一種自動低壓斷路器控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及低壓電路安全領(lǐng)域，尤其涉及一種自動低壓斷路器控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]低壓斷路器是一種不僅可以接通和分斷正常負荷電流和過負荷電流，還可以接通和分斷短路電流的開關(guān)電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護功能，如過負荷、短路、欠壓和漏電保護等。
[0003]低壓斷路器是既有手動開關(guān)作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載、和短路保護的電器。它可用來分配電能，不頻繁地啟動異步電動機，對電源線路及電動機等實行保護，當它們發(fā)生嚴重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當于熔斷器式開關(guān)與過欠熱繼電器等組合。而且在分斷故障電流后一般不需要變更零部件，已獲得了廣泛的應(yīng)用。低壓斷路器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)各級饋出線，各種機械設(shè)備的電源控制和用電終端的控制和保護。
[0004]低壓斷路器是低壓開關(guān)柜中的主要元件，其所有保護功能均由其中樞控制部件脫扣器來實現(xiàn)。
[0005]早期的脫扣器是電磁式過電流脫扣器，其功能簡單，只能完成瞬時保護。在此基礎(chǔ)上后來又逐步出現(xiàn)了帶有過載延時、短路延時功能的脫扣器，以及采用熱雙金屬片的熱式脫扣器。
[0006]20世紀70年代開始出現(xiàn)了電子式脫扣器，90年代逐步推出了智能型脫扣器。由于采用了計算機技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、控制理論、傳感器技術(shù)和通信技術(shù)等，智能脫扣器的功能日益強大，現(xiàn)已在低壓配電系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。目前，具有代表性的產(chǎn)品國外有施耐德公司的M和MT系列、三菱公司的AE系列、西門子公司的3WN6系列、ABB公司的F2系列，國內(nèi)主要是DW45系列。
[0007]相比較而言，國外的產(chǎn)品功能較為強大，有些甚至可與中壓微機保護產(chǎn)品相媲美，但價格普遍偏高；國內(nèi)的產(chǎn)品價格低廉，更貼近中國市場購買力，但功能稍弱。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中，例如CN201345533公開了一種低壓斷路器的電子式欠、過壓保護裝置，包括有采集斷路器進線端A、B、C、N各相的電壓互感器、精密運算放大器、電子選通開關(guān)、單片機、繼電器和自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的執(zhí)行機構(gòu)；所述的A、B、C三相電壓互感器將電壓信號輸入到所述的精密運算放大器的各輸入端口 ；精密運算放大器將處理后的信號經(jīng)電子選通開關(guān)輸入到所述的單片機的I/O端口 ；所述單片機在對每相信號進行測量及與邏輯程序中的合格范圍值進行比較，若有一相信號不合格，則單片機通過I/O端口輸出一個信號給所述的繼電器；所述繼電器的常閉節(jié)點接入所述的斷路器的分閘執(zhí)行機構(gòu)。由于該保護裝置結(jié)構(gòu)較為簡單，采用單片機的控制能力較弱，僅能實現(xiàn)欠壓、過壓斷路保護的功能，有待改進。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中成本高或功能單一的技術(shù)缺陷，實現(xiàn)同時具備多路低壓輸電線路的斷相、反相、欠壓、過壓、不平衡保護、逆功率保護和接地保護功能的低壓斷路器控制裝置，即提供一種功能全面、成本較低的低壓斷路器控制裝置。
[0010]具體的，本實用新型通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0011]首先，本實用新型提供了一種自動低壓斷路器控制裝置，其特征在于，該裝置包括:模擬信號采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、人機交互單元、脫扣執(zhí)行單元和供電電源。
