CN207459694U - 一种断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种断路器，属于电子电路技术领域。该断路器包括：检测电路、控制器、脱扣器控制电路和电机合闸控制电路。检测电路、脱扣器控制电路和电机合闸控制电路均与控制器连接。检测电路用于检测线路中的电压和/或电流，并将检测的信号传输给控制器。当电路中的电压值或电流值大于预设值时，控制器控制脱扣器控制电路以实现断路器的分闸；预设时间段后，控制器控制电机合闸控制电路以实现断路器的合闸。与现有技术相比，该断路器过载跳闸后可自动合闸，从而避免在出现过载情况下需要电工反复至现场手工合闸，极大的节省了人力物力，提高了发电效率。

Description

一种断路器

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，具体涉及一种断路器。

背景技术

随着经济和科技的发展，人们对用电的安全需求越来越高，断路器作为用电安全中的重要元器件，其能够在电流超过跳脱设定后自动切断电流。目前市场上的断路器均不具有过载重合功能，当断路器过载跳闸后，保持分闸状态，需要电工至现场排查故障后，方可合闸。若出现电站过于偏远的情况，现场施工人员需要至现场手动合闸，会极大影响电站工作的效率。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种断路器，以有效地改善上述问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种断路器，包括：检测电路、控制器、脱扣器控制电路和电机合闸控制电路。所述检测电路、所述脱扣器控制电路和所述电机合闸控制电路均与所述控制器连接。所述检测电路用于检测线路中的电压和/或电流，并将检测的信号传输给所述控制器。当电路中的电压值或电流值大于预设值时，所述控制器控制所述脱扣器控制电路以实现所述断路器的分闸；预设时间段后，所述控制器控制所述电机合闸控制电路以实现所述断路器的合闸。

在本实用新型可选的实施例中，所述电机合闸控制电路包括：继电器和第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述控制器连接，所述第一开关管的第二端与所述继电器的线圈连接，所述继电器的常开触点用于与合闸电机连接，所述继电器的公共触点用于与电源连接，所述控制器通过控制所述第一开关管的导通来控制所述公共触点与所述常开触点导通，从而驱动所述合闸电机转动实现合闸。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一开关管为NPN型三极管，所述三极管的基极与所述控制器连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述继电器的线圈连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述电机合闸控制电路包括还包括：第一保护电路，所述第一保护电路与所述第一开关管的第一端连接，用于保护所述第一开关管。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一保护电路包括：第一电阻和第一电容，所述第一电阻和所述第一电容并联，所述第一电阻的一端与所述第一开关管的第一端连接，所述第一电阻的另一端接地。

在本实用新型可选的实施例中，所述脱扣器控制电路包括：第二开关管和整流装置，所述第二开关管的第一端与所述控制器连接，所述第二开关管的第二端与所述整流装置连接，所述整流装置用于与脱扣器连接，所述控制器通过控制所述第二开关管的导通来控制所述脱扣器脱扣从而实现所述断路器的开闸。

在本实用新型可选的实施例中，所述第二开关管为NPN型三极管，所述三极管的基极与所述控制器连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述整流装置连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述脱扣器控制电路还包括：第二保护电路，所述第二保护电路与所述第二开关管的第一端连接，用于保护所述第二开关管。

在本实用新型可选的实施例中，所述第二保护电路包括：第二电阻和第二电容，所述第二电阻和所述第二电容并联，所述第二电阻的一端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二电阻的另一端接地。

在本实用新型可选的实施例中，所述检测电路包括：电流检测电路和电压检测电路，所述电流检测电路和所述电压检测电路均与所述控制器连接。

本实用新型实施例提供的断路器，包括：检测电路、控制器、脱扣器控制电路和电机合闸控制电路。所述检测电路、所述脱扣器控制电路和所述电机合闸控制电路均与所述控制器连接。所述检测电路用于检测线路中的电压和/或电流，并将检测的信号传输给所述控制器。当电路中的电压值或电流值大于预设值时，所述控制器控制所述脱扣器控制电路以实现所述断路器的分闸；预设时间段后，所述控制器控制所述电机合闸控制电路以实现所述断路器的合闸。该断路器过载跳闸后可自动合闸，从而避免在出现过载情况下需要电工反复至现场手工合闸，极大的节省了人力物力，提高了发电效率。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种断路器的结构示意图。

