CN221303446U - 断路器数字化传感器电路及开关柜的传感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于断路器技术领域，具体涉及一种断路器数字化传感器电路及开关柜的传感装置，所述断路器数字化传感器电路包括测量模块、主控MCU模块，测量模块包括输入电流采样电路、输入电压采样电路，输入电流采样电路与主控MCU模块连接，输入电压采样电路与主控MCU模块连接，输入电流采样电路、输入电压采样电路均包括计量电路，计量电路用于将输入模拟电压、电流转化为数字信号，同时计量电路还能够测量包括功率、功率因素、电量、谐波多个电参数，多个电参数传输至主控MCU模块。因此本实用新型能够计量多个电参数，反馈的开关柜的电参数更加全面，进而上位机可以对开关柜实现更加精准的控制。

Description

断路器数字化传感器电路及开关柜的传感装置

技术领域

本实用新型属于断路器技术领域，具体涉及一种断路器数字化传感器电路及开关柜的传感装置。

背景技术

开关柜是电力系统变电与配电系统之间的枢纽设备，主要由断路器、隔离开关、操作机构、自动重合器及装载这些设备的柜体等元件构成，在电网系统中起着通断、控制或保护等作用，一旦发生故障将严重影响电力系统的供电可靠性，因此需要对开关柜回路进行电参量采集。

目前对于开关柜的电参量采集，大部分还是停留在单个采集装置采集某个特定电参量的阶段，比如通过电压互感器采集电压信号、电流互感器采集电流信号、测温传感器测试运行温度等单一功能，需要对各个监测回路进行分别布置和采集，不仅成本高，而且各个采集装置占用空间较大。

现有技术CN209184073U涉及开关柜保护设备技术领域，尤其为一种开关柜智能操控装置，包括DSP芯片、低通滤波模块、开关量输入模块，所述低通滤波模块输出连接A/D转转模块，该A/D转转模块与DSP芯片连接，所述开关量输入模块通过模糊PID控制器连接到DSP芯片，所述DSP芯片连接有开关量输出模块，该装置还包括凝露控制模块与通信模块，所述凝露控制模块通过温度采集器与DSP芯片连接，所述通信模块串口总线连接到DSP芯片；所述低通滤波模块输入连接有电流互感器和电压互感器。该现有技术结构精简，降低了臃肿的结构，又减少了接线，消除了系统稳态误差，避免信号的电磁干扰，提高了装置的电磁兼容性，可以主动防止开关柜凝露的产生，提高了防凝露效果。然而该现有技术只能采集电压、电流，不能实时测量开关柜的电压、电流外的其他电参数，如功率、功率因素、电量、谐波多个电参数，反馈的电参数不够全面，因此对开关柜的控制不够精准。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，即开关柜智能操控装置能够测量开关柜的多个电参数，如功率、功率因素、电量、谐波多个电参数，以提高开关柜的控制精准性，本实用新型提供如下技术方案：

一种断路器数字化传感器电路，包括测量模块、主控MCU模块，测量模块包括输入电流采样电路、输入电压采样电路，输入电流采样电路输入为电流互感器，输入电压采样电路输入为电压传感器；输入电流采样电路与主控MCU模块连接，输入电压采样电路与主控MCU模块连接，输入电流采样电路、输入电压采样电路均包括计量电路，计量电路与主控MCU模块连接，计量电路用于将输入模拟电压、电流转化为数字信号，同时计量电路还能够测量包括电压、电流外的功率、功率因素、电量、谐波多个电参数，多个电参数传输至主控MCU模块，主控MCU模块根据电参数反馈控制信号至开关柜的上位机。

