專利名稱：一種剩余電流斷路器用自動重合閘裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于低壓電器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種剩余電流斷路器用自動重合閘
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，城鄉(xiāng)人民生活水準(zhǔn)的不斷提高，人們對于電的依賴性越來越強(qiáng)，對于供電可靠性及電能質(zhì)量的要求也越來越高。電力網(wǎng)絡(luò)中，因各種原因的暫時性故障而引起的供電中斷常常會給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生活帶來很多損失和不便。在實際的供電系統(tǒng)中，通常使用的斷路器都采用一次跳閘開關(guān)，一旦跳閘后不能自動重新合閘，需要人工逐一合閘。特別是有的斷路器置于地下室、電線桿等密閉或人不易觸碰的場所，恢復(fù)供電極為不便并且會有很多額外的工作量；夜間甚至摸黑操作，摸黑作業(yè)容易引發(fā)安全事故，給安全供電帶來麻煩。另外，在工業(yè)控制中，大功率電動機(jī)的啟動、電焊機(jī)的工作等情況都會造成電網(wǎng)電壓的波動，產(chǎn)生過低壓現(xiàn)象，而目前市場上的塑殼斷路器，大部分都沒有過壓保護(hù)的功能，在電網(wǎng)電壓異常時不能提供保護(hù)。鑒于上述已有技術(shù)，有必要加以改進(jìn)，為此，本申請人作了有益的設(shè)計，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種剩余電流斷路器用自動重合閘裝置，跳閘后能自動重合閘、且?guī)н^低壓保 護(hù)，大大完善了斷路器的保護(hù)功能，與任何類型的剩余電流斷路器均可配合，以導(dǎo)軌方式安裝 在剩余電流斷路器旁，安裝簡單、靈活方便。本實用新型的目的是這樣來達(dá)到的，一種剩余電流斷路器用自動重合閘裝置，其特征在于:包括中央處理器電路、指示工作狀態(tài)的指示電路、至少由兩組獨立控制的輸出觸點的控制輸出電路、與外部通信網(wǎng)絡(luò)連接的通信電路、提供外部復(fù)位信號的閉鎖復(fù)位電路、與剩余電流斷路器相連以提供剩余電流故障信號的剩余電流報警電路、至少與三相主回路的任意兩相或全部相連接的電壓采樣電路和為上述電路提供工作電壓的電源電路，閉鎖復(fù)位電路、剩余電流報警電路、電壓采樣電路以及電源電路的輸出端與中央處理器電路的輸入端連接，中央處理器電路的輸出端與指示電路、控制輸出電路以及通信電路連接，控制輸出電路的輸出端與電動操作機(jī)構(gòu)連接。在本實用新型的一個具體的實施例中，所述的指示電路由LED指示燈、液晶顯示屏的一種或兩種構(gòu)成。在本實用新型的另一個具體的實施例中，所述的閉鎖復(fù)位電路的復(fù)位方式為本地復(fù)位或遠(yuǎn)程復(fù)位。在本實用新型的又一個具體的實施例中，所述的電壓采樣電路的輸入端取自斷路器的進(jìn)線側(cè)或出線側(cè)。在本實用新型的再一個具體的實施例中，所述的電壓采樣電路至少由一路差分放大電路構(gòu)成，每一路差分放大電路的輸出端單獨地連接至中央處理器電路。