一种用于塑壳断路器的跳闸系统
技术领域
本实用新型涉及低压电器保护技术领域，具体涉及到一种塑壳断路器的保护跳闸的系统。
背景技术
公用变压器低压侧配电箱（柜）内不少出线断路器，一般为普通塑壳断路器，其不具备控制跳闸功能，诸如漏电保护跳闸功能，要想解决低压线路安全用电问题，特别是人身触电问题，需要将上述不具备诸如漏电保护跳闸功能的普通塑壳断路器更换成具有漏电保护跳闸功能的断路器。
多数普通塑壳断路器是三极的，而漏电断路器是四极的，因此将现场的普通塑壳断路器更换成四极的漏电断路器十分困难，需要改动母排，甚至要更换整个配电箱（柜），成本很高，而要将塑壳断路器改装成具有分闸功能的断路器，如断路器外面加装电操机构，则成本高、体积大，且跳闸响应时间长。
因此，用一种简单而又低成本的方案，将普通塑壳断路器改造成具有控制跳闸功能的断路器，诸如改装成具有漏电保护跳闸功能的断路器，是一件很有意义的事情。
发明内容
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于塑壳断路器的跳闸系统，包含用于对塑壳断路器面板上的脱扣按钮进行下压的执行机构、具有对执行机构进行控制的测控装置；
进一步，所述测控装置包含主处理单元、电源单元、控制接口，主处理单元与电源单元、控制接口连接，控制接口与执行机构连接，主处理单元控制执行机构对塑壳断路器的脱扣按钮进行下压。
可选地，所述测控装置还包括电流采样单元、电流互感器，所述电流采样单元与主处理单元、电流互感器二次线连接，采集塑壳断路器负载侧的电流故障信息。
进一步，所述执行机构安装在塑壳断路器的面板上。
进一步，所述执行机构包含动力元件，当测控装置采集到的故障信息满足预设的跳闸条件时，对执行机构的动力元件进行控制，使得执行机构对塑壳断路器的脱扣按钮进行下压。
进一步，所述执行机构的动力元件为电磁拉杆、或电磁推杆、或电机。
本实用新型的优点在于：通过对普通塑壳断路器设置测控装置和执行机构，可以将不具备控制跳闸功能的普通塑壳断路器改造成具有控制跳闸功能的断路器，且实施简单，成本低，易于推广。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示的结构获得其他的附图。
图1：本实用新型提供的适用于该系统的测控装置原理示意图。
图2：本实用新型提供的适用于该系统的执行机构原理示意图一。
图3：本实用新型提供的适用于该系统的执行机构的外部示意图。
图4：本实用新型提供的适用于该系统的执行机构的动力元件动作原理示意图。
图5：本实用新型提供的适用于该系统的执行机构原理示意图二。
图6：本实用新型提供的适用于该系统的执行机构与塑壳断路器的安装示意图一。
图7：本实用新型提供的适用于该系统的执行机构与塑壳断路器的安装示意图二。
图8：本实用新型提供的适用于该系统的测控装置对执行机构的动力元件控制原理示意图。
图9：本实用新型提供的适用于该系统的测控装置、执行机构和断路器的使用示意。
附图标记说明
1.测控装置，1-1.电流互感器，1-2.电流采样单元，1-3.主处理单元，1-4.电源单元，1-5控制接口，2.执行机构，2-1.动力元件，2-1-1.永磁铁，2-1-2.线圈，2-1-3.活动铁芯，2-1-4.电机，2-1-5.转换模组，2-1-6.螺杆，2-1-7.螺套，2-1-8.连接件，2-2.动力输出连杆，2-3.传动元件，2-4.传动元件固定转轴，2-5.下压元件，2-6.手动按钮，2-7.控制连接线，2-8.防护外壳，2-8-1.固定螺丝，3.塑壳断路器，3-1.脱扣按钮。
具体实施方式
