CN204559090U - 一种小型多功能智能断路器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种小型多功能智能断路器，包括主控制模块、电源模块、脱扣电路、电流采样电路、电压采样电路和通讯模块；主控制模块分别与脱扣电路、电流采样电路、电压采样电路和通讯模块相连接。本实用新型的断路器集合多种保护于一体，实现了过载保护、短路瞬时保护、漏电保护、过欠压保护和计量功能；该断路器可以采集漏电流、电压、电流、触头温度等参数、识别电路的漏电故障、过载故障及开关触头温度异常，并且以上所有信息可以通过通讯模块与电脑或手机相连，实现智能的控制；同时该断路器具有计量功能，通过与通讯模块，可以实时反映各用电支路的用电情况，并进行分析，可远程控制切断不必要的用电负荷。

Description

一种小型多功能智能断路器
技术领域
本实用新型涉及一种断路器，特别涉及一种小型化多功能的智能断路器。
背景技术
现有的小型断路器，其多采用热磁机构来实现短路保护和过载保护，小型漏电断路器一般只具有一块漏电保护电路板，保护较为单一，不具备实现智能化的要求。同时传统的断路器的额定电流不可调，不能实现实时监控的功能，用户不能在远程对断路器进行控制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种小型多功能智能断路器，集合多种保护于一体，实现了过载保护、短路瞬时保护、漏电保护、过欠压保护和计量功能。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小型多功能智能断路器，包括：主控制模块、电源模块、脱扣电路、电流采样电路、电压采样电路和通讯模块；所述电流采样电路的输出接至主控制模块，电流采样电路采集线路上的电流信号并发送给主控制模块；所述电压采样电路的输出接至主控制模块，电压采样电路采集断路器开关后端子上的电压信号并发送给主控制模块；主控制模块的输出接至脱扣电路，主控制模块根据接收到的电流信号，判断线路是否发生过载，如果是则发送脱扣脉冲信号给脱扣电路，使脱扣电路上的脱扣线圈动作，从而使断路器跳闸；主控制模块根据接收到的电压信号，判断线路是否发生欠压/过压，如果是则发送脱扣脉冲信号至脱扣电路，使脱扣电路上的脱扣线圈动作，从而使断路器跳闸；所述通讯模块与主控制模块相连；外部控制设备通过通讯模块能够查询和设置断路器的参数；所述电源模块向各电路和模块供电。
所述主控制模块采用SOC芯片，即带CPU的计量芯片，是内置有计量模块的普通单片机，以实现控制功能的同时用于计量线路上的电能。
进一步，还包括触头温度采样电路；所述触头温度采样电路安装在断路器触头的附近，触头温度采样电路将断路器触头附近的温度信号转换为对应温度的电信号后传输给主控制模块；所述主控制模块根据接收到的对应温度的电信号，与预置的温度电信号阈值进行比较，如果温度过高则发送脱扣脉冲信号至脱扣电路，使脱扣电路上的脱扣线圈动作，从而使断路器跳闸。
还包括短路保护电路；所述短路保护电路与主控制模块相连；所述短路保护电路判断线路发生短路时，发送短路信号至主控制模块，由主控制模块控制断路器中电磁机构的线圈产生磁力，从而使断路器中的动铁芯迅速推出电磁机构内的推杆，使断路器跳闸。
还包括漏电保护模块；所述漏电保护模块包括漏电测试电路和漏电流采样电路；漏电测试电路与漏电流采样电路相连接，漏电流采样电路的输出接至主控制模块，所述漏电测试电路测试线路上的漏电情况，由漏电流采样电路采集漏电流信号并传输给主控制模块；所述主控制模块根据接收到的漏电流信号，判断线路是否发生漏电故障，如果是则发送脱扣脉冲信号至脱扣电路，使脱扣电路上的脱扣线圈动作，从而使断路器跳闸。
所述漏电流采样电路采用零序互感器，所述零序互感器安装在断路器的开关后端子处。
所述电流采样电路采用锰铜分流器，所述锰铜分流器安装在断路器的开关后端子处。
进一步的，还包括故障存储单元；所述主控制模块与故障存储单元相连接，所述主控制模块将断路器所发生的各种故障信息存储至故障存储单元中；外部控制设备通过通讯模块能够读取故障存储单元中存储的故障信息。
所述外部控制设备通过通讯模块查询和设置断路器的参数包括动作电流阈值和/或漏电动作阈值和/或电压保护阈值和/或额定电流和/或额定漏电电流。
