一種斷路器的功能模塊及斷路器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種斷路器的功能模塊，屬于低壓電氣【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型的功能模塊利用現(xiàn)有斷路器中反映分、合閘狀態(tài)的輔助開(kāi)關(guān)和/或反映脫扣狀態(tài)的報(bào)警開(kāi)關(guān)，對(duì)斷路器的分合閘狀態(tài)和/或脫扣狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)通信接口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而使斷路器實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信和集中監(jiān)控。本實(shí)用新型的功能模塊還可進(jìn)一步集成對(duì)斷路器的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的控制以及報(bào)警輸出等功能。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種使用上述功能模塊的斷路器。本實(shí)用新型不需要對(duì)現(xiàn)有熱磁式斷路器結(jié)構(gòu)進(jìn)行變化，只要安裝該功能模塊即可使斷路器實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信和集中監(jiān)控。
【專利說(shuō)明】一種斷路器的功能模塊及斷路器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種斷路器的功能模塊及斷路器，屬于低壓電氣【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，促使電力事業(yè)迅速發(fā)展，電網(wǎng)不斷擴(kuò)大。斷路器作為配電系統(tǒng)中的重要電器元件之一，承擔(dān)電路電流的接通與分?jǐn)啵以诎l(fā)生過(guò)載、短路和接地等故障時(shí)能可靠迅速切斷電路，保護(hù)電氣配電網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)設(shè)備免受損壞。低壓斷路器功能已從最初在供配電系統(tǒng)中起開(kāi)斷和閉合正常線路以及開(kāi)斷故障線路的基礎(chǔ)上發(fā)展到能實(shí)現(xiàn)斷路器安裝地點(diǎn)的各種電參數(shù)測(cè)量及保護(hù)、報(bào)警等，對(duì)于供配電系統(tǒng)中的多臺(tái)斷路器要求能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信、集中監(jiān)控等。然而，由于現(xiàn)行的低壓斷路器仍以傳統(tǒng)的熱磁式為主，其不帶有智能脫扣器，也不具備通信功能，所以難以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信和集中監(jiān)控。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服傳統(tǒng)熱磁式斷路器無(wú)法實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信和集中監(jiān)控的不足，提供一種斷路器的功能模塊，可對(duì)斷路器的分、合閘狀態(tài)或/和脫扣狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并可與外界進(jìn)行通信，從而使斷路器實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信和集中監(jiān)控。
[0004]本實(shí)用新型具體采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種斷路器的功能模塊，所述斷路器包括反映分、合閘狀態(tài)的輔助開(kāi)關(guān)和/或反映脫扣狀態(tài)的報(bào)警開(kāi)關(guān)，所述功能模塊包括:至少一個(gè)與所述輔助開(kāi)關(guān)/報(bào)警開(kāi)關(guān)連接的狀態(tài)檢測(cè)電路、用于與上位機(jī)通信的通信接口電路、用于控制斷路器的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)程控制的電操控制電路、以及微控制器電路與報(bào)警輸出電路，所述狀態(tài)檢測(cè)電路、通信接口電路、電操控制電路以及報(bào)警輸出電路分別與微控制器電路連接。
