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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著所述偏移而單調(diào)變化；通過(guò)斷路器合閘狀態(tài)下霍爾磁感應(yīng)元件所檢測(cè)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(cè)。
[0019]本發(fā)明斷路器，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；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(cè)的觸點(diǎn)磨損監(jiān)測(cè)單元；所述觸點(diǎn)磨損監(jiān)測(cè)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)置于動(dòng)觸頭與基座另外一個(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(chǎng)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(chǎng)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(cè)信號(hào)。
[0020]在斷路器合閘狀態(tài)下，永磁體固有的磁場(chǎng)(磁力線或磁通密度)會(huì)因?yàn)閷?dǎo)磁部件的存在而出現(xiàn)新的空間分布，假設(shè)觸點(diǎn)無(wú)磨損，由于永磁體與導(dǎo)磁部件之間的相對(duì)空間位置不變，則每次合閘狀態(tài)下這種磁場(chǎng)空間分布是不變的；而隨著觸點(diǎn)磨損的增加，永磁體與導(dǎo)磁部件之間的相對(duì)空間位置會(huì)相應(yīng)地變化，則合閘狀態(tài)下的磁場(chǎng)空間分布也隨之發(fā)生變化，根據(jù)磁學(xué)基本原理可以證明，在永磁體周圍的某些位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)隨之減小，而某些位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)隨之增大，因此可以通過(guò)檢測(cè)永磁體周圍這些位置的磁場(chǎng)強(qiáng)度(或者磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通密度，其實(shí)質(zhì)是相同的)來(lái)獲知觸點(diǎn)的磨損情況。這些位置可預(yù)先在不同觸點(diǎn)磨損情況下利用磁測(cè)量技術(shù)找到，也可以利用磁場(chǎng)理論計(jì)算得到，還可以通過(guò)兩種方式相結(jié)合來(lái)找出。
[0021]考慮到合閘狀態(tài)下流過(guò)動(dòng)觸頭、靜觸頭的電流也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，為了防止電流磁場(chǎng)對(duì)上述磁場(chǎng)檢測(cè)產(chǎn)生影響，本發(fā)明可以進(jìn)一步將霍爾磁感應(yīng)元件的測(cè)量面設(shè)置為與斷路器合閘狀態(tài)下流過(guò)動(dòng)觸頭、靜觸頭的電流的方向平行，這樣，霍爾磁感應(yīng)元件的檢測(cè)結(jié)果就不會(huì)受合閘電流所產(chǎn)生磁場(chǎng)的影響。
[0022]或者，利用斷路器固有的主電流檢測(cè)單元，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的斷路器合閘狀態(tài)下流過(guò)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(cè)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(guò)動(dòng)觸頭、靜觸頭的電流所產(chǎn)生磁場(chǎng)的影響。根據(jù)基本的電磁學(xué)原理容易得到一定大小的合閘電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)空間分布情況，而設(shè)置于特定位置的霍爾磁感應(yīng)元件的輸出信號(hào)受合閘電流所產(chǎn)生磁場(chǎng)的影響也可以預(yù)先知道，這樣就可以在信號(hào)處理單元中設(shè)置一校正模塊，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的合閘電流對(duì)霍爾磁感應(yīng)元件的輸出信號(hào)進(jìn)行校正，從而消除合閘電流的影響。
[0023]上述兩技術(shù)方案也可同時(shí)采用以進(jìn)一步提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。
[0024]此外，為了防止放電電弧對(duì)觸點(diǎn)磨損監(jiān)測(cè)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)；并且在所述導(dǎo)磁部件外部設(shè)置有非磁性材料制成的保護(hù)套。
[0025]所述導(dǎo)磁部件應(yīng)盡可能選用導(dǎo)磁率高的材料，例如高導(dǎo)磁率軟磁材料。
[0026]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(cè)信號(hào)的信號(hào)處理單元可以單獨(dú)設(shè)置，也可以直接利用斷路器本身的智能控制器，這樣可以有效降低成本，節(jié)省空間。
