專利名稱：：帶微機(jī)保護(hù)和液晶顯示的小型斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型屬于單片機(jī)及電子
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種適應(yīng)于低壓配電線路的帶微機(jī)保護(hù)和液晶顯示的小型斷路器。技術(shù)背景傳統(tǒng)的小型斷路器(空氣開關(guān))為機(jī)械式，具備熱脫扣和電磁脫扣功能，傳統(tǒng)的漏電開關(guān)，漏電電流設(shè)定為30亳安跳閘?？梢姡瑐鹘y(tǒng)的小型斷路器、漏電開關(guān)均不具備智能實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣線路技術(shù)，只有當(dāng)電氣線路出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間過載、漏電或短路時(shí)，才能跳閘。但電氣線路的發(fā)熱、漏電、跳火都有一個(gè)逐漸累積，由量變到質(zhì)變的過程，由于傳統(tǒng)的小型斷路器、漏電開關(guān)沒有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警功能，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣線路的安全隱患，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或人身觸電時(shí)再跳閘切斷電源往往已于事無(wú)補(bǔ)。針對(duì)上述的缺點(diǎn)，為更有效地保護(hù)人身、用電線路和用電設(shè)備的安全，對(duì)傳統(tǒng)的小型斷路器、漏電開關(guān)的功能進(jìn)行改進(jìn)十分必要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服小型斷路器、漏電開關(guān)沒有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、告警功能，提供一種帶微機(jī)保護(hù)和液晶顯示的小型斷路器，實(shí)用新型具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、告警和保護(hù)功能。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種帶微機(jī)保護(hù)和液晶顯示的小型斷路器，包括電源、斷路器、電流、電壓互感器，A/D轉(zhuǎn)換釆樣變換單元，8051CPU計(jì)算控制單元，報(bào)警執(zhí)行單元，其特征在于電源單元6輸出+3.3V的電壓，連接CPU的VDD端，輸出+5V分別連接電路控制單元；外部交流電源的火線和零線輸入端接入帶分勵(lì)脫扣的小型斷路器l，其輸出端同時(shí)穿過漏電流互感器2，火線穿過相電流互感器3后與零線連接到裝置的外部交流電源的輸出端，電壓互感器4并接于火線和零線；相電流、漏電流和電壓互感器變換后的二次交流量分別接入相電流、漏電流和電壓整流濾波單元7，然后接入CPU的P0.1-0.3端口；CPU的P0.4-0.6端口分別接液晶顯示器單元IO輸入端；CPU的P1.0端口接三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置12;CPU的Pl.l、Pl,2端分別接顯示器激活開關(guān)Swl及功能開關(guān)sw2;CPU的P0.7、P1.3、P1.4接聲光報(bào)警單元11,即VI、V2的發(fā)光二極管及S1蜂鳴器；通過CPU控制單元9的編程運(yùn)算，控制和設(shè)定斷路器的漏電流、過電流、過電壓、功率的保護(hù)值，電路超過設(shè)定值時(shí)，對(duì)電路實(shí)施報(bào)警及跳閘斷電保護(hù)。本實(shí)用新型應(yīng)用于380V三相四線電源時(shí)，每路火線各有相應(yīng)的相電流互感器和電壓互感器，三路火線和零線同時(shí)穿過漏電流互感器；三個(gè)相電流互感器，一個(gè)漏電流互感器和三個(gè)電壓互感器變換后的二次交流量分別接入相電流、漏電流和電壓整流濾波單元7，接入CPU的接入P0.0-0.3、P1.5-1.7端口，CPU的輸出、液晶顯示、報(bào)警、執(zhí)行控制單元與單相電源電路的相同。通過通信接口單元13能組成系統(tǒng)，多個(gè)該裝置可以通過RS485總線的方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。通過網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)總控單元來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)裝置的遙測(cè)、遙信和遙控，以實(shí)現(xiàn)對(duì)一定區(qū)域的用電線路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控。本實(shí)用新型能實(shí)時(shí)對(duì)用電線路的漏電流、電流、電壓、等交流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，備漏電、過載、過壓、欠壓、過流、短路保護(hù)功能，并通過人機(jī)對(duì)話液晶顯示單元進(jìn)行顯示，更有效的保護(hù)電氣線路，尤其是多段式可根據(jù)需要整定的過流(過載、過流、短路)保護(hù)。