CN110544606A - 边缘电气量测控制终端及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明边缘电气量测控制终端及其工作方法，其中边缘电气量测控制终端包括上盖壳、下盖壳和设于上、下盖壳之间的继电器、主控板，所述继电器靠近上盖壳，主控板靠近下盖壳，所述继电器上设有输入引脚铜片和输出引脚铜片，所述输入引脚铜片的端部固定连接输入端压线框，所述输出引脚铜片的端部固定连接输出端压线框，所述输入端压线框和输出端压线框位于上、下盖壳之间的两侧部，上、下盖壳上具有用于电线穿入至压线框内固定的穿孔，所述输出引脚铜片具有上凸下凹部，以让主控板的延伸片下穿过所述上凸下凹部，本发明可翻倍提高布板面积，为后续的功能追加双块CPU主控板双面布板，大大提高了空间的利用率。

Description

边缘电气量测控制终端及其工作方法

技术领域：

本发明属于断路器领域，特别涉及一种边缘电气量测控制终端及其工作方法。

背景技术：

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能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。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。

断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。

目前的断路器在结构设计上设计不够合理，使主控板布板狭小，所采用上下两层双面板加排针方式，使得绝缘及抗干扰效果较差，总装工艺也较复杂，且容易存在连接线路被高温损坏。

发明内容：

签于现有上述技术的不足，本发明的目的在于提供一种边缘电气量测控制终端，该边缘电气量测控制终端结构简单、设计合理，有利于方便组装及提高使用寿命。

本发明边缘电气量测控制终端，其特征在于：包括上盖壳、下盖壳和设于上、下盖壳之间的继电器、主控板，所述继电器靠近上盖壳，主控板靠近下盖壳，所述继电器上设有输入引脚铜片和输出引脚铜片，所述输入引脚铜片的端部固定连接输入端压线框，所述输出引脚铜片的端部固定连接输出端压线框，所述输入端压线框和输出端压线框位于上、下盖壳之间的两侧部，上、下盖壳上具有用于电线穿入至压线框内固定的穿孔，所述输出引脚铜片具有上凸下凹部，以让主控板的延伸片下穿过所述上凸下凹部，在上、下盖壳之间的前部设有按键板，按键板上的连接线接头与延伸片上设有的按键板座电性连接。

进一步的，上述输入引脚铜片和输出引脚铜片上分别设有温度采集探头，所述温度采集探头与主控板电性连接。

进一步的，上述温度采集探头通过胶水粘固在输入引脚铜片或输出引脚铜片上。

进一步的，上述主控板的后部设有卡舌，所述卡舌卡入接口板的卡口，以使接口板与主控板垂直设置，在接口板上具有至少一排接线柱，所述接线柱与主控板的触点焊接固定。

进一步的，上述输入引脚铜片和输出引脚铜片上设有若干个支脚，以用于通过电线与主控板电性连接。

进一步的，上述按键板上的按键、LED灯穿出上、下盖壳的前壁面，在上、下盖壳的前壁面上还设有多个测试孔，该测试孔正对主控板上的测试用电触点，上、下盖壳的前壁面上贴设有贴膜面板，贴膜面板正对着按键具有按键凸部。

