CN101719653B - 一种电子脱扣器 - Google Patents
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Abstract
一种电子脱扣器，包括控制模块和人机界面模块，控制模块包括第一微处理单元，人机界面模块包括第二微处理单元和与第二微处理单元通信的显示单元，第二微处理单元与第一微处理单元通信，人机界面模块还包括与第二微处理单元通信的光电开关触发单元，当光电开关触发单元在探测范围内受到遮挡时被触发，向第二微处理单元发出查询指令，第二微处理单元处理查询指令并与第一微处理单元通信以查询当前状态信息，并将查询结果传送到显示单元进行实时显示。本发明电子脱扣器工作寿命长，可以防止静电干扰对操作人员的安全或者断路器的工作产生的影响，并且可以实现对断路器的状态信息查询操作和工作参数设置操作权限的分开管理。
Description
技术领域
本发明涉及断路器，特别涉及断路器的电子脱扣器(Electronic TripUnit，ETU)。
背景技术
断路器的电子脱扣器用于过载保护或短路保护，实现过载脱扣、延时过载脱扣、断路瞬时脱扣、延时短路脱扣等动作。
一些现有技术公开了具有查询功能的电子脱扣器：
中国专利申请第01134153.X号公开了一种配电保护用多路智能控制器，可在配电开关柜中与多台智能型保护电器配套使用，其由控制电路、通信电路、键盘电路、驱动及显示电路组成，控制电路与通信电路、驱动及显示电路、键盘电路连接。所述配电保护用多路智能控制器与一台或多台智能断路器进行通信，查询所述智能断路器的合分闸状态、实时运行参数、动作设定数据及上次故障的类型和参数。
中国专利申请第99230358.3号公开了一种可通讯塑壳断路器的智能控制器，包括脱扣控制电路，单片机电路，显示键盘电路，能对三相四线的电路参数进行独立的实时检测，具有报警和保护功能，故障能够永久记忆和查询，现场状态、设定参数和故障记录可通过通讯接口传送至上级计算机，从而组成多级监控系统。
中国专利申请第200710150119.7号公开了一种智能脱扣器模块化查询方式的通讯装置和方法，包括以下装置：用于进行检测采样次数是否满足要求，对采样值进行计算，判断实际电流是否有故障；根据故障类型采取相应的保护动作的保护模块；用于检测是否有数据需要接收/发送；对通讯数据进行处理并执行相关指令的通讯模块；用于检测键盘是否有按键被按下，进行默认显示或根据操作人员的按键操作进行显示，根据操作人员的操作修改各种设定值的人机交互模块；用于记录采样次数进行模数转换，获得采样值，对采样值进行初步处理保存采样数据的采样模块。
然而，上述现有的具有查询功能的电子脱扣器都具有以下缺点：
-安全性不高，操作比较复杂，对进行查询的人员能力要求较高。由于操作人员需要直接接触电子脱扣器的面板进行查询操作，因此容易引起静电干扰从而对操作人员的安全或者断路器的工作产生影响；由于操作人员需要借助小键盘输入相应指令进行查询，因此操作比较复杂而且对进行查询的人员能力要求较高。
-对断路器的状态信息查询操作和工作参数设置操作的权限无法分开管理。由于查询指令或者参数设置指令都通过小键盘进行输入，因此无法控制只被分配有查询权限而无参数设置权限的操作人员在未经允许的情况下修改工作参数。
-键盘工作寿命较短。由于采用的是接触式输入，键盘容易受到磨损，可供操作的次数有限。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种安全性高、操作简单、可分开管理查询操作和参数设置操作权限、且工作寿命较长的电子脱扣器。
为实现上述目的，本发明提供一种电子脱扣器，包括控制模块和人机界面模块，所述控制模块包括第一微处理单元，所述人机界面模块包括第二微处理单元和与所述第二微处理单元通信的显示单元，所述第二微处理单元与所述第一微处理单元通信，所述人机界面模块还包括与所述第二微处理单元通信的光电开关触发单元，当所述光电开关触发单元在探测范围内受到遮挡时被触发，向所述第二微处理单元发出查询指令，所述第二微处理单元处理所述查询指令并与所述第一微处理单元通信以查询当前状态信息，并将查询结果传送到所述显示单元进行实时显示，
