CN202495703U

CN202495703U - 预检线路故障的断路器

Info

Publication number: CN202495703U
Application number: CN2012201109614U
Authority: CN
Inventors: 王加法; 张建江
Original assignee: HANGZHOU SHENFA ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU SHENFA ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2022-03-22

Abstract

本实用新型公开了一种预检线路故障的断路器，其包括合闸锁定元件，还包括键盘及设定电路、微处理器电路、逆功率检测电路、负载线路短路检测电路和驱动电路，所述微处理器电路通过驱动电路连接合闸锁定元件，所述键盘及设定电路、逆功率检测电路和负载线路短路检测电路分别与所述微处理器电路连接，所述逆功率检测电路和负载线路短路检测电路还分别与负载线路连接。微处理器电路通过逆功率检测电路检测负载线路上是否存在逆功率，还通过负载线路短路检测电路检测负载线路上是否存在短路故障，如果检测到逆功率故障或者短路故障则通过驱动电路控制合闸锁定元件进行锁定，禁止合闸动作。本实用新型适用于各类工业、民用配电箱。

Description

预检线路故障的断路器

技术领域

本实用新型涉及一种电路控制设备，尤其是涉及一种能够预检线路故障的断路器。

背景技术

随着社会经济的发展，用户对供电的质量和用电的安全性要求越来越高，为了满足用户的要求，设计部门开发了带短路保护、过载保护、接地保护、漏电保护的断路器，但带这些保护功能的断路器都是在故障发生之后才保护动作。如果在线路有缺相、过压、欠压故障时，断路器合闸供电，有可能损坏电气设备；在负载有短路或负载线路有逆功率的情况下，断路器合闸供电，有可能引起电弧放电，引发火灾，对人们的生命和财产安全构成严重威胁。

中华人民共和国国家知识产权局于2010年04月28日公开了公布号为CN101699674A的专利文献，名称是断路器，其包括控制器、抽屉座和断路器的A相、B相和C相三相端子，所述大容量断路器由两个小容量的第一断路器和第二断路器组成，在抽屉座上通过桥形触头将第一断路器和第二断路器上的三相端子中相邻的两相端子连接，分别构成大容量断路器的A相、B相、C相三相端子，第一断路器和第二断路器的三相端子出线排上分别设置有一个电流互感器，电流互感器与智能控制器连接。此方案能够提供较大的电流，但是在合闸前无法保证线路正常，安全性不够高。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的断路器在合闸前如果线路存在问题会使电路或者设备发生故障的技术问题，提供一种可以在合闸前对线路进行预先检测，确保线路上没有故障的断路器。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种预检线路故障的断路器，连接在电源端线路和负载线路之间，其包括合闸锁定元件，还包括键盘及设定电路、微处理器电路、逆功率检测电路、负载线路短路检测电路和驱动电路，所述微处理器电路通过驱动电路连接合闸锁定元件，所述键盘及设定电路、逆功率检测电路和负载线路短路检测电路分别与所述微处理器电路连接，所述逆功率检测电路和负载线路短路检测电路还分别与负载线路连接。

本实用新型适用于三相电环境。合闸锁定元件控制电源端线路和负载线路之间的导通和断开。微处理器电路通过逆功率检测电路检测负载线路上是否存在逆功率，还通过负载线路短路检测电路检测负载线路上是否存在短路故障，如果检测到逆功率故障或者短路故障则通过驱动电路控制合闸锁定元件进行锁定，禁止合闸动作。键盘及设定电路可以进行检测项目选择、开始检测、复位等操作。

作为优选，预检线路故障的断路器还包括进线电压检测电路，所述进线电压检测电路分别连接所述微处理器电路和电源端线路。微处理器电路通过进线电压检测电路检测电源端的电压是否正常，如果有欠压或者过压故障则通过驱动电路控制合闸锁定元件进行锁定，禁止合闸动作。

作为优选，预检线路故障的断路器还包括缺相检测电路，所述缺相检测电路分别连接所述微处理器电路和电源端线路。微处理器电路通过缺相检测电路检测电源端是否有缺相故障，如果有缺相故障则通过驱动电路控制合闸锁定元件进行锁定，禁止合闸动作。

作为优选，预检线路故障的断路器还包括显示及故障报警电路，所述显示和故障报警电路与所述微处理器电路连接。

作为优选，所述显示和故障报警电路包括显示模块和报警模块，所述报警模块包括报警灯、语音提示模块和网络模块。当微处理器电路检测到有故障发生时，通过显示模块显示故障类型，并通过报警模块报警，此时报警灯闪烁，语音提示模块播放提示音。通过网络模块可以进行远程报警。

