CN113257638A - 一种通用型塑壳断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种通用型塑壳断路器，塑壳断路器本体的上进线的端子号从左到右分别为1、3、5、N，下出线的端子号从左到右分别为2、4、6、N；上进线中端子号N对应的零线接线端子与下出线中端子号N对应的零线接线端子连通；上进线中端子号1对应的火线接线端子与下出线中端子号2对应的火线接线端子断开；上进线中端子号3对应的火线接线端子与下出线中端子号4对应的火线接线端子断开；上进线中端子号5对应的火线接线端子与下出线中端子号6对应的火线接线端子断开；该塑壳断路器通用于单相系统、三相三线系统以及三相四线系统。该断路器能同时满足单相、三相三线及三相四线系统的使用，无需对其内部电路与结构进行改动，即可实现通用。

Description

一种通用型塑壳断路器
技术领域
本发明涉及配电系统兼容性的技术领域，尤其是一种通用型塑壳断路器。
背景技术
在配电系统中，塑壳断路器的运用越来越广泛，塑壳断路器能够在电流超过跳脱设定后自动切断电流，塑壳指的是用塑料绝缘体来作为装置的外壳，用来隔离导体之间以及接地金属部分，塑壳断路器通常含有热磁跳脱单元，而大型号的塑壳断路器会配备固态跳脱传感器。
然而，目前市面上现有的塑壳断路器的通用性较差，不能同时满足单相系统、三相三线系统以及三相四线系统的使用，如果想让其满足不同系统的使用要求，就需要专业人员对其内部电路与结构进行改动。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种通用型塑壳断路器，能同时满足单相系统、三相三线系统以及三相四线系统的使用，无需对其内部电路与结构进行改动，即可实现通用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种通用型塑壳断路器，具有塑壳断路器本体，所述塑壳断路器本体的上进线的端子号从左到右分别为1、3、5、N，塑壳断路器本体的下出线的端子号从左到右分别为2、4、6、N；所述上进线中端子号N对应的零线接线端子与下出线中端子号N对应的零线接线端子连通；上进线中端子号1对应的火线接线端子与下出线中端子号2对应的火线接线端子断开；上进线中端子号3对应的火线接线端子与下出线中端子号4对应的火线接线端子断开；上进线中端子号5对应的火线接线端子与下出线中端子号6对应的火线接线端子断开；该塑壳断路器通用于单相系统、三相三线系统以及三相四线系统；
该塑壳断路器具有自动识别接线方式的算法，具体步骤如下：
步骤1、首先对塑壳断路器的上进线端子号1、3、5、N的电压进行采样，得电压采样序列U1N(0...63)、U2N(0...63)以及U3N(0...63)，所述U1N(0...63) 代表进线的接线端子1对N的瞬时电压共64个点的序列，所述U2N(0...63) 代表进线的接线端子2对N的瞬时电压共64个点的序列，所述U3N(0...63) 代表进线的接线端子3对N的瞬时电压共64个点的序列；
步骤2、然后对步骤1中的序列按公式Utotal(x) = U1N(x) + U2N(x) + U3N(x)依次计算，得结果Utotal(0...63)序列，其中，x表示0～63的序号；
步骤3，再按公式
Figure 886563DEST_PATH_IMAGE001
对序列Utotal(0...63)进行复化梯形求积，得到判定值M；
步骤4、再按照公式
Figure 866020DEST_PATH_IMAGE001
分别对U1N(0...63)、U2N(0...63)以及U3N(0...63)序列复化梯形求积，得到判定值A、B和C；
步骤5、最后根据M、A、B、C的值，识别接线方式。
进一步具体地限定，上述技术方案中，当塑壳断路器用于单相系统时，负载的第一相与下出线中端子号2对应的火线接线端子连接，负载的第二相与下出线中端子号N对应的零线接线端子连接，且上进线中端子号N对应的零线接线端子与上进线中端子号5对应的火线接线端子连接。