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型再進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為本實(shí)用新型帶微機(jī)保護(hù)和液晶顯示的小型斷路器原理圖，是三相四線電源的電路的原理圖；圖2是本實(shí)用新型擴(kuò)展聯(lián)網(wǎng)示意圖；圖3是本實(shí)用新型帶微機(jī)保護(hù)和液晶顯示的小型斷路器單相電路的電子元件接線圖。圖中(1)為帶分勵(lì)脫扣的小型斷路器，(2)為漏電流互感器，(3)為相電流互感器，(4)為電壓互感器，(5)為電源變壓器，(6)為電源模塊，(7)為相電流、漏電流和電壓整流濾波單元，(8)為A/D轉(zhuǎn)換采樣變換單元，(9)為CPU控制單元，(10)為液晶顯示功能設(shè)單元，(ll)為聲光報(bào)警單元，(12)為執(zhí)行裝置，(13)為通信接口單元。具體實(shí)施方式參照?qǐng)D3，電源經(jīng)變壓、整流輸出+3.3V的電壓，連接CPU的VDD接線端，輸出+5V分別連接電路控制單元；外部交流電源的火線和零線輸入端接入帶分勵(lì)脫扣的小型斷路器1，其輸出端同時(shí)穿過漏電流互感器2，火線穿過相電流互感器3后與零線連接到裝置的外部交流電源的輸出端，電壓互感器4并接于火線和零線。相電流、漏電流和電壓互感器變換后的二次交流量分別接入相電流、漏電流和電壓整流濾波單元7，然后接入CPU的P0.1-0.3端口；CPU的P0.4-0.6端口分別接液晶顯示器單元IO輸入端；CPU的P1.0端口接三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置12;CPU的Pl.l、P1.2端分別接顯示器激活開關(guān)Swl及功能開關(guān)sw2;CPU的P0.7、P1.3、P1.4接聲光報(bào)警單元11，即V1、V2的發(fā)光二極管及S1蜂鳴器；V3為本實(shí)用新型的工作指示燈。在CPU計(jì)算控制單元9的編程控制下，對(duì)用電線路的漏電流、各相電流和電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)釆樣，通過編程進(jìn)行運(yùn)算、控制和設(shè)定漏電流、電流、電壓等交流量的整定值，實(shí)時(shí)對(duì)用電線路的漏電流、電流、電壓、功率等交流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過人機(jī)對(duì)話液晶顯示單元10進(jìn)行顯示，具備漏電、過載、過壓、欠壓、過流、短路保護(hù)告警功能，當(dāng)達(dá)到告警值時(shí)，通過聲光報(bào)警單元11進(jìn)行報(bào)警，達(dá)到跳閘整定值時(shí)，CPU發(fā)出跳閘命令，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置12的出口繼電器，其接點(diǎn)短時(shí)閉合接通分勵(lì)線圈的電源使小型斷路器跳閘。從圖l中可看出，當(dāng)電源為三相四線的380V時(shí)，電路相應(yīng)增加二個(gè)相電流互感器和二個(gè)電壓互感器，相電流、漏電流和電壓互感器變換后的二次交流量分別接入相電流、漏電流和電壓整流濾波單元7，接入CPU的未使用的空的接線端，其余電路與單相的相同。具體為三相四線制380V電源的A、B、C三相接入帶分勵(lì)脫扣的小型斷路器l，其輸出A、B、C三相和N相一同穿過漏電流互感器2，A、B、C、N相電流互感器3分別串接于A、B、C、N相，電壓互感器4并接于相電壓A-N、B-N、C-N，電源變壓器5并接于相電壓A-N，經(jīng)變壓器變換的二次電壓經(jīng)電源模塊6輸出+5￥和+3.3￥,+3.3丫為CPU計(jì)算控制單元9提供電源，十5V分別為8、10、11、12、13單元提供電源；相電流、漏電流和電壓互感器變換后的二次交流量接入相電流、漏電流和電壓整流濾波單元7，再接入CPU的各接線端。本實(shí)用新型使用的CPU為8051,共有20個(gè)接線端，除5、6、7分別為固定的GND、VDD、RET功能外，其余的接線端可以任意連接輸入、輸出控制信號(hào)，其各項(xiàng)功能將由CPU內(nèi)部編程控制實(shí)現(xiàn)，Swl激活開關(guān)，激活液晶顯示器，sw2為功能開關(guān)，可以控制蜂鳴器報(bào)警及跳閘功能的開啟與關(guān)閉，Vl漏電報(bào)警發(fā)光二極管，V2為過壓或過流報(bào)警發(fā)光二極管，V3為斷路器工作指示燈。參考圖3，本實(shí)用新型通過通信接口單元13能組成系統(tǒng)，對(duì)一定區(qū)域的用電線路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控。單層系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)256個(gè)裝置的連接，并可多層擴(kuò)充。本實(shí)用新型的功能特點(diǎn)如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>可見，本實(shí)用新型不單包含小型斷路器、漏電開關(guān)的功能，還具備實(shí)時(shí)監(jiān)控、多段式保護(hù)、發(fā)令跳閘、遠(yuǎn)方監(jiān)視跳閘等功能，能及早發(fā)現(xiàn)電氣線路微小的漏電流和過載情況，及早采取防范措施，防患于未燃，全面的防護(hù)功能確保安全用電，減少電氣線路引發(fā)的火災(zāi)、人身觸電、電器設(shè)備損壞等事故。