專利名稱：多功能智能型低壓斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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ー種集電路控制技術(shù)、微電子技術(shù)、電能傳感技木、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)、信息通訊技木、電能計(jì)量智能控制技術(shù)等集成于一體的低壓斷路器，可達(dá)到電路智能監(jiān)控與保護(hù)，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量與計(jì)費(fèi)自動化。
背景技術(shù)：
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(shí)現(xiàn)電路通斷和短路、過流保護(hù)，與漏電裝置配合實(shí)現(xiàn)漏電、斷線等保護(hù)。監(jiān)測電流、電壓、功率因數(shù)、諧波等電能質(zhì)量數(shù)據(jù)需靠相關(guān)儀器儀表測量配合完成，電能計(jì)量與付費(fèi)管理、電能營銷與電能量控制管理需靠電能表以及電カ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(jì)量、測量儀器儀表、通信設(shè)備的同時才能完成電能質(zhì)量、供求遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)電能量控制，同時存在與電能量供需轉(zhuǎn)換過程不同歩。作為低壓配電饋線、低壓電器設(shè)備、民用配電終端、エ業(yè)動力配電終端用的低壓斷路器只具備通斷和保護(hù)電路功能，裝有漏電裝置的低壓斷路器具有漏電保護(hù)功能；不具備現(xiàn)場、遠(yuǎn)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(zhì)量、電能量用余量等電能參數(shù)；不具備實(shí)現(xiàn)電能付費(fèi)計(jì)量的電能量自動控制；不具備與電力管理部門實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信監(jiān)控，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電能量智能化管理控制，此種低壓斷路器作用単一，沒有賦予新功能。隨著數(shù)字智能型電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展，電能用戶終端對電能質(zhì)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(wù)和經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能產(chǎn)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(yīng)用，取代自動化程度低、功能単一、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(wǎng)絡(luò)共享的高自動化智能用戶終端。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種可顯示電能質(zhì)量參數(shù)，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)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(shù)在的功能単一、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(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的—種多功能智能型低壓斷路器適用于交流配電網(wǎng)中，額定電流為6—630A，額定電壓為0. 11—lkV，作為低壓配電饋線、低壓電器設(shè)備、民用配電終端、エ業(yè)動力配電終端的控制、保護(hù)、測量、計(jì)量付費(fèi)、遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)漏電、斷相保護(hù)。主要由殼體進(jìn)出線接線端子、觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)、操作手柄、隔離層、測量単元、采樣處理單元、電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器、UPS電源模塊、驅(qū)動元件、通訊接ロ、數(shù)字功能按鍵、IXD顯示屏、報(bào)警器、專用IC卡讀寫器組成。其特征在于，電源側(cè)進(jìn)線接線端子輸入連接觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)的上觸頭；觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)的下觸頭輸出連接測量單元，經(jīng)過測量單元連接負(fù)荷側(cè)出線接線端子，并聯(lián)經(jīng)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(jī)械機(jī)構(gòu)；測量單元輸出經(jīng)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(zhì)量計(jì)量CPU處理器；UPS電源模塊輸出連接電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器；電能質(zhì)量計(jì)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(shí)時時鐘、輸入輸出連接儲存器、輸入輸出連接通訊接ロ ；電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器輸出連接LCD顯示屏、輸出連接報(bào)警器、輸出連接驅(qū)動元件；數(shù)字功能按鍵輸入連接電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器；驅(qū)動元件動作機(jī)械輸出經(jīng)過隔離層連接觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)。本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)1、可根據(jù)電路控制相數(shù)，實(shí)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(jì)電量、電能剩余電量、各費(fèi)率電能量等電能質(zhì)量計(jì)量參數(shù)，減少了人工測量和其他電エ儀器儀表的使用及配合設(shè)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，使得電カ管理部門對電能的質(zhì)量計(jì)量遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理延伸到低壓配電饋線、低壓電器設(shè)備、民用配電終端、エ業(yè)動力配電終端。3、通過將電能 付費(fèi)計(jì)量及質(zhì)量控制與斷路器的通斷保護(hù)功能進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)組合，實(shí)現(xiàn)了斷路器對輸出電能量的自動監(jiān)控與計(jì)量通斷。