一种基于物联网的智能断路器

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，具体为一种基于物联网的智能断路器。

背景技术

断路器是一种能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置，它按使用范围可分为高压断路器与低压断路器，一般来说，3kV以上的电器设备被称为高压电器，断路器的主要功能是分配电能，不频繁地启动异步电动机，以及对电源线路及电动机等实行保护，当电源线路或电动机发生严重的过载或者短路及欠压等故障时，断路器能够自动切断电路，以防止设备损坏和火灾的发生。

为了提高断路器的使用便捷性，部分断路器通过设置智能系统进行运行，例如中国专利专利网公开的专利号为：201620061457.8，专利名称为：智能断路器，包括智能断路器本体及设置在智能断路器本体上的电动操作机构，在所述的智能断路器本体上设置有控制器，所述的控制器通过线路与所述的智能断路器本体的进线端和出线端相连接，所述的控制器通过线路与所述的电动操作机构相连接，所述的控制器能够驱动所述的电动操作机构推动所述的智能断路器本体合闸，本实用新型能够在恢复供电，根据控制器的判断之后通过电动操作机构驱动智能断路器自动合闸，实现自动操作，能够减轻工作人员的工作量，提高设备运行的智能性。

但是现有断路器的结构较为单一，内部产生任意状态电弧均会发出报警信号，需要人员反复进行检测维护，导致检测和辨别危险的接地电弧故障、并联动电弧故障和串联电弧故障的功能受到影响。

因此，需要对基于物联网的智能断路器进行设计改造。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能断路器，具备提高电弧检测效果的优点，解决了现有断路器的结构较为单一，内部产生任意状态电弧均会发出报警信号，需要人员反复进行检测维护，导致检测和辨别危险的接地电弧故障、并联动电弧故障和串联电弧故障的功能受到影响的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的智能断路器，包括断路器机体；

所述断路器机体的背面设置有控制电路；

所述断路器机体的表面设置有监控结构，所述监控结构与控制电路电性连接；

所述控制电路包括设置在断路器机体背面的电路板，所述电路板与断路器机体固定连接，所述电路板的正面固定连接有终端处理器，所述终端处理器的输出端与电路板的输入端双向电连接，所述电路板的表面固定连接有故障电弧检测学习模块，所述故障电弧检测学习模块位于终端处理器的顶部，所述终端处理器的输出端与故障电弧检测学习模块的输入端双向电连接，所述终端处理器的输入端与监控结构的输出端双向电连接。

作为本发明优选的，所述监控结构包括固定连接有断路器机体正面的温度检测模块，所述断路器机体的左侧固定连接有电流信号监测模块，所述断路器机体的左侧固定连接有电压信号监测模块，所述电压信号监测模块的底部设置有漏电监测模块，所述电流信号监测模块、电压信号监测模块和漏电监测模块的输入端均与断路器机体的输出端双向电连接，所述温度检测模块、电流信号监测模块、电压信号监测模块和漏电监测模块的输出端均与终端处理器的输入端双向电连接。

作为本发明优选的，所述断路器机体的背面设置有数据储存模块，所述数据储存模块的背面与电路板的正面固定连接，所述电路板的正面固定连接有位于数据储存模块左侧的对比模块，所述数据储存模块的输入端与对比模块的输出端双向电连接，所述对比模块的输出端与故障电弧检测学习模块的输入端双向电连接。

作为本发明优选的，所述电路板的表面插接有数据缓存模块，所述数据缓存模块位于终端处理器的左侧，所述数据缓存模块的输出端与数据储存模块的输入端双向电连接。

作为本发明优选的，所述电路板的表面双向电连接有供电模块，所述供电模块位于终端处理器的底部。

作为本发明优选的，所述断路器机体的右侧固定连接有无线收发模块，所述断路器机体的右侧固定连接有位于无线收发模块顶部的物联网天线，所述无线收发模块的输出端与物联网天线的输入端双向电连接，所述无线收发模块的输入端与电路板的输出端双向电连接。