所述主控制模块通过通讯模块主动发送故障报警信息至外部控制设备。
进一步的，还包括开关状态指示单元，所述主控制模块的输出接至开关状态指示单元，用于指示断路器的通断状态。
本实用新型的有益效果是：
1、实现智能化，功能多样化的断路器；
2、传统的小型漏电断路器使用不可编程的固化IC，本实用新型的智能小型断路器采用集成计量(硬件)功能的soc芯片，精度更高；
3、本实用新型的断路器集合多种保护于一体，实现了过载保护、短路瞬时保护、漏电保护、过欠压保护和计量功能；
4、本实用新型的断路器可以采集漏电流、电压、电流、触头温度等参数、识别电路的漏电故障、过载故障及开关触头温度异常，并且以上所有信息可以通过通讯模块与电脑或手机相连，实现智能的控制；
5、传统小型断路器的采样电路是采用电流互感器，占用空间比较大，成本高，且它存在磁饱和的问题；本实用新型的智能小型断路器使用锰铜分流器采样电流，锰铜分流器同时具有接线端子和采样的功能，占用空间小，成本低；
6、本实用新型的断路器具有计量功能，通过与通讯模块，可以实时反映各用电支路的用电情况，并进行分析，可远程控制切断不必要的用电负荷。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种小型多功能智能断路器不局限于实施例。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理框图；
图2是本实用新型的断路器的立体构造示意图；
图3是本实用新型的断路器的内部结构示意图；
图4是本实用新型的断路器的立体构造(旋转一个角度)示意图；
图5是本实用新型的断路器内部结构(另一个方向)示意图。
具体实施方式
实施例
参见图1至图5所示，本实用新型的一种小型多功能智能断路器，包括：主控制模块10、电源模块20、脱扣电路30、电流采样电路40、电压采样电路50和通讯模块60；所述电流采样电路40的输出接至主控制模块10，电流采样电路40采集线路上的电流信号并发送给主控制模块10；所述电压采样电路50的输出接至主控制模块10，电压采样电路50采集断路器开关后端子上的电压信号并发送给主控制模块10；主控制模块10的输出接至脱扣电路30，主控制模块10根据接收到的电流信号，判断线路是否发生过载，如果是则发送脱扣脉冲信号给脱扣电路30，使脱扣电路30上的脱扣线圈动作，从而使断路器跳闸；主控制模块10根据接收到的电压信号，判断线路是否发生欠压/过压，如果是则发送脱扣脉冲信号至脱扣电路10，使脱扣电路上10的脱扣线圈动作，从而使断路器跳闸；所述通讯模块60与主控制模块10相连；外部控制设备通过通讯模块60能够查询和设置断路器的参数；所述电源模块20向各电路和模块供电。
所述主控制模块10采用SOC芯片，即带CPU的计量芯片，是内置有计量模块的普通单片机，以实现控制功能的同时用于计量线路上的电能，计量精度可达0.1％。
进一步的，还包括触头温度采样电路702；所述触头温度采样电路702安装在断路器触头的附近，触头温度采样电路702将断路器触头附近的温度信号转换为对应温度的电信号后传输给主控制模块10；所述主控制模块10根据接收到的对应温度的电信号，与预置的温度电信号阈值进行比较，如果温度过高则发送脱扣脉冲信号至脱扣电路30，使脱扣电路30上的脱扣线圈动作，从而使断路器跳闸。
还包括短路保护电路；所述短路保护电路与主控制模块10相连；所述短路保护电路判断线路发生短路时，发送短路信号至主控制模块10，由主控制模块10控制断路器中电磁机构80的线圈产生磁力，从而使断路器中的动铁芯迅速推出电磁机构内的推杆，使断路器跳闸。
还包括漏电保护模块704；所述漏电保护模块704包括漏电测试电路7041和漏电流采样电路7042；漏电测试电路7041与漏电流采样电路7042相连接，漏电流采样电路7042的输出接至主控制模块10，所述漏电测试电路7041测试线路上的漏电情况，由漏电流采样电路7042采集漏电流信号并传输给主控制模块10；所述主控制模块10根据接收到的漏电流信号，判断线路是否发生漏电故障，如果是则发送脱扣脉冲信号至脱扣电路30，使脱扣电路30上的脱扣线圈动作，从而使断路器跳闸。
所述漏电流采样电路7042采用零序互感器，所述零序互感器安装在断路器的开关后端子处。