作为优选，所述负载线路短路检测电路包括高频信号发生器、第一RC隔离电路、第二RC隔离电路、第一光耦和电阻R3，第一RC隔离电路和第二RC隔离电路分别连接在负载线路的任意两条相线上，所述高频信号发生器的第一输出端通过第一RC隔离电路与负载线路的一条相线连接，所述第一光耦的第一输入端通过第二RC隔离电路与负载线路的另一条相线连接，所述高频信号发生器的第二输出端和第一光耦的第二输入端都与负载线路的零线连接，所述第一光耦的第一输出端与微处理器电路连接，所述第一光耦的第二输出端接地，所述电阻R3串接在VCC和第一光耦的第一输出端之间。负载线路短路检测电路一共有3个，分别检测A相和B相之间（第一RC隔离电路连接A相线，第二RC隔离电路连接B相线）、A相和C相之间（第一RC隔离电路连接A相线，第二RC隔离电路连接C相线）、B相和C相之间（第一RC隔离电路连接B相线，第二RC隔离电路连接C相线）是否存在短路故障。

作为优选，所述逆功率检测电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、第二光耦和电阻R7；所述二极管D1的正极通过电阻R4与负载线路的A相线连接，所述二极管D2的正极通过电阻R5与负载线路的B相连接，所述二极管D3的正极通过电阻R6与负载线路的C相连接，所述二极管D1、二极管D2和二极管D3的负极都与第二光耦的第一输入端连接，所述第二光耦的第二输入端与负载线路的零线连接，所述第二光耦的第一输出端与微处理器电路连接，所述第二光耦的第二输出端接地，所述电阻R7串接在VCC和第二光耦的第一输出端之间。

本实用新型带来的有益效果是，断路器可以在合闸前检测电源端是否有欠压、过压或者缺相故障，检测负载线路上是否有逆功率或短路故障，如果有发生故障则禁止合闸，防止发生电路事故，提高安全性。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路框图；

图2是本实用新型的负载线路短路检测电路的一种电路原理图；

图3是本实用新型的逆功率检测电路的一种电路原理图；

图中：1、合闸锁定元件，2、键盘及设定电路，3、微处理器电路，4、逆功率检测电路，5、负载线路短路检测电路，6、驱动电路，7、进线电压检测电路，8、缺相检测电路，9、显示及故障报警电路。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种预检线路故障的断路器，如图1所示，包括微处理器电路1以及与微处理器电路连接的键盘及设定电路2、逆功率检测电路4、负载线路短路检测电路5、进线电压检测电路7、缺相检测电路8和显示及故障报警电路9，微处理器电路还通过驱动电路6连接合闸锁定元件1。合闸锁定元件控制电源端线路和负载线路之间的导通和断开。逆功率检测电路和负载线路短路检测电路还分别与负载线路连接。

进线电压检测电路分别连接所述微处理器电路和电源端线路。缺相检测电路分别连接所述微处理器电路和电源端线路。显示和故障报警电路包括显示模块和报警模块，报警模块包括报警灯、语音提示模块和网络模块。

如图2所示，负载线路短路检测电路包括高频信号发生器V、第一RC隔离电路、第二RC隔离电路、第一光耦U1和电阻R3，第一RC隔离电路包括串联的电阻R1和电容C1，第二RC隔离电路包括串联的电阻R2和电容C2，高频信号发生器V的第一输出端通过第一RC隔离电路与负载线路的A相线连接，第一光耦U1的第一输入端通过第二RC隔离电路与负载线路的B相线连接，高频信号发生器V的第二输出端和第一光耦U1的第二输入端都与负载线路的零线连接，第一光耦U1的第一输出端与微处理器电路连接，第一光耦U1的第二输出端接地，电阻R3串接在VCC和第一光耦U1的第一输出端之间。负载线路短路检测电路一共有3个，图2所示为检测A相和B相之间（第一RC隔离电路连接A相线，第二RC隔离电路连接B相线）是否存在短路故障，另外还有检测A相和C相之间（第一RC隔离电路连接A相线，第二RC隔离电路连接C相线）、B相和C相之间（第一RC隔离电路连接B相线，第二RC隔离电路连接C相线）是否存在短路故障的两个负载线路短路检测电路，除了所连接的相线不同其他都一样。

在断路器合闸前，高频信号发生器输出一高频电流信号，通过第一RC隔离电路送到负载端的A相线路，如果发生相间短路，则该信号回到负载端的B相，经第二RC隔离电路，送至光耦，光耦输出信号送至微处理器，完成负载线路短路检测。其他两个负载线路短路检测电路的检测过程与上述过程一致。

