專利名稱：多功能智能型低壓斷路器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種供電電路中所用的多功能智能型低壓斷路器，多功能智能型低壓 斷路器是一種集電路控制技術、微電子技術、電能傳感技術、網絡監(jiān)控技術、信息通訊技術、 電能計量智能控制技術等集成于一體的低壓斷路器，可達到電路智能監(jiān)控與保護，實現(xiàn)電 能計量與計費自動化。
背景技術：
目前在低壓配電控制系統(tǒng)中使用的塑殼式或卡軌式斷路器，在低壓電路中可以實 現(xiàn)電路通斷和短路、過流保護，與漏電裝置配合實現(xiàn)漏電、斷線等保護。監(jiān)測電流、電壓、功 率因數(shù)、諧波等電能質量數(shù)據(jù)需靠相關儀器儀表測量配合完成，電能計量與付費管理、電能 營銷與電能量控制管理需靠電能表以及電力管理部門售電管理系統(tǒng)配合完成。在以用電為 主的用戶市場，此種低壓斷路器只有在有效配有電能計量、測量儀器儀表、通信設備的同時 才能完成電能質量、供求遠程監(jiān)控，實現(xiàn)電能量控制，同時存在與電能量供需轉換過程不同 步。作為低壓配電饋線、低壓電器設備、民用配電終端、工業(yè)動力配電終端用的低壓斷路器 只具備通斷和保護電路功能，裝有漏電裝置的低壓斷路器具有漏電保護功能；不具備現(xiàn)場、 遠程監(jiān)測顯示所控制電路的電流、電壓大小，功率因數(shù)以及電路波形質量、電能量用余量等 電能參數(shù)；不具備實現(xiàn)電能付費計量的電能量自動控制；不具備與電力管理部門實現(xiàn)遠程 網絡通信監(jiān)控，不能實現(xiàn)遠程電能量智能化管理控制，此種低壓斷路器作用單一，沒有賦予 新功能。隨著數(shù)字智能型電網的建設發(fā)展，電能用戶終端對電能質量的需求不僅僅滿足于 可靠、安全，而是提供高效、快捷的電能服務和經濟、優(yōu)質的電能產品。具有自我識別、分析 判斷、處理的自動化程度高的“一件多能”智能電器將被廣泛應用，取代自動化程度低、功能 單一、功能一體化差、缺乏信息共享智能管理的電器，取而代之的是功能齊全、一體化程度 高、具有信息網絡共享的高自動化智能用戶終端。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種可顯示電能質量參數(shù)，遠程網絡監(jiān)控，完成電能量自動 售購控制的多功能智能化的低壓斷路器，解決上述已有技術在的功能單一、功能一體化差、 缺乏信息共享電能智能化管理的問題。本發(fā)明的技術方案是通過以下方式實現(xiàn)的一種多功能智能型低壓斷路器適用于交流配電網中，額定電流為6-630A，額定電 壓為0. ll-lkv，作為低壓配電饋線、低壓電器設備、民用配電終端、工業(yè)動力配電終端的控 制、保護、測量、計量付費、遠程監(jiān)控，可制成電路單相、2相、3相、4相電路控制，加裝漏電控 制裝置的可實現(xiàn)漏電、斷相保護。主要由殼體進出線接線端子、觸頭及通斷機械機構、操作 手柄、隔離層、測量單元、采樣處理單元、電能質量計量CPU處理器、UPS電源模塊、驅動元 件、通訊接口、數(shù)字功能按鍵、IXD顯示屏、報警器、專用IC卡讀寫器組成。其特征在于，電源側進線接線端子輸入連接觸頭及通斷機械機構的上觸頭；觸頭及通斷機械機構的下觸頭 輸出連接測量單元，經過測量單元連接負荷側出線接線端子，并聯(lián)經過隔離層輸入連接UPS 電源模塊；多功能智能型斷路器手動分合操作手柄連接觸頭及通斷機械機構；測量單元輸 出經過隔離層輸入采樣處理單元，采樣處理單元輸出連接電能質量計量CPU處理器；UPS電 源模塊輸出連接電能質量計量CPU處理器；電能質量計量CPU處理器輸入輸出連接專用IC 卡讀寫器、輸入輸出連接實時時鐘、輸入輸出連接儲存器、輸入輸出連接通訊接口 ；電能質 量計量CPU處理器輸出連接LCD顯示屏、輸出連接報警器、輸出連接驅動元件；數(shù)字功能按 鍵輸入連接電能質量計量CPU處理器；驅動元件動作機械輸出經過隔離層連接觸頭及通斷 機械機構。