CN213401053U

CN213401053U - 一种断路器

Info

Publication number: CN213401053U
Application number: CN202022224185.8U
Authority: CN
Inventors: 李华嵩; 曾宪文
Original assignee: Keneng Jiangsu Iot Technology Co ltd
Current assignee: Keneng Jiangsu Iot Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2021-06-08
Anticipated expiration: 2030-09-30

Abstract

本实用新型公开了一种断路器，包括分离的断路控制部和通信部；断路控制部包括计量功能单元和保护功能单元；计量功能单元设有三相计量电流互感器，保护功能单元设有三相保护电流互感器；通信部包括内置电源和辅助通信功能单元；通信部设有与内置电源连接的供电输出端口，断路控制部设有供电输入端口，供电输入端口与计量功能单元连接。由内置电源为计量功能单元和保护功能单元提供稳定的工作电流，且实现多模通信方式，拆装方便。

Description

一种断路器

技术领域

本实用新型涉及电气元件，特别是一种断路器。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器通常依靠三相电线绕过的互感器转换的小电流提供电能。互感器转换成的小电流不稳定，若互感器转换成的小电流过小则不能满足保护功能单元的工作电流要求。当需要对断路器进行改装时，改装不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种断路器，特别是带计量功能的通信式断路器。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种断路器，包括分离的断路控制部和通信部；所述断路控制部包括计量功能单元和保护功能单元；所述通信部包括内置电源和用于与外部通信连接的辅助通信功能单元；所述通信部设有与所述内置电源电连接的供电输出端口，所述断路控制部设有与所述供电输出端口电连接的供电输入端口，所述计量功能单元、所述保护功能单元与所述供电输入端口均电连接；所述计量功能单元与所述保护功能单元电连接；所述计量功能单元连接有三相计量电流互感器，所述保护功能单元连接有三相保护电流互感器。

进一步，所述保护功能单元与所述计量功能单元连接的接线中包含第一引线，所述保护功能单元与所述三相保护电流互感器连接的接线中包含第二引线，所述第一引线与所述第二引线由电桥整流成供所述保护功能单元工作所需电源的正负极。

进一步，所述断路控制部设有三相接线端子，从所述三相接线端子的一端引出的三相电线绕过所述三相计量电流互感器，从所述三相接线端子的一端引出的三相电线绕过所述三相计量电流互感器。

进一步，从所述三相接线端子的另一端引出的三相电线与所述内置电源连接。

进一步，所述内置电源设有零线端子，所述零线端子与所述三相接线端子中的任一相端子共同构成HPLC通信模块的两极。

进一步，所述内置电源与超级电容连接。

进一步，所述辅助通信功能单元至少包括蓝牙通信模块和RS485端口。

进一步，所述计量功能单元包括主控制芯片、三相电压采样电路、三相电压计量电路、三相电流采样电路和三相电流计量电路；三相电压采样电路与三相电压计量电路连接，所述三相电流采样电路与所述三相电流计量电路连接，所述三相电压计量电路和所述三相电流计量电路分别与所述主控制芯片连接。

进一步，所述计量功能单元还包括输入保护电路、稳压电路和电平自适应电路。

进一步，所述计量功能单元还包括警示器控制电路，所述警示器控制电路与所述主控制器连接。

上述断路器至少具有以下有益效果：通信部中的供电输出端口与断路控制部的供电输入端口连接，以使内置电源为计量功能单元和保护功能单元供电，提供稳定的工作电流。当通信部被拆除或通信部的内置电源发生异常，由三相保护电流互感器转换的小电流为保护功能单元提供工作电流。提供供电输出端口与供电输入端口，便于断路控制部和通信部之间的电路连接。分离的通信部能在原有的断路器的基础上进行添加，使断路器的改装更方便，同时可以节约成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例一种断路器的电路原理图；

图2是主控制芯片的电路图；

图3是三相电压采样电路的电路图；

图4是三相电压计量电路的电路图；

图5是三相电流采样电路的电路图；

图6是三相电流计量电路的电路图；

图7是输入保护电路的电路图；

图8是稳压电路的电路图；

图9是电平自适应电路的电路图；

图10是警示器控制电路的电路图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，本实用新型实施例，提供了一种断路器，包括分离的断路控制部100和通信部200；断路控制部100包括计量功能单元110和保护功能单元120；计量功能单元110与保护功能单元120连接；计量功能单元110连接有三相计量电流互感器111，保护功能单元120连接有三相保护电流互感器121；通信部200包括内置电源230和用于与外部通信连接的辅助通信功能单元210；通信部200设有与内置电源230电连接的供电输出端口420，断路控制部100设有与供电输出端口420电连接的供电输入端口410，供电输入端口410与计量功能单元110、保护功能单元120均电连接。

在该实施例中，一般地，通信部200中的供电输出端口420与断路控制部100的供电输入端口410连接，以使内置电源230为计量功能单元110和保护功能单元120供电，提供稳定的工作电流。当通信部200被拆除或通信部200的内置电源230发生异常，由三相保护电流互感器121转换的小电流为保护功能单元120提供工作电流。另外，此时计量功能单元110不工作，只有保护功能单元120工作进而起到保护电路的功能。另外，断路控制部100的元件置于同一个壳体中，通信部200的元件置于另一个壳体中。两个壳体间能通过卡扣结构等可拆机械结构实现方便拆装。提供供电输出端口420与供电输入端口410，便于断路控制部100和通信部200之间的电路连接。分离的通信部200能在原有的断路器的基础上进行添加，使断路器的改装更方便，同时可以节约成本。