[0012]具體的，模擬信號采集單元用于采集輸電線路中的電流和電壓信號，從硬件上講，包括:羅哥夫斯基線圈、電流采樣電路、電壓采樣變換電路、模擬信號調(diào)理電路、模擬多路開關(guān)。
[0013]其中，羅哥夫斯基線圈即羅氏線圈(Rogowski Coil)，是一個均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環(huán)形線圈。輸出信號是電流對時間的微分。通過一個對輸出的電壓信號進行積分的電路，就可以真實還原輸入電流。該線圈具有電流可實時測量、響應(yīng)速度快、不會飽和、幾乎沒有相位誤差的特點，故其可應(yīng)用于繼電保護，可控硅整流，變頻調(diào)速，電阻焊等信號嚴重畸變以及電爐、短路測試、雷電信號采集等大電流的場合?；谏鲜鼋忉專瑹o需將羅哥夫斯基線圈的結(jié)構(gòu)做進一步限定本領(lǐng)域技術(shù)人員即可實現(xiàn)。
[0014]羅哥夫斯基線圈和電流采樣電路將電流信號輸入模擬信號調(diào)理電路，電壓采樣變換電路將電壓信號輸入模擬信號調(diào)理電路，模擬信號調(diào)理電路將模擬信號輸入模擬多路開關(guān)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入數(shù)據(jù)處理單元。
[0015]數(shù)據(jù)處理單元將輸入的數(shù)字信號與預(yù)設(shè)的閾值進行比較，判斷輸電線路的狀態(tài)，如有故障產(chǎn)生，能夠根據(jù)由電壓、電流等直接測量的模擬量轉(zhuǎn)換而來的數(shù)字量進行判斷，所屬故障處理為斷相、反相、欠壓、過壓、不平衡保護、逆功率保護還是接地保護，從而給出相應(yīng)指令信號至脫扣執(zhí)行單元。
[0016]從硬件上講，數(shù)據(jù)處理單元包括微處理器、外圍可編程器件、晶振時鐘模塊、看門狗電路，其中微處理器處理所輸入的數(shù)字信號、并判斷和/或輸出相應(yīng)的脫扣信號至脫扣執(zhí)行單元，微處理器與外圍可編程器件連接以調(diào)取存儲數(shù)據(jù)和指令，晶振時鐘模塊包括晶振電路、實時時鐘電路，用于提供時鐘信號；看門狗電路的設(shè)置在程序跑飛時，可以在1.6s內(nèi)產(chǎn)生低電平復(fù)位信號，讓系統(tǒng)重新初始化執(zhí)行，增強裝置的抗干擾性。
[0017]脫扣執(zhí)行單元包括驅(qū)動電路、永磁脫扣執(zhí)行元件、繼電器輸出，其中驅(qū)動電路將脫扣信號輸入永磁脫扣執(zhí)行元件以完成脫扣操作。該部分可以采用本領(lǐng)域中已有的現(xiàn)有技術(shù)，可以實現(xiàn)脫扣操作。
[0018]供電電源包括交流電源電路、速飽和電源電路、直流電源電路，提供+5V、+12V、-12V和隔離+5V電源。
[0019]為方便用戶根據(jù)不同的電路供電需求設(shè)置不同脫扣閾值，人機交互單元包括顯示屏、鍵盤、指示燈、串行通信接口，其中，顯示屏、指示燈分別與微處理器相應(yīng)輸出端口連接，鍵盤、串行通信接口分別與微處理器相應(yīng)輸入端口連接。
[0020]根據(jù)需要，為進一步提供溫度信息，所述自動低壓斷路器控制裝置還包括溫度測量電路，與微處理器相應(yīng)輸入端口連接。
[0021]本實用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)中自動低壓斷路器控制裝置具有以下技術(shù)效果:
[0022](I)功能全面，實現(xiàn)同時具備多路低壓輸電線路的斷相、反相、欠壓、過壓、不平衡保護、逆功率保護和接地保護功能的低壓斷路器控制裝置，即提供一種功能全面、成本較低的低壓斷路器控制裝置。
[0023](2)通用性強，具備人機交互單元包括顯示屏、鍵盤、指示燈、串行通信接口，其中，顯示屏、指示燈分別與微處理器相應(yīng)輸出端口連接，鍵盤、串行通信接口分別與微處理器相應(yīng)輸入端口連接，方便用戶根據(jù)不同的電路供電需求設(shè)置不同脫扣閾值，降低了電路改造過程中對低壓斷路器的更換成本。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型中自動低壓斷路器控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本實用新型中自動低壓斷路器控制裝置的羅哥夫斯基線圈測量電流的等效電路圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本實用新型的技術(shù)方案及其技術(shù)效果更加清楚、明確，下面結(jié)合圖1-2對本實用新型【具體實施方式】做進一步詳述。應(yīng)當理解，下述【具體