如图3所示，逆功率检测电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、第二光耦U2和电阻R7；二极管D1的正极通过电阻R4与负载线路的A相线连接，二极管D2的正极通过电阻R5与负载线路的B相连接，二极管D3的正极通过电阻R6与负载线路的C相连接，二极管D1、二极管D2和二极管D3的负极都与第二光耦U2的第一输入端连接，第二光耦U2的第二输入端与负载线路的零线连接，第二光耦U2的第一输出端与微处理器电路连接，第二光耦U2的第二输出端接地，电阻R7串接在VCC和第二光耦U2的第一输出端之间。

在断路器合闸前，如负载线路端有电压，负载端三相电压经电阻R4、R5、R6限流，二极管D1、D2、D3整流后，送至光耦，光耦输出信号送至微处理器，完成负载线路逆功率检测。

微处理器电路的所使用的微处理器采用Microchip公司的PIC16F883，其内部存储着控制器的运行控制程序。进线电压检测电路、缺相检测电路与微处理器的AD采集口和输入捕捉口相连，用于采集进线电源的电压。键盘及设定电路与微处理器的I/O口相连，用于功能选择和参数设置，其功能选择和参数设置结果存入微处理器内的EEPROM。逆功率检测电路、负载电路短路检测电路与单片机的AD采集口和输入捕捉口相连，用于负载电路短路检测和逆功率检测。微处理器通过驱动电路控制中合闸锁定元件，同时将故障情况通过显示及故障报警电路显示及报警。

微处理器的控制流程为：开始采集三相进线电压，与单片机EEPROM中存储的参数进行综合比较是否满足正常条件，如三相电压正常则进行负载线路短路检测，判断有无短路，如无短路，则进行负载线路逆功率检测，判断负载线路有无逆功率，如无逆功率，则解除断路器合闸锁定，返回。如三相电压不正常，则判断是否过压，不是过压则判断是否欠压，不是欠压则判断是否缺相，不是缺相则转到负载电路短路检测。如是过压或欠压或缺相或者有负载线路短路或负载线路逆功率，则指示相应故障及报警，发出禁止合闸命令，返回。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了合闸锁定元件、逆功率检测电路等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims

1.一种预检线路故障的断路器，连接在电源端线路和负载线路之间，其包括合闸锁定元件，其特征在于，还包括键盘及设定电路、微处理器电路、逆功率检测电路、负载线路短路检测电路和驱动电路，所述微处理器电路通过驱动电路连接合闸锁定元件，所述键盘及设定电路、逆功率检测电路和负载线路短路检测电路分别与所述微处理器电路连接，所述逆功率检测电路和负载线路短路检测电路还分别与负载线路连接。

2.根据权利要求1所述的预检线路故障的断路器，其特征在于，还包括进线电压检测电路，所述进线电压检测电路分别连接所述微处理器电路和电源端线路。

3.根据权利要求1所述的预检线路故障的断路器，其特征在于，还包括缺相检测电路，所述缺相检测电路分别连接所述微处理器电路和电源端线路。

4.根据权利要求1所述的预检线路故障的断路器，其特征在于，还包括显示及故障报警电路，所述显示和故障报警电路与所述微处理器电路连接。

5.根据权利要求4所述的预检线路故障的断路器，其特征在于，所述显示和故障报警电路包括显示模块和报警模块，所述报警模块包括报警灯、语音提示模块和网络模块。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的预检线路故障的断路器，其特征在于，所述负载线路短路检测电路包括高频信号发生器、第一RC隔离电路、第二RC隔离电路、第一光耦和电阻R3，第一RC隔离电路和第二RC隔离电路分别连接在负载线路的任意两条相线上，所述高频信号发生器的第一输出端通过第一RC隔离电路与负载线路的一条相线连接，所述第一光耦的第一输入端通过第二RC隔离电路与负载线路的另一条相线连接，所述高频信号发生器的第二输出端和第一光耦的第二输入端都与负载线路的零线连接，所述第一光耦的第一输出端与微处理器电路连接，所述第一光耦的第二输出端接地，所述电阻R3串接在VCC和第一光耦的第一输出端之间。

7.根据权利要求1至5中任意一项1所述的预检线路故障的断路器，其特征在于，所述逆功率检测电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、第二光耦和电阻R7；所述二极管D1的正极通过电阻R4与负载线路的A相线连接，所述二极管D2的正极通过电阻R5与负载线路的B相连接，所述二极管D3的正极通过电阻R6与负载线路的C相连接，所述二极管D1、二极管D2和二极管D3的负极都与第二光耦的第一输入端连接，所述第二光耦的第二输入端与负载线路的零线连接，所述第二光耦的第一输出端与微处理器电路连接，所述第二光耦的第二输出端接地，所述电阻R7串接在VCC和第二光耦的第一输出端之间。