进一步地，所述计量电路包括计量芯片，所述计量芯片与所述主控MCU模块通过光电隔离模块进行双工通信。

进一步地，所述测量模块还包括温度采集电路，所述温度采集电路一端与外部温度传感器相连，所述温度传感器模块另一端与所述主控MCU模块相连。

进一步地，所述测量模块还包括外部控制继电器模块，所述外部控制继电器模块一端与外部继电器相连，所述外部控制继电器模块另一端与所述主控MCU模块相连。

进一步地，所述测量模块还包括通信模块，所述通信模块包括RS485通信模块，RS485通信模块一端与外部RS485通信线连接至上位机，RS485通信模块另一端与主控MCU模块连接。

进一步地，所述通信模块还包括TTL通信模块，TTL通信模块与外部TTL通信线连接至上位机，TTL通信模块还与主控MCU模块连接。

进一步地，所述断路器数字化传感器电路还包括电源模块，电源模块包括交流转直流电源电路、电源模块一、电源模块二；交流转直流电源电路一端与交流220V连接，交流转直流电源电路另一端输出两路直流电压+12V和+12VA分别作为电源模块一、电源模块二的输入。

进一步地，电源模块一输出为5V直流电源，用于为主控MCU模块中的主控芯片供电；电源模块二输出为3.3V直流电源，用于为计量芯片供电。

进一步地，所述断路器数字化传感器电路还包括JTAG调试电路，JTAG调试电路一端与仿真器连接，JTAG调试电路另一端与主控MCU模块连接。

进一步地，还包括储存模块，所述储存模块包括EEPROM芯片，储存模块与主控MCU模块连接。

本实用新型还提供一种用于开关柜的传感装置，包括前述所述的断路器数字化传感器电路以及壳体，所述壳体上设置电流互感器、电压传感器以及温度传感器，电流互感器、电压传感器以及温度传感器与所述断路器数字化传感器电路连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的测量模块包括输入电流采样电路、输入电压采样电路，输入电流采样电路、输入电压采样电路除了基础的电流电压采集外，输入电流采样电路、输入电压采样电路均包括计量电路，计量电路还能够测量包括三相电压、功率、能量，各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率，基波有功功率/电能/电压/电流有效值以及CF脉冲输出的多个电参数，多个电参数传输至主控MCU模块，主控MCU模块根据电参数反馈控制信号至开关柜的上位机；因此本实用新型能够计量多个电参数，反馈的开关柜的电参数更加全面，进而上位机可以对开关柜实现更加精准的控制。

附图说明

图1为本实用新型的断路器数字化传感器电路原理框图；

图2为本实用新型的输入电流接口、采样电流低通滤波电路连接电路原理图；

图3为本实用新型的计量芯片电路原理图；

图4为本实用新型的输入电压接口、电压分压电路、采样电压低通滤波电路连接电路原理图；

图5为本实用新型的光电隔离模块一电路原理图；

图6为本实用新型的光电隔离模块二电路原理图；

图7为本实用新型的计量芯片的第一组滤波电容电路原理图；

图8为本实用新型的计量芯片的第二组滤波电容电路原理图；

图9为本实用新型的温度采集电路原理图；

图10为本实用新型的继电器端口电路原理图；

图11为本实用新型的第一外部控制继电器电路原理图；

图12为本实用新型的第二外部控制继电器电路原理图；

图13为本实用新型的主控MCU模块电路原理图；

图14为本实用新型的储存电路原理图；

图15为本实用新型的第一RS485控制电路原理图；

图16为本实用新型的第二RS485控制电路原理图；

图17为本实用新型的RS485端口电路原理图；

图18为本实用新型的第TTL通信电路原理图；

图19为本实用新型的JTAG调试电路原理图；

图20为本实用新型的交流转直流电源电路原理图；

图21为本实用新型的电源模块一电路原理图；

图22为本实用新型的电源模块二电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图说明对本实用新型的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例并不是本实用新型的全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

