一种记录断路器动作次数的电子式计数器的制作方法

1.本实用新型涉及断路器技术领域，特别涉及一种记录断路器动作次数的电子式计数器。


背景技术：

2.高压断路器是换流站及变电站运行中最主要的控制、保护元件，对电网的安全运行起着关键作用，断路器的故障往往会造成电网事故，轻者影响正常供电，重者造成大面积停电、人身事故和设备损坏，因此运行中断路器的维护和检修工作非常重要。运行中的断路器操作次数、累计开断次数和短路电流值是评价断路器状态的重要状态量，是断路器检修的一个重要依据。变电站运行规程也明确规定，生产运行人员必须定期抄录每台断路器的动作次数，作为一个重要运行状态量保存。
3.现有的断路器动作次数计数器包括机械式和电子式，其中机械式的计数器大多是在就地的控制柜柜门或柜内显示计数值，工作人员需要定期到现场抄录，这样既无法及时发现断路器动作次数异常的情况，也增加了记录和分析的工作量。而电子式计数器由于结构设计不合理，通常存在着检测灵敏度低，整机功耗大等问题，因此同样存在一定的弊端。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种记录断路器动作次数的电子式计数器，其主要目的在于解决现有技术存在的问题。
5.本实用新型采用如下技术方案：
6.一种记录断路器动作次数的电子式计数器，所述电子式计数器包括相互连接的电源模块和计数控制模块；所述断路器内部设有一开关，该开关连接于所述电源模块与计数器模块之间，用于控制所述电源模块与计数控制模块的接通或断开；所述计数控制模块包括储能控制元件和计数器芯片，所述电源模块接通后，计数器芯片通电工作，储能控制元件自动充电，并在设定时间内控制计数器芯片停止工作；所述电源模块断开后，储能控制元件自动放电从而控制计数器芯片在设定的时间内保持工作状态。
7.进一步，所述储能控制元件包括电容c1、电容c2、三极管q1和三极管q2；所述电容c1和电容c2均连接于所述电源模块；所述三极管q2的基极连接于所述电源模块和电容c2；所述三极管q1的基极连接于所述电源模块、电容c1和三极管q2的集电极，三极管q1的集电极连接于所述计数器芯片。
8.更进一步，还包括电阻r，所述电阻r设置于所述电源模块与电容c2以及三极管q2之间。
9.更进一步，所述电容c1的电容值大于所述电容c2的电容值。
10.再进一步，所述电容c1的电容值为0.5-1.5μf，所述电容c2的电容值为0.05-0.15μf。
11.进一步，所述开关为所述断路器内部的继电器或者辅助开关。
12.进一步，所述计数器芯片的型号为stm32l431。
13.进一步，所述电源模块为锂电池。
14.和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于：
15.本实用新型所提供的电子式计数器能够灵敏地检测断路器的分闸和合闸状态，并能够精准地控制计数器芯片仅在断路器的分闸和合闸瞬间通电工作，从而快速准确地记录断路器的动作次数，并实现微瓦级超低功耗设计。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例一中断路器合闸时电子式计数器的原理框图。
17.图2为本实用新型实施一中断路器合闸时电子式计数器的电路结构图。
18.图3为本实用新型实施一中断路器分闸时电子式计数器的电路结构图。
19.图4为本实用新型实施二中断路器合闸时电子式计数器的电路结构图。
20.图5为本实用新型实施二中断路器分闸时电子式计数器的电路结构图。
具体实施方式
21.下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。为了全面理解本实用新型，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本实用新型。
22.实施例一：
23.参照图1，一种记录断路器动作次数的电子式计数器，包括相互连接的电源模块1和计数控制模块2；断路器内部设有一开关3，开关3连接于电源模块1与计数器模块2之间，用于控制电源模块1与计数控制模块2的接通或断开；计数控制模块2包括储能控制元件21和计数器芯片22，电源模块1接通后，计数器芯片22通电工作，储能控制元件21自动充电，并在设定时间内控制计数器芯片22停止工作；电源模块1断开后，储能控制元件21自动放电从而控制计数器芯片22在设定的时间内保持工作状态。
