專利名稱：微型剩余電流保護斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電路安全保護裝置，尤其是涉及一種具有RS485通信接口的 微型剩余電流保護斷路器。
背景技術(shù)：
微型剩余電流保護斷路器是電氣行業(yè)終端配電裝置中使用相當(dāng)廣泛的一種終端 保護電器，主要用于防止人身電擊事故和火災(zāi)隱患。同時在電力行業(yè)，需要準確掌握斷路器 的運行情況和負載情況，以便能夠預(yù)防性的作出相關(guān)處理；同時在線路發(fā)生故障時，能夠及 時發(fā)現(xiàn)并處理。但是現(xiàn)有的微型剩余電流保護斷路器只能用于簡單的剩余電流保護，也就 是在斷路器監(jiān)測到漏電流超限即執(zhí)行分斷動作，而不能在平時正常運行時檢測剩余電流的 變化趨勢并上報，以便相關(guān)人員盡早采取預(yù)防措施，同時在故障發(fā)生后，也無從查詢故障發(fā) 生時的剩余電流。尤其是在農(nóng)村電網(wǎng)，用電線路較長、線路維護較少等較為惡劣的環(huán)境下， 剩余電流的變化較為復(fù)雜。而我國由于各方面原因，農(nóng)村電網(wǎng)上剩余電流缺乏準確地統(tǒng)計 數(shù)據(jù)，故此極需要一個能夠?qū)崟r采集剩余電流數(shù)據(jù)并上報的微型剩余電流保護斷路器。中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局于2003年12月17日公開了授權(quán)公告號為 CN2593435Y的專利文獻，名稱為數(shù)碼顯示剩余電流保護器，他具有兩個數(shù)顯電路，分別顯示 電壓、電流、過流保護動作值及剩余電流，剩余電流動作值、過電流保護脫扣的鎮(zhèn)定值、剩余 電流脫扣的鎮(zhèn)定值可以按照負荷情況自行設(shè)定。此方案的不足之處在于不能夠?qū)z測到的 剩余電流值及時反饋給管理人員，并且一旦發(fā)生剩余電流過大的故障也不能快速找到故障 發(fā)生位置。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的不能及時將電路中的剩余電流反饋給 管理人員的技術(shù)問題，提供一種能夠通過通信接口實時傳送剩余電流值給上位機，在故障 發(fā)生以后可以直接顯示故障位置的微型剩余電流保護斷路器。本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種微型剩余 電流保護斷路器，包括電源電路、互感器、運放電路、MCU電路、接口電路、設(shè)定及狀態(tài)采集電 路和脫扣電路；電源電路為運放電路、MCU電路、接口電路、設(shè)定及狀態(tài)采集電路和脫扣電 路供電；互感器與運放電路連接；運放電路、設(shè)定及狀態(tài)采集電路、脫扣電路分別與MCU電 路連接；MCU電路通過接口電路和上位機連接?；ジ衅髟O(shè)置在需要保護監(jiān)控的電路中，并 將感應(yīng)到的剩余電流值經(jīng)過運放電路放大以后傳遞給MCU電路，MCU電路將此數(shù)據(jù)通過接 口電路傳遞給上位機，上位機一般為PC機，管理人員通過上位機可以直接查看電路中的剩 余電流值，做出預(yù)防措施，放置故障的發(fā)生，一旦故障發(fā)生可以通過MCU電路的地址直接找 到故障位置。作為優(yōu)選，接口電路包括MAX485芯片。接口電路采用RS485接口，可以與普通PC 機直接通信，具有良好的兼容性。[0007]作為優(yōu)選，MCU電路包括PIC16F883芯片和5芯接插件。PIC16F883芯片具有合 適的功能和低廉的價格，并可以通過5芯接插件燒錄程序，有良好的擴展性和易修改性。只 需要通過5芯接插件重新燒錄程序就可以適應(yīng)不同場合的應(yīng)用。作為優(yōu)選，設(shè)定及狀態(tài)采集電路包括撥碼開關(guān)。MCU電路讀取撥碼開關(guān)的值來確定 自身的地址，通過改變撥碼開關(guān)的序列可以為MCU電路設(shè)定不同的地址，便于進行區(qū)分。作為優(yōu)選，設(shè)定及狀態(tài)采集電路和脫扣電路包括光耦器件。采用光耦器件具有良 好的隔離性，對微型剩余電流保護斷路器具有良好的保護作用，延長了使用壽命。本實用新型的帶來的有益效果是，能夠?qū)崟r將當(dāng)前的剩余電流值傳遞給上位機， 管理人員可以準確掌握斷路器的運行情況和負載情況，能夠根據(jù)當(dāng)前剩余電流的情況預(yù)防 性的作出相關(guān)處理；同時在線路發(fā)生故障時，能夠及時發(fā)現(xiàn)并根據(jù)故障發(fā)生剩余電流進行 妥善處理。