作为本发明优选的，所述断路器机体正面的顶部与底部均固定连接有弹簧合页，所述弹簧合页远离断路器机体的一侧固定连接有防护罩，所述防护罩套设在电路板的表面。

作为本发明优选的，所述防护罩的正面连通有散热扇，所述散热扇位于控制电路的正面，所述散热扇的正面固定连接有滤网。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过终端处理器收集问题电弧波形并利用故障电弧检测学习模块进行分析，使下次再有类似情况电流信号时，终端处理器能够对其进行匹配对比，将不会出现误报的现象，本发明能够提高现有断路器的结构功能性，能够对内部产生任意状态电弧进行判断，使报警信号更加精确，节省需要人员反复进行检测维护的操作步骤，避免检测和辨别危险的接地电弧故障、并联动电弧故障和串联电弧故障的功能受到影响。

2、本发明通过温度检测模块、电压信号监测模块和漏电监测模块感知断路器机体变化，从而调整断路器的运行参数以满足环境要求，同时电流信号监测模块采集线路中的电流信号，数据发送至终端处理器进行判断，能够提高数据采集范围，便于用户分析用电状况并进行用电管理。

3、本发明通过设置对比模块和数据储存模块，能够对长短期数据进行储存，可以进一步提高终端处理器的对比准确度，防止出现误判的现象。

4、本发明通过设置数据缓存模块，能够降低终端处理器的运行压力，可以对数据进行预储存的效果，同时能够记录开关运行的时间及开关的状态等信息，并且可以将这些信息上传至云平台进行分析统计，从而帮助用户分析用电状况并进行用电管理。

5、本发明通过设置供电模块，能够向电路板提供能源，满足电路板的运行需求，而且可以节省从断路器机体获取能源的操作步骤。

6、本发明通过设置无线收发模块和物联网天线，可以方便地实现远程控制和监控，提高管理效率，以便及时发现并采取相应处理措施。

7、本发明通过设置弹簧合页和防护罩，能够提高控制电路的安全性，减少外部环境对控制电路的接触面积。

8、本发明通过设置散热扇和滤网，能够对防护罩内部气流进行引导，降低防护罩内部温度。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明左视结构示意图；

图3为本发明局部结构右视示意图；

图4为本发明局部结构主视示意图；

图5为本发明局部主视结构示意图；

图6为本发明局部结构俯视示意图。

图中：1、断路器机体；2、控制电路；3、监控结构；4、电路板；5、终端处理器；6、故障电弧检测学习模块；7、温度检测模块；8、电流信号监测模块；9、电压信号监测模块；10、漏电监测模块；11、数据储存模块；12、对比模块；13、数据缓存模块；14、供电模块；15、无线收发模块；16、物联网天线；17、弹簧合页；18、防护罩；19、散热扇；20、滤网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示，本发明提供的一种基于物联网的智能断路器，包括断路器机体1；

断路器机体1的背面设置有控制电路2；

断路器机体1的表面设置有监控结构3，监控结构3与控制电路2电性连接；

控制电路2包括设置在断路器机体1背面的电路板4，电路板4与断路器机体1固定连接，电路板4的正面固定连接有终端处理器5，终端处理器5的输出端与电路板4的输入端双向电连接，电路板4的表面固定连接有故障电弧检测学习模块6，故障电弧检测学习模块6位于终端处理器5的顶部，终端处理器5的输出端与故障电弧检测学习模块6的输入端双向电连接，终端处理器5的输入端与监控结构3的输出端双向电连接。

参考图5，监控结构3包括固定连接有断路器机体1正面的温度检测模块7，断路器机体1的左侧固定连接有电流信号监测模块8，断路器机体1的左侧固定连接有电压信号监测模块9，电压信号监测模块9的底部设置有漏电监测模块10，电流信号监测模块8、电压信号监测模块9和漏电监测模块10的输入端均与断路器机体1的输出端双向电连接，温度检测模块7、电流信号监测模块8、电压信号监测模块9和漏电监测模块10的输出端均与终端处理器5的输入端双向电连接。