需要说明的是，计量功能单元110从三相计量电流互感器111和保护功能单元120采集并计量数据，然后通过HPLC通信模块310或辅助通信功能单元210与外部设备进行数据交互。

具体地，内置电源230为计量功能单元110和保护功能单元120提供的是电压值为12V且电流值<70mA的DC供电。

另外，该断路器通过设置辅助通信功能单元210提供了除了HPLC通信外的多种额外与外部通信连接的方式；具体地，辅助通信功能单元210至少包括蓝牙通信模块211和RS485端口212。实现多模通信方式，满足各种应用场景，有利于智能化物联系统的搭建。

计量功能单元110和保护功能单元120之间通过UART通信进行数据传输，保护功能单元120由三相计量电流互感器111上通过的三相电线计算检测信号进而控制脱扣器工作，实现短路保护、过载保护以及缺相保护。

需要说明的是，保护功能单元120是采用常用的断路器的保护功能电路板即可，在此不再详述。

进一步，保护功能单元120与计量功能单元110连接的接线中包含第一引线，保护功能单元120与三相保护电流互感器121连接的接线中包含第二引线；第一引线与第二引线由电桥整流成供保护功能单元120工作所需电源的正负极，且其与供电输入端口410连接。

进一步，断路控制部100设有三相接线端子311。从三相接线端子311的一端引出的三相电线绕过三相计量电流互感器111的铁芯，通过三相计量电流互感器111将从三相接线端子311引出的三相电线的大电流转换为小电流作为检测信号供计量功能单元110计量之用。从三相接线端子311的一端引出的三相电线绕过三相保护电流互感器121的铁芯，通过三相保护电流互感器121将从三相接线端子311引出的三相电线的大电流转换为小电流作为检测信号供保护功能单元120保护之用。

进一步，从三相接线端子311的另一端引出的三相电线与内置电源230连接，为内置电源230充电，当然，从三相接线端子311的另一端引出的三相电线与内置电源230之间设置有稳压电路、整流电路等，将高压降低至适配内置电源230的低压，在此不再详述。

进一步，内置电源230设有零线端子312，零线端子312与三相接线端子311中的任一相端子共同构成HPLC通信模块310的两极。该断路器通过HPLC通信模块310实现HPLC通信功能，与外部电力设备进行信息交互。

进一步，内置电源230与辅助通信功能单元210连接，为辅助通信功能单元210提供电能；以及为计量功能单元110和保护功能单元120提供电能。

进一步，内置电源230与超级电容220连接；超级电容220能存储大量的电能。

参照图2至图10，进一步，计量功能单元110包括主控制芯片111、三相电压采样电路132、三相电压计量电路133、三相电流采样电路134和三相电流计量电路135。

三相电压采样电路132与三相电压计量电路133连接，三相电流采样电路134与三相电流计量电路135连接，三相电压计量电路133和三相电流计量电路135分别与主控制芯片111连接。

进一步，计量功能单元110还包括输入保护电路141、稳压电路142、电平自适应电路143和警示器控制电路144。其中警示器控制电路144与主控制芯片111连接。输入保护电路141起到对计量功能单元110的输入端的过流、过压保护以及限流作用。稳压电路142起到在计量功能单元110的输入电压波动或负载发生改变时保持计量功能单元110的输出电压基本不变的作用。电平自适应电路143起到计量功能单元110与内置电源230之间的电平转换的作用。

另外，断路控制部100与通信部200均设有TTL通信端口430，实现双向的数据传输。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种断路器，其特征在于，包括分离的断路控制部和通信部；所述断路控制部包括计量功能单元和保护功能单元；所述通信部包括内置电源和用于与外部通信连接的辅助通信功能单元；所述通信部设有与所述内置电源电连接的供电输出端口，所述断路控制部设有与所述供电输出端口电连接的供电输入端口，所述计量功能单元、所述保护功能单元与所述供电输入端口均电连接；所述计量功能单元与所述保护功能单元电连接；所述计量功能单元连接有三相计量电流互感器，所述保护功能单元连接有三相保护电流互感器。

2.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于，所述保护功能单元与所述计量功能单元连接的接线中包含第一引线，所述保护功能单元与所述三相保护电流互感器连接的接线中包含第二引线，所述第一引线与所述第二引线由电桥整流成供所述保护功能单元工作所需电源的正负极。

3.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于，所述断路控制部设有三相接线端子，从所述三相接线端子的一端引出的三相电线绕过所述三相计量电流互感器。

4.根据权利要求3所述的一种断路器，其特征在于，从所述三相接线端子的另一端引出的三相电线与所述内置电源连接。

5.根据权利要求4所述的一种断路器，其特征在于，所述内置电源设有零线端子，所述零线端子与所述三相接线端子中的任一相端子共同构成HPLC通信模块的两极。

6.根据权利要求4所述的一种断路器，其特征在于，所述内置电源与超级电容连接。

7.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于，所述辅助通信功能单元至少包括蓝牙通信模块和RS485端口。

8.根据权利要求1所述的一种断路器，其特征在于，所述计量功能单元包括主控制芯片、三相电压采样电路、三相电压计量电路、三相电流采样电路和三相电流计量电路；三相电压采样电路与三相电压计量电路连接，所述三相电流采样电路与所述三相电流计量电路连接，所述三相电压计量电路和所述三相电流计量电路分别与所述主控制芯片连接。

9.根据权利要求8所述的一种断路器，其特征在于，所述计量功能单元还包括输入保护电路、稳压电路和电平自适应电路。

10.根据权利要求8所述的一种断路器，其特征在于，所述计量功能单元还包括警示器控制电路，所述警示器控制电路与所述主控制芯片连接。