本實(shí)用新型專利產(chǎn)生的有益效果A、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電路的漏電流，用戶能隨時(shí)直觀地知道電路的狀況，是否存在漏電及其嚴(yán)重情況，能及時(shí)査找存在漏電的插座、分路開關(guān)等，把漏電引起電線發(fā)熱、電器設(shè)備燒損、人身觸電、火災(zāi)等安全隱患及早消滅在萌芽狀態(tài)。B、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電路的電流，用戶能隨時(shí)直觀地知道電路的負(fù)荷狀況，能估算各種用電設(shè)備的用電情況，有利于用戶進(jìn)行科學(xué)用電，節(jié)約能源。C、具備漏電、過載、過壓、欠壓、過流、短路保護(hù)功能，更有效的保護(hù)電氣線路，尤其是多段式可根據(jù)需要整定的過流保護(hù)(過載、過流、短路)，是小型斷路器熱脫扣、電磁脫扣保護(hù)的有效補(bǔ)充，能對(duì)電氣線路的各種故障起更有效的保護(hù)作用。D、由于采用數(shù)字電子通信技術(shù)，便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的監(jiān)控。本實(shí)用新型專利采用的技術(shù)，即"帶微機(jī)保護(hù)和液晶顯示的小型斷路器"，是小型斷路器和漏電開關(guān)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，廣泛適用于家居住宅、商場(chǎng)、娛樂場(chǎng)所、工廠、賓館、學(xué)校等民用、商用場(chǎng)所的用電保護(hù)。權(quán)利要求1、一種帶微機(jī)保護(hù)和液晶顯示的小型斷路器，包括電源，斷路器，電流、電壓互感器，A/D轉(zhuǎn)換采樣變換單元，8051CPU計(jì)算控制單元，報(bào)警執(zhí)行單元，其特征在于電源單元(6)輸出+3.3V的電壓，連接CPU的VDD端，輸出+5V分別連接電路控制單元；外部交流電源的火線和零線輸入端接入帶分勵(lì)脫扣的小型斷路器(1)，其輸出端同時(shí)穿過漏電流互感器(2)，火線穿過相電流互感器(3)后與零線連接到斷路器的外部交流電源的輸出端，電壓互感器(4)并接于火線和零線；所說的相電流、漏電流和電壓互感器變換后的二次交流量分別接入相電流、漏電流和電壓整流濾波單元(7)，然后接入CPU的P0.1-0.3端口；CPU的P0.4-0.6端口分別接液晶顯示器單元(10)輸入端；CPU的P1.0端口接三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置(12)；CPU的P1.1、P1.2端分別接顯示器激活開關(guān)Sw1及功能開關(guān)sw2；CPU的P0.7、P1.3、P1.4接聲光報(bào)警單元(11)，即V1、V2的發(fā)光二極管及S1蜂鳴器；通過CPU控制單元(9)的編程運(yùn)算，控制和設(shè)定斷路器的漏電流、過電流、過電壓、功率的保護(hù)值，電路超過設(shè)定值時(shí)，對(duì)電路實(shí)施報(bào)警及跳閘斷電保護(hù)。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶微機(jī)保護(hù)和液晶顯示的小型斷路器，其特征在于當(dāng)電源為380V三相四線電路時(shí)，每路火線各有相應(yīng)的相電流互感器和電壓互感器，三路火線和零線同時(shí)穿過漏電流互感器；三個(gè)相電流互感器，一個(gè)漏電流互感器和三個(gè)電壓互感器變換后的二次交流量分別接入相電流、漏電流和電壓整流濾波單元(7),接入CPU的接入P0.0-0.3、P1.5-1.7端口，CPU的輸出、液晶顯示、報(bào)警、執(zhí)行控制單元與單相的電源電路相同。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶微機(jī)保護(hù)和液晶顯示的小型斷路器，其特征在于通過通信接口單元(13)能組成系統(tǒng)，多個(gè)該裝置可以通過RS485總線的方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)總控單元來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)裝置的遙測(cè)、遙信和遙控，以實(shí)現(xiàn)對(duì)一定區(qū)域的用電線路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控。專利摘要本實(shí)用新型屬于單片機(jī)及電子
技術(shù)領(lǐng)域：
。包括帶分勵(lì)脫扣的小型斷路器(1)、漏電流互感器(2)、相電流互感器(3)、電壓互感器(4)、交流量的整流濾波單元(7)、A/D轉(zhuǎn)換采樣變換單元(8)、CPU計(jì)算控制單元(9)、人機(jī)對(duì)話液晶顯示功能設(shè)定單元(10)、聲光報(bào)警單元(11)、執(zhí)行裝置(12)等單元。本實(shí)用新型具備漏電、過載、過壓、欠壓、過流、短路保護(hù)告警功能，廣泛適用于家居住宅、公共場(chǎng)所、工廠等場(chǎng)所的用電保護(hù)，能有效防止人身觸電、減少火災(zāi)事故等發(fā)生。文檔編號(hào)H01H83/00GK201174571SQ20082004575公開日2008年12月31日申請(qǐng)日期2008年3月31日優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日發(fā)明者林望青,林龍杰,陳宏業(yè)申請(qǐng)人:林龍杰