本實用新型由于采用了上述設(shè)計方案，電壓采樣電路利用差分放大電路同時采集三相電壓，可檢測出任意二相的過壓或低壓故障，實現(xiàn)過壓、低壓保護(hù)功能，剩余電流報警電路連接剩余電流斷路器，檢測剩余電流報警信號，中央處理器電路分別從閉鎖復(fù)位電路、剩余電流報警電路、電壓采樣電路接收外部復(fù)位信號、剩余電流故障信號、線路電壓信號進(jìn)行處理并進(jìn)行實時判斷，使線路保護(hù)更精確，并通過控制輸出電路連接至電動操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行合分閘控制，通過對重合閘設(shè)定一定的延時時間，能有效避免由于瞬間電網(wǎng)過電壓、瞬間雷擊短路等瞬時性故障而導(dǎo)致的電網(wǎng)中斷的情況的發(fā)生，大大減少用電用戶的損失；本實用新型還具有通信功能，可實時上傳線路中剩余電流故障信息、斷路器分合狀態(tài)、線路電壓故障狀態(tài)等信息，實現(xiàn)遙信功能，上位機(jī)能夠通過本裝置遠(yuǎn)程讀取狀態(tài)信息，并遙控電動操作機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)對剩余電流斷路器的合分閘控制，實現(xiàn)遙控功能；本實用新型還可以實現(xiàn)多路狀態(tài)指示，提醒用戶及時處理問題，起到安全保護(hù)作用；本實用新型為導(dǎo)軌式安裝，簡單方便，適用于多種剩余電流斷路器，不用改變斷路器本體結(jié)構(gòu)就可以實現(xiàn)自動重合閘功能。

圖1為本實用新型的原理框圖。圖2為本實用新型的中央處理器電路的電路圖。圖3為本實用新型的指示電路的電路圖。圖4為本實用新型的控制輸出電路的電路圖。圖5為本實用新型的通信電路的電路圖。圖6為本實用新型的閉鎖復(fù)位電路的電路圖。圖7為本實用新型的剩余電流報警電路的電路圖。圖8為本實用新型的電壓采樣電路的電路圖。圖9為本實用新型的電源電路的電路圖
具體實施方式
為了使公眾能充分了解本實用新型的技術(shù)實質(zhì)和有益效果，申請人將在
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
詳細(xì)描述，但申請人對實施例的描述不是對技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本實用新型構(gòu)思作形式而非實質(zhì)的變化都應(yīng)當(dāng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。請參閱圖1，一種剩余電流斷路器用自動重合閘裝置包括中央處理器電路、指示工作狀態(tài)的指示電路、至少由兩組獨立控制的輸出觸點的控制輸出電路、與外部通信網(wǎng)絡(luò)連接的通信電路、提供外部復(fù)位信號的閉鎖復(fù)位電路、與剩余電流斷路器相連以提供剩余電流故障信號的剩余電流報警電路、至少與三相主回路的任意兩相或全部相連接的電壓采樣電路和為上述電路提供工作電壓的電源電路，閉鎖復(fù)位電路、剩余電流報警電路、電壓采樣電路以及電源電路的輸出端與中央處理器電路的輸入端連接，中央處理器電路的輸出端與指示電路、控制輸出電路以及通信電路連接，控制輸出電路的輸出端與電動操作機(jī)構(gòu)連接。中央處理器電路分別通過閉鎖復(fù)位電路、剩余電流報警電路、電壓采樣電路接收外部復(fù)位信號、剩余電流故障信號、線路電壓信號進(jìn)行處理并進(jìn)行實時判斷，通過指示電路分別指示電源工作、剩余電流報警、過壓、低壓、閉鎖、通信共六種工作狀態(tài)，并通過控制輸出電路連接至電動操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行合分閘控制，還可通過通信電路實時上傳線路中剩余電流故障信息、斷路器分合狀態(tài)、線路電壓故障狀態(tài)等信息，實現(xiàn)遙信功能。上位機(jī)能夠通過本裝置遠(yuǎn)程讀取狀態(tài)信息，并遙控電動操作機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)對剩余電流斷路器合分閘控制，實現(xiàn)遙控功倉泛。