24.参照图1至图3，具体地，开关3包括联动触杆、常开触点c和常闭触点d；断路器合闸时，联动触杆与常闭触点d接触，从而使得电源模块1与计数控制模块2接通；断路器分闸时，联动触杆与常开触点c接触，从而使得电源模块1与计数控制模块2断开。本实施例中的开关3优选为断路器中的辅助开关，例如行程开关等低压的辅助开关。将断路器内部的开关设置于电源模块1与计数控制模块2之间，可使得计数控制模块2能够灵敏地检测到断路器的分闸和合闸状态。
25.参照图1至图3，储能控制元件21包括电容c1、电容c2、三极管q1和三极管q2。具体地，电容c1的正极通过开关3连接于电源模块1，电容c1的负极接地；电容c2的正极通过开关3连接于电源模块1，电容c2的负极接地。此外，电容c2的负极还直接连接于电源模块1的负极，因此开关3断开后，触点b和c接通，电容c2两端就会被短路。三极管q1和三极管q2均为npn三极管，三极管q1的基极连接于电源模块1、电容c1和三极管q2的集电极，三极管q1的集电极连接于计数器芯片22，三极管q1的发射极接地；三极管q2的基极连接于电源模块1和电容c2；三极管q2的集电极连接于三极管q1的基极，三极管q2的发射极接地。
26.参照图1至图3，具体地，为了确保电容c2比电容c1先充满电，电容c1的电容值应大于电容c2的电容值。此外，还可以在电源模块1与电容c2以及三极管q2之间设置电阻r。作为
优选方案，本实施例中电容c1的电容值为1μf，电容c2的电容值为0.1μf，电阻r的阻值为50k，由此可确保开关3闭合后，q2的导通时间为200ms，即计数器芯片22可在工作200ms后自动断电。
27.参照图1至图3，优选地，计数器芯片22的型号为stm32l431，电源模块1为锂电池。
28.参照图1，计数器芯片22无线连接于终端设备4，由此可将所存储的断路器的动作信息发送至终端设备，以供工作人员及时查阅处理。
29.参照图1至图3，为了更清楚地阐述上述电子计数器的工作原理，以下对其计数方法进行详细介绍。上述电子计数器的计数方法包括如下步骤：
30.（1）将断路器内部的开关3连接于电源模块1与计数控制模块2之间，由此通过断路器的合闸和分闸动作来同步控制电源模块1与计数控制模块2之间的接通和断开。
31.（2）当断路器合闸时，计数控制模块2与电源模块1接通，计数器芯片22通电工作，计数值加1并存储；同时，储能控制元件21自动充电，并在设定时间内控制计数器芯片22断电。
32.（3）当断路器分闸时，计数控制模块2与电源模块1断开连接，储能控制元件21自动放电，使得计数器芯片22通电工作，计数值加1并存储；当储能控制元件21持续放电至设定时间后，计数器芯片22自动断电。
33.参照图1至图3，具体地，在步骤（2）中，电容c1和电容c2同时自动充电，电容c2充电结束后则控制计数器芯片22断电；在步骤（3）中，电容c1自动放电，使得计数器芯片22通电工作，当电容c1持续放电至设定时间后，计数器芯片22自动断电。准确来说，这两个步骤是通过电源模块、电容c1或电容c2来调节电路的电压，从而控制三极管q1和三极管q2的导通或截止，进而控制计数器芯片22的通电或断电。
34.参照图1至图3，更具体地，在步骤（2）中，开关3闭合后，三极管q1导通，计数器芯片22通电工作，计数值加1并存储，由此将断路器的合闸动作记录下来；与此同时，电容c1和电容c2同时自动充电，由于电容c1的电容值大于电容c2的电容值，因此电容c2会优先完成充电。电容c2充电结束后开始放电，当其两端的电压上升至三极管q2的导通电压时，三极管q2导通；三极管q2导通后，三极管q1处的电压下降，当低于其导通电压时，则三极管q1截止，计数器芯片22由此断电。在步骤（3）中，开关3断开后，电容c2两端被短路，因此三极管q2截止；电容c1自动放电，使其两端的电压上升至三极管q1的导通电压，三极管q1导通，计数器芯片22再次通电工作，计数值加1并存储，由此将断路器的分闸动作记录下来；电阻r会慢慢消耗电容c1的电量，从而使得电容c1两端的电压逐渐降低， 当降低至三极管q1的导通电压时，三极管q1截止，计数器芯片22由此断电。
35.综上可知，该电子式计数器能够灵敏地检测断路器的分闸和合闸状态，并能够精准地控制计数器芯片仅在断路器的分闸和合闸瞬间通电工作，从而快速准确地记录断路器的动作次数，并实现超低功耗设计。经过实验证明，本实施例的电子式计数器能够实现10ms级快速检测，并且整机功耗不大于10mw。
36.实施例二：
37.参照图4和图5，与实施例一不同的是，本实施例的开关为断路器内部的继电器，并且该继电器前端还连接有变压器，通过变压器将配电网的电压转换降低，使得继电器的工作电压可与计数器电路的工作电压相互匹配。可见，本实用新型具有实用性强和适用范围
广的优点。
38.上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