进一步的，上述输入引脚铜片的长度27±2mm，输出引脚铜片的长度56±3mm，输入引脚铜片和输出引脚铜片的宽度10±2mm。

进一步的，上述上盖壳、下盖壳上分别设有用于定位继电器和主控板的支架，以及下盖壳上设有校准脉冲输出孔，该校准脉冲输出孔正对主控板上的校准脉冲电触点。

本发明边缘电气量测控制终端的工作方法，其特征在于：所述边缘电气量测控制终端包括上盖壳、下盖壳和设于上、下盖壳之间的继电器、主控板，所述继电器靠近上盖壳，主控板靠近下盖壳，所述继电器上设有输入引脚铜片和输出引脚铜片，所述输入引脚铜片的端部固定连接输入端压线框，所述输出引脚铜片的端部固定连接输出端压线框，所述输入端压线框和输出端压线框位于上、下盖壳之间的两侧部，上、下盖壳上具有用于电线穿入至压线框内固定的穿孔，所述输出引脚铜片具有上凸下凹部，以让主控板的延伸片下穿过所述上凸下凹部，在上、下盖壳之间的前部设有按键板，按键板上的连接线接头与延伸片上设有的按键板座电性连接；安装时，将主控板安装至下盖壳上，然后将断路器及其输入引脚铜片和输出引脚铜片安放在主控板上，并将温度采集探头与输入引脚铜片和输出引脚铜片连接固定好，以及连接好各线路，同时调整好输入及输出端压线框，以及将按键板上的连接线接头与延伸片上设有的按键板座电性插接连接固定，最后将上盖壳盖上固定好，并贴上贴膜面板。

进一步的，在主控板的后部设有卡舌，卡舌卡入接口板的卡口使接口板与主控板形成垂直，通过接口板上设有的接线柱与主控板的触点焊接固定，实现接口板的固定和数据传输。

本发明边缘电气量测控制终端的显著优点：

1、结构布局上：本申请翻倍提高布板面积，实现全部功能只需要单块CPU主控板双面布板，同时也为后续的功能追加双块CPU主控板双面布板，大大提高了空间的利用率，电子元器件的布板绝缘间距，总装工艺简节、简单、可靠，方便批量化生产。

2、接线端子温度采集：本申请能够实时了解输入输出接线端子的温升，实时向互联网云台及用户手机客户端传送，让用户能随时了解用电安全状况，当所采集到接线端子的温升达到预定危险值时自动分闸。

3、电力磁保持继电器：在保证两侧都可选择设置锰铜采样电阻的同时大大减小两侧引出铜片长度，间接减小电阻及大电流时产生的热量，整体工艺简单可靠非常适宜批量生产。

4、断路器双侧8孔多功能接口：本申请能在同一个轨道采用插针方试精准对接相邻的断路器，同时不存在松动现象。

5、工艺组装简易：所述多功能接口板卡口与CPU主控板卡舌对插，以90度垂直的方式，卡焊 于CPU主控板；按键板连线插接与CPU主控板右上角延伸部顶层或底层按键板座，电力磁保持继电器取样引线插接与CPU主控板上部。

附图说明:

图1是本发明的正视图；

图2是本发明的左视图；

图3是本发明的右视图；

图4是本发明的俯视图；

图5是本发明的仰视图；

图6是本发明的后视图；

图7是本发明的立体图；

图8是本发明的按键板结构示意图；

图9是本发明的爆炸结构示意图；

图10是本发明主控板与八孔多功能接口板拼装示意图；

图11是本发明下盖壳的结构示意图；

图12是本发明上盖壳的结构示意图；

图13是本发明继电器引脚结构正视图；

图14是本发明继电器引脚结构侧视图；

图15是本发明拆除上盖壳的立体结构示意图；

图16是图15拆除继电器的立体结构示意图；

1、按键凸部，2、贴膜面板，3、贴膜面板透光窗口，4、烧写调试孔，5、下壳预留的按键弹片，6、下盖壳，7、上盖壳，8、上盖壳预留八孔多功能接口孔（下盖壳相同），9、按键板，10、按键板连接线（带插头），11、电力磁保磁继电器，12、输入端温度采集（热敏电阻），13、输出端温度采集（热敏电阻），14、输入端压线框（带螺丝），15、输出端压线框（带螺丝），16、多功能接口板，17、八孔多功能接口板双侧八孔2.0间距排母，18、按键板座，19、CPU主控板，20、工业空开轨道卡销，21、双色LED指示灯，22、触控按键，23、电力磁保磁继电器线包引线，24、多功能接口板卡口，25、CPU主控板卡舌，26、下盖壳用于支撑继电器的支架（上盖壳相同），27、CPU主控板固定孔，28、较准脉冲输出孔，29、下盖壳设计八孔2.0间距排母卡槽（上盖壳相同），30、电力磁保磁继电器输出引脚铜片右侧设计10毫米的上凸下凹部，31、电力磁保磁继电器的输入输出引脚两侧均可设计锰铜采样电阻；32、输入引脚铜片，33输出引脚铜片、34、穿孔，35、延伸片，36、接线柱，37、支脚，38、前壁面。

