CN202856305U

CN202856305U - 低压智能断路器

Info

Publication number: CN202856305U
Application number: CN 201220498140
Authority: CN
Inventors: 宋守站; 杨国卫; 张君朝
Original assignee: BAODING SHI SHUOCHENG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BAODING SHI SHUOCHENG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2022-09-26

Abstract

一种低压智能断路器，它包括负荷断路器和设置在其内部的智能控制电路，所述智能控制电路由CPU、信号采集电路、计量芯片、执行电路和485通讯模块，所述计量芯片通过信号采集电路测量线路的三相电压、三相电流和零序电流信号，其信号输出端接CPU的输入端口；所述执行电路接CPU的输出端口；所述CPU通过485通讯模块与外部电表或其它远传设备通信。本实用新型在传统负荷断路器的基础上增设了智能控制电路，使该断路器同时具有手动分合闸、电能测量、过热保护、过流保护、漏电保护、远程控制、远程报警等功能，可实现用户负荷的远程智能化管理，满足智能电网的要求。

Description

低压智能断路器

技术领域

本实用新型涉及一种用于低压配电网络的多功能三相负荷智能断路器，属保护技术领域。

背景技术

目前，智能电网的快速发展对负荷断路器提出了更高的要求，为了实现对用户负荷的远程智能化管理，智能电网中的负荷断路器除应具有手动合闸、跳闸和热保护跳闸功能外，还应具有电能测量、远程控制、远程报警等功能，但现有的低压负荷断路器功能单一（一般只有手动合闸、跳闸和热保护跳闸功能），无法满足智能电网的要求。此外，现有的低压负荷断路器被用户非法改动后不易发现，发生故障时也难以查出故障原因，无法保证电网的安全运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种能满足智能电网要求的多功能低压智能断路器。

本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的：

一种低压智能断路器，构成中包括负荷断路器和设置在其内部的智能控制电路，所述智能控制电路由CPU、信号采集电路、计量芯片、执行电路和485通讯模块，所述计量芯片通过信号采集电路测量线路的三相电压、三相电流和零序电流信号，其信号输出端接CPU的输入端口；所述执行电路接CPU的输出端口；所述CPU通过485通讯模块与外部电表或其它远传设备通信。

上述低压智能断路器，所述信号采集电路包括三个电压互感器、四个电流互感器、配有信号转换电阻的七个信号调理单元，三个电压互感器和四个电流互感器分别与七个信号调理单元相对应，所述信号调理单元由四个电阻和两个电容组成，电压互感器或电流互感器次级线圈的一端依次经第一电阻和第二电阻接参考电压，另一端依次经第三电阻和第四电阻接参考电压，第一电阻与第二电阻的串接点、第三电阻与第四电阻的串接点分别接计量芯片的一对差分输入端，并分别经第一电容和第二电容接地。

上述低压智能断路器，所述执行电路包括合闸继电器、分闸继电器和两个光电隔离器，两光电隔离器的发光二极管分别经两个限流电阻接CPU的不同差动输出端，它们的光电管分别控制合闸继电器和分闸继电器的控制线圈，所述合闸继电器和分闸继电器的常开触点分别控制断路器的合闸线圈和脱扣线圈。

上述低压智能断路器，构成中还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块接CPU的串行数据接口。

上述低压智能断路器，构成中还包括显示模块，所述显示模块接CPU的信息输出端口。

本实用新型在传统负荷断路器的基础上增设了智能控制电路，使该断路器同时具有手动分合闸、电能测量、过热保护、过流保护、漏电保护、远程控制、远程报警等功能，可实现用户负荷的远程智能化管理，满足智能电网的要求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1是本实用新型的内部结构示意图；

图2是控制电路的电原理图。

图中各标号为：1、接线端子；2、脱扣线圈；3、电路板；4、铜排；5、手柄；6、合闸线圈；7、灭弧室；U1、计量芯片；U2、无线通讯模块；U3、485通讯模块；LED、显示模块；PT1～PT3、电压互感器；CT0～CT3、电流互感器；QK1、QK2、光电隔离器；J1、分闸继电器；J2、合闸继电器；C1、第一电容；C2、第二电容；R1～R10、第一电阻～第十电阻；A1～A7、信号调理单元。