图2示出了本实用新型实施例提供的检测电路的结构示意图。

图3示出了本实用新型实施例提供的电机合闸控制电路的结构示意图。

图4示出了本实用新型实施例提供的电机合闸控制电路的电路原理图。

图5示出了本实用新型实施例提供的脱扣器控制电路的结构示意图。

图6示出了本实用新型实施例提供的脱扣器控制电路的电路原理图。

图标：10－断路器；11－检测电路；111－电流检测电路；112－电压检测电路；12－控制器；13－电机合闸控制电路；131－第一开关管；132－继电器；133－第一保护电路；14－脱扣器控制电路；141－第二开关管；142－整流装置；143－第二保护电路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种具有过载重合功能的断路器10，如图1所示。该断路器10包括：检测电路11、控制器12、电机合闸控制电路13和脱扣器控制电路14。

所述检测电路11与所述控制器12连接，所述检测电路11用于检测线路中的电压和/或电流，并将检测的信号传输给所述控制器12。于本实施例中，可选地如图2所示，该检测电路11包括：电流检测电路111和电压检测电路112。

所述电流检测电路111与所述控制器12连接，用于检测线路中的电流值，并将所检测的电流值传输给控制器12。该电流检测电路111可以采用目前市面上常使用的具备电流检测功能的电路或元器件，例如，电流互感器。

所述电压检测电路112与所述控制器12连接，用于检测线路中的电压值，并将所检测的电压值传输给控制器12。该电压检测电路112可以采用目前市面上常使用的具备电压检测功能的电路或元器件，例如，电压互感器。

所述控制器12还分别与所述电机合闸控制电路13和脱扣器控制电路14连接，该控制器12根据所述检测电路11所检测的电压值或电流值来控制所述脱扣器控制电路14以实现所述断路器10的分闸，进一步地，当电路中的电压值或电流值大于预设值时，所述控制器12发送第一控制指令控制所述脱扣器控制电路14以实现所述断路器10的分闸；此外，该控制器12还用于控制电机合闸控制电路13以实现所述断路器10的合闸，进一步地，当断路器10处于分闸一端时间后，达到预设时间段时，该控制器12通过控制所述第一开关管131的导通来控制所述公共触点与所述常开触点导通，从而驱动所述合闸电机转动实现合闸。

其中，所述预设值根根据实际控制需要来设定，不同的应用环境以及不同的使用需要，其值不同。该预设时间段的时长也是根据实际需要来设定，通常不易过短(几秒)，避免电路中的余压还未散去，也不易过长(几十分钟)，影响电站的工作效率，例如，可以设置为1分钟。

其中，第一控制指令和第二控制指令均为一个电平信号，例如高电平或低电平。低电平表示电压值低于第一数值的电压，第一数值为行业内的一个常用数值。例如，一般对于TTL电路来说，第一数值为0.0V－0.4V，而对于CMOS电路来说，第一数值为0.0－0.1V。本实用新型实施例中，优选地，第一数值为0V，即低电平为0V。高电平表示电压值高于第二数值的电压，第二数值为行业内的一个常用数值。例如，一般对于TTL电路来说，第二数值为2.4V－5.0V，而对于CMOS电路来说，第二数值为4.99－5.0V。本实用新型实施例中，优选地，第二数值为3.3V，即高电平为3.3V。

其中，所述控制器12可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器12可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该控制器12也可以是任何常规的处理器等。于本实施例中，优选地，该控制器12可以是STM32系列的处理器，例如STM32F103C8T6、STM32F103VET6等型号。

所述电机合闸控制电路13用于根据所述控制器12发送的第二控制指令去驱动合闸电机转动实现合闸。如图3所示，该电机合闸控制电路13包括：第一开关管131、继电器132和第一保护电路133。