具体实施方式：

本发明边缘电气量测控制终端包括上盖壳7、下盖壳6和设于上、下盖壳之间的继电器11、主控板19，该继电器可以是电力磁保持继电器，磁保持继电器是近几年发展起来的一种新型继电器，也是一种自动开关，和其它电磁继电器一样，对电路起着自动接通和切断作用，所不同的是，磁保持继电器的常闭或常开状态完全是依赖永久磁钢的作用，其开关状态的转换是靠一定宽度的脉冲电信号触发而完成的；本申请所采用的即是现有技术的磁保持继电器，但输入引脚铜片32和输出引脚铜片33的结构不同于现有的（具体不同点如下文所述），所述继电器11靠近上盖壳7，主控板19靠近下盖壳6，并且继电器设置在上、下盖壳之间靠前部的位置，这样的设置可以使上、下盖壳之间后部的位置具有较大空间放置主控板19（上、下盖壳的外形状态为标准尺寸不能改动，通过将继电器设置在前部，主控板19设置在后部，即使单片的主控板19的面积较大，全部电路功能只需单块CPU主控板19即可完成目前两块或多块CPU主控板的功能，并且也为后续的功能追加双块CPU主控板提供空间）。本发明结构翻倍提高了布板面积，单面板即实现全部功能，同时也为后续的功能追加双面板的布板面积，大大提高了空间的利用率，电子元器件的布板绝缘间距，总装工艺简节、简单、可靠，方便批量化生产。

继电器11上设有输入引脚铜片32和输出引脚铜片33，所述输入引脚铜片32的端部固定连接（本申请可以采用焊接固定）输入端压线框14，所述输出引脚铜片33的端部固定连接（本申请可以采用焊接固定）输出端压线框15，所述输入端压线框14和输出端压线框15位于上、下盖壳之间的两侧部，上、下盖壳上具有用于电线穿入至压线框内固定的穿孔34，所述输出引脚铜片33具有上凸下凹部30（上凸下凹部尺寸为10毫米左右），该上凸下凹部30即让输出引脚铜片33上抬了一定高度，使主控板的延伸片35可下穿过所述上凸下凹部30，该设计是为了当继电器设置在前部，主控板19设置在后部，需要将按键板的控制信号传递给主控板19，如果没有通过上述构造，而采用排线或电线下穿或上穿过引脚铜片，引脚铜片的高温会损坏排线或电线，使该断路器使用寿命极短，而采用主控板19的延伸片35下穿过所述上凸下凹部30，由于延伸片3采用的是与主控板19相同的耐高温材质（主控板19可以是陶瓷电路板，氧化铝陶瓷电路板，氮化铝陶瓷电路板等，较为常用的主控板可以是印制板(PCB)，印制板(PCB)的主要材料是覆铜板，而覆铜板是由基板、铜箔和粘合剂构成的，基板是由高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层板，印制板(PCB) 、陶瓷电路板，氧化铝陶瓷电路板，氮化铝陶瓷电路板等可以耐高温），从而保持按键板与主控板19电性连接的情况下，又不会被引脚铜片烫伤损坏，在上、下盖壳之间的前部设有按键板9，按键板9上的连接线接头10与延伸片上设有的按键板座18电性连接，通过将与按键板9上连接线接头10电连接的按键板座18设置在延伸片上，从而将按键板9上的连接线及其接头10远离高温的引脚铜片，避免烫伤损坏。