进一步具体地限定，上述技术方案中，当塑壳断路器用于三相三线系统时，负载的第一相与下出线中端子号2对应的火线接线端子连接，负载的第二相与下出线中端子号4对应的火线接线端子连接，负载的第三相与下出线中端子号6对应的火线接线端子连接，且上进线中端子号N对应的零线接线端子与上进线中端子号3对应的火线接线端子连接。
进一步具体地限定，上述技术方案中，当塑壳断路器用于三相四线系统时，负载的第一相与下出线中端子号2对应的火线接线端子连接，负载的第二相与下出线中端子号4对应的火线接线端子连接，负载的第三相与下出线中端子号6对应的火线接线端子连接，负载的第四相与下出线中端子号N对应的零线接线端子连接。
进一步具体地限定，上述技术方案中，该塑壳断路器具有适配于单相、三相三线以及三相四线三种系统的电能算法，具体步骤如下：
步骤1、首先除了对塑壳断路器的上进线端子号1、3、5、N的电压进行采样，还需要对1、3、5线上的电流进行采样，设得到电流采样序列为I1(0...63)、I2(0...63)以及I3(0...63)；
步骤2、然后按公式
Figure 645757DEST_PATH_IMAGE002
，每工频周期计算每一相的有功功率，分别记为P1、P2和P3；N表示一个工频周期的采样点数，此处N取值为64；
步骤3、最后再将负载总消耗有功功率记为P总，P总的计算算法流程，具体算法步骤是：开始计算，当识别为单相系统，则P总=P1；当识别不为单相系统，且识别为三相三线系统，则P总=P1+P3；当识别不为单相系统，识别不为三相三线系统，且识别为三相四线系统，则P总=P1+P2+P3；当识别不为单相系统，识别不为三相三线系统，且识别不为三相四线系统，则异常；负载总消耗有功电能记为E总，其采用计算公式E总 =
Figure 40966DEST_PATH_IMAGE003
，其中，△t表示计算间隔系数；0≤P总≤3*1.2*Un*In，Un表示断路器的额定电压，In表示断路器的额定电流。
本发明的有益效果是：该通用型塑壳断路器，能同时满足单相系统、三相三线系统以及三相四线系统的使用，无需对其内部电路与结构进行改动，即可实现通用，经济利用率高，便于广泛推广和使用；另外，其不仅具有可以自动识别接线方式的算法，还具有单相、三相三线以及三相四线三种电能计量的算法，具有对单相系统进行保护和计量的功能，具有对三相三线系统进行保护和计量的功能，具有对三相四线系统进行保护和计量的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明通用型塑壳断路器的结构示意图；
图2是图1的侧视图；
图3是本发明通用型塑壳断路器用于单相系统的示意图；
图4是本发明通用型塑壳断路器用于三相三线系统的示意图；
图5是本发明通用型塑壳断路器用于三相四线系统的示意图；
图6是本发明通用型塑壳断路器识别接线方式的流程图；
图7是本发明通用型塑壳断路器电能计量算法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
见图1和图2，本发明的一种通用型塑壳断路器，具有塑壳断路器本体，塑壳断路器本体的上进线的端子号从左到右分别为1、3、5、N，塑壳断路器本体的下出线的端子号从左到右分别为2、4、6、N；上进线中端子号N对应的零线接线端子与下出线中端子号N对应的零线接线端子连通；上进线中端子号1对应的火线接线端子与下出线中端子号2对应的火线接线端子断开；上进线中端子号3对应的火线接线端子与下出线中端子号4对应的火线接线端子断开；上进线中端子号5对应的火线接线端子与下出线中端子号6对应的火线接线端子断开；该塑壳断路器通用于单相系统、三相三线系统以及三相四线系统。在保持塑壳断路器整体内部结构的情况下，即可实现单相、三相三线、三相四线的通用。
见图3，当塑壳断路器用于单相系统时，负载的第一相与下出线中端子号2对应的火线接线端子连接，负载的第二相与下出线中端子号N对应的零线接线端子连接，且上进线中端子号N对应的零线接线端子与上进线中端子号5对应的火线接线端子连接。
见图4，当塑壳断路器用于三相三线系统时，负载的第一相与下出线中端子号2对应的火线接线端子连接，负载的第二相与下出线中端子号4对应的火线接线端子连接，负载的第三相与下出线中端子号6对应的火线接线端子连接，且上进线中端子号N对应的零线接线端子与上进线中端子号3对应的火线接线端子连接。