结合图1所示，本实用新型提供一种断路器数字化传感器电路，包括测量模块、主控MCU模块、通信模块、电源模块。

所述断路器数字化传感器电路的功能包括测量三相电压、有功功率、无功功率、视在功率、有功能量及无功能量，各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率，基波有功功率/电能/电压/电流有效值以及CF脉冲输出，还包括断路器跳闸信号输出功能、三相铜排的温度实时监测功能；

如图1所示，测量模块包括电参量采集模块，电参量采集模块包括输入电流采样电路、输入电压采样电路；电参量采集模块用于将模拟输入电压、输入电流转换成数字信号，并将数字信号通过串口传输给主控MCU模块；

具体的，结合图2、图3所示，输入电流采样电路包括输入电流接口CT、采样电流低通滤波电路、计量电路，输入电流接口CT输入为电流互感器，该电流传感器是一个线圈，输入电流接口CT输出为采样电流低通滤波电路，经过采样电流低通滤波电路后与计量电路输入连接；采样电流低通滤波电路用于过滤模拟输入电流信号的噪声，避免电磁干扰；计量电路将输入的模拟电流信号转化为数字信号；

结合图4、图3所示，输入电压采样电路包括输入电压接口N、A/B/C，还包括电压分压电路、采样电压低通滤波电路、计量电路，输入电压接口N、A/B/C输入为电压传感器，该电压传感器是一个接触铜片，输入电压接口N、A/B/C输出为电压分压电路，输入电压接口A/B/C连接采样电压低通滤波电路，经过采样电压低通滤波电路后与计量电路输入连接；电压分压电路为精密电阻分压采样；采样电压低通滤波电路用于过滤模拟输入电压信号的噪声，避免电磁干扰；计量电路将输入的模拟电压信号转化为数字信号；

如下给出具体的电参量采集模块电路实施结构：

输入电流采样电路：

如图2、图3所示，外部的电流传感器输入电流正极接入输入电流接口CT端口1、负极接入输入电流接口CT端口2；

电流接口CT端口1连接电阻R20第一端，电阻R20第二端连接电阻R23第一端、并接模拟地GNDA，电阻R23第二端连接电流接口CT端口2；电阻R20第一端还连接电阻R19第一端，电阻R23第二端连接电阻R25第一端；电容C28第一端连接电阻R19第二端，电容C28第二端连接电容C31第一端，电容C31第二端连接电阻R25第二端，电容C28、电容C31中间结点接模拟地GNDA；电阻R19、电阻R20、电阻R23、电阻R25、电容C28、电容C31构成采样电流低通滤波电路；

电容C28第一端连接计量芯片U9引脚IAP，电容C31第二端连接计量芯片U9引脚IAN；

如图4、图3所示，输入电压采样电路：

将电压传感器采样的输入电压接入输入电压接口N、A/B/C；

输入电压接口N与电阻R24、电阻R26、电阻R28、电阻R30、电阻R31依次串联；精密电阻R24、电阻R26、电阻R28、电阻R30、电阻R31构成电压分压电路，用于分压采样；

其中，电阻R31并联电容C15，电阻R31第一端连接输入电压接口A/B/C，电容C15第一端接模拟地GNDA，电容C15第二端连接计量芯片U9引脚UP；电容C15、电阻R31构成采样电压低通滤波电路；

计量电路：

结合图3、图7、图8所示，计量电路包括计量芯片、计量芯片滤波电路，计量电路输出与主控MCU模块连接，计量电路将前述数字信号通过串口传输给主控MCU模块；且计量芯片能够测量三相电压、有功功率、无功功率、视在功率、有功能量及无功能量，各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率，基波有功功率/电能/电压/电流有效值以及CF脉冲输出；

因此本实施例的电参量采集模块采集的开关柜的电参数全面，反馈的开关柜的电参数更加全面，进而上位机可以对开关柜实现更加精准的控制。

如图3所示，计量芯片U9采用单相计量芯片，型号为V9240，单相计量芯片V9240为多功能、低功耗的无晶振单相计量AFE芯片，支持波特率自适应，最小封装低至8pin，提供丰富电能测量数据；计量芯片U9负责计量用电负载的用电量、测量用电负载的功率大小和电流大小，以及市电的电压等。