本發(fā)明與已有技術相比具有以下的優(yōu)點1、可根據(jù)電路控制相數(shù)，實時輪顯示瞬時電流、瞬時電壓、功率因數(shù)、瞬時有功功 率、有功最大需量及時間、諧波含量、電能累計電量、電能剩余電量、各費率電能量等電能質 量計量參數(shù)，減少了人工測量和其他電工儀器儀表的使用及配合設置安裝，減少了工作量 和成本。2、通過多功能智能型斷路器通信功能，使得電力管理部門對電能的質量計量遠程 監(jiān)控與管理延伸到低壓配電饋線、低壓電器設備、民用配電終端、工業(yè)動力配電終端。3、通過將電能付費計量及質量控制與斷路器的通斷保護功能進行一體化設計組 合，實現(xiàn)了斷路器對輸出電能量的自動監(jiān)控與計量通斷。4、多功能智能型斷路路實現(xiàn)了多種方式的智能化電能量銷售。和電能用戶信息管理。5、多功能智能型斷路具有電能質量計量極限設置及越限報警和控制保護動作越 限報警。6、電能用戶實現(xiàn)了電能產品的網絡銷售交易、轉移，通過用電性質需要購置不同 時段費率電能產品量，實現(xiàn)最佳電能產品消費效果。7、利用多功能智能型斷路器通訊功能通過通信現(xiàn)場總線與通信適配器、上一層通 信設備連接，或者直接通過有線、無線通訊設備，將所有多功能智能型斷路的電能質量參數(shù) 和電能付費計量各值，直至上傳到電力管理部門的售電管理監(jiān)控系統(tǒng)，進行電能用戶用電 累計值和預售電量值匯總并與電力管理部門的銷售電量、預售電量值、已結算電量值統(tǒng)計 核對，自動生成電網損耗，完成電力管理部門的網損實時控制管理。8、電能用戶電路分合控制保護與電能質量計量信息處理顯示通訊、智能監(jiān)控、UPS 電源模塊通過隔離層(4)進行隔離、屏蔽。9、多功能智能型低壓斷路器可通斷大容量大負荷，而預付費電能表因內接斷路器 觸點原因不能用于大負荷。
四

附圖1-本發(fā)明的結構面板中1-電源側進線接線端子(根據(jù)用電需求制作單相、2相、3相、4相接線端子)2-手動分合操作手柄3-負荷側出線接線端子(根據(jù)用電需求制作單相、2相、3相、4相 接線端子)4_隔離層5-IXD顯示屏6-數(shù)字功能按鍵7-專用IC卡讀寫器8-通信接口9-觸頭及通斷機械機構附圖2-本發(fā)明的工作原理框中9-觸頭及通斷機械機構 10-驅動元件 Il-UPS電源模塊 12-測量單元 13-電能質量計量CPU處理器14-實時時鐘15-儲存器16-采樣處理單元17-報警 器
五具體實施例方式為進一步公開本發(fā)明的技術方案，下面結合說明書附圖通過實施例作詳細說明(一 )多功能智能型低壓斷路器具體操作使用方式(圖1)電能用戶根據(jù)自己用 電性質需要選擇相適應的電路相數(shù)電源，將電源進線接入對應電路相數(shù)的電源側進線接線 端子1 ；當電能用戶選擇單相或三相供電時，多功能智能型低壓斷路器電源側要接入電源 零線；然后通過端鈕盒鉛封18將電源側進線接線端子1進行密封。電能用戶的用電負荷接 入負荷側出線接線端子3，然后通過端鈕盒鉛封18將負荷側出線接線端子3進行密封。手 動分合操作手柄2通過手動控制觸頭及通斷機械機構9完成多功能智能型低壓斷路器的通 斷。隔離層4將電能用戶電路控制與電能質量計量信息處理顯示通訊、驅動元件、UPS電源 模塊進行隔離、屏蔽。LCD顯示屏5實時輪顯多功能智能型低壓斷路器所電路控制的瞬時電 流、瞬時電壓、功率因數(shù)、瞬時有功功率、有功最大需量及時間、諧波含量、電能累計電量、電 能剩余電量、各時段費率電能量等電能質量計量參數(shù)。