一种直流断路器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种直流断路器，属于低压电器技术领域。本实用新型专利技术直流断路器包括用于对主回路电流进行检测并根据检测结果对断路器进行控制的电子模块，以及用于为所述电子模块提供电源的电源模块；所述电源模块包括用于从所述主回路获取热能的发热模块，以及利用温差热发电原理将发热模块所获取热能转换为电子模块所需电能的温差发电模块。本实用新型专利技术利用温差热发电原理从断路器主回路中提取能量来为断路器供电，将主回路本身所产生热能和/或与主回路电连接的电热元件所产生热能转换为断路器的电子模块所需的电能，不需要增加额外的辅助电源，彻底解决了电子式直流断路器的供电难题。

A DC circuit breaker

The utility model discloses a DC circuit breaker, which belongs to the technical field of low-voltage electrical appliances. The DC circuit breaker of the utility model includes an electronic module for detecting the main circuit current and controlling the circuit breaker according to the detection results, and a power module for providing power for the electronic module; the power module includes a heating module for obtaining heat energy from the main circuit, and uses the principle of thermoelectric power generation to convert the heat energy obtained by the heating module into heat energy Thermoelectric power generation module of electric energy required by electronic module. The utility model uses the principle of thermoelectric power generation to extract energy from the main circuit of the circuit breaker to supply power for the circuit breaker, converts the heat energy generated by the main circuit itself and / or the heat energy generated by the electric heating element electrically connected with the main circuit into the electric energy required by the electronic module of the circuit breaker, without the need for additional auxiliary power supply, and completely solves the power supply problem of the electronic DC circuit breaker.