进一步的，为了避免由于采集断路器接线端子因拧紧力矩不够、长时间使用造成的生绣松动或其它等各种因素导至接触电阻变大，在大电流经过后造成的温升，直至接线端子打火等现象引起断路器损坏，上述输入引脚铜片32和输出引脚铜片33上分别设有温度采集探头12、13，所述温度采集探头与主控板19电性连接，本申请通过温度采集探头12、13（可以是热敏电阻）与输入引脚铜片32或输出引脚铜片33连接，从而可以实时采集接线端子的温升，并可实时通过485向网关，向互联网云台及用户手机客户端传送，当所采集到引脚铜片及接线端子的温升达到预定危险值时自动分闸，避免产生进一步的损坏或安全事故。

进一步的，为了连接牢靠和稳定，上述温度采集探头12、13通过胶水粘固在输入引脚铜片32或输出引脚铜片33上。

进一步的，为了确保接口板与主控板的垂直连接，上述主控板的后部设有卡舌25，所述卡舌25卡入接口板的卡口24，以使接口板与主控板垂直设置，在接口板16上具有至少一排接线柱36，所述接线柱36与主控板19的触点焊接固定，该卡舌25将接口板16扣紧在主控板上，并且通过主控板端面抵靠接口板，使两者处于垂直状态，为后续接线柱36与主控板的焊接提供稳定可靠的位置。

进一步的，上述输入引脚铜片32和输出引脚铜片33上设有若干个支脚37，以用于通过电线与主控板电性连接，该些支脚37可用于采集通过引脚铜片及接线端子的电流、电压等参数，以及接地和供电的连接。

进一步的，上述按键板上的按键5、LED灯21穿出上、下盖壳的前壁面38，在上、下盖壳的前壁面上还设有多个测试孔4，该测试孔4正对主控板19上的测试用电触点，上、下盖壳的前壁面上贴设有贴膜面板2，贴膜面板正对着按键5具有按键凸部1，由于测试孔4直接设置在上、下盖壳的前壁面38上，从而方便了在生产过程中的测试或烧录（可通过机械手直接插入测试孔4中测试或烧录），以及后期的升级或维护，在后期的升级或维护时可撕下贴膜面板2后进行测试或烧录，而后再重新粘上贴膜面板2即可。

进一步的，为了较好的与标准的上、下盖壳匹配，上述输入引脚铜片的长度27±2mm，输出引脚铜片的长度56±3mm，输入引脚铜片和输出引脚铜片的宽度10±2mm，而沿继电器纵向方向的尺寸为6±2mm，另外，该尺寸及结构的设计在保证两侧都可选择设置锰铜采样电阻的同时，大大减小两侧引出铜片的长度，间接减小电阻及大电流时产生的热量，整体工艺简单可靠，非常适宜批量生产，按客户的对产品的功能需求不同，实际生产时可只在一侧设置热敏电阻。

进一步的，为了便于固定，上述上盖壳、下盖壳上分别设有用于定位继电器和主控板的支架26，为了进行校准，下盖壳上设有校准脉冲输出孔28，该校准脉冲输出孔正对主控板上的校准脉冲电触点。

断路器在实际安装时卡轨总需要预留一定的间隙用于左右移动。为了实现相邻两个断路器之间互通，现有断路器多功能接口受CPU主机板（主控板）布局影响，虽设计在空开两侧，但离导轨较远，产品实际安装在导轨上时，上下摆动量大，时常造成同一个轨道上相邻两个断路器多功能接口对不上，也有设计在面板侧上边的，虽容易安装，但也存在很容易松动的现象；本申请CPU主机板与轨道较近，在保证绝缘的前提下，8孔多功能接口设计与断路器卡轨上边3毫米处正中，正好解决了相邻两个断路器多功能接口对不准及松动现象。

耐高压3000V，温度负的60度至正的240度的输入端温度采集（热敏电阻）与输出端温度采集（热敏电阻）被分别用卡夫特K-5202导热硅胶固定与电力磁保持继电器输入端铜片与输出端铜片双90度折角向中间3豪米位置。