通過數(shù)字功能按鍵6輸入進行實時 時鐘14的時間調整、電能質量計量報警極限值的設置、輸入密碼與電力管理部門的售電管 理監(jiān)控系統(tǒng)通信實現(xiàn)電能量的網絡化交易、電能質量計量信息查詢業(yè)務。電能用戶通過存 儲媒介(IC卡)與電力管理部門的售電管理監(jiān)控系統(tǒng)進行電能量交易，然后將IC卡與專用 IC卡讀寫器7連接將電能信息輸入輸出電能質量計量CPU處理器13，實現(xiàn)多張專用IC卡 分別計量電能。通信接口 8采用RS-485通信口，采用低壓電器設備要求的通用規(guī)約，利用 RS-485現(xiàn)場總線與通信適配器、上一層通信設備連接，或者直接通過有線、無線通信設備最 后連到電力管理部門的售電管理監(jiān)控系統(tǒng)上，完成多功能智能型低壓斷路器與售電管理監(jiān) 控系統(tǒng)相互通信；電力管理部門的售電管理監(jiān)控系統(tǒng)與銀行、通訊運營商的業(yè)務聯(lián)網，電力 管理部門以及電能用戶根據(jù)需求各費率電能產品量并通過銀行網點、電子銀行、電話網進 行電能產品的銷售交易、轉移，實現(xiàn)最佳電能產品消費。( 二)多功能智能型低壓斷路器工作原理方式(圖2)一種多功能智能型低壓斷路器適用于交流配電網中，額定電流為6-630A，額定電壓為0. ll-lkv，作為低壓配電饋線、低壓電器設備、民用配電終端、工業(yè)動力配電終端的控 制、保護、測量、計量付費、遠程監(jiān)控，可制成電路單相、2相、3相、4相電路控制，加裝漏電控 制裝置的可實現(xiàn)漏電、斷相保護。由進出線接線端子、觸頭及通斷機械機構、操作手柄、隔 離層、測量單元、采樣處理單元、電能質量計量CPU處理器、UPS電源模塊、驅動元件、通訊接 口、數(shù)字功能按鍵、LCD顯示屏、報警器、專用IC卡讀寫器組成。電能用戶根據(jù)自己用電性 質需要選擇相適應的控制電路相數(shù)電源，將電源進線接入電源側進線接線端子1輸入連接 觸頭及通斷機械機構9的上觸頭，觸頭及通斷機械機構9的下觸頭輸出連接測量單元12，經 過測量單元12連接負荷側出線接線端子3，電能用戶將負荷連接到負荷側出線接線端子3 上；從測量單元12連接負荷側出線接線端子3上取電源經過隔離層4輸入連接UPS電源模塊11 ；多功能智能型低壓斷路器通過手動分合操作手柄2手動操作觸頭及通斷機械機構9 ；測量單元12根據(jù)控制電能用戶電路相數(shù)輸出采樣處理單元16需要的每相電流值、電壓值， 測量單元12輸出線經過隔離層4把每相電流值、電壓值輸入采樣處理單元16 ；由采樣處理 單元16將每相電流值、電壓值進行處理、轉換、輸出給電能質量計量CPU處理器13進行邏 輯運算；UPS電源模塊11的輸出為電能質量計量CPU處理器13和驅動元件10以及通信設 備提供不間斷電源；電能用戶通過專用IC卡連接專用IC卡讀寫器7與電能質量計量CPU 處理器13進行輸入輸出電能信息；通過電能質量計量CPU處理器13，數(shù)字功能按鍵6操作 進行實時時鐘14輸入、設置電能質量計量極限、輸入密碼完成電能量交易、查詢所控制電 路電能質量計量；電能質量計量CPU處理器13輸入輸出連接儲存器15進行數(shù)據(jù)保存與調 用；通過電能質量計量CPU處理器13輸入輸出通信接口 8連接通訊設備與電力管理部門的 售電管理監(jiān)控系統(tǒng)進行網絡通信，完成電能質量計量的網絡遠程監(jiān)控和電能用戶所需各時 段費率電能產品量與電力管理部門通過售電管理監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網銀行、通訊運營商業(yè)務完成 