4、多功能智能型斷路路實(shí)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(zhì)量計(jì)量極限設(shè)置及越限報(bào)警和控制保護(hù)動作越限報(bào)警。6、電能用戶實(shí)現(xiàn)了電能產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)銷售交易、轉(zhuǎn)移，通過用電性質(zhì)需要購置不同時段費(fèi)率電能產(chǎn)品量，實(shí)現(xiàn)最佳電能產(chǎn)品消費(fèi)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、上ー層通信設(shè)備連接，或者直接通過有線、無線通訊設(shè)備，將所有多功能智能型斷路的電能質(zhì)量參數(shù)和電能付費(fèi)計(jì)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(jìn)行電能用戶用電累計(jì)值和預(yù)售電量值匯總并與電力管理部門的銷售電量、預(yù)售電量值、已結(jié)算電量值統(tǒng)計(jì)核對，自動生成電網(wǎng)損耗，完成電カ管理部門的網(wǎng)損實(shí)時控制管理。8、電能用戶電路分合控制保護(hù)與電能質(zhì)量計(jì)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(jìn)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(fù)荷，而預(yù)付費(fèi)電能表因內(nèi)接斷路器觸點(diǎn)原因不能用于大負(fù)荷。

附圖1一本發(fā)明的結(jié)構(gòu)面板圖圖中1-電源側(cè)進(jìn)線接線端子(根據(jù)用電需求制作単相、2相、3相、4相接線端子)2-手動分合操作手柄3-負(fù)荷側(cè)出線接線端子(根據(jù)用電需求制作単相、2相、3相、4相接線端子)4-隔離層5-LCD顯示屏 6-數(shù)字功能按鍵7-專用IC卡讀寫器8—通信接ロ 9-觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)附圖2—本發(fā)明的工作原理框圖圖中9-觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)10-驅(qū)動元件 Il-UPS電源模塊 12-測量單元 13-電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器14-實(shí)時時鐘 15-儲存器 16-采樣處理單元17-報(bào)警器
具體實(shí)施方式
為進(jìn)一歩公開本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合說明書附圖通過實(shí)施例作詳細(xì)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(zhì)需要選擇相適應(yīng)的電路相數(shù)電源，將電源進(jìn)線接入對應(yīng)電路相數(shù)的電源側(cè)進(jìn)線接線端子I ;當(dāng)電能用戶選擇単相或三相供電時，多功能智能型低壓斷路器電源側(cè)要接入電源零線；然后通過端鈕盒鉛封18將電源側(cè)進(jìn)線接線端子I進(jìn)行密封。電能用戶的用電負(fù)荷接入負(fù)荷側(cè)出線接線端子3，然后通過端鈕盒鉛封18將負(fù)荷側(cè)出線接線端子3進(jìn)行密封。手動分合操作手柄2通過手動控制觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)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(zhì)量計(jì)量信息處理顯示通訊、驅(qū)動元件、UPS電源模塊進(jìn)行隔離、屏蔽。IXD顯示屏5實(shí)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(jì)電量、電能剩余電量、各時段費(fèi)率電能量等電能質(zhì)量計(jì)量參數(shù)。通過數(shù)字功能按鍵6輸入進(jìn)行實(shí)時時鐘14的時間調(diào)整、電能質(zhì)量計(jì)量報(bào)警極限值的設(shè)置、輸入密碼與電カ管理部門的售電管理監(jiān)控系統(tǒng)通信實(shí)現(xiàn)電能量的網(wǎng)絡(luò)化交易、電能質(zhì)量計(jì)量信息查詢業(yè)務(wù)。電能用戶通過存儲媒介(IC卡)與電カ管理部門的售電管理監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)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(zhì)量計(jì)量CPU處理器13，實(shí)現(xiàn)多張專用IC卡分別計(jì)量電能。通信接ロ 8采用RS-485通信ロ，采用低壓電器設(shè)備要求的通用規(guī)約，利用RS-485現(xiàn)場總線與通信適配器、上ー層通信設(shè)備連接，或者直接通過有線、無線通信設(shè)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；電カ管理部門的售電管理監(jiān)控系統(tǒng)與銀行、通訊運(yùn)營商的業(yè)務(wù)聯(lián)網(wǎng)，電カ管理部門以及電能用戶根據(jù)需求各費(fèi)率電能產(chǎn)品量并通過銀行網(wǎng)點(diǎn)、電子銀行、電話網(wǎng)進(jìn)行電能產(chǎn)品的銷售交易、轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)最佳電能產(chǎn)品消費(fèi)。(ニ)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(wǎng)中，額定電流為6—630A，額定電壓為0. 11—lkV，作為低壓配電饋線、低壓電器設(shè)備、民用配電終端、エ業(yè)動力配電終端的控制、保護(hù)、測量、計(jì)量付費(fèi)、遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)漏電、斷相保護(hù)。由進(jìn)出線接線端子、觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)、操作手柄、隔離層、測量單元、采樣處理單元、電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器、UPS電源模塊、驅(qū)動元件、通訊接ロ、數(shù)字功能按鍵、IXD顯示屏、報(bào)警器、專用IC卡讀寫器組成。電能用戶根據(jù)自己用電性質(zhì)需要選擇相適應(yīng)的控制電路相數(shù)電源，將電源進(jìn)線接入電源側(cè)進(jìn)線接線端子I輸入連接觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)9的上觸頭，觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)9的下觸頭輸出連接測量単元12，經(jīng)過測量単元12連接負(fù)荷側(cè)出線接線端子3，電能用戶將負(fù)荷連接到負(fù)荷側(cè)出線接線端子3上；從測量單元12連接負(fù)荷側(cè)出線接線端子3上取電源經(jīng)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(jī)械機(jī)構(gòu)