圖1是本實用新型的一種電路原理框圖；圖2是本實用新型的一種接口電路原理圖；圖3是本實用新型的一種MCU電路原理圖；圖4是本實用新型的一種設(shè)定及狀態(tài)采集電路原理圖；圖中1、電源電路，2、互感器，3、運放電路，4、MCU電路，5、接口電路，6、設(shè)定及狀 態(tài)采集電路，7、脫扣電路，8、上位機。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。實施例本實施例的微型剩余電流保護斷路器，如圖1所示，包括互感器2、運放電 路3、MCU電路4、接口電路5、設(shè)定及狀態(tài)采集電路6、脫扣電路7以及為上述各單元供電的 電源電路1。設(shè)定及狀態(tài)采集電路6、脫扣電路7與MCU電路4相連?；ジ衅?通過運放電 路3與MCU電路4連接。MCU電路4通過接口電路5與上位機8連接。上位機8采用PC機。 互感器2實時采集當(dāng)前的剩余電流，并將相應(yīng)的信號發(fā)至運放電路3 ；剩余電流信號經(jīng)運放 電路3放大后傳遞給MCU電路4進行A/D轉(zhuǎn)換，并根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果換算成剩余電流值 判斷是否驅(qū)動脫扣電路7進行脫扣操作，同時將剩余電流通過接口電路5進行上傳；MCU電 路4采集設(shè)定及狀態(tài)采集電路6的狀態(tài)以獲得節(jié)點地址和斷路器的當(dāng)前分/合狀態(tài)。接口 電路如圖2所示，包括MAX485芯片，MAX485芯片的1、4腳連接MCU電路4中單片機的UART 接口，6、7腳輸出符合RS485規(guī)范的數(shù)據(jù)幀。MCU電路4如圖3所示，包括單片機、電阻R8、 電容C4和5芯接插件。單片機采用PIC16F883芯片，通過26腳采集來自設(shè)定及狀態(tài)采集 電路6的斷路器分/合信號；通過9、10、22、23腳采集來自設(shè)定及狀態(tài)采集電路6的設(shè)定來 獲得自身的通信地址；通過2腳的ANO端口采集來自運放電路3的剩余電流信號，通過運算 處理后，判斷是否通過25腳的脫扣端口給脫扣電路7發(fā)出脫扣指令，以驅(qū)動脫扣電路7進 行脫扣操作；通過17、18和21腳輸出UART數(shù)據(jù)給接口電路5以輸出RS485格式的數(shù)據(jù)。5 芯接插件為程序燒寫插件，通過它進行程序的燒寫。設(shè)定及狀態(tài)采集電路6如圖4所示，包 括電阻R12、R13、R26 R29，二極管V7，光藕V8 (TLP521)和撥碼開關(guān)BM ；電阻R26 R29為上拉電阻，BM為4檔撥碼開關(guān)，上述兩者結(jié)合即可組合成16種狀態(tài)，為MCU電路4設(shè)定(Tl5 的通信地址。當(dāng)斷路器合閘，出線端相線和出線端零線兩端口間即有AC220電壓，通過R12 和V7就可以使光藕V8的輸出端3、4腳導(dǎo)通，從而在分合狀態(tài)端口上產(chǎn)生3V 4V的直流電 壓，MCU電路4通過采集此電壓信號即可判斷斷路器處于合閘狀態(tài)；反之，分合狀態(tài)端口電 壓接近于0V。脫扣電路7包括光耦器件，在接收到MCU電路4傳來的脫扣指令以后驅(qū)動脫 扣線圈進行脫扣操作，起到保護作用。
權(quán)利要求一種微型剩余電流保護斷路器，其特征在于包括電源電路(1)、互感器(2)、運放電路(3)、MCU電路(4)、接口電路(5)、設(shè)定及狀態(tài)采集電路(6)和脫扣電路(7)；所述電源電路(1)為所述運放電路(3)、所述MCU電路(4)、所述接口電路(5)、所述設(shè)定及狀態(tài)采集電路(6)和所述脫扣電路(7)供電；所述互感器(2)與所述運放電路(3)連接；所述運放電路(3)、所述設(shè)定及狀態(tài)采集電路(6)、所述脫扣電路(7)分別與所述MCU電路(4)連接；所述MCU電路(4)通過所述接口電路(5)和上位機(8)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型剩余電流保護斷路器，其特征在于所述接口電路(5)包 括MAX485芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型剩余電流保護斷路器，其特征在于所述MCU電路(4)包 括PIC16F883芯片和5芯接插件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型剩余電流保護斷路器，其特征在于所述設(shè)定及狀態(tài)采集 電路(6)包括撥碼開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的微型剩余電流保護斷路器，其特征在于所述設(shè)定及狀態(tài) 采集電路(6 )和所述脫扣電路(7 )包括光耦器件。
專利摘要本實用新型公開了一種微型剩余電流保護斷路器，旨在提供一種能夠?qū)崟r將當(dāng)前的剩余電流值傳遞給上位機的微型剩余電流保護斷路器。它包括電源電路、互感器、運放電路、MCU電路、接口電路、設(shè)定及狀態(tài)采集電路和脫扣電路；電源電路為運放電路、MCU電路、接口電路、設(shè)定及狀態(tài)采集電路和脫扣電路供電；互感器與運放電路連接；運放電路、設(shè)定及狀態(tài)采集電路、脫扣電路分別與MCU電路連接；MCU電路通過接口電路和上位機連接。MCU通過采集電路得到被監(jiān)測線路的剩余電流以后通過接口電路傳遞給上位機，實現(xiàn)實時監(jiān)控。本實用新型適用于普通電力網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號H02H3/32GK201656429SQ201020144929
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者張建江, 方友祥, 李樹生, 沈妙祥, 王芳 申請人:杭州申發(fā)電氣有限公司