電能量銷售交易、轉移；電能質量計量CPU處理器13輸出連接LCD顯示屏5，實時輪顯瞬時 電流、瞬時電壓、功率因數(shù)、瞬時有功功率、有功最大需量及時間、諧波含量、電能累計電量、 電能剩余電量、各時段費率電能量等電能質量計量參數(shù)；電能質量計量CPU處理器13輸出 連接報警器17，實現(xiàn)電能質量計量越限時報警和控制保護動作越限時報警，同時通過與電 力管理部門的售電管理監(jiān)控系統(tǒng)通信實現(xiàn)售電管理監(jiān)控系統(tǒng)報警；當多功能智能型低壓斷 路器所控制電路的電能質量計量越限時，電能質量計量CPU處理器1)輸出開關量連接驅動 元件10，驅動元件10動作機械輸出經過隔離層4驅動觸頭及通斷機械機構9動作，使得多 功能智能型低壓斷路器跳閘斷開所控制電路。電能用戶用過多功能智能型低壓斷路器與電 力管理部門的售電管理監(jiān)控系統(tǒng)通信進行越限解除后，電能用戶方可利用手動分合操作手 柄2手動操作觸頭及通斷機械機構9將多功能智能型低壓斷路器合閘。
權利要求
一種多功能智能型低壓斷路器，主要由進出線接線端子、觸頭及通斷機械機構、操作手柄、隔離層、測量單元、采樣處理單元、電能質量計量CPU處理器、UPS電源模塊、驅動元件、通訊接口、數(shù)字功能按鍵、LCD顯示屏、報警器、專用IC卡讀寫器組成，其特征在于，電源側進線接線端子輸入連接觸頭及通斷機械機構的上觸頭；觸頭及通斷機械機構的下觸頭輸出連接測量單元，經過測量單元連接負荷側出線接線端子，并聯(lián)經過隔離層輸入連接UPS電源模塊；多功能智能型斷路器手動分合操作手柄連接觸頭及通斷機械機構；測量單元輸出經過隔離層輸入采樣處理單元，采樣處理單元輸出連接電能質量計量CPU處理器；UPS電源模塊輸出連接電能質量計量CPU處理器；電能質量計量CPU處理器輸入輸出連接專用IC卡讀寫器、輸入輸出連接實時時鐘、輸入輸出連接儲存器、輸入輸出連接通訊接口；電能質量計量CPU處理器輸出連接LCD顯示屏、輸出連接報警器、輸出連接驅動元件；數(shù)字功能按鍵輸入連接電能質量計量CPU處理器；驅動元件動作機械輸出經過隔離層連接觸頭及通斷機械機構。
2.根據(jù)權利要求1所述的多功能智能型低壓斷路器，其特征在于進出線接線端子和控 制電路可制成單相或二相或三相的低壓斷路器。
3.根據(jù)權利要求1所述的多功能智能型低壓斷路器，其特征在于額定電流為6-630A， 額定電壓為0. 11-1KV，適用于交流配電網領域，具有低壓配電饋線或低壓電器設備或民用 配電終端或工業(yè)動力配電終端的控制、保護、漏電、斷相保護、遠程監(jiān)控或電流電壓測量、電 質量計量付費功能。
全文摘要
一種多功能智能型低壓斷路器，主要由殼體、進出線接線端子，觸頭及通斷機械機構，操作手柄，測量單元、采樣處理單元，電能質量計量CPU處理器，UPS電源模塊，驅動元件、通訊接口、數(shù)字功能按鍵、LCD顯示屏、報警器和專用IC卡讀寫器組成，通過電路連接構成。該斷路器可根據(jù)電路控制相數(shù)，實時輪顯示瞬時電流，瞬時電壓、功率因數(shù)、瞬時有功功率有功最大需量及時間、諧波含量、電能累計電量、電能剩余電量、各時段費率電能量等電能質量參數(shù)、提高了智能管理水平，節(jié)省了輔助儀表設備，降低了生產和管理成本。
文檔編號H01H71/10GK101834099SQ20101015182
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權日2010年4月14日
發(fā)明者何曉輝, 左玉華, 張紅, 李華偉, 李國強, 李臣凱, 李讀亮, 王麗娟, 范永濤, 賀俊峰, 趙健 申請人:范永濤