见图5，当塑壳断路器用于三相四线系统时，负载的第一相与下出线中端子号2对应的火线接线端子连接，负载的第二相与下出线中端子号4对应的火线接线端子连接，负载的第三相与下出线中端子号6对应的火线接线端子连接，负载的第四相与下出线中端子号N对应的零线接线端子连接。
该塑壳断路器具有自动识别接线方式的算法，具体步骤如下：
步骤1、首先对塑壳断路器的上进线端子号1、3、5、N的电压进行采样，得电压采样序列U1N(0...63)、U2N(0...63)以及U3N(0...63)，U1N(0...63) 代表进线的接线端子1对N的瞬时电压共64个点的序列，U2N(0...63) 代表进线的接线端子2对N的瞬时电压共64个点的序列，U3N(0...63) 代表进线的接线端子3对N的瞬时电压共64个点的序列；
步骤2、然后对步骤1中的序列按公式Utotal(x) = U1N(x) + U2N(x) + U3N(x)依次计算，得结果Utotal(0...63)序列，其中，x表示0～63的序号；
步骤3，再按公式
Figure 671318DEST_PATH_IMAGE001
对序列Utotal(0...63)进行复化梯形求积，得到判定值M；
步骤4、再按照公式
Figure 493780DEST_PATH_IMAGE001
分别对U1N(0...63)、U2N(0...63)以及U3N(0...63)序列复化梯形求积，得到判定值A、B和C；
步骤5、最后根据M、A、B、C的值，识别接线方式，识别方法见图6，具体流程是：识别开始，当M小于50时，则识别为三相四线制；当M不小于50，且C大于150时，则识别为三相三线制；当M不小于50时，C不大于150，且A大于150时，则识别为单相接线；当M不小于50时，C不大于150，且A不大于150时，则为非法接线。
该塑壳断路器具有适配于单相、三相三线以及三相四线三种系统的电能算法，其根据上述自动识别接线方式算法的识别结构，自动选择合适的电能算法，具体步骤如下：
步骤1、首先除了对塑壳断路器的上进线端子号1、3、5、N的电压进行采样，还需要对1、3、5线上的电流进行采样，设得到电流采样序列为I1(0...63)、I2(0...63)以及I3(0...63)；
步骤2、然后按公式
Figure 760813DEST_PATH_IMAGE002
，每工频周期计算每一相的有功功率，分别记为P1、P2和P3；N表示一个工频周期的采样点数，此处N取值为64；
步骤3、最后再将负载总消耗有功功率记为P总，P总的计算算法流程见图7，具体算法步骤是：开始计算，当识别为单相系统，则P总=P1；当识别不为单相系统，且识别为三相三线系统，则P总=P1+P3；当识别不为单相系统，识别不为三相三线系统，且识别为三相四线系统，则P总=P1+P2+P3；当识别不为单相系统，识别不为三相三线系统，且识别不为三相四线系统，则异常。负载总消耗有功电能记为E总，其采用计算公式E总 =
Figure 22030DEST_PATH_IMAGE003
，其中，△t表示计算间隔系数；0≤P总≤3*1.2*Un*In，Un表示断路器的额定电压，In表示断路器的额定电流。
该塑壳断路器具有对单相系统进行保护和计量的功能，对单相系统提供计量，计算方法如上述的电能算法，塑壳断路器还能对单相系统线路提供过压保护、欠压保护、过载保护、短路保护、漏电保护。
该塑壳断路器具有对三相三线系统进行保护和计量的功能，对三相三线系统提供计量，计算方法如上述的电能算法，塑壳断路器还能对三相三线系统线路提供过压保护、欠压保护、过载保护、短路保护、漏电保护、缺相保护。
该塑壳断路器具有对三相四线系统进行保护和计量的功能，对三相四线系统提供计量，计算方法如上述的电能算法，塑壳断路器还能对三相四线系统线路提供过压保护、欠压保护、过载保护、短路保护、漏电保护、缺相保护。