作为本发明的一种技术优化方案，通过温度检测模块7、电压信号监测模块9和漏电监测模块10感知断路器机体1变化，从而调整断路器的运行参数以满足环境要求，同时电流信号监测模块8采集线路中的电流信号，数据发送至终端处理器5进行判断，能够提高数据采集范围，便于用户分析用电状况并进行用电管理。

参考图5，断路器机体1的背面设置有数据储存模块11，数据储存模块11的背面与电路板4的正面固定连接，电路板4的正面固定连接有位于数据储存模块11左侧的对比模块12，数据储存模块11的输入端与对比模块12的输出端双向电连接，对比模块12的输出端与故障电弧检测学习模块6的输入端双向电连接。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置对比模块12和数据储存模块11，能够对长短期数据进行储存，可以进一步提高终端处理器5的对比准确度，防止出现误判的现象。

参考图6，电路板4的表面插接有数据缓存模块13，数据缓存模块13位于终端处理器5的左侧，数据缓存模块13的输出端与数据储存模块11的输入端双向电连接。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置数据缓存模块13，能够降低终端处理器5的运行压力，可以对数据进行预储存的效果，同时能够记录开关运行的时间及开关的状态等信息，并且可以将这些信息上传至云平台进行分析统计，从而帮助用户分析用电状况并进行用电管理。

参考图5，电路板4的表面双向电连接有供电模块14，供电模块14位于终端处理器5的底部。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置供电模块14，能够向电路板4提供能源，满足电路板4的运行需求，而且可以节省从断路器机体1获取能源的操作步骤。

参考图4，断路器机体1的右侧固定连接有无线收发模块15，断路器机体1的右侧固定连接有位于无线收发模块15顶部的物联网天线16，无线收发模块15的输出端与物联网天线16的输入端双向电连接，无线收发模块15的输入端与电路板4的输出端双向电连接。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置无线收发模块15和物联网天线16，可以方便地实现远程控制和监控，提高管理效率，以便及时发现并采取相应处理措施。

参考图3，断路器机体1正面的顶部与底部均固定连接有弹簧合页17，弹簧合页17远离断路器机体1的一侧固定连接有防护罩18，防护罩18套设在电路板4的表面。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置弹簧合页17和防护罩18，能够提高控制电路2的安全性，减少外部环境对控制电路2的接触面积。

参考图1，防护罩18的正面连通有散热扇19，散热扇19位于控制电路2的正面，散热扇19的正面固定连接有滤网20。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置散热扇19和滤网20，能够对防护罩18内部气流进行引导，降低防护罩18内部温度。

本发明的工作原理及使用流程：使用时，通过温度检测模块7、电压信号监测模块9和漏电监测模块10感知断路器机体1变化，从而调整断路器机体1的运行参数以满足环境要求，同时电流信号监测模块8采集线路中的电流信号，数据发送至终端处理器5，终端处理器5利用对比模块12将采集电流信号与数据储存模块11内部储存的信号进行对比，当无法匹配时，利用物联网天线16发送远程信号提醒用户进行检测维修，同时，用户如果通过现场检测发现是误报，用户现场操作终端处理器5误报情况，终端处理器5收集这一问题的电弧波形并利用故障电弧检测学习模块6进行分析，并将这一波形定义为安全波形储存在数据储存模块11的内部，下次再有类似情况电流信号时，对比模块12能够对其进行匹配对比，将不会出现误报的现象，在控制电路2运行过程中，防护罩18能够对其进行遮挡防护，减少外部环境对其造成的影响，而且散热扇19能够对气流进行引导，提高控制电路2散热效果。

综上所述：该基于物联网的智能断路器，通过终端处理器5收集问题电弧波形并利用故障电弧检测学习模块6进行分析，使下次再有类似情况电流信号时，终端处理器5能够对其进行匹配对比，将不会出现误报的现象，本发明能够提高现有断路器的结构功能性，能够对内部产生任意状态电弧进行判断，使报警信号更加精确，节省需要人员反复进行检测维护的操作步骤，避免检测和辨别危险的接地电弧故障、并联动电弧故障和串联电弧故障的功能受到影响。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。