一種智能型塑料外殼式斷路器制造技術

本發明專利技術目的是針對現有塑殼斷路器的缺點，提供了一種智能型塑料外殼式斷路器：主要由控制器模塊、采集模塊、電源模塊和脫扣模塊組成，其解決上述技術問題所采取的技術方案是：電源模塊通過電流互感器感應三相供電線路而獲得感應電流后連接控制電路控制電容周期性充/放電，從而獲得輸出電壓；控制器模塊通過控制電路控制采集模塊對電網信號的采樣頻率；控制器模塊根據采集到的電網數據后，輸出邏輯電平信號，控制脫扣模塊動作；電源模塊為脫扣模塊、控制器模塊供電。本發明專利技術采用分段采樣技術可同時精確測量大信號和小信號，能夠提高其采樣精度。電流采樣回路使用全波整流，互感器產生的電流既可以給通信模塊供電。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種智能型塑料外殼式斷路器，適用于50~60Hz電網，使線路和電源設備免受過載、短路和接地等故障的危害，可有效保障低壓配電電網的安全，是一種可靠、經濟、高效運行的智能型斷路器裝置。
技術介紹
為了適應電網容量的不斷增大，低壓配電與控制系統日益復雜化，對低壓電器產品的性能與結構提出了更高的要求。要打造智能電網，必定離不開作為電網基礎的低壓配電系統與低壓電器元件的智能化，而其起控制與保護作用的核心器件是斷路器，因此塑殼斷路器的智能化自然成了低壓電器產業發展的趨勢。雖然國內斷路器行業已經歷經了幾十年的發展，其生產、工藝水平較之剛開始已經有了翻天覆地的變化，但仍存在功能單一，測量誤差大，保護特性誤差也較大，用戶又不能調節，不能聯網和遠距離控制等問題，且放眼世界，中國廠家的斷路器水平在國際仍處于落后地位，國內高端市場長期被國外企業獨霸，因此，研發、生產智能的低壓斷路器勢在必行，以達到多功能、小型化、高分斷、附件模塊化、智能化、可通信、支持現場總線的目的，更有效的保障低壓配電網系統的安全可靠性。
技術實現思路
本專利技術目的是針對現有塑殼斷路器的缺點，研制一種可靠性和安全性高的智能斷路器裝置，滿足采樣、動作時間精度高、故障檢測可靠、脫扣速度快等技術要求。為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種智能型塑料外殼式斷路器：包括控制器模塊、采集模塊、電源模塊、脫扣模塊、控制電路和全橋整流模塊，其技術方案是：控制器模塊通過控制電路控制采集模塊對電網信號的采樣頻率；控制器模塊根據采集模塊采集到的電網數據輸出邏輯電平信號，控制脫扣模塊動作；所述的電源模塊包括電壓生成模塊和吸收控制模塊，輸出感應電流經過全橋整流模塊整流后，其正極輸出端連接電源模塊為控制器模塊和脫扣模塊供電；其中，所述的全橋整流模塊與電壓生成模塊之間連接有用于泄放大電流的吸收控制模塊；所述的控制電路并聯在吸收控制模塊上，用于控制電壓生成模塊的輸出電壓。其中，所述的采集模塊用來采集電網信息：全橋整流模塊直接連接電網，采集模塊連接在全橋整流模塊的負極輸出端，對電網中采集的小信號通過十倍放大通道進行放大采樣；大信號直接通過一倍采樣通道進行采樣，以提高采樣精度；所述的控制電路連接在全橋整流模塊的正極輸出端，用于控制采集模塊的工作頻率。其中，所述的電源模塊采用自供電模式：感應電流經過全橋整流模塊整流后正極輸出端連接電壓生成模塊后輸出供電電壓Vcc為控制器模塊供電；所述的電壓生成模塊與全橋整流模塊之間連接有用于泄放大電流的吸收控制模塊；所述的控制電路并聯在吸收控制模塊上，用于控制電壓生成模塊的電壓。其中，所述的控制電路為MOS管的漏極為輸入端，MOS管的柵極連接到控制器模塊上，作為控制端；MOS管的源極連接電阻并聯在MOS管的柵極上；MOS管并聯有保護二極管。所述的一種智能型塑料外殼式斷路器還包括參數存儲模塊、通信模塊、參數設定模塊，其技術方案是：參數存儲模塊連接控制器模塊，用于存儲采集模塊采集的電網數據；參數設定模塊連接至控制器模塊，用于設定保護特性值；通信模塊連接控制器模塊，實現對斷路器的遙控和采集數據的上傳聯網。