具体的，计量芯片U9引脚AVDD接3.3VA电源供电，3.3VA电源由电源模块一提供；

计量芯片U9作为主控芯片U4的接收端时，计量芯片U9通过光电隔离模块一与主控芯片U4连接，具体连接如下：

结合图3、图5、图13所示，计量芯片U9引脚RX与三极管V8集电极连接，三极管V8发射极连接模拟地GNDA，三极管V8集电极连接电阻R9第一端，三极管V8基极连接电阻R11第一端，三极管V8发射极连接电阻R12第一端，电阻R12第二端连接电阻R11第二端，电阻R11第二端连接光耦合器U14第三引脚，电阻R9第二端连接光耦合器U14第四引脚，电阻R10第二端连接光耦合器U14第一引脚，光耦合器U14第二引脚连接主控芯片U4引脚23，光耦合器U14第二引脚与电容C6第一端连接，电容C6第一端连接地GND；

计量芯片U9作为主控芯片U4的发送端时，计量芯片U9通过光电隔离模块二与主控芯片U4连接，具体连接如下：

结合图3、图6、图13所示，计量芯片U9引脚RX与电阻R15第一端连接，电阻R15第二端连接光耦合器U16第二引脚，光耦合器U16第二引脚连接电容C8第一端，电容C8第二端接模拟地GNDA，光耦合器U16第一引脚连接电源+3.3VA；光耦合器U16第三引脚连接电阻R16第一端，电阻R16第二端连接三极管V5基极，电阻R17第一端连接电阻R16第一端，电阻R17第二端连接三极管V5发射极；电阻R14第一端连接光耦合器U16第四引脚，电阻R14第二端连接三极管V5集电极；光耦合器U16第四引脚连接一上拉电阻R13；三极管V5集电极连接电容C7第一端，三极管V5发射极连接电容C7第二端；三极管V5发射极接地GND；三极管V5集电极连接主控芯片U4引脚22；

结合图3、图7、图8所示，计量芯片U9引脚AVDD还连接两个并联的电容C16、电容C39后接模拟地GNDA，计量芯片U9引脚VDD1V8接两个并联的电容C29、电容C12后接模拟地GNDA，计量芯片U9引脚5串联电容C3后接模拟地GNDA；电容C3，电容C16，电容C39，电容C29，电容C12是计量芯片U9的滤波电容，电容C16、电容C39是计量芯片的第一组滤波电容，电容C29、电容C12是计量芯片的第二组滤波电容。

如图1所示，测量模块还包括温度采集电路，如图9所示，温度采集电路包括温度接线端子TM1、温度滤波电路，温度采集电路用于采集外部温度传感器的温度，该温度传感器可选择接触式测温传感器，本实施例中，采集外部的母排的温度模拟量，用来监控母排的工作温度，保证了开关柜安全稳定运行，提高了开关柜的运行效率；温度接线端子TM1与外部温度传感器连接，温度滤波电路用于过滤温度接线端子TM1采集的温度传感器的噪声；

具体的，结合图9、图13所示，温度接线端子TM1输入为外部温度传感器采集的温度的模拟量，温度采集端口TM1接线端1输出连接电容C24第一端，温度采集端口TM1接线端2连接电容C24第二端，电容C24第二端接地；温度采集端口TM1接线端1通过一上拉电阻R22与5V电源连接；温度采集端口TM1接线端1与电阻R72第一端连接，电阻R72第二端与电容C38第一端连接，电容C38第二端接地；电容C38第一端与温度接线端子TMX连接，温度接线端子TMX引脚1、2、3分别与主控芯片U4引脚10、11、12连接；电阻R72与电容C38构成温度接线端子TM1的滤波电路。

