本實用新型涉及智能電網(wǎng)電子通訊技術和開關電器保護技術領域，具體屬于一種帶負載線路故障保護和預警的斷路器。

背景技術：

斷路器是發(fā)電廠、變電所主要的電力控制設備，具有滅弧特性，當系統(tǒng)正常運行時，它能切斷和接通線路以及各種電氣設備的空載和負載電流；當系統(tǒng)發(fā)生故障時，它和繼電保護配合，能迅速切斷故障電流，以防止擴大事故范圍。因此，斷路器工作的好壞，直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行。無論電力線路處在什么狀態(tài)，例如空載、負載或短路故障，當要求斷路器動作時，它都應能可靠地動作，閉合或切斷電路。斷路器能夠開斷、關合及開斷規(guī)定的異常電流，如過載電流和短路電流等現(xiàn)象造成電網(wǎng)電路中非正常停電如下問題：

啟動電動機時斷路器跳閘，由于客戶設計瞬時保護整定倍數(shù)偏小，電壓低導致啟動電流增大造成跳閘，帶負載啟動時因負載異常導致啟動困難引起電流增大而跳閘。

運行中的斷路器時有跳閘現(xiàn)象發(fā)生。由于客戶設計產(chǎn)生的原因選用的連接電纜或銅排截面太小容易發(fā)熱，使斷路器跳閘，負載端的緊固螺栓未上緊導致接觸不良而大量發(fā)熱，使斷路器跳閘，負荷過載跳閘。

斷路器運行中發(fā)生短路越級跳閘，塑殼斷路器不跳閘而框架斷路器跳閘，塑殼斷路器和框架斷路器都不跳閘而高壓側保護電器跳閘。 具體原因由于一般屬于各串接斷路器保護特性匹配選擇不當，沒有合適的安全時間，客戶沒有分析了解線路情況，包括連接電纜的長度與截面，短路電流估算，斷路器主電路通過電流估算，短路故障發(fā)生時間等造成斷路器運行中發(fā)生短路越級跳閘。

以上故障的發(fā)生都會造成電路非正常停電，由于用戶使用斷路器的分布地域廣，配電網(wǎng)設備均要使用，數(shù)量多等特性，單個斷路器因故障造成客戶停電，每天因停電無法生產(chǎn)、生活不便，給客戶帶來直接經(jīng)濟損失，大面積長時間停電也給國民經(jīng)濟發(fā)展帶來不便。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供了一種帶負載線路故障保護和預警的斷路器，克服了現(xiàn)有技術的不足，集負載線路故障點檢測、數(shù)據(jù)采集和控制計算、數(shù)據(jù)上傳、實時通訊與一體，具有斷路保護和故障預警功能，方便用戶和供電系統(tǒng)及時跟換維修，減小客戶因斷路器非正常工作造成停電損失。

為解決上述問題，本實用新型所采取的技術方案如下：

一種帶負載線路故障保護和預警的斷路器，包括ABS阻燃料外殼、設置在ABS阻燃塑料外殼內部的輸入、輸入/輸出端子開關底座、負載電流電壓取樣模塊、數(shù)據(jù)轉化器、控制器、電機、機械結構、GPRS通信模塊、人機對話窗口和負載，所述的控制器設有主控MCU，所述的負載電流電壓取樣模塊內置有傳感器，所述的傳感器設置在輸入/輸出端子開關底座的輸出端子和負載之間，所述的負載電流電壓取樣模塊通過數(shù)據(jù)轉化器與控制器連接，所述的控制器通過電機和機械動作機構控制輸入/輸出端子及開關底座的開合，所述的GPRS通信模塊內置有SIM卡、通過SIM卡電信專網(wǎng)與與客戶終端連接。

進一步，所述的客戶終端包括手機、PC機和智能手表。

進一步，所述數(shù)據(jù)轉化器為A/D轉換模塊，所述的A/D轉換模塊內設有放大器電路

進一步，所述負載電流電壓取樣模塊、數(shù)據(jù)轉化器、控制器、電機、機械結構控制電路設置在ABS阻燃料外殼與機械結構之間的夾層內。

進一步，所述負載電流電壓取樣模塊、數(shù)據(jù)處理、主控MCU的電路塊設置在一個雙面印制線路板上，在線路板底部正反面分別焊接輸入和負載電流電壓采用和數(shù)據(jù)處理回路，線路板的中心位放置主控MCU，電機放在輸入端子的上方