技术特征：
1.一种记录断路器动作次数的电子式计数器，其特征在于：所述电子式计数器包括相互连接的电源模块和计数控制模块；所述断路器内部设有一开关，该开关连接于所述电源模块与计数器模块之间，用于控制所述电源模块与计数控制模块的接通或断开；所述计数控制模块包括储能控制元件和计数器芯片，所述电源模块接通后，计数器芯片通电工作，储能控制元件自动充电，并在设定时间内控制计数器芯片停止工作；所述电源模块断开后，储能控制元件自动放电从而控制计数器芯片在设定的时间内保持工作状态。2.如权利要求1所述的一种记录断路器动作次数的电子式计数器，其特征在于：所述储能控制元件包括电容c1、电容c2、三极管q1和三极管q2；所述电容c1和电容c2均连接于所述电源模块；所述三极管q2的基极连接于所述电源模块和电容c2；所述三极管q1的基极连接于所述电源模块、电容c1和三极管q2的集电极，三极管q1的集电极连接于所述计数器芯片。3.如权利要求2所述的一种记录断路器动作次数的电子式计数器，其特征在于：还包括电阻r，所述电阻r设置于所述电源模块与电容c2以及三极管q2之间。4.如权利要求2所述的一种记录断路器动作次数的电子式计数器，其特征在于：所述电容c1的电容值大于所述电容c2的电容值。5.如权利要求4所述的一种记录断路器动作次数的电子式计数器，其特征在于：所述电容c1的电容值为0.5-1.5μf，所述电容c2的电容值为0.05-0.15μf。6.如权利要求1所述的一种记录断路器动作次数的电子式计数器，其特征在于：所述开关为所述断路器内部的继电器或者辅助开关。7.如权利要求1所述的一种记录断路器动作次数的电子式计数器，其特征在于：所述计数器芯片的型号为stm32l431。8.如权利要求1所述的一种记录断路器动作次数的电子式计数器，其特征在于：所述电源模块为锂电池。

技术总结
本实用新型公开了一种记录断路器动作次数的电子式计数器，电子式计数器包括相互连接的电源模块和计数控制模块；断路器内部设有一开关，该开关连接于电源模块与计数器模块之间，用于控制电源模块与计数控制模块的接通或断开；计数控制模块包括储能控制元件和计数器芯片，电源模块接通后，计数器芯片通电工作，储能控制元件自动充电，并在设定时间内控制计数器芯片停止工作；电源模块断开后，储能控制元件自动放电从而控制计数器芯片在设定的时间内保持工作状态。本实用新型能够灵敏地检测断路器的分闸和合闸状态，并能够精准地控制计数器芯片仅在断路器的分闸和合闸瞬间通电工作，从而快速准确地记录断路器的动作次数，并实现微瓦级超低功耗设计。微瓦级超低功耗设计。微瓦级超低功耗设计。


技术研发人员：陈昌隆 张金春 郑资 江广熠 黄伟震
受保护的技术使用者：福建省宏科电力科技有限公司
技术研发日：2022.12.21
技术公布日：2023/7/23