如图1所示，所述断路器数字化传感器电路还包括外部控制继电器电路，外部控制继电器电路包括第一外部控制继电器电路、第二外部控制继电器电路，通过主控MCU模块控制外部控制继电器电路，进而控制继电器以控制外部开关柜开关，监控开关柜的状态，还可以设置报警时输出继电器关闭外部开关。

第一外部控制继电器电路的电路连接如下：

具体的，结合图10、图11、图13所示，继电器端口RELAY引脚1、2分别连接开关柜的开关，继电器K1接线端5接入继电器端口RELAY引脚2，继电器K1接线端4接入继电器端口RELAY引脚3，继电器K1接线端1与二极管D4负极连接，继电器K1接线端2与二极管D4正极连接，继电器K1接线端2与三极管V6集电极连接，三极管V6基极与电阻R67第一端连接，三极管V6发射极接地GND，电阻R71第一端连接三极管V6发射极，电阻R71第二端连接电阻R67第二端，电阻R67第二端与主控芯片U4引脚1连接；

第二外部控制继电器电路的电路连接如下：

结合图10、图12、图13所示，继电器K2接线端5接入继电器端口RELAY引脚1，继电器K2接线端4接入继电器端口RELAY引脚3，继电器K2接线端1与二极管D1负极连接，继电器K2接线端2与二极管D1正极连接，继电器K2接线端2与三极管V1集电极连接，三极管V1基极与电阻R70第一端连接，三极管V1发射极接地GND，电阻R4第一端连接三极管V1发射极，电阻R74第二端连接电阻R70第二端，电阻R70第二端与主控芯片U4引脚24连接；

继电器端口RELAY用于输出断路器运行异常信号，实现断路器自动跳闸功能。

结合图1、13所示，主控MCU模块包括主控芯片U4，主控芯片U4是系统的主控芯片，用于处理传感器采集的模拟信号模数转换后输入的数字信号，计算电压、电流、功率、频率、能量等所需要的参数，控制输出液晶显示，以及外部继电器控制等；主控芯片U4负责通信、继电器控制、三相铜排温度检测、数据储存等；

主控MCU模块能够根据当前开关柜的运行状态，比如过流、温度过高等异常情况发出一个开关量信号，来控制开关柜的开关。

具体的，结合图5、图13所示，主控芯片U4作为发射信号端，通过光耦合器U14与计量芯片U9相连；

结合图6、图13所示，主控芯片U4作为接收信号端，通过光耦合器U16与计量芯片U9相连；实现了主控芯片U4与计量芯片U9的双工通信；电阻R76第一端接电源+12V，电阻R76第二端连接电阻R32第一端，电阻R32接地GND，电阻R32第一端与主控芯片U4引脚LVDIN连接；

如图1所示，所述断路器数字化传感器电路还包括储存电路，储存电路采用EEPROM芯片U10，用于存储主控芯片U4的测试数据；

具体的，结合图14、图13所示，EEPROM芯片U10引脚WP与主控芯片U4引脚7连接、并连接一上拉电阻R64；EEPROM芯片U10引脚SCL与主控芯片U4引脚6连接，并连接一上拉电阻R65；EEPROM芯片U10引脚SDA与主控芯片U4引脚2连接，并连接一上拉电阻R66；EEPROM芯片U10引脚A0、A1、A2与EEPROM芯片引脚GND短接后接地GND；EEPROM芯片U10引脚A2与电容C35第二端连接，电容C35第一端与EEPROM芯片U10引脚VCC连接后接入电源+5V；

结合图1、图15、图16所示，通信模块包括RS485控制电路，RS485控制电路包括第一、第二RS485控制电路包括，第一RS485控制电路包括RS485芯片U11，第二RS485芯片U5，RS485端口用于连接RS485通信线，用于输出符合Modbus通讯协议的测试数据，可直接与各类表计或者后台进行通讯；