[0006]優(yōu)選地，所述狀態(tài)檢測(cè)電路包括第一?第三電阻和一個(gè)電容，第一電阻和第二電阻串聯(lián)于電源的正、負(fù)極之間，第一電阻和第二電阻的中點(diǎn)、所述電容的一端、第三電阻的一端與輔助開(kāi)關(guān)/報(bào)警開(kāi)關(guān)的一端共連接，輔助開(kāi)關(guān)/報(bào)警開(kāi)關(guān)的另一端、所述電容的另一端與電源負(fù)極共連接，第三電阻的另一端與所述微控制器電路連接。
[0007]一種斷路器，包括具有附件腔的斷路器本體，以及反映分、合閘狀態(tài)的輔助開(kāi)關(guān)和/或反映脫扣狀態(tài)的報(bào)警開(kāi)關(guān)，所述附件腔中安裝有如上述技術(shù)方案所述功能模塊。
[0008]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0009]本實(shí)用新型的功能模塊可以靈活地安裝在斷路器內(nèi)部的附件腔中，通過(guò)檢測(cè)內(nèi)部附件如輔助觸點(diǎn)、報(bào)警觸點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器分合狀態(tài)和脫扣狀態(tài)的檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)與外部的通信；本實(shí)用新型的功能模塊還可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的控制以及報(bào)警輸出等功能；本實(shí)用新型不需要對(duì)現(xiàn)有熱磁式斷路器結(jié)構(gòu)進(jìn)行變化，只要安裝該功能模塊即可使斷路器實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信和集中監(jiān)控。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的功能模塊的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型的斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I為斷路器本體，2為功能模塊，3為輔助開(kāi)關(guān)，4為報(bào)警開(kāi)關(guān)；
[0012]圖3為優(yōu)選實(shí)施例中的電源電路的電路圖；
[0013]圖4為優(yōu)選實(shí)施例中的狀態(tài)檢測(cè)電路的電路圖；
[0014]圖5為優(yōu)選實(shí)施例中的微控制器電路的電路圖；
[0015]圖6為優(yōu)選實(shí)施例中的通信接口電路的電路圖；
[0016]圖7為優(yōu)選實(shí)施例中的電操控制電路的電路圖；
[0017]圖8為優(yōu)選實(shí)施例中的報(bào)警輸出電路的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使公眾能充分了解本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果， 申請(qǐng)人:將在下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，但 申請(qǐng)人:對(duì)實(shí)施例的描述不是對(duì)技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思作形式而非實(shí)質(zhì)的變化都應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0019]本實(shí)用新型的思路是利用現(xiàn)有斷路器中反映分、合閘狀態(tài)的輔助開(kāi)關(guān)和/或反映脫扣狀態(tài)的報(bào)警開(kāi)關(guān)，對(duì)斷路器的分合閘狀態(tài)和/或脫扣狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)通信接口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而使斷路器實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信和集中監(jiān)控。本實(shí)用新型的功能模塊還可進(jìn)一步集成對(duì)斷路器的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的控制以及報(bào)警輸出等功能。為了使公眾理解，下面以一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]圖1顯示了本優(yōu)選實(shí)施例的功能模塊的基本結(jié)構(gòu)，如圖所示，本實(shí)用新型的功能模塊包括與斷路器的輔助開(kāi)關(guān)、報(bào)警開(kāi)關(guān)連接的狀態(tài)檢測(cè)電路、用于與上位機(jī)通信的通信接口電路、用于控制斷路器的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作的電操控制電路、報(bào)警輸出電路以及微控制器電路，狀態(tài)檢測(cè)電路、狀態(tài)檢測(cè)電路、電操控制電路、報(bào)警輸出電路分別與微控制器電路連接，電源電路將外部輔助電源所提供的電能提供給各電路。