所述第一开关管131的第一端与所述控制器12连接，所述第一开关管131的第二端与所述继电器132的线圈连接，所述继电器132的常开触点用于与合闸电机连接，所述继电器132的公共触点用于与电源连接，所述控制器12通过控制所述第一开关管131的导通来控制所述公共触点与所述常开触点导通，从而驱动所述合闸电机转动实现合闸。于本实施例中，如图4所示，优选地，该第一开关管131为NPN型三极管Q1，所述三极管Q1的基极与所述控制器12连接，进一步地，该三极管Q1的基极还通过一限流电阻与控制器12连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与所述继电器132的线圈连接。

其中，为了保护第一开关管131造成损坏，该第一保护电路133与所述第一开关管131的第一端连接，进一步地，该第一保护电路133与所述第一开关管131的基极端连接。于本实施例，如图4所示，该第一保护电路133包括：第一电阻R1和第一电容C1。所述第一电阻R1和所述第一电容C1并联，所述第一电阻R1的一端与所述三极管Q1的基极连接，所述第一电阻R1的另一端接地。该第一电容C1能有效防止电压突变，吸收尖峰状态的过电压，而该第一电阻R1能起到阻尼作用，消耗过电压的能量，从而抑制电路的振荡，此外，该第一电阻R1还吸收第一电容C1的电能，防止该第一电容C1的放电电流过大，避免对第一开关管131造成损伤。

其中，控制器12发送的第二控制信号作用于该三极管Q1的基极，使三极管Q1导通后，继电器132的线圈通电，控制触点动作，进一步地，当线圈通电后，继电器132的公共触点与常开触点导通，从而驱动所述合闸电机转动实现合闸。

其中，图4中的J1为合闸电机插头用于与合闸电机连接，该合闸电机与断路器10中的开关连接，当该开关处于脱离状态时，即分闸状态，控制器12通过控制所述第一开关管131的导通来控制所述公共触点与所述常开触点导通，从而驱动所述合闸电机转动使所述开关从脱离状态调整为合上状态，进而实现所述断路器10的合闸。

所述脱扣器控制电路14用于根据所述控制器12发送的第一控制指令去控制脱扣器脱扣从而实现所述断路器10的分闸。如图5所示，该脱扣器控制电路14包括：第二开关管141、整流装置142和第二保护电路143。

所述第二开关管141的第一端与所述控制器12连接，所述第二开关管141的第二端与所述整流装置142连接，所述整流装置142用于与脱扣器连接，所述控制器12通过控制所述第二开关管141的导通来控制所述脱扣器脱扣从而实现所述断路器10的开闸。于本实施例中，如图6所示，优选地，该第二开关管141为NPN型三极管Q2，所述整流装置142为整流二极管D1，所述三极管Q2的基极与所述控制器12连接，进一步地，该三极管Q2的基极还通过一限流电阻与控制器12连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极与所述整流二极管的阳极端连接。此外，所述整流二极管D1的两端用于与脱扣器连接。

其中，为了保护第二开关管141造成损坏，该第二保护电路143与所述第二开关管141的第一端连接，进一步地，该第二保护电路143与所述第二开关管141的基极端连接。于本实施例，如图6所示，该第二保护电路143包括：第二电阻R2和第二电容C2。所述第二电阻R2和所述第二电容C2并联，所述第二电阻R2的一端与所述三极管Q2的基极连接，所述第二电阻R2的另一端接地。该第二电容C2能有效防止电压突变，吸收尖峰状态的过电压，而该第二电阻R2能起到阻尼作用，消耗过电压的能量，从而抑制电路的振荡，此外，该第二电阻R2还吸收第二电容C2的电能，防止该第二电容C2的放电电流过大，避免对第二开关管141造成损伤。