其中，所述光电开关触发单元具有光发射器和光接收器，所述光电开关触发单元在通电后将输入电流在所述光发射器上转换为光信号射出，所述接收器根据接收到的光线的有无对目标物体进行探测。
根据本发明的一个方面，所述的当前状态信息包括当前电流、电压、功率、功率因素中的一种或复数种。
根据本发明的一个方面，所述人机界面模块还包括与所述光电开关触发单元相连，用来控制所述光电开关触发单元是否起作用的启用/停用单元。
根据本发明的一个方面，所述人机界面模块还包括与所述第二微处理单元通信的按键单元。
由于所述光电开关触发单元是非接触式触发元件，不需要直接接触电子脱扣器的面板进行查询操作，因此可以防止静电干扰对操作人员的安全或者断路器的工作产生的影响，而且只需用手或其他物体遮挡所述光电开关触发单元便可以进行查询，操作比较简单，对进行查询的人员能力要求较低。
在本实施例中，可以通过硬件或者软件的方式锁定所述的按键单元，只有被分配有参数设置权限或者同时分配有查询权限和参数设置权限的操作人员才可以解锁后通过所述按键单元进行查询和/或参数设置；只被分配有查询权限的操作人员只能通过所述光电开关触发单元进行查询。通过这样的设置，实现了对断路器的状态信息查询操作和工作参数设置操作权限的分开管理。
由于所述的光电开关触发单元采用的是非接触式输入，不会受到机械磨损，因此寿命较长。
附图说明
图1是本发明电子脱扣器的结构示意图；
图2是应用本发明电子脱扣器的断路器的正面示意图；以及
图3是应用本发明电子脱扣器的断路器的侧面示意图。
具体实施方式
以下结合图示对本发明进行详细说明。
参见图1，本发明电子脱扣器200包括控制模块210和人机界面模块220。
所述控制模块210包括第一微处理单元212和分别与所述第一微处理单元212通信的采样单元211、执行单元213、和存储单元214。
所述采样单元211用于对外部的电流或电压信号进行采样并传送到所述第一微处理单元212，优选地，对外部的电流或电压信号进行采样后经过滤波和幅值调整环节后再传送到所述第一微处理单元212。在本实施例中，所述采样单元211优选为电流互感器。所述电流互感器的作用是将线路中幅值很大的电信号线性地转换成可以处理的电信号，其转换的线性和精度将直接影响关键数据的可信度。常用的电流互感器有铁心和空心两种，铁心型互感器在处理小电流时线性度很好，但大电流时铁心容易饱和，从而出现线性 失真，测量范围小；空心型在处理大电流时线性度好，测量范围广，但小电流时易受干扰，也会出现线性失真，测量误差大。然而智能脱扣器电流测量范围从几百A到几十kA，变化范围很大，要想在整个测量范围内不失线性，最好采用两种类型互感器相互结合的方法。
所述第一微处理单元212用于对信号进行实时处理、存储、判别，对不正常运行进行监控等。当采样信号的电流超过门限电流值的时候，所述第一微处理单元212判断发生不正常运行状态，向所述执行单元213发出脱扣信号，令所述执行单元213执行脱扣动作。本发明电子脱扣器200采用的所述第一微处理单元212惯性小、速度快，其保护的选择性、灵活性及重复误差都很好。
所述执行单元213用于根据所述第一微处理器212的脱扣信号执行脱扣动作。在本实施例中，所述执行单元213优选为磁通变换器，所述磁通变换器得磁路全封闭或半封闭，正常工作时靠永磁体保证铁芯处于闭合状态，当收到所述第一微处理器212的脱扣信号时，线圈通过的电流产生反磁场抵消了永磁体的磁场，动铁芯靠反作用力弹簧动作推动脱扣件进行脱扣。
所述的存储单元214用于存储预先编制好的指令序列，以供通过第一微处理器212进行调用。在本实施例中，所述存储单元优选为EEPROM。
所述人机界面模块220包括第二微处理单元222和分别与所述第二微处理单元222通信的按键单元221、光电开关触发单元224、和显示单元223。