微控制器電路接收狀態(tài)檢測(cè)電路所檢測(cè)到的分合閘狀態(tài)和/或脫扣狀態(tài)信息，并通過(guò)與通信總線連接的通信接口電路與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，同時(shí)可根據(jù)上位機(jī)的指令或預(yù)存的程序向電操控制電路、報(bào)警輸出電路發(fā)出控制信號(hào)，控制電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作或報(bào)警。
[0021]常規(guī)的斷路器結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括具有附件腔的斷路器本體1、輔助開(kāi)關(guān)3、報(bào)警開(kāi)關(guān)4，本實(shí)用新型的功能模塊2可安裝于斷路器本體I的附件腔內(nèi)。功能模塊2的狀態(tài)檢測(cè)電路與輔助開(kāi)關(guān)3、報(bào)警開(kāi)關(guān)4連接，通過(guò)接收輔助開(kāi)關(guān)3、報(bào)警開(kāi)關(guān)4的信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器分、合閘狀態(tài)以及脫扣狀態(tài)的檢測(cè)。
[0022]圖3為本實(shí)施例中所采用的電源電路，該電源電路主要由濾波電路和線性電壓調(diào)節(jié)器組成。如圖3所示，直流24V電源經(jīng)過(guò)電容Cl、共模扼流圈L1、電容C2組成的濾波電路，再經(jīng)防反二極管D1、限流電阻R1，電容C4，輸入至降壓芯片NI，產(chǎn)生系統(tǒng)工作電壓VCC。前級(jí)濾波電路提高了 EMC的抗干擾能力。降壓芯片NI優(yōu)先采用MAX1615。
[0023]本實(shí)用新型的狀態(tài)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)斷路器分閘、合閘或脫扣的位置狀態(tài)。當(dāng)只有一路檢測(cè)電路時(shí)，可以檢測(cè)斷路器分合閘狀態(tài)或脫扣狀態(tài)，優(yōu)先用于檢測(cè)分合閘狀態(tài)；當(dāng)有至少兩路檢測(cè)電路時(shí)，可以同時(shí)檢測(cè)斷路器分閘、合閘和脫扣狀態(tài)。本實(shí)施例中以兩路檢測(cè)電路為例，如圖4所示，兩個(gè)狀態(tài)檢測(cè)電路的輸出信號(hào)分別為S1、S2。SI為分合閘位置檢測(cè)電路產(chǎn)生的信號(hào)，S2為脫扣位置檢測(cè)電路產(chǎn)生的信號(hào)，連接器X1、X2分別與輔助開(kāi)關(guān)的引出端、報(bào)警開(kāi)關(guān)的引出端連接，只有當(dāng)斷路器處于脫扣位置時(shí)，報(bào)警開(kāi)關(guān)才閉合；當(dāng)斷路器處于合閘位置時(shí)，輔助開(kāi)關(guān)才閉合。由于斷路器機(jī)構(gòu)的推動(dòng)，斷路器位置狀態(tài)變化時(shí)，輔助開(kāi)關(guān)，報(bào)警開(kāi)關(guān)或閉合或斷開(kāi)，VCC經(jīng)電阻R5、電阻R6分壓，另一路VCC經(jīng)電阻R8、電阻R9分壓。當(dāng)斷路器合閘時(shí)，連接連接器Xl的輔助開(kāi)關(guān)閉合，連接器Xl短接導(dǎo)通將電阻R6短接，此時(shí)SI為低電平，S2為高電平；當(dāng)斷路器分閘時(shí)，連接連接器Xl的輔助開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，連接器Xl開(kāi)路，SI為高電平，S2為高電平；當(dāng)斷路器脫扣時(shí)，連接連接器X2的報(bào)警開(kāi)關(guān)閉合，連接器X2短接導(dǎo)通將電阻R9短接，此時(shí)S2為低電平，SI為高電平。微控制器根據(jù)輸入信號(hào)S1、S2的變化能實(shí)時(shí)判斷出斷路器的位置狀態(tài)，并進(jìn)行分合閘計(jì)數(shù)和脫扣計(jì)數(shù)。
[0024]圖5為本實(shí)施例中的微控制器電路，微控制器電路由電阻R2、R3以及微控制器N2構(gòu)成，微控制器N2根據(jù)來(lái)自狀態(tài)檢測(cè)電路的輸入信號(hào)S1、S2，判斷斷路器的分合閘狀態(tài)和脫扣狀態(tài)。當(dāng)接收到上位機(jī)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令時(shí)，微控制器先通過(guò)通信接口電路回復(fù)數(shù)據(jù)給上位機(jī)，再根據(jù)指令分別發(fā)出分閘、合閘、報(bào)警等信號(hào)。所述的微控制器N2優(yōu)先采用RL78系列。
