利要求10所述的斷路器，其中所述多個LED包括基 於LED的7段顯示組，其中各個段響應於來自過熱檢測單元的控制 信號而打開和關閉來顯示數字。
全文摘要
本發明涉及一種具有溫度傳感器的空氣斷路器，包括溫度傳感器，其通過插入到形成於基體模件上的傳感器插入孔來檢測溫度；以及溫度顯示器，其將溫度傳感器檢測到的值當作傳導單元的溫度顯示，由此總能監控斷路器內部的溫度以防止由於傳導單元的過熱引起的損壞。
文檔編號H01H71/00GK101373684SQ200810210850
公開日2009年2月25日 申請日期2008年8月20日 優先權日2007年8月20日
發明者嚴載弼, 安吉榮, 梁承必 申請人:Ls產電株式會社