具体的，结合图15、图13所示，RS485芯片U11引脚1与主控芯片U4引脚20相连，主控芯片U4引脚20作为RS485芯片U11信号接收端；RS485芯片U11引脚2、3与主控芯片U4引脚19相连，主控芯片U4引脚19作为RS485芯片U11信号使能端；RS485芯片U11引脚4与主控芯片U4引脚21相连，主控芯片U4引脚21作为RS485芯片U11信号传输端；

结合图15、图13、图17所示，RS485芯片U11引脚5接地GND，RS485芯片U11引脚5与电阻R54第一端连接，RS485芯片U11引脚7与电阻R54第二端连接，RS485芯片U11引脚6与两个方向连接二极管D9正极一连接，RS485芯片U11引脚7与两个方向连接二极管D9正极二连接；RS485芯片U11引脚8与5V电源连接，RS485芯片U11引脚8与电容C17第一端连接，电容C17第二端接地；RS485芯片U11引脚8还与电阻R45第一端连接，电阻R45第二端与两个方向连接二极管D9正极一连接；RS485芯片U11引脚6、7连接RS485端口；

具体的，结合图16、图13所示，RS485芯片U5引脚1与主控芯片U4引脚18相连，主控芯片U4引脚18作为RS485芯片U5信号接收端；RS485芯片U5引脚2、3与主控芯片U4引脚16相连，主控芯片U4引脚16作为RS485芯片U5信号使能端；RS485芯片U5引脚4与主控芯片U4引脚18相连，主控芯片U4引脚18作为RS485芯片U5信号传输端；

结合图16、图13、图17所示，RS485芯片U5引脚5接地GND，RS485芯片U5引脚5与电阻R8第一端连接，RS485芯片U5引脚7与电阻R8第二端连接，RS485芯片U5引脚6与两个方向连接二极管D7正极一连接，RS485芯片U5引脚7与两个方向连接二极管D7正极二连接；RS485芯片U5引脚8与5V电源连接；RS485芯片U5引脚8还与电阻R1第一端连接，电阻R1第二端与两个方向连接二极管D7正极一连接；RS485芯片U5引脚6、7连接RS485端口；

结合图1、图18、图13所示，通信模块还包括TTL通信电路，TTL通信电路包括TTL接口，TTL接口引脚2串联电阻R18，电阻R18第一端与主控芯片U4引脚18相连，TTL接口引脚3串联电阻R21，电阻R21第一端与主控芯片U4引脚17相连；实现了主控芯片U4与上位机的通信；

通信模块能够兼容第三方数显表，通信模块通过RS485接口传输数据，以显示测量模块的测量信息。

如图1、图19所示，所述断路器数字化传感器电路还包括JTAG调试电路，JTAG调试电路一端与仿真器连接，JTAG调试电路另一端与主控MCU模块连接，用于向主控芯片U4内烧写运行程序或调试整个电路的性能。

如图1所示，电源模块包括交流转直流电源电路、电源模块一、电源模块二；交流转直流电源电路的输入为220V的交流电压，交流转直流电源电路输出转换成两路隔离直流电压+12V和+12VA，提供给整个系统供电，其中电源模块一输入为电压12V，电源模块一用于输出5V直流电源给温度采集电路、外部控制继电器电路、主控MCU模块、储存电路、通信模块、JTAG调试电路供电；电源模块二输入为电压12VA，电源模块二用于输出3.3V直流电源给计量芯片U9供电。

如图20所示，交流转直流电源电路中AC1和AC2是外部输入的交流220V接口，U1是电源转换芯片，T1是变压器，用于电压隔离和电压转换；

具体的，如图20所示，交流转直流电源电路包括交流220V接口AC1、交流220V接口AC2，交流220V接口AC1、交流220V接口AC2输入端连接外部交流220V，交流220V接口AC1输出端与电阻VR1第一端相连，交流220V接口AC2输出端与电阻VR1第二端相连，电容CX1并联在电阻VR1两端；