【技术实现步骤摘要】
一种直流断路器
本技术涉及一种直流断路器，属于低压电器

技术介绍
在直流配电系统中直流断路器的重要性越来越突出，传统的直流断路器一般采用以电磁式或热磁式脱扣器为主，但在高速发展的电子信息及通信技术的这个大环境下，传统的直流断路器已无法满足需要，因此具有电子式脱扣器的直流断路器是目前发展的大方向。在具有电子式脱扣器的交流断路器中，一般常用的是通过线圈电磁感应从断路器主回路中取得电能来供给电子脱扣器使用，而直流断路器中由于电流恒定不存在变化，因此无法使用电磁感应线圈来取得电能，其电子模块的供电方案一直是直流断路器智能化的关键，目前常用的解决方式是采用额外的辅助电源，一方面辅助电源需要定期更换或充电，影响了系统的安全可靠性；另一方面增加了系统的体积和成本。因此，迫切需要一种不依赖电流变化的方法来从断路器主回路本身稳定地取得电能来供给电子模块运行。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种不依赖电流变化而可从断路器主回路本身稳定地取得电能进行供电的直流断路器。本技术具体采用以下技术方案解决上述技术问题：一种直流断路器，包括用于对主回路电流进行检测并根据检测结果对断路器进行控制的电子模块，以及用于为所述电子模块提供电源的电源模块；所述电源模块包括用于从所述主回路获取热能的发热模块，以及利用温差热发电原理将发热模块所获取热能转换为电子模块所需电能的温差发电模块。优选地，所述发热模块包括直接发热模块和/或间接发热模块；所述直接发热模块直接提取主回路所产生热能；所述间接发热模块通过与主回路电连接的电热元件将主回路中的电能转换为热能。优选地，所述直接发热模块包括至少一片固定于所述断路器的端子排表面的导热板。进一步优选地，所述导热板通过导热硅胶固定于所述断路器的端子排表面。优选地，所述温差发电模块包括至少一个温差发电机，所述温差发电机包括热端传热片、冷端散热片以及紧贴固定于所述热端传热片与冷端散热片之间的温差发电片。进一步地，所述电子模块还包括储能模块。相比现有技术，本技术技术方案具有以下有益效果：本技术利用温差热发电原理从断路器主回路中提取能量来为断路器供电，有效解决了由于直流断路器主回路中通过的是稳定的直流电流而无法使用基于电磁感应的取能方式的问题，将主回路本身所产生热能和/或与主回路电连接的电热元件所产生热能转换为断路器的电子模块所需的电能，不需要增加额外的辅助电源，彻底解决了电子式直流断路器的供电难题。附图说明图1为本技术直流断路器的供电原理示意图；图2为温差发电机的基本结构示意图；图3为间接发热模块的作用原理示意图；图4为间接发热模块与直接发热模块混合作用的原理示意图；图5为本技术直流断路器一个具体实施例的结构示意图；图6为发热模块几处优选安装位置的示意图；图7为具体实施例中电源模块的具体安装连接结构示意图。图中的附图标记含义具体如下：1、主回路，2、温差发电模块，3、电子模块，4、灭弧室，5、操作机构，6、发热模块，11、电源侧接线端，12、静触头，13、动触头，14、负载侧接线端，21、热端传热片，22、温差发电片，23、冷端散热片。具体实施方式针对直流断路器主回路中通过的是稳定的直流电流而无法使用基于电磁感应的取能方式的问题，本技术的思路是利用温差热发电原理从断路器主回路中提取能量，将主回路本身所产生热能和/或与主回路电连接的电热元件所产生热能转换为断路器所需的电能，不需要增加额外的辅助电源，彻底解决了电子式直流断路器的供电难题。温差热发电是一种较新型的发电方式，主要是利用热电材料的塞贝克效应（SeebeckEffect），通过载流子(电子和空穴)进行能量的输运，将热能转化为电能。该效应于1821年由德国人Seebeck发现：在两种不同金属(锑与铜)构成的回路中，如果两个接头处存在温度差，其周围就会出现磁场。通过进一步的实验，Seebeck发现回路中存在电动势。Seebeck效应是制作测温热电偶、温差发电和温差电传感器的基础。温差发电的基本原理具体为：将两种不同类型的热电转换材料N和P的一端结合并将其置于高温状态,另一端开路并给以低温，由于高温端的热激发作用较强,此端的空穴和电子浓度比低温端高，在这种载流子浓度梯度的驱动下，空穴和电子向低温端扩散，从而在低温开路端形成电势差。将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成模块,就可得到足够高的电压，形成一个温差发电机。这种发电机在有微小温差存在的条件下就能将热能直接转化为电能，且转换过程中不需要机械运动部件，也无气态或液态介质存在，因此适应范围广、体积小、重量轻、安全可靠、对环境无任何污染,是十分理想的电源。温差发电的灵活、绿色、安静和微小体积的特性,使其可在许多领域发挥重要的作用。具体而言，本技术所提出的直流断路器，包括用于对主回路电流进行检测并根据检测结果对断路器进行控制的电子模块，以及用于为所述电子模块提供电源的电源模块；所述电源模块包括用于从所述主回路获取热能的发热模块，以及利用温差热发电原理将发热模块所获取热能转换为电子模块所需电能的温差发电模块。所述电源模块的供电原理如图1所示，发热模块从断路器主回路获取热能，获取的电能通过温差发电模块转换为电能后供给断路器的电子模块。如图1所示，为了进一步提高供电的可靠性，还可在电子模块中设置储能模块，将多余的电能储存起来，在温差发电模块供电不足时向电子模块供电。常见的温差发电机结构如图2所示，包括热端传热片、冷端散热片以及紧贴固定于所述热端传热片与冷端散热片之间的温差发电片，将热端传热片紧贴发热模块，冷端散热片另一侧表面暴露在空气中，温差发电片即可向电子模块输出电压。直流断路器的主回路中持续稳定地通过直流电流，主回路本身由于存在电阻从而会持续不断的产生热量，因此可以利用具有良好导热特性的导热板直接将这部分热能传输至温差发电模块中的热端传热片来进行热电转换，可将这种发热方式称为直接发热方式，相应地，只需要将导热板固定在断路器主回路中诸如端子排这样发热量较大部位的表面，即可构成直接发热模块。导热板可以采用绝缘螺栓、塑料捆扎带等紧固件进行固定，但最好采用具有良好导热性能的导热硅胶将其粘贴固定在断路器主回路的端子排表面，导热硅胶可将导热板与端子排之间的空隙填满，从而使得热量传递地稳定而均匀。对于主回路中电流较小，本身发热量较低的直流断路器，还可以采用与主回路电连接的电热元件，先将主回路中的电能转换为热能，然后再通过温差发电模块将电热元件所产生的热能转换为供电子模块使用的电能，可将此种方式称为间接发热方式，相应的与主回路电连接的一个或多个电热元件即可称之为间接发热模块。所述直接发热模块和间接发热模块可以单独使用也可以混合使用，具体可根据实际情况选择。如图3所示，该电源模块单独使用间接发热模块，而图4所示的电源模块则混合使用了直接发热模块和间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流断路器，包括用于对主回路电流进行检测并根据检测结果对断路器进行控制的电子模块，以及用于为所述电子模块提供电源的电源模块；其特征在于，所述电源模块包括用于从所述主回路获取热能的发热模块，以及利用温差热发电原理将发热模块所获取热能转换为电子模块所需电能的温差发电模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流断路器，包括用于对主回路电流进行检测并根据检测结果对断路器进行控制的电子模块，以及用于为所述电子模块提供电源的电源模块；其特征在于，所述电源模块包括用于从所述主回路获取热能的发热模块，以及利用温差热发电原理将发热模块所获取热能转换为电子模块所需电能的温差发电模块。


2.如权利要求1所述直流断路器，其特征在于，所述发热模块包括直接发热模块和/或间接发热模块；所述直接发热模块直接提取主回路所产生热能；所述间接发热模块通过与主回路电连接的电热元件将主回路中的电能转换为热能。


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【专利技术属性】
技术研发人员：徐翘楚，刘洪武，何艳峰，
申请(专利权)人：常熟开关制造有限公司原常熟开关厂，
类型：新型
国别省市：江苏;32