输入输出端压线框（带螺丝）被套在电力磁保持继电器输入端铜片与输出端铜片双90度折角向外，并扣压在下盖壳上半部。

下盖壳具有八孔2.0间距排母卡槽29，八针按键板座贴焊 于主控板延伸部上表面或下表面，当八针按键板座贴焊 于主控板延伸部下表面时隔热效果更好。

多功能接口板16两侧插焊90度弯脚八针2.0间距排母，多功能接口采用8针对8孔的通讯方式，以及多功能接口设计与断路器左右两侧面，卡轨部位正中以上3毫米处。

本发明边缘电气量测控制终端内部采用全新结构布局智能断路器，属于智能断路器领域，其满足了当前国家提倡的安全绿色节能用电需求，结合智能网关的2 G、4 G，有线宽带为用户提供可靠的安全用电，由其包括供电电压、用电电量、输入输出两个压线框的实时温升采集、远程从合闸、欠过压引起的安全预警及自动分闸保护、过载引起的安全预警及自动分闸保护。

本发明边缘电气量测控制终端的工作方法，所述边缘电气量测控制终端包括上盖壳、下盖壳和设于上、下盖壳之间的继电器、主控板，所述继电器靠近上盖壳，主控板靠近下盖壳，所述继电器上设有输入引脚铜片和输出引脚铜片，所述输入引脚铜片的端部固定连接输入端压线框，所述输出引脚铜片的端部固定连接输出端压线框，所述输入端压线框和输出端压线框位于上、下盖壳之间的两侧部，上、下盖壳上具有用于电线穿入至压线框内固定的穿孔，所述输出引脚铜片具有上凸下凹部，以让主控板的延伸片下穿过所述上凸下凹部，在上、下盖壳之间的前部设有按键板，按键板上的连接线接头与延伸片上设有的按键板座电性连接；安装时，将主控板安装至下盖壳上，然后将断路器及其输入引脚铜片和输出引脚铜片安放在主控板上，并将温度采集探头与输入引脚铜片和输出引脚铜片连接固定好，以及连接好各线路，同时调整好输入及输出端压线框，以及将按键板上的连接线接头与延伸片上设有的按键板座电性插接连接固定，最后将上盖壳盖上固定好，并贴上贴膜面板。

进一步的，在主控板的后部设有卡舌，卡舌卡入接口板的卡口使接口板与主控板形成垂直，通过接口板上设有的接线柱与主控板的触点焊接固定，实现接口板的固定和数据传输。

本发明边缘电气量测控制终端的显著优点：

1、结构布局上：本申请翻倍提高布板面积，实现全部功能只需要单块CPU主控板双面布板，同时也为后续的功能追加双块CPU主控板双面布板，大大提高了空间的利用率，电子元器件的布板绝缘间距，总装工艺简节、简单、可靠，方便批量化生产。

2、接线端子温度采集：本申请能够实时了解输入输出接线端子的温升，实时向互联网云台及用户手机客户端传送，让用户能随时了解用电安全状况，当所采集到接线端子的温升达到预定危险值时自动分闸。