9;測量單元12根據(jù)控制電能用戶電路相數(shù)輸出采樣處理単元16需要的每相電流值、電壓值，測量単元12輸出線經(jīng)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(jìn)行處理、轉(zhuǎn)換、輸出給電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器13進(jìn)行邏輯運(yùn)算；UPS電源模塊11的輸出為電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器13和驅(qū)動元件10以及通信設(shè)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(zhì)量計(jì)量CPU處理器13進(jìn)行輸入輸出電能信息；通過電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器13，數(shù)字功能按鍵6操作進(jìn)行實(shí)時時鐘14輸入、設(shè)置電能質(zhì)量計(jì)量極限、輸入密碼完成電能量交易、查詢所控制電路電能質(zhì)量計(jì)量；電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器13輸入輸出連接儲存器15進(jìn)行數(shù)據(jù)保存與調(diào)用；通過電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器13輸入輸出通信接ロ 8連接通訊設(shè)備與電カ管理部門的售電管理監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，完成電能質(zhì)量計(jì)量的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控和電能用戶所需各時段費(fèi)率電能產(chǎn)品量與電カ管理部門通過售電管理監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)銀行、通訊運(yùn)營商業(yè)務(wù)完成電能量銷售交易、轉(zhuǎn)移；電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器13輸出連接LCD顯示屏5，實(shí)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(jì)電量、電能剩余電量、各時段費(fèi)率電能量等電能質(zhì)量計(jì)量參數(shù)；電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器13輸出連接報(bào)警器17，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量計(jì)量越限時報(bào)警和控制保護(hù)動作越限時報(bào)警，同時通過與電カ管理部門的售電管理監(jiān)控系統(tǒng)通信實(shí)現(xiàn)售電管理監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警；當(dāng)多功能智能型低壓斷路器所控制電路的電能質(zhì)量計(jì)量越限吋，電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器I)輸出開關(guān)量連接驅(qū)動元件10，驅(qū)動元件10動作機(jī)械輸出經(jīng)過隔離層4驅(qū)動觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)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(jìn)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(jī)械 機(jī)構(gòu)9將多功能智能型低壓斷路器合閘。
權(quán)利要求1.一種多功能智能型低壓斷路器，主要由進(jìn)出線接線端子、觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)、操作手柄、隔離層、測量單元、采樣處理單元、電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器、UPS電源模塊、驅(qū)動元件、通訊接口、數(shù)字功能按鍵、IXD顯示屏、報(bào)警器、專用IC卡讀寫器組成，其特征在于，電源側(cè)進(jìn)線接線端子輸入連接觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)的上觸頭；觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)的下觸頭輸出連接測量單元，經(jīng)過測量單元連接負(fù)荷側(cè)出線接線端子，并聯(lián)經(jīng)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(jī)械機(jī)構(gòu)；測量單元輸出經(jīng)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(zhì)量計(jì)量CPU處理器；UPS電源模塊輸出連接電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器；電能質(zhì)量計(jì)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(shí)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(zhì)量計(jì)量CPU處理器輸出連接LCD顯示屏、輸出連接報(bào)警器、輸出連接驅(qū)動元件；數(shù)字功能按鍵輸入連接電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器；驅(qū)動元件動作機(jī)械輸出經(jīng)過隔離層連接觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能智能型低壓斷路器，其特征在于進(jìn)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。
專利摘要一種多功能智能型低壓斷路器，主要由殼體、進(jìn)出線接線端子，觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)，操作手柄，測量單元、采樣處理單元，電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器，UPS電源模塊，驅(qū)動元件、通訊接口、數(shù)字功能按鍵、LCD顯示屏、報(bào)警器和專用IC卡讀寫器組成，通過電路連接構(gòu)成。該斷路器可根據(jù)電路控制相數(shù)，實(shí)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(jì)電量、電能剩余電量、各時段費(fèi)率電能量等電能質(zhì)量參數(shù)、提高了智能管理水平，節(jié)省了輔助儀表設(shè)備，降低了生產(chǎn)和管理成本。
文檔編號H01H71/00GK202871714SQ20122052810
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者杜正旺, 李讀亮, 趙健, 張紅, 王麗娟, 李華偉, 李臣凱, 賀俊峰, 何曉輝, 范永濤 申請人:范永濤