請參閱圖2，所述的中央處理器電路包括單片機(jī)N1、晶振CR1、電容C31和電阻R1、R2，在本實施例中，所述的單片機(jī)NI優(yōu)先采用R8C/13，晶振CRl采用貼片式陶瓷晶振，內(nèi)置兩只22pF電容，組成并聯(lián)諧振回路，對振蕩頻率起微調(diào)作用。單片機(jī)NI為本裝置的核心，其I腳和25腳連接閉鎖復(fù)位電路接收外部復(fù)位信號；27腳連接剩余電流報警電路接收剩余電流故障信號；28 30腳連接電壓采樣電路接收線路電壓信號，另一方面，單片機(jī)NI的10、13、14、22 24腳連接指示電路用于控制指示電路指示電源工作、剩余電流報警、過壓、低壓、閉鎖、通信共六種工作狀態(tài)；19 21腳連接控制輸出電路并通過控制輸出電路連接至電動操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行合分閘控制；2 4腳連接通信電路并通過通信電路實時上傳線路中剩余電流故障信息、斷路器分合狀態(tài)、線路電壓故障狀態(tài)等信息，實現(xiàn)遙信功能，另外利用通信電路還可實現(xiàn)與上位機(jī)的信息交互。請參閱圖3，為本實用新型的指示電路的電路圖，所述的指示電路可由LED指示燈、液晶顯示屏的一種或兩種構(gòu)成，至少可實現(xiàn)三種工作狀態(tài)的指示。在本實施例中，以LED指示燈為例進(jìn)行說明。所述的指示電路包括電阻R9 R14、發(fā)光二級管Hl H6，電阻R9 R14的一端分別連接中央處理器電路中的單片機(jī)NI的10、13、14、24、23、22腳，電阻1 9 R14的另一端分別連接發(fā)光二級管Hl H6的正極，發(fā)光二級管Hl H6的負(fù)極共同接地。發(fā)光二級管Hl H6分別用于指示電源工作、剩余電流報警、過壓、低壓、閉鎖、通信共六種工作狀態(tài)。請參閱圖4，所述的控制輸出電路包括繼電器Kl K3、三極管Vl V3、二極管D3 D5，電容C3 C5和電阻R15 R20。電阻R15、R17、R19的一端分別連接中央處理器電路中的單片機(jī)NI的21、20、19腳，電阻R15、R17、R19的另一端分別連接三極管Vl V3的基極，單片機(jī)NI輸出的信號通過三極管Vl V3來控制繼電器Kl K3的通斷。其中，二極管D3 D5起續(xù)流作用，電容C3 C5起濾除干擾信號的作用，電阻R15、R17、R19為限流電阻，電阻R16、R18、R20為下拉電阻。本實用新型所述的輸出控制電路分為兩路輸出，一路的輸出觸點C0M、0N1、0FF1連接至電動操作機(jī)構(gòu)的控制端，另一路的輸出觸點BJ1、BJ2可連接至蜂鳴器、指示燈等多種故障狀態(tài)指示裝置。請參閱圖5，所述的通信電路包括電平轉(zhuǎn)換芯片N3、電阻R40 R46、TVS管FVl、FV2和防雷管FV3。在本實施例中，電平轉(zhuǎn)換芯片N3優(yōu)選為ADM2483，主要實現(xiàn)通信電平的轉(zhuǎn)換，將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS485總線電平。其中，TVS管FV1、FV2用于通信線路的過壓保護(hù)和靜電防護(hù)，防雷管FV3用于通信線路的雷擊過壓保護(hù)，電阻R40、R41、R42、R45、R46為限流電阻，電阻R40、R4UR42的一端分別連接至中央處理器電路中的單片機(jī)NI的3、4、2腳，電阻R43為上拉電阻，電阻R44為下拉電阻。