3、电力磁保持继电器：在保证两侧都可选择设置锰铜采样电阻的同时大大减小两侧引出铜片长度，间接减小电阻及大电流时产生的热量，整体工艺简单可靠非常适宜批量生产。

4、断路器双侧8孔多功能接口：本申请能在同一个轨道采用插针方试精准对接相邻的断路器，同时不存在松动现象。

5、工艺组装简易：所述多功能接口板卡口与CPU主控板卡舌对插，以90度垂直的方式，卡焊 于CPU主控板；按键板连线插接与CPU主控板右上角延伸部顶层或底层按键板座，电力磁保持继电器取样引线插接与CPU主控板上部。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种边缘电气量测控制终端，其特征在于：包括上盖壳、下盖壳和设于上、下盖壳之间的继电器、主控板，所述继电器靠近上盖壳，主控板靠近下盖壳，所述继电器上设有输入引脚铜片和输出引脚铜片，所述输入引脚铜片的端部固定连接输入端压线框，所述输出引脚铜片的端部固定连接输出端压线框，所述输入端压线框和输出端压线框位于上、下盖壳之间的两侧部，上、下盖壳上具有用于电线穿入至压线框内固定的穿孔，所述输出引脚铜片具有上凸下凹部，以让主控板的延伸片下穿过所述上凸下凹部，在上、下盖壳之间的前部设有按键板，按键板上的连接线接头与延伸片上设有的按键板座电性连接。

2.根据权利要求1所述的边缘电气量测控制终端，其特征在于：所述输入引脚铜片和输出引脚铜片上分别设有温度采集探头，所述温度采集探头与主控板电性连接。

3.根据权利要求2所述的边缘电气量测控制终端，其特征在于：所述温度采集探头通过胶水粘固在输入引脚铜片或输出引脚铜片上。

4.根据权利要求1所述的边缘电气量测控制终端，其特征在于：所述主控板的后部设有卡舌，所述卡舌卡入接口板的卡口，以使接口板与主控板垂直设置，在接口板上具有至少一排接线柱，所述接线柱与主控板的触点焊接固定。

5.根据权利要求1所述的边缘电气量测控制终端，其特征在于：所述输入引脚铜片和输出引脚铜片上设有若干个支脚，以用于通过电线与主控板电性连接。

6.根据权利要求1所述的边缘电气量测控制终端，其特征在于：所述按键板上的按键、LED灯穿出上、下盖壳的前壁面，在上、下盖壳的前壁面上还设有多个测试孔，该测试孔正对主控板上的测试用电触点，上、下盖壳的前壁面上贴设有贴膜面板，贴膜面板正对着按键具有按键凸部。

7.根据权利要求1所述的边缘电气量测控制终端，其特征在于：所述输入引脚铜片的长度27±2mm，输出引脚铜片的长度56±3mm，输入引脚铜片和输出引脚铜片的宽度10±2mm。

8.根据权利要求1所述的边缘电气量测控制终端，其特征在于：所述上盖壳、下盖壳上分别设有用于定位继电器和主控板的支架，以及下盖壳上设有校准脉冲输出孔，该校准脉冲输出孔正对主控板上的校准脉冲电触点。

9.一种边缘电气量测控制终端的工作方法，其特征在于：所述边缘电气量测控制终端包括上盖壳、下盖壳和设于上、下盖壳之间的继电器、主控板，所述继电器靠近上盖壳，主控板靠近下盖壳，所述继电器上设有输入引脚铜片和输出引脚铜片，所述输入引脚铜片的端部固定连接输入端压线框，所述输出引脚铜片的端部固定连接输出端压线框，所述输入端压线框和输出端压线框位于上、下盖壳之间的两侧部，上、下盖壳上具有用于电线穿入至压线框内固定的穿孔，所述输出引脚铜片具有上凸下凹部，以让主控板的延伸片下穿过所述上凸下凹部，在上、下盖壳之间的前部设有按键板，按键板上的连接线接头与延伸片上设有的按键板座电性连接；安装时，将主控板安装至下盖壳上，然后将断路器及其输入引脚铜片和输出引脚铜片安放在主控板上，并将温度采集探头与输入引脚铜片和输出引脚铜片连接固定好，以及连接好各线路，同时调整好输入及输出端压线框，以及将按键板上的连接线接头与延伸片上设有的按键板座电性插接连接固定，最后将上盖壳盖上固定好，并贴上贴膜面板。

10.根据权利要求9所述边缘电气量测控制终端的工作方法，其特征在于：在主控板的后部设有卡舌，卡舌卡入接口板的卡口使接口板与主控板形成垂直，通过接口板上设有的接线柱与主控板的触点焊接固定，实现接口板的固定和数据传输。