具体实施方式

参看图1，本实用新型将电流互感器嵌入到断路器的主体内部，并且从主回路中取得三相四线电压信号，且接入信号采集电路板中，三相电压信号经过电压互感器直接降为低压小信号。图中CT1～CT3为三相电流互感器，CT0为零序电流互感器。

电压、电流信号采集电路板3嵌入到壳体内部，它的主要作用是将三相电流、三相电压和零序电流信号汇集到一起，同时将电压信号经电压互感器降压后变为低压小信号，将这些信号汇总，通过扁平电缆接入主板。

参看图2，四路电流信号和三路电压信号全部采用差分输入法接入专用计量芯片U1；计量芯片U1的引脚REPOLT（图中未画出）为信号调理单元提供参考电压VREF；计量芯片U1的引脚DOUT、DIN、SCLK、CS组成与主CPU通信的SPI通信接口，完成测量数据的设置和传输。图中第五电阻R5～第八电阻R8为信号转换电阻，用于将电流互感器输出的电流信号转换成电压信号。第九电阻R9～第十电阻R10为限流电阻。

主芯片CPU的引脚定义说明：引脚B13和B14为控制信号差动输出端，驱动断路器的合闸电路；引脚B11和B12为控制信号差动输出端，驱动跳闸电路；引脚E0、E1、E2、E3为CPU的SPI通信接口，完成与专用计量芯片的数据通信；引脚B0、B1、B2组成RS-485数据通信接口，可实现与外部电表或其它远传设备的通信；引脚B9和B10为串行数据接口，与无线通讯模块U2连接实现远程数据传输；引脚D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7驱动四位LED数码管的各段和小数点，引脚B3、B4、B5、和B6分别驱动四位LED数码管的每一位。

本断路器的特点：

1）、三相电流互感器嵌入断路器的主回路内，主回路的三相四线同时穿过零序互感器；

2）、电压、电流信号采集电路板3嵌入壳体内，且以扁平电缆方式引入主板；

3）、智能控制电路嵌入壳体内，智能控制电路所实现功能与断路器融为一体；

4）、智能控制电路内设置RS-485通信模块，实现与当地电表通信，测量结果可与电表实时比较，并判断用户是否有用电异常行为，断路器是否存在故障；

5）、智能控制电路内设置有无线通信模块，可与远方直接通信。

Claims

1.一种低压智能断路器，其特征是，它包括负荷断路器和设置在其内部的智能控制电路，所述智能控制电路由CPU、信号采集电路、计量芯片（U1）、执行电路和485通讯模块（U3），所述计量芯片（U1）通过信号采集电路测量线路的三相电压、三相电流和零序电流信号，其信号输出端接CPU的输入端口；所述执行电路接CPU的输出端口；所述CPU通过485通讯模块（U3）与外部电表或远传设备通信。

2.根据权利要求1所述低压智能断路器，其特征是，所述信号采集电路包括三个电压互感器、四个电流互感器、配有信号转换电阻的七个信号调理单元，三个电压互感器和四个电流互感器分别与七个信号调理单元相对应，所述信号调理单元由四个电阻和两个电容组成，电压互感器或电流互感器次级线圈的一端依次经第一电阻（R1）和第二电阻（R2）接参考电压，另一端依次经第三电阻（R3）和第四电阻（R4）接参考电压，第一电阻（R1）与第二电阻（R2）的串接点、第三电阻（R3）与第四电阻（R4）的串接点分别接计量芯片（U1）的一对差分输入端，并分别经第一电容（C1）和第二电容（C2）接地，第五电阻（R5）～第八电阻（R8）为信号转换电阻，用于将电流互感器输出的电流信号转换成电压信号。

3.根据权利要求1或2所述低压智能断路器，其特征是，所述执行电路包括合闸继电器（J2）、分闸继电器（J1）和两个光电隔离器，两光电隔离器的发光二极管分别经两个限流电阻接CPU的不同差动输出端，它们的光电管分别控制合闸继电器（J2）和分闸继电器（J1）的控制线圈，所述合闸继电器（J2）和分闸继电器（J1）的常开触点分别控制断路器的合闸线圈（6）和脱扣线圈（2）。

4.根据权利要求3所述低压智能断路器，其特征是，构成中还包括无线通讯模块（U2），所述无线通讯模块（U2）接CPU的串行数据接口。

5.根据权利要求4所述低压智能断路器，其特征是，构成中还包括显示模块（LED），所述显示模块（LED）接CPU的信息输出端口。