所述的通信電路是通過電平轉(zhuǎn)換芯片N3在中央處理器電路與外部通信網(wǎng)絡(luò)諸如現(xiàn)場總線之間建立連接，使TTL信號電平與現(xiàn)場總線信號電平相互轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。本實用新型的通信電路還可以采用GSM、GPRS等無線通信方式與外部通信網(wǎng)絡(luò)連接， 當(dāng)然外部通信網(wǎng)絡(luò)也可以是以太網(wǎng)等其他通信網(wǎng)絡(luò)。[0026]請參閱圖6，所述的閉鎖復(fù)位電路包括光耦I(lǐng)C2、電阻R6 R8、二極管D2、電容C2和按鍵開關(guān)SW1。光耦I(lǐng)C2起信號的傳遞作用，其輸出端連接中央處理器電路中的單片機(jī)NI的25腳。電阻R6為限流電阻，電阻R7、R8為上拉電阻，二極管D2起續(xù)流作用，電容C2為濾波電容。按鍵開關(guān)SWl起內(nèi)部復(fù)位作用，其一端連接中央處理器電路中的單片機(jī)NI的I腳，另一端接地。所述的閉鎖復(fù)位電路的復(fù)位方式可以是本地復(fù)位也可以是遠(yuǎn)程復(fù)位。請參閱圖7，所述的剩余電流報警電路包括光耦I(lǐng)C1、電阻R3 R5、二極管Dl和電容Cl。電路的輸入端接剩余電流斷路器，輸入信號為剩余電流動作的電平或觸點信號，可以由任意規(guī)格、任意類型剩余電流斷路器或裝置提供；電路的輸出端，即光耦I(lǐng)CI的輸出端連接中央處理器電路中的單片機(jī)NI的27腳。當(dāng)剩余電流斷路器上出現(xiàn)剩余電流故障后，故障信號經(jīng)光耦I(lǐng)Cl傳遞到中央處理器電路進(jìn)行信號處理。其中光耦I(lǐng)Cl起信號的傳遞作用，電阻R3為限流電阻，電阻R4為下拉電阻，電阻R5為上拉電阻，二極管Dl起防反接作用，電容Cl為濾波電容。請參閱圖8，所述的電壓采樣電路以差分方式采集線路電壓信號，其輸入信號可取自斷路器進(jìn)線側(cè)或出線側(cè)。電壓采樣電路至少由一路差分放大電路構(gòu)成，每一路的輸出端單獨地連接至中央處理器電路。本實用新型以三相電壓的采樣為例，采用差分放大電路同時采集三相電壓，可檢測出任意二相的過壓或低壓，實現(xiàn)過壓、低壓保護(hù)功能。所述的電壓采樣電路由運算放大器N2A、N2B、N2C、二極管DlO D12、電阻R29 R39、電容ClO C12組成，電路的三輸出端分別接中央處理器電路中的單片機(jī)NI的30、29、28腳，可同時采集A-N, B-N, C-N電壓信號送單片機(jī)NI進(jìn)行處理。其中，電阻R29、R32、R35、R38為輸入電阻，電阻R30、R33、R36為反饋電阻，電阻R31、R34、R37、R39為限流電阻，二極管DlO D12各由兩個二極管構(gòu)成且兩個二極管之間呈反向設(shè)置，起限壓作用，電容ClO C12為濾波電容。請參閱圖9，所述的電源電路包括電源變壓器Tl、光耦I(lǐng)C3、電源芯片N4、整流橋VB1、三端穩(wěn)壓芯片N5、N6、壓敏電阻RV1、穩(wěn)壓管D13、D17、二極管D14 D16、電感LI L3、電阻R49、R50、電容C14 C30、C32和變壓器L4，在本實施例中，所述的電源變壓器Tl采用KB-13,電源芯片N4優(yōu)先采用NCP1014。電路的輸入端接電網(wǎng)的L端、N端，外部AC230V電源經(jīng)整流橋VBl整流后由電源變壓器Tl轉(zhuǎn)換為VDD和VEEl兩路直流電壓。直流電壓VDD經(jīng)三端穩(wěn)壓芯片N5轉(zhuǎn)換為直流電壓VCC，直流電壓VEEl經(jīng)三端穩(wěn)壓芯片N6轉(zhuǎn)換為直流電壓VEE，以此作為通信隔離電源。