其中，控制器12发送的第一控制信号作用于该三极管Q2的基极，使三极管Q2导通后，整流装置142通电，控制脱扣器动作从而实现所述断路器10的分闸。

其中，图6中的J2为脱扣器插头用于与脱扣器连接，该脱扣器与断路器10中的开关连接，当该开关处于合上状态时，即合闸状态，控制器12通过控制所述第二开关管141的导通来控制所述脱扣器使所述开关从合上状态调整为脱离状态从而实现所述断路器10的开闸。此时，从图6中可以看到脱扣器插头上有一个+24V的电压，而通常开关电源DC－DC输出的电压是+12V，因此，可以采用一个升压电路，例如，采用MC34063升压芯片作为电路核心器件的升压电路，将开关电源DC－DC输出的电压升压至+24V为脱扣器供电。因此，上述的断路器10还可以包括：开关电源DC－DC、升压电路、以及为控制器12供电的电源模块等元器件。

综上所述，本实用新型实施例提供的断路器，包括：检测电路、控制器、脱扣器控制电路和电机合闸控制电路。所述检测电路、所述脱扣器控制电路和所述电机合闸控制电路均与所述控制器连接。所述检测电路包括：用于检测线路中电压值的电压检测电路和用于检测线路中电流值的电流检测电路。所述电机合闸控制电路包括：继电器、第一开关管和第一保护电路，所述第一保护电路用于保护所述第一开关管免受损伤，包括第一电阻和第一电容。所述脱扣器控制电路包括：第二开关管、整流装置和第二保护电路，所述第二保护电路用于保护所述第二开关管免受损伤，包括第二电阻和第二电容。当断路器过载跳闸后，无需电工至现场手动合闸，在预设时间段后，该断路器能自动合闸，从而避免在出现过载情况下需要电工反复至现场手工合闸，极大的节省了人力物力，提高了发电效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种断路器，其特征在于，包括：检测电路、控制器、脱扣器控制电路和电机合闸控制电路，所述检测电路、所述脱扣器控制电路和所述电机合闸控制电路均与所述控制器连接；

所述检测电路用于检测线路中的电压和/或电流，并将检测的信号传输给所述控制器；

当电路中的电压值或电流值大于预设值时，所述控制器控制所述脱扣器控制电路以实现所述断路器的分闸；预设时间段后，所述控制器控制所述电机合闸控制电路以实现所述断路器的合闸。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述电机合闸控制电路包括：继电器和第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述控制器连接，所述第一开关管的第二端与所述继电器的线圈连接，所述继电器的常开触点用于与合闸电机连接，所述继电器的公共触点用于与电源连接，所述控制器通过控制所述第一开关管的导通来控制所述公共触点与所述常开触点导通，从而驱动所述合闸电机转动实现合闸。

3.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述第一开关管为NPN型三极管，所述三极管的基极与所述控制器连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述继电器的线圈连接。

4.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述电机合闸控制电路包括还包括：第一保护电路，所述第一保护电路与所述第一开关管的第一端连接，用于保护所述第一开关管。

5.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于，所述第一保护电路包括：第一电阻和第一电容，所述第一电阻和所述第一电容并联，所述第一电阻的一端与所述第一开关管的第一端连接，所述第一电阻的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述脱扣器控制电路包括：第二开关管和整流装置，所述第二开关管的第一端与所述控制器连接，所述第二开关管的第二端与所述整流装置连接，所述整流装置用于与脱扣器连接，所述控制器通过控制所述第二开关管的导通来控制所述脱扣器脱扣从而实现所述断路器的开闸。

7.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于，所述第二开关管为NPN型三极管，所述三极管的基极与所述控制器连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述整流装置连接。

8.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于，所述脱扣器控制电路还包括：第二保护电路，所述第二保护电路与所述第二开关管的第一端连接，用于保护所述第二开关管。

9.根据权利要求8所述的路器，其特征在于，所述第二保护电路包括：第二电阻和第二电容，所述第二电阻和所述第二电容并联，所述第二电阻的一端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二电阻的另一端接地。

10.根据权利要求1所述的路器，其特征在于，所述检测电路包括：电流检测电路和电压检测电路，所述电流检测电路和所述电压检测电路均与所述控制器连接。