本專利技術采用分段采樣技術可同時精確測量大信號和小信號，小信號通過十倍放大通道進行放大采樣，能夠提高其采樣精度；大信號直接通過一倍采樣通道進行采樣，保證采樣范圍在額定值以內，能夠可靠采樣。電流采樣回路使用全波整流，互感器產生的電流既可以給通信模塊供電，又可以采用平均值計算的方法計算電流的有效值，簡化了電路的同時也簡化了電流算法。供電電源為互感器自生電源，可以隨負載電流的增大自動開始工作，是一種理想的供電方式。同時，提供了通信接口，支持現場總線，可以實現各種故障報警、斷路器在線監測，實現遙測、遙信和遙控功能，更適合于低壓配、用電網的信息交換，實現電網的可靠、安全、經濟、高效運行。附圖說明圖1為本專利技術的系統框圖。圖2為本專利技術中采樣模塊的框圖。圖3為本專利技術中電源模塊的框圖。圖4為采樣模塊電路示意圖。圖5為電源模塊電路示意圖。圖6參數設定模塊電路示意圖。其中，1.采集模塊；2.控制器模塊；3.電源模塊；4.脫扣模塊；5.參數存儲模塊；6.通信模塊；7.參數設定模塊；8.控制電路；9.全橋整流模塊；10.輔助觸點。其中，101.十倍放大通道；102.一倍放大通道；301.電壓生成模塊；302.吸收控制模塊302。具體實施方式如圖1~3所示，一種智能型塑料外殼式斷路器，包括控制器模塊2、采集模塊1、電源模塊3、脫扣模塊4、控制電路8和全橋整流模塊9，其技術方案是：控制器模塊2通過控制電路8控制采集模塊1對電網信號的采樣頻率；控制器模塊2根據采集模塊1采集到的電網數據輸出邏輯電平信號，控制脫扣模塊4動作；所述的電源模塊3包括電壓生成模塊301和吸收控制模塊302，輸出感應電流經過全橋整流模塊9整流后，其正極輸出端連接電源模塊3為控制器模塊2和脫扣模塊4供電；其中，所述的全橋整流模塊9與電壓生成模塊301之間連接有用于泄放大電流的吸收控制模塊302；所述的控制電路8并聯在吸收控制模塊302上，用于控制電壓生成模塊301的輸出電壓。其中，所述的控制電路8為MOS管Q2的漏極為輸入端，MOS管Q2的柵極連接到控制器模塊2上，作為控制端，控制電源模塊3中的電容充/放電和采樣模塊1采樣；MOS管Q2的源極連接第六電阻R6并聯在MOS管Q2的柵極上；MOS管Q2并聯有保護二極管D1。其中，所述的采集模塊1用于采集電網信息：采集模塊1連接在全橋整流模塊9的負極輸出端，對電網中采集的小信號通過十倍放大通道101進行放大采樣；大信號直接通過一倍采樣通道102進行采樣，以提高采樣精度；所述的控制電路8連接在全橋整流模塊9的正極輸出端，用于控制采集模塊1的采樣頻率。其中，所述的電源模塊3中，感應電流經過全橋整流模塊9整流后正極輸出端連接電壓生成模塊301輸出供電電壓Vcc為控制器模塊2供電；所述的全橋整流模塊9與電壓生成模塊301之間連接有用于泄放大電流的吸收控制模塊302，輸出12v為脫扣裝置4供電。具體的，如圖4所示，所述的采集模塊1中包括十倍放大通道101和一倍采樣通道102，其中，電網信號通過全橋整流模塊9后負極輸出端連接采樣電阻第一電阻R1后接地，同時并聯由第二電阻R2和第一電容C1組成的R-C濾波電路后通過并聯關系的十倍放大通道101和一倍采樣通道102后連接至控制器模塊2。所述的大信號和小信號是指輸入電壓的幅值大小。其中，十倍放大通道101由第三電阻R3、第五電阻R5和MCP6004中的一個運放組成；一倍采樣通道102由第四電阻R4、第六電阻R6和MCP6004中的另一個運放組成；所述的第三電阻R3和第四電阻R4并聯在第二電阻R2和第一電容C1之間。所述的MCP6004是常用的四運算放大器。所述的全橋整流模塊9為MB6s。采樣時，控制電路8中的MOS管Q2在控制器裝置2的控制下導通，使2歐的采樣電阻第一電阻R1接在全橋整流模塊9的負極輸出端。