其中穩(wěn)壓芯片N5、N6優(yōu)先采用MCP1703，壓敏電阻RVl用來吸收電源端的浪涌電壓，保護(hù)后級電路，電容C15、C16和電感LI組成Π型濾波電路，光耦I(lǐng)C3和電源芯片N4組成電源反饋電路，二極管D14起防反接的作用，穩(wěn)壓管D17為后級輸出穩(wěn)壓，電容C14、C15、C16、C17、C19、C20為濾波電容，電容C18、C2UC22為去耦電容。所述的剩余電流斷路器用自動重合閘裝置可以為獨立式，也可以與斷路器進(jìn)行拼裝。該裝置與剩余電流斷路器和電動操作機(jī)構(gòu)組合，接收剩余電流斷路器輸入的剩余電流保護(hù)動作信號，輸出控制信號至電動操作機(jī)構(gòu)，控制電動操作機(jī)構(gòu)對剩余電流斷路器實現(xiàn)自動重合閘。
權(quán)利要求1.一種剩余電流斷路器用自動重合閘裝置，其特征在于包括中央處理器電路、指示工作狀態(tài)的指示電路、至少由兩組獨立控制的輸出觸點的控制輸出電路、與外部通信網(wǎng)絡(luò)連接的通信電路、提供外部復(fù)位信號的閉鎖復(fù)位電路、與剩余電流斷路器相連以提供剩余電流故障信號的剩余電流報警電路、至少與三相主回路的任意兩相或全部相連接的電壓采樣電路和為上述電路提供工作電壓的電源電路，閉鎖復(fù)位電路、剩余電流報警電路、電壓采樣電路以及電源電路的輸出端與中央處理器電路的輸入端連接，中央處理器電路的輸出端與指示電路、控制輸出電路以及通信電路連接，控制輸出電路的輸出端與電動操作機(jī)構(gòu)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余電流斷路器用自動重合閘裝置，其特征在于所述的指示電路由LED指示燈、液晶顯示屏的一種或兩種構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余電流斷路器用自動重合閘裝置，其特征在于所述的閉鎖復(fù)位電路的復(fù)位方式為本地復(fù)位或遠(yuǎn)程復(fù)位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余電流斷路器用自動重合閘裝置，其特征在于所述的電壓采樣電路的輸入端取自斷路器的進(jìn)線側(cè)或出線側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種剩余電流斷路器用自動重合閘裝置，其特征在于所述的電壓采樣電路至少由一路差分放大電路構(gòu)成，每一路差分放大電路的輸出端單獨地連接至中央處理器電路。
專利摘要一種剩余電流斷路器用自動重合閘裝置，屬于低壓電器領(lǐng)域。包括中央處理器電路、指示電路、控制輸出電路、通信電路、閉鎖復(fù)位電路、剩余電流報警電路、電壓采樣電路和電源電路，閉鎖復(fù)位電路、剩余電流報警電路、電壓采樣電路及電源電路的輸出端與中央處理器電路的輸入端連接，中央處理器電路的輸出端與指示電路、控制輸出電路及通信電路連接，控制輸出電路的輸出端與電動操作機(jī)構(gòu)連接。能避免因瞬間電網(wǎng)過電壓、瞬間雷擊短路等故障而導(dǎo)致的電網(wǎng)中斷；可實時上傳線路中剩余電流故障信息、斷路器分合狀態(tài)、線路電壓故障狀態(tài)等信息，實現(xiàn)遙信功能；實現(xiàn)多路狀態(tài)指示，提醒用戶及時處理問題；不用改變斷路器結(jié)構(gòu)就可實現(xiàn)自動重合閘功能。
文檔編號H02J13/00GK202957664SQ20122063934
公開日2013年5月29日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者管瑞良, 孫偉鋒, 徐偉, 孫義成, 包偉乾 申請人:常熟開關(guān)制造有限公司(原常熟開關(guān)廠)