电容CX1第一端连接于整流桥堆BDI MBIOS引脚2，电容CX1第二端连接于电阻RT1第一端，电阻RT1第二端连接于整流桥堆BDI MBIOS引脚1，整流桥堆BDI MBIOS引脚4接保护地PGND，整流桥堆BDI MBIOS引脚3连接于电容EC1正极，电容EC1负极接保护地PGND；

电容EC1正极连接于电阻RF2第一端，电阻RF2第二端连接于电阻RF1第一端，电阻RF2第一端与电容C11第一端连接，电容C11第二端与电阻RF1第二端连接，电阻RF1第二端连接于二极管D3负极；

电容C11第一端连接于变压器T1第五接线端，二极管D3正极连接于变压器T1第三接线端；变压器T1第二接线端连接于二极管D2正极，二极管D2负极连接于电阻R4第一端，电阻R4第二端连接于电容EC7第一端，电容EC7第二端接保护地PGND；变压器T1第一接线端连接接保护地PGND；

二极管D3正极连接于电源转换芯片U1的引脚5、6、7、8，电源转换芯片U1的引脚1接保护地PGND，电源转换芯片U1的引脚2与电容C4第一端连接，电源转换芯片U1的引脚2还连接于电容EC7第一端，电容C4第二端接保护地PGND，电源转换芯片U1的引脚3与电阻R3第一端连接，电阻R3第二端接保护地PGND，电源转换芯片U1的引脚4与电容C40第一端连接，电容C40第二端接保护地PGND；

变压器T1第六接线端连接接二极管D6正极，二极管D6负极连接于电容EC8正极，电容EC8负极连接于变压器T1第七接线端，电容EC8两端并联电阻R6，电阻R6两端并联电容C10，电阻R6、电容C10第二端接模拟地GNDA，电容C10的两端为直流电压+12VA的输出端。

变压器T1第九接线端连接接二极管D5正极，二极管D5负极连接于电容EC6正极，电容EC6负极连接于变压器T1第十接线端，电容EC6两端并联电容C34，电容C34第一端连接于电感L3第一端，电感L3第二端连接于电容EC5正极，电容EC5负极连接于电容C34第二端，电容EC5两端并联电容C23，电容C23第二端接地GND，电容C23两端为直流电压12V输出端；

电容C34第一端还连接于电阻R5第一端，电阻R5第二端连接于电阻R27第一端，电阻R27第二端连接于电容C43第一端；电容C43第一端还连接于电阻R29第一端，电阻R29第二端连接于电容C42第一端，电容C42第二端连接于电容C43第二端；

电阻R7第一端连接于电阻R5第一端，电阻R7第二端连接于电容C42第二端，电阻R7第二端还连接电阻R33第一端，电阻R33第二端接地GND；

电阻R27第一端还连接于光耦合器U13第一引脚，光耦合器U13第二引脚连接于电阻R27第二端，光耦合器U13第二引脚还连接于稳压二极管U3负极，稳压二极管U3负极连接于电阻R33第二端；电容C43第二端还连接于稳压二极管U3输出端；

电容C40第一端还连接于电阻R2第一端，电阻R2第二端连接光耦合器U13第四引脚、电容C40第二端还连接于光耦合器U13第三引脚。

如图21所示，电源模块一包括降压芯片U7，降压芯片U7用于将+12V转成+5V，提供给RS485通讯模块、TTL通信电路、温度采集电路、储存电路、JTAG调试电路、外部控制继电器电路提供5V直流电源供电；

如图22所示，电源模块二包括降压芯片U6，电源模块二由降压芯片U6将电源模块输出的+12VA电压转成+3.3VA，具体的降压芯片U6第三引脚接电压+12VA，降压芯片U6第二引脚接模拟地GNDA，降压芯片U6第三引脚接、第二引脚上并联电容C18，降压芯片U6第一引脚、第二引脚上并联电容C19，电容C19并联电容C41，电容C41两端输出电压+3.3VA。