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明，应理解下述具体实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示，如：“上”、“下”、“左”、“右”仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；“连接”可以是机械连接、也可以是电连接，可以是直接相连、也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通、还可以是两个元件的相互作用关系。除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型提供的一种用于塑壳断路器的跳闸系统，参照图9，包含用于对塑壳断路器面板上的脱扣按钮进行下压的执行机构2、具有对塑壳断路器负载侧的电流采集以及对执行机构进行控制的测控装置1。
参照图1，测控装置1包含：电流互感器1-1、电流采样单元1-2、主处理单元1-3、电源单元1-4、控制接口1-5。
其连接关系为：
电流互感器1-1的二次侧连接于电流采样单元1-2，电流采样单元1-2与主处理单元1-3连接，主处理单元1-3分析电流采样单元1-2所采集的数据，电源单元1-4为主处理单元1-3供电，主处理单元1-3对控制接口1-5的输出信号进行控制。
参照图9，将塑壳断路器3的出线端相线A、相线B、相线C以及与之形成回路的零线N共同穿过电流互感器1-1，即可完成测控装置1对断路器的电流采样。在本实施例中，为了便于实施例的理解，电流特指漏电流。
参照图2和图3，执行机构2包含：动力元件2-1、动力输出连杆2-2、传动元件2-3、传动元件固定转轴2-4、下压元件2-5、手动按钮2-6、控制连接线2-7、防护外壳2-8；传动元件固定转轴2-4固定于防护外壳2-8上，使得传动元件2-3形成以杠杆形式进行动力转换；传动元件2-3的一端与动力输出连杆2-2具有接触关系，传动元件2-3的另一端设置了下压元件2-5；手动按钮2-6设置在防护外壳上。
执行机构2的实现过程为：
首先，需要说明的是，本实现过程，采用电磁拉杆的机构作为执行机构的动力输出元件。
执行机构2通过控制连接线2-7，得到控制信号后，动力元件2-1在电磁力的作用下，拉动动力输出连杆2-2向动力元件2-1的方向进行运动，运动过程中，带动传动元件2-3的一端向上方运动，由杠杆原理可以看出，当传动元件2-3的一端向上运动，另一端必然向下运动，即可以实现下压元件2-5的向下运动。
当手动按钮2-6在外力进行下压时，也能带动下压元件2-5的向下运动。
参照图4，动力元件2-1的组成包含永磁铁2-1-1，线圈2-1-2和活动铁芯2-1-3，当线圈2-1-2有电流流过时，可将活动铁芯2-1-3变成电磁铁，并通过改变电流的方向，可以改变活动铁芯2-1-3的电磁极性。
当线圈的T1端与电源的负极V-接通时，线圈的T2端与电源的正极V+接通时，电流从T2流向T1，活动铁芯的左端为S极，右端为N极，根据异性相吸的原理，活动铁芯就会与永磁铁吸合，活动铁芯向左端运动。
相反的，当线圈2-1-2的T1端与电源的正极V+接通时，线圈2-1-2的T2端与电源的负极V-接通时，电流从T1流向T2，活动铁芯的左端为N极，右端为S极，根据同性相斥的原理，活动铁芯就会与永磁铁分离，即活动铁芯向右端运动。
通过活动铁芯2-1-3的运动，实现动力元件2-1的动力输出，当活动铁芯2-1-3向左端运动时为动力元件2-1的动力输出状态，再结合图2，即，实现动力元件2-1拉动动力输出连杆2-2向左进行运动，从而实现下压元件2-5向下运动；相反地，当活动铁芯2-1-3向右端运动时，实现动力元件2-1推动动力输出连杆2-2向右运动，从而实现下压元件2-5向上运动
在此，参照图5，本实用新型提供了另外一种动力元件的实现方式，此方式中动力元件2-1主要包含两个部分，一个部分为电机2-1-4，电机2-1-4的转轴上固定了螺杆2-1-6，另外一个部分为转换模组2-1-5，转换模组2-1-5的内部包含了螺套2-1-7和连接件2-1-8，螺套2-1-7连接于螺杆2-1-6，且螺套2-1-7与连接件2-1-8固定连接，连接件2-1-8与动力输出连杆2-2固定连接，当电机2-1-4的转轴旋转后，带动螺套2-1-7做直线运动，实现动力输出连杆2-2的直线运动。