[0025]圖6為本實(shí)施例中的通信接口電路，通信接口電路用于斷路器與上位機(jī)通信時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該通信接口電路由485接口芯片N3、上拉電阻Rl 1、下拉電阻RlO、TVS管FVl、FV2和共模扼流圈L2組成，其中TVS管起浪涌保護(hù)作用，共模扼流圈起濾波作用，提高抗干擾能力。A、B端可與上位機(jī)連接，用戶可通過(guò)指令查詢斷路器狀態(tài)并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
[0026]圖7、圖8分別為本實(shí)施例中的電操控制電路、報(bào)警輸出電路。所述的電操控制電路用于控制電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，可采用光耦、固態(tài)繼電器隔離輸出等。所述的報(bào)警輸出電路可采用光耦、固態(tài)繼電器、晶體管等輸出。優(yōu)選地，本實(shí)施例選用光耦作為開(kāi)關(guān)元件，當(dāng)微控制器接收到上位機(jī)合閘命令后，微控制器N2的14腳發(fā)出持續(xù)Is的高電平，光耦N4導(dǎo)通，控制電操執(zhí)行合閘操作。同理，當(dāng)執(zhí)行分閘命令時(shí)，微控制器N2的13腳發(fā)出持續(xù)Is的高電平，光耦N5導(dǎo)通，控制電操執(zhí)行分閘操作。當(dāng)斷路器脫扣之后，微控制器N2的18腳發(fā)出報(bào)警信號(hào)，致使光耦N6導(dǎo)通，B1、B2端輸出一個(gè)無(wú)源觸點(diǎn)信號(hào)，例如B1、B2端外接指示電路，則點(diǎn)亮指示燈，發(fā)出報(bào)警信息。
[0027]本實(shí)用新型的功能模塊占用體積小，簡(jiǎn)單方便，可以安裝在斷路器內(nèi)部附件腔內(nèi)，滿足斷路器多功能、模塊化、小型化的發(fā)展趨勢(shì)。該功能模塊與上位機(jī)連接后，用戶可以實(shí)時(shí)讀取斷路器分合閘狀態(tài)，遠(yuǎn)程控制斷路器分合閘，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。借助該功能模塊，可以使不具備通信功能的斷路器具有通信功能，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與斷路器一對(duì)多的組網(wǎng)化管理。能適用于大部分現(xiàn)有熱磁式斷路器，使用范圍廣，且成本較低。
【權(quán)利要求】
1.一種斷路器的功能模塊，所述斷路器包括反映分、合閘狀態(tài)的輔助開(kāi)關(guān)和/或反映脫扣狀態(tài)的報(bào)警開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述功能模塊包括:至少一個(gè)與所述輔助開(kāi)關(guān)/報(bào)警開(kāi)關(guān)連接的狀態(tài)檢測(cè)電路、用于與上位機(jī)通信的通信接口電路、用于控制斷路器的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作的電操控制電路、以及微控制器電路與報(bào)警輸出電路，所述狀態(tài)檢測(cè)電路、通信接口電路、電操控制電路以及報(bào)警輸出電路分別與微控制器電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述功能模塊，其特征在于，所述狀態(tài)檢測(cè)電路包括第一?第三電阻和一個(gè)電容，第一電阻和第二電阻串聯(lián)于電源的正、負(fù)極之間，第一電阻和第二電阻的中點(diǎn)、所述電容的一端、第三電阻的一端與輔助開(kāi)關(guān)/報(bào)警開(kāi)關(guān)的一端共連接，輔助開(kāi)關(guān)/報(bào)警開(kāi)關(guān)的另一端、所述電容的另一端與電源負(fù)極共連接，第三電阻的另一端與所述微控制器電路連接。
3.—種斷路器，包括具有附件腔的斷路器本體，以及反映分、合閘狀態(tài)的輔助開(kāi)關(guān)和/或反映脫扣狀態(tài)的報(bào)警開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述附件腔中安裝有如權(quán)利要求1?2任一項(xiàng)所述功能模塊。
【文檔編號(hào)】H01H71/04GK204189728SQ201420674143
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】孫偉鋒, 朱力宏, 王國(guó)良 申請(qǐng)人:常熟開(kāi)關(guān)制造有限公司(原常熟開(kāi)關(guān)廠）