本实用新型还提供一种用于开关柜的传感装置，包括前述所述的断路器数字化传感器电路，还包括壳体，所述壳体上设置电流互感器、电压传感器以及温度传感器，电流互感器、电压传感器以及温度传感器与所述断路器数字化传感器电路连接；是一款面向分布式能源系统的开关设备数字化传感器，实现分布式能源系统设备运行电气参数的实时采集和上传功能。

通过一个装置解决多个电参量的实时监测，并能对电参量的变化进行及时预警和开关联动，保证开关柜的安全稳定运行，减少目前监测回路所需布置的数量，减轻电参量监测回路布置人工强度，降低电参量监测系统成本。

本产品可用于监测电压、电流、相位和频率检测及抽屉主插件温度实时监测功能，并能及时预警开关柜运行状态。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种断路器数字化传感器电路，包括测量模块、主控MCU模块，测量模块包括输入电流采样电路、输入电压采样电路，输入电流采样电路输入为电流互感器，输入电压采样电路输入为电压传感器；输入电流采样电路与主控MCU模块连接，输入电压采样电路与主控MCU模块连接，其特征在于，输入电流采样电路、输入电压采样电路均包括计量电路，计量电路与主控MCU模块连接，计量电路用于将输入模拟电压、电流转化为数字信号，同时计量电路还能够测量包括电压、电流外的功率、功率因素、电量、谐波多个电参数，多个电参数传输至主控MCU模块，主控MCU模块根据电参数反馈控制信号至开关柜的上位机。

2.根据权利要求1所述的断路器数字化传感器电路，其特征在于，所述计量电路包括计量芯片，所述计量芯片与所述主控MCU模块通过光电隔离模块进行双工通信。

3.根据权利要求1所述的断路器数字化传感器电路，其特征在于，所述测量模块还包括温度采集电路，所述温度采集电路一端与外部温度传感器相连，所述温度传感器模块另一端与所述主控MCU模块相连。

4.根据权利要求2所述的断路器数字化传感器电路，其特征在于，所述测量模块还包括外部控制继电器模块，所述外部控制继电器模块一端与外部继电器相连，所述外部控制继电器模块另一端与所述主控MCU模块相连。

5.根据权利要求1所述的断路器数字化传感器电路，其特征在于，所述测量模块还包括通信模块，所述通信模块包括RS485通信模块，RS485通信模块一端与外部RS485通信线连接至上位机，RS485通信模块另一端与主控MCU模块连接。

6.根据权利要求2所述的断路器数字化传感器电路，其特征在于，所述断路器数字化传感器电路还包括电源模块，电源模块包括交流转直流电源电路、电源模块一、电源模块二；交流转直流电源电路一端与交流220V连接，交流转直流电源电路另一端输出两路直流电压+12V和+12VA分别作为电源模块一、电源模块二的输入。

7.根据权利要求6所述的断路器数字化传感器电路，其特征在于，电源模块一输出为5V直流电源，用于为主控MCU模块中的主控芯片供电；电源模块二输出为3.3V直流电源，用于为计量芯片供电。

8.根据权利要求1-6任一项所述的断路器数字化传感器电路，其特征在于，所述断路器数字化传感器电路还包括JTAG调试电路，JTAG调试电路一端与仿真器连接，JTAG调试电路另一端与主控MCU模块连接。

9.根据权利要求1所述的断路器数字化传感器电路，其特征在于，还包括储存模块，所述储存模块包括EEPROM芯片，储存模块与主控MCU模块连接。

10.一种用于开关柜的传感装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的断路器数字化传感器电路以及壳体，所述壳体上设置电流互感器、电压传感器以及温度传感器，电流互感器、电压传感器以及温度传感器与所述断路器数字化传感器电路连接。