以上的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种通用型塑壳断路器，其特征在于：具有塑壳断路器本体，所述塑壳断路器本体的上进线的端子号从左到右分别为1、3、5、N，塑壳断路器本体的下出线的端子号从左到右分别为2、4、6、N；所述上进线中端子号N对应的零线接线端子与下出线中端子号N对应的零线接线端子连通；上进线中端子号1对应的火线接线端子与下出线中端子号2对应的火线接线端子断开；上进线中端子号3对应的火线接线端子与下出线中端子号4对应的火线接线端子断开；上进线中端子号5对应的火线接线端子与下出线中端子号6对应的火线接线端子断开；该塑壳断路器通用于单相系统、三相三线系统以及三相四线系统；
该塑壳断路器具有自动识别接线方式的算法，具体步骤如下：
步骤1、首先对塑壳断路器的上进线端子号1、3、5、N的电压进行采样，得电压采样序列U1N(0...63)、U2N(0...63)以及U3N(0...63)，所述U1N(0...63) 代表进线的接线端子1对N的瞬时电压共64个点的序列，所述U2N(0...63) 代表进线的接线端子2对N的瞬时电压共64个点的序列，所述U3N(0...63) 代表进线的接线端子3对N的瞬时电压共64个点的序列；
步骤2、然后对步骤1中的序列按公式Utotal(x) = U1N(x) + U2N(x) + U3N(x)依次计算，得结果Utotal(0...63)序列，其中，x表示0～63的序号；
步骤3，再按公式
Figure 844657DEST_PATH_IMAGE001
对序列Utotal(0...63)进行复化梯形求积，得到判定值M；
步骤4、再按照公式
Figure 795295DEST_PATH_IMAGE001
分别对U1N(0...63)、U2N(0...63)以及U3N(0...63)序列复化梯形求积，得到判定值A、B和C；
步骤5、最后根据M、A、B、C的值，识别接线方式。
2.根据权利要求1所述的一种通用型塑壳断路器，其特征在于：当塑壳断路器用于单相系统时，负载的第一相与下出线中端子号2对应的火线接线端子连接，负载的第二相与下出线中端子号N对应的零线接线端子连接，且上进线中端子号N对应的零线接线端子与上进线中端子号5对应的火线接线端子连接。
3.根据权利要求1所述的一种通用型塑壳断路器，其特征在于：当塑壳断路器用于三相三线系统时，负载的第一相与下出线中端子号2对应的火线接线端子连接，负载的第二相与下出线中端子号4对应的火线接线端子连接，负载的第三相与下出线中端子号6对应的火线接线端子连接，且上进线中端子号N对应的零线接线端子与上进线中端子号3对应的火线接线端子连接。
4.根据权利要求1所述的一种通用型塑壳断路器，其特征在于：当塑壳断路器用于三相四线系统时，负载的第一相与下出线中端子号2对应的火线接线端子连接，负载的第二相与下出线中端子号4对应的火线接线端子连接，负载的第三相与下出线中端子号6对应的火线接线端子连接，负载的第四相与下出线中端子号N对应的零线接线端子连接。
5.根据权利要求1所述的一种通用型塑壳断路器，其特征在于：该塑壳断路器具有适配于单相、三相三线以及三相四线三种系统的电能算法，具体步骤如下：
步骤1、首先除了对塑壳断路器的上进线端子号1、3、5、N的电压进行采样，还需要对1、3、5线上的电流进行采样，设得到电流采样序列为I1(0...63)、I2(0...63)以及I3(0...63)；
步骤2、然后按公式
Figure 146642DEST_PATH_IMAGE002
，每工频周期计算每一相的有功功率，分别记为P1、P2和P3；N表示一个工频周期的采样点数，此处N取值为64；
步骤3、最后再将负载总消耗有功功率记为P总，P总的计算算法流程，具体算法步骤是：开始计算，当识别为单相系统，则P总=P1；当识别不为单相系统，且识别为三相三线系统，则P总=P1+P3；当识别不为单相系统，识别不为三相三线系统，且识别为三相四线系统，则P总=P1+P2+P3；当识别不为单相系统，识别不为三相三线系统，且识别不为三相四线系统，则异常；负载总消耗有功电能记为E总，其采用计算公式E总 =
Figure 499126DEST_PATH_IMAGE003
，其中，△t表示计算间隔系数；0≤P总≤3*1.2*Un*In，Un表示断路器的额定电压，In表示断路器的额定电流。
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