所述电流采样电路40采用锰铜分流器，所述锰铜分流器安装在断路器的开关后端子处；传统小型断路器的采样电路是采用电流互感器，占用空间比较大，成本高，且它存在磁饱和的问题；本实用新型的智能小型断路器使用锰铜分流器采样电流，锰铜分流器同时具有接线端子和采样的功能，占用空间小，成本低。
进一步的，还包括故障存储单元705；所述主控制模块10与故障存储单元705相连接，所述主控制模块10将断路器所发生的各种故障信息存储至故障存储单元中；外部控制设备通过通讯模块能够读取故障存储单元中存储的故障信息。
所述外部控制设备通过通讯模块60查询和设置断路器的参数包括动作电流阈值和/或漏电动作阈值和/或电压保护阈值和/或额定电流和/或额定漏电电流。
所述主控制模块10通过通讯模块60主动发送故障报警信息至外部控制设备。其中外部控制设备可以是电脑或者手机或者其他可以连接通信模块60进行接收和发送控制信息的设备。所述的通讯连接可以采用标准的Modbus-RTU通信协议。
进一步的，还包括开关状态指示单元701，所述主控制模块10的输出接至开关状态指示单元701，用于指示断路器的通断状态。
本实用新型的一种小型多功能智能断路器，通讯端口601用于与外部控制设备建立通讯连接，还设有一电能脉冲输出端口101；脱扣电路30中的脱扣线圈301、零序互感器7042、锰铜分流器40以及电磁机构80分别安装在相适配的位置。
上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种小型多功能智能断路器，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种小型多功能智能断路器，其特征在于，包括：主控制模块、电源模块、脱扣电路、电流采样电路、电压采样电路和通讯模块；所述电流采样电路的输出接至主控制模块，电流采样电路采集线路上的电流信号并发送给主控制模块；所述电压采样电路的输出接至主控制模块，电压采样电路采集断路器开关后端子上的电压信号并发送给主控制模块；主控制模块的输出接至脱扣电路，主控制模块根据接收到的电流信号、电压信号发送脱扣脉冲信号至脱扣电路，使脱扣电路上的脱扣线圈动作，从而使断路器跳闸；所述通讯模块与主控制模块相连；外部控制设备通过通讯模块能够查询和设置断路器的参数；所述电源模块向各电路和模块供电。
2.根据权利要求1所述的小型多功能智能断路器，其特征在于：所述主控制模块采用SOC芯片。
3.根据权利要求1或2所述的小型多功能智能断路器，其特征在于：进一步，还包括触头温度采样电路；所述触头温度采样电路安装在断路器触头的附近，触头温度采样电路将断路器触头附近的温度信号转换为对应温度的电信号后传输给主控制模块；所述主控制模块对接收到的对应温度的电信号进行分析，并发送脱扣脉冲信号至脱扣电路，使脱扣电路上的脱扣线圈动作，从而使断路器跳闸。
4.根据权利要求1或2所述的小型多功能智能断路器，其特征在于：还包括漏电保护模块；所述漏电保护模块包括漏电测试电路和漏电流采样电路；漏电测试电路与漏电流采样电路相连接，漏电流采样电路的输出接至主控制模块，所述漏电测试电路测试线路上的漏电情况，由漏电流采样电路采集漏电流信号并传输给主控制模块；所述主控制模块对接收到的漏电流信号进才分析，并发送脱扣脉冲信号至脱扣电路，使脱扣电路上的脱扣线圈动作，从而使断路器跳闸。
5.根据权利要求4所述的小型多功能智能断路器，其特征在于：所述漏电流采样电路采用零序互感器，所述零序互感器安装在断路器的开关后端子处。
6.根据权利要求1或2所述的小型多功能智能断路器，其特征在于：所述电流采样电路采用锰铜分流器，所述锰铜分流器安装在断路器的开关后端子处。
7.根据权利要求1所述的小型多功能智能断路器，其特征在于：进一步的，还包括故障存储单元；所述主控制模块与故障存储单元相连接，所述主控制模块将断路器所发生的各种故障信息存储至故障存储单元中；外部控制设备通过通讯模块能够读取故障存储单元中存储的故障信息。
8.根据权利要求1所述的小型多功能智能断路器，其特征在于：进一步的，还包括开关状态指示单元，所述主控制模块的输出接至开关状态指示单元，用于指示断路器的通断状态。
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