众所周知，电机的转动，也是依靠电磁力实现的，并且也是可以通过改变电磁场极性，实现电机不同的旋转方向，即通常所说的电机正转与反转，再结合上述的动力元件2-1采用电磁拉杆的方式的实施原理可以看出，利用同样的控制原理，使得控制连接线2-7得到不同的控制信号，就能实现电机的正转与反转，再通过转换模组2-1-5进行运动的转换，使得动力输出连杆2-2实现直线反复运动；当动力输出连杆2-2向左进行运动，运动过程中，带动传动元件2-3的一端向上方运动，由杠杆原理可以看出，当传动元件2-3的一端向上运动，另一端必然向下运动，即可以实现下压元件2-5的向下运动。
测控装置1与执行机构2的连接关系为：测控装置1的控制接口1-5与执行机构的控制连接线2-7相连接；实现测控装置1对执行机构2的控制。
如图6和图7所示，需要说明的是，图6所示为执行机构2的实际安装示意图；图7所示，是为了便于描述执行机构2的安装状态及实现过程，将防护外壳2-8去除后，形成的示意图。
参照图7，将执行机构2安装在塑壳断路器3的面板上，将下压元件2-5与塑壳断路器3的脱扣按钮3-1进行对准。
参照图6，利用固定螺丝2-8-1将防护外壳2-8固定在断路器上，即实现执行机构2与塑壳断路器3的固定连接。图6中，采用了4个固定螺丝进行固定，当然了，在实际安装中，只要能够满足固定需求，固定螺丝螺丝的数量是任意的，但至少为两个。
参照图8，电流互感器的两个输出端通过串联电阻R35，使得电流信号转化成电压信号，并分别连接于采样芯片U12的管脚LAN和管脚LAP，进行电流采集，采样芯片U12的管脚TX与CPU的管脚PB10连接，采样芯片U12的管脚RX与CPU的管脚PB11连接，将采集的电流发送给CPU；CPU的管脚PA10与三极管Q1的B极连接、管脚PA11三极管Q2的B极连接、管脚PA12三极管Q3的B极连接、管脚PA13三极管Q4的B极连接；三极管Q1的C极、三极管Q2的C极连接于动力元件的线圈T1端，三极管Q3的C极、三极管Q4的C极连接于动力元件的线圈T2端；三极管Q1的E极、三极管Q3的E极连接于电源的正极V+；三极管Q2的E极、三极管Q4的E极连接于电源的负极V-。
结合图4，CPU管脚PA12和管脚PA11同时控制三极管Q3和Q2导通，使得电流从线圈的T2端流向T1端，实现动力元件拉动动力输出连杆的向左运动。
CPU管脚PA10和管脚PA13同时控制三极管Q1和Q4导通，使得电流从线圈的T1端流向T2端，实现动力元件推动动力输出连杆的向右运动。
从而实现动力元件2-1的动力输出转换。
具体的，参照图9，将塑壳断路器3的出线相线A、相线B、相线C以及与之形成回路的零线N共同穿过电流互感器1-1。
将执行机构2安装与断路器上，将执行机构2的电源连接线2-7与测控装置1的控制接口1-5进行连接。
当测控装置1采集到的电流幅值满足预设的跳闸条件时，对控制连接线2-7输出对应的控制信号，使得执行机构2的动力元件2-1输出所需的执行动力，拉动动力传输连杆2-2向左运动，并通过执行机构的内部动力转化，使得下压元件2-5对塑壳断路器3的脱扣按钮3-1进行下压，最终实现塑壳断路器3的漏电跳闸。
在实现漏电跳闸后，可以对控制连接线2-7输出相反的控制信号，使得动力元件2-1推动动力传输连杆2-2向右运动，并通过执行机构的内部动力转化，使得下压元件2-5与塑壳断路器3的脱扣按钮3-1分离，便于塑壳断路器的合闸。
当然，本实用新型提供的技术方案，不仅适用于解决塑壳断路器的漏电跳闸保护，同样还适用于断路器的其他故障保护，如对电压、零线电流等故障信息进行采集，同样能够解决塑壳断路器的过电压保护、零线过电流保护跳闸。
最后，需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