如圖3中，第一電阻R1電阻為采樣電阻，使電流信號轉為電壓信號，第二電阻R2和第一電容C1為濾波電路，可以消除采樣信號中的雜波，第四電阻R4、第六電阻R6和MCP6004的一個運放，構成了一個放大電路，放大倍數為15K/12K=1.2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種智能型塑料外殼式斷路器，包括控制器模塊（2）、采集模塊（1）、電源模塊（3）、脫扣模塊（4）、控制電路（8）和全橋整流模塊（9），其特征是：控制器模塊（2）通過控制電路（8）控制采集模塊（1）對電網信號的采樣頻率；控制器模塊（2）根據采集模塊（1）采集到的電網數據輸出邏輯電平信號，控制脫扣模塊（4）動作；所述的電源模塊（3）包括電壓生成模塊（301）和吸收控制模塊（302），輸出感應電流經過全橋整流模塊（9）整流后，其正極輸出端連接電源模塊（3）為控制器模塊（2）和脫扣模塊（4）供電；其中，所述的全橋整流模塊（9）與電壓生成模塊（301）之間連接有用于泄放大電流的吸收控制模塊（302）；所述的控制電路（8）并聯在吸收控制模塊（302）上，用于控制電壓生成模塊（301）的輸出電壓。

【技術特征摘要】
1.一種智能型塑料外殼式斷路器，包括控制器模塊（2）、采集模塊（1）、電源模塊（3）、脫扣模塊（4）、控制電路（8）和全橋整流模塊（9），其特征是：控制器模塊（2）通過控制電路（8）控制采集模塊（1）對電網信號的采樣頻率；控制器模塊（2）根據采集模塊（1）采集到的電網數據輸出邏輯電平信號，控制脫扣模塊（4）動作；所述的電源模塊（3）包括電壓生成模塊（301）和吸收控制模塊（302），輸出感應電流經過全橋整流模塊（9）整流后，其正極輸出端連接電源模塊（3）為控制器模塊（2）和脫扣模塊（4）供電；其中，所述的全橋整流模塊（9）與電壓生成模塊（301）之間連接有用于泄放大電流的吸收控制模塊（302）；所述的控制電路（8）并聯在吸收控制模塊（302）上，用于控制電壓生成模塊（301）的輸出電壓。2.根據權利要求1所述的一種智能型塑料外殼式斷路器，其特征是：所述的控制電路（8）包括MOS管（Q2），其電路是：MOS管（Q2）的漏極作為輸入端，MOS管（Q2）的柵極連接到控制器模塊（2）上，作為控制端，輸入PWM信號控制電源模塊（3）內的電容充/放電和采樣模塊（1）采樣頻率；MOS管（Q2）的源極連接第六電阻（R6）并聯在MOS管（Q2）的柵極上；MOS管（Q2）并聯有保護二極管（D1）。3.根據權利要求1所述的一種智能型塑料外殼式斷路器，其特征是：所述的采集模塊（1）用于采集電網信息，包括，十倍放大通道（101）、采樣電阻（R1）和一倍采樣通道（102），其中，采集模塊（1）連接在全橋整流模塊（9）的負極輸出端，對電網中采集的小信號通過十倍放大通道（101）進行放大采樣；大信號直接通過一倍采樣通道（102）進行采樣，以提高采樣精度；所述的控制電路（8）連接在全橋整流模塊（9）的正極輸出端，用于控制采集模塊（1）的采樣頻率。4.根據權利要求3所述的一種智能型塑料外殼式斷路器，其特征是：所述的采集模塊（1）中，電網信號通過全橋整流模塊（9）后負極輸出端連接采樣電阻第一電阻（R1）后接地，同時并聯由第二電阻（R2）和第一電容（C1）組成的R-C濾波電路后，通過并聯關系的十倍放大通道（101）和一倍采樣通道（102）后連接至控制器模塊（2）；其中，十倍放大通道（101）由第三電阻（R3）、第五電阻（R5）和MCP6004中的一個運放組成；一倍采樣...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張杰，劉明媚，張健，賈靖珂，孫建峰，
申請(專利權)人：許昌許繼低壓電器有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41