[0027]為了便于公眾更好地理解，下面以一個(gè)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]本實(shí)施例中斷路器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。其包括有基座1、操作機(jī)構(gòu)(圖中未示出)，在基座I上固定設(shè)置有靜觸頭系統(tǒng)2，在基座I上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有與靜觸頭系統(tǒng)2相互配合的動(dòng)觸頭系統(tǒng)3。動(dòng)觸頭系統(tǒng)3包括有動(dòng)觸頭31、動(dòng)觸頭支持32、動(dòng)觸頭轉(zhuǎn)軸(圖中未;^出)、觸頭彈簧(圖中未示出)，在動(dòng)觸頭31上設(shè)置有動(dòng)觸點(diǎn)311，動(dòng)觸頭轉(zhuǎn)軸穿設(shè)在動(dòng)觸頭支持32上，動(dòng)觸頭31通過(guò)動(dòng)觸頭轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在動(dòng)觸頭支持32上，觸頭彈簧設(shè)置在動(dòng)觸頭31與動(dòng)觸頭支持32之間，所述觸頭彈簧的一端抵靠在觸頭支持32上，另一端抵靠在動(dòng)觸頭11背向靜觸頭系統(tǒng)一側(cè)并與動(dòng)觸點(diǎn)111相對(duì)的端面上，為斷路器的合閘提供觸頭壓力，所述動(dòng)觸頭支持32通過(guò)至少一桿與操作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鉸接；靜觸頭系統(tǒng)2包括有靜觸頭21，靜觸頭21上設(shè)置有靜觸點(diǎn)211，所述靜觸頭21與動(dòng)觸頭31通過(guò)靜觸點(diǎn)211、動(dòng)觸點(diǎn)311實(shí)現(xiàn)接觸配合。具體的，所述操作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)設(shè)置在動(dòng)觸頭支持32上的動(dòng)觸頭31轉(zhuǎn)動(dòng)與靜觸頭21接觸配合，當(dāng)動(dòng)觸頭11與靜觸頭21接觸后，由于靜觸頭21的阻擋，動(dòng)觸頭11不再向下運(yùn)動(dòng)，而動(dòng)觸頭支持12在操作機(jī)構(gòu)的作用下繼續(xù)走超程，動(dòng)觸頭支持12進(jìn)一步擠壓觸頭彈簧繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到達(dá)到斷路器合閘位置，斷路器完成合閘。
[0029]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(cè)的觸點(diǎn)磨損監(jiān)測(cè)單元，如圖2、圖3所示，所述觸點(diǎn)磨損監(jiān)測(cè)單元包括有設(shè)置在動(dòng)觸頭31上的導(dǎo)磁部件5，固定設(shè)置在基座I上的永磁體4，設(shè)置在永磁體4和導(dǎo)磁部件5之間且位于基座I上霍爾磁感應(yīng)元件6，以及與霍爾磁感應(yīng)元件6電連接的信號(hào)處理單元(圖中未示出)。具體的，如圖2、圖3所示，所述動(dòng)觸頭31是由多個(gè)動(dòng)觸片組成，所述導(dǎo)磁部件5固定設(shè)置在位于最外側(cè)的動(dòng)觸片的側(cè)面，所述永磁體4設(shè)置在基座I的一個(gè)容腔7內(nèi)，且永磁體4的N/S極正對(duì)上述導(dǎo)磁部件5設(shè)置。所述導(dǎo)磁部件5處于所述永磁體4產(chǎn)生的磁場(chǎng)范圍內(nèi)且導(dǎo)磁部件5與永磁體4之間的相對(duì)位置隨著觸點(diǎn)磨損增大而發(fā)生偏移。所述霍爾磁感應(yīng)元件6同樣設(shè)置在上述的容腔7內(nèi)，所述霍爾磁感應(yīng)元件6所在位置的由所述永磁體4所產(chǎn)生磁場(chǎng)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(cè)信號(hào)。
[0030]由于考慮到合閘狀態(tài)下流過(guò)斷路器動(dòng)觸頭31、靜觸頭21的電流同樣會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，為了防止該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)上述的磁場(chǎng)檢測(cè)產(chǎn)生影響，固將霍爾磁感應(yīng)元件6的測(cè)量面設(shè)置為與斷路器合閘狀態(tài)下流過(guò)動(dòng)觸頭31、靜觸頭21的電流的方向平行，這樣，霍爾磁感應(yīng)元件6的檢測(cè)結(jié)果將不會(huì)受合閘電流所產(chǎn)生磁場(chǎng)的影響。
[0031]消除流過(guò)動(dòng)觸頭31、靜觸頭21電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)上述的磁場(chǎng)檢測(cè)產(chǎn)生影響，還可以利用斷路器固有的主電流檢測(cè)單元，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的斷路器合閘狀態(tài)下流過(guò)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6所檢測(cè)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(guò)動(dòng)觸頭31、靜觸頭21的電流所產(chǎn)生磁場(chǎng)的影響。根據(jù)基本的電磁學(xué)原理容易得到一定大小的合閘電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)空間分布情況，而設(shè)置于特定位置的霍爾磁感應(yīng)元件的輸出信號(hào)受合閘電流所產(chǎn)生磁場(chǎng)的影響也可以預(yù)先知道，這樣就可以在信號(hào)處理單元中設(shè)置一校正模塊，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的合閘電流對(duì)霍爾磁感應(yīng)元件6的輸出信號(hào)進(jìn)行校正，從而消除合閘電流的影響。
[0032]本實(shí)施例中，如圖4所示，當(dāng)斷路器觸頭未磨損時(shí)，永磁體4固有磁場(chǎng)由于導(dǎo)磁部件5的吸引，有一定數(shù)量的磁力線通過(guò)霍爾磁感應(yīng)元件6，此時(shí)霍爾磁感應(yīng)元件6將感應(yīng)