進一步，所述的機械動作機構通過連桿與電機連接。

進一步，所述的人機對話窗口放置在ABS阻燃料外殼的背面。

進一步，所述的ABS塑料殼安裝到輸入/輸出端子開關底座上，用螺釘緊固。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比較，本實用新型的實施效果如下：

本實用新型所述一種帶負載線路故障保護和預警的斷路器，集負載線路故障點檢測、數(shù)據(jù)采集和控制計算、數(shù)據(jù)上傳、實時通訊與一體，具有斷路保護和故障預警功能，方便用戶和供電系統(tǒng)及時跟換維修，減小客戶因斷路器非正常工作造成停電損失。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述，但本發(fā)明不僅限于這些實例，在為脫離本發(fā)明宗旨的前提下，所為任何改進均落在本發(fā)明的保護范圍之內。

如圖所示，本實用新型所述的一種帶負載線路故障保護和預警的斷路器，包括ABS阻燃料外殼1、設置在ABS阻燃塑料外殼1內部的輸入、輸入/輸出端子開關底座2、負載電流電壓取樣模塊3、數(shù)據(jù)轉化器4、控制器5、電機6、機械結構7、GPRS通信模塊8、人機對話窗口9和負載10，所述的控制器5設有主控MCU，所述的負載電流電壓取樣模塊3內置有傳感器，所述的傳感器設置在輸入/輸出端子開關底座2的輸出端子和負載10之間，所述的負載電流電壓取樣模塊3通過數(shù)據(jù)轉化器4與控制器5連接，所述的控制器通過電機和機械動作機構控制輸入/輸出端子及開關底座的開合，所述的GPRS通信模塊8內置有SIM卡、通過SIM卡電信專網(wǎng)與與客戶終端連接。

當負載線路出現(xiàn)異?；蚨搪窌r，異常電流信號被負載電流/電壓采樣內置設計高精度傳感捕捉，捕捉后的電流信號經(jīng)過負載電流電壓采用處理，處理完后行成模擬電壓信號，該模擬電壓信號送入優(yōu)先選用數(shù)據(jù)轉化器，進行A/D轉換，優(yōu)先選用數(shù)據(jù)轉化器內設計有放大器電路，該放大電路將A/D轉換后的數(shù)字信號路進行放大，放大后信號送入主控MCU的 端口，信號在主控MCU內經(jīng)已經(jīng)嵌入好的計算數(shù)學模型軟件計算、處理、分析等，經(jīng)主控MCU內數(shù)學模型軟件計算處理后，得出斷路器和負載母一故障點的阻值，根據(jù)這一阻值來分析斷路器和負載母之間的線路是否短路和斷路，如果分析結果是線路發(fā)生短路，需要預警提示有主控MCU將預警信息發(fā)送給GPRS通信模塊，GPRS內置SIM卡通過電信專網(wǎng)發(fā)送給客戶和用電部門；如需要開關保護分斷和重合，主控MCU將分析的控制指令發(fā)送給優(yōu)先選用電機齒輪傳動機構驅動電機轉動，帶動電機齒輪傳動機內部齒輪轉動，齒輪傳動給連桿從而帶動機械結構動作達到分斷和重啟目的，所有的保護和故障類型都可以在優(yōu)先選擇的人機對話窗口上顯示，用戶可以隨時在在優(yōu)先選擇的人機對話窗口上查看。

所述的客戶終端包括手機、PC機和智能手表。

所述數(shù)據(jù)轉化器為A/D轉換模塊，所述的A/D轉換模塊內設有放大器電路；所述負載電流電壓取樣模塊、數(shù)據(jù)轉化器、控制器、電機、機械結構控制電路設置在ABS阻燃料外殼與機械結構之間的夾層內；所述負載電流電壓取樣模塊、數(shù)據(jù)處理、主控MCU的電路塊設置在一個雙面印制線路板上，在線路板底部正反面分別焊接輸入和負載電流電壓采用和數(shù)據(jù)處理回路，線路板的中心位放置主控MCU，電機放在輸入端子的上方；所述的機械動作機構通過連桿與電機連接；所述的人機對話窗口放置在ABS阻燃料外殼的背面；所述的ABS塑料殼安裝到輸入/輸出端子開關底座上，用螺釘緊固。