所述按键单元221用于输入查询指令来查询断路器的当前状态信息，如当前电流、电压、功率、功率因素等，或者用于输入参数设置指令来设置动作参数。
所述第二微处理单元222用来处理通过所述按键单元221输入的指令，与所述控制模块210的第一微处理单元212通信，查询当前电流、电压、功率、功率因素等当前状态信息，并将查询结果传送到所述显示单元223进行 实时显示。所述显示单元223在本实施例中优选为LCD显示屏。
所述光电开关触发单元224为非接触式触发元件，具有光发射器和光接收器，所述光电开关触发单元224在通电后将输入电流在所述光发射器上转换为光信号射出，所述接收器根据接收到的光线的有无对目标物体进行探测。当所述光电开关触发单元224在探测范围内受到遮挡时被触发，向所述第二微处理单元222发出查询指令，所述第二微处理单元222用来处理通过所述光电开关触发单元224发出的指令，与所述控制模块210的第一微处理单元212通信，查询当前电流、电压、功率、功率因素等当前状态信息，并将查询结果传送到所述显示单元223进行实时显示。因此，可以通过用手或者其他物体遮挡所述光电开关触发单元224来方便地查询断路器的状态信息。
所述在本实施例中，所述光电开关触发单元224的探测距离优选为1米。为了防止所述光电开关触发单元224受到误触发，所述人机界面模块220还包括与所述光电开关触发单元224相连的启用/停用单元225，所述启用/停用单元225用于控制所述光电开关触发单元224是否起作用，根据实际操作的需要启用或者停用所述光电开关触发单元224。
由于所述光电开关触发单元224是非接触式触发元件，不需要直接接触电子脱扣器的面板进行查询操作，因此可以防止静电干扰对操作人员的安全或者断路器的工作产生的影响，而且只需用手或其他物体遮挡所述光电开关触发单元224便可以进行查询，操作比较简单，对进行查询的人员能力要求较低。
在本实施例中，可以通过硬件或者软件的方式锁定所述的按键单元221，只有被分配有参数设置权限或者同时分配有查询权限和参数设置权限的操作人员才可以解锁后通过所述按键单元221进行查询和/或参数设置；只被分配有查询权限的操作人员只能通过所述光电开关触发单元224进行查询。 通过这样的设置，实现了对断路器的状态信息查询操作和工作参数设置操作权限的分开管理。
由于所述的光电开关触发单元224采用的是非接触式输入，不会受到机械磨损，因此寿命较长。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (4)
1.一种电子脱扣器，包括控制模块和人机界面模块，所述控制模块包括第一微处理单元，所述人机界面模块包括第二微处理单元和与所述第二微处理单元通信的显示单元，所述第二微处理单元与所述第一微处理单元通信，其特征在于：
所述人机界面模块还包括与所述第二微处理单元通信的光电开关触发单元，当所述光电开关触发单元在探测范围内受到遮挡时被触发，向所述第二微处理单元发出查询指令，所述第二微处理单元处理所述查询指令并与所述第一微处理单元通信以查询当前状态信息，并将查询结果传送到所述显示单元进行实时显示，
其中，所述光电开关触发单元具有光发射器和光接收器，所述光电开关触发单元在通电后将输入电流在所述光发射器上转换为光信号射出，所述接收器根据接收到的光线的有无对目标物体进行探测。
2.根据权利要求1所述的电子脱扣器，其特征在于，所述的当前状态信息包括当前电流、电压、功率、功率因素中的一种或复数种。
3.根据权利要求1所述的电子脱扣器，其特征在于，所述人机界面模块还包括与所述光电开关触发单元相连，用来控制所述光电开关触发单元是否起作用的启用/停用单元。
4.根据权利要求1所述的电子脱扣器，其特征在于，所述人机界面模块还包括与所述第二微处理单元通信的按键单元。
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