專(zhuān)利名稱(chēng)：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 斷路器是一種集電路控制技術(shù)、微電子技術(shù)、電能傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)、信息通訊技術(shù)、 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(dòng)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(guò)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(cè)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(cè)量配合完成，電能計(jì)量與付費(fèi)管理、電能 營(yíng)銷(xiāo)與電能量控制管理需靠電能表以及電力管理部門(mén)售電管理系統(tǒng)配合完成。在以用電為 主的用戶市場(chǎng)，此種低壓斷路器只有在有效配有電能計(jì)量、測(cè)量?jī)x器儀表、通信設(shè)備的同時(shí) 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(shí)存在與電能量供需轉(zhuǎn)換過(guò)程不同 步。作為低壓配電饋線、低壓電器設(shè)備、民用配電終端、工業(yè)動(dòng)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(chǎng)、 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)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(dòng)控制；不具備與電力管理部門(mén)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單一，沒(méi)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(duì)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(shí)別、分析 判斷、處理的自動(dòng)化程度高的“一件多能”智能電器將被廣泛應(yīng)用，取代自動(dòng)化程度低、功能 單一、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(dòng)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(dòng) 售購(gòu)控制的多功能智能化的低壓斷路器，解決上述已有技術(shù)在的功能單一、功能一體化差、 缺乏信息共享電能智能化管理的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的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. ll-lkv，作為低壓配電饋線、低壓電器設(shè)備、民用配電終端、工業(yè)動(dòng)力配電終端的控 制、保護(hù)、測(cè)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(cè)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(dòng)元 件、通訊接口、數(shù)字功能按鍵、IXD顯示屏、報(bào)警器、專(zhuān)用IC卡讀寫(xiě)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(cè)量單元，經(jīng)過(guò)測(cè)量單元連接負(fù)荷側(cè)出線接線端子，并聯(lián)經(jīng)過(guò)隔離層輸入連接UPS 電源模塊；多功能智能型斷路器手動(dòng)分合操作手柄連接觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)；測(cè)量單元輸 出經(jīng)過(guò)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(zhuān)用IC 卡讀寫(xiě)器、輸入輸出連接實(shí)時(shí)時(shí)鐘、輸入輸出連接儲(chǔ)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(dòng)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(dòng)元件動(dòng)作機(jī)械輸出經(jīng)過(guò)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(shí)輪顯示瞬時(shí)電流、瞬時(shí)電壓、功率因數(shù)、瞬時(shí)有功功 率、有功最大需量及時(shí)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(cè)量和其他電工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(guò)多功能智能型斷路器通信功能，使得電力管理部門(mén)對(duì)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、工業(yè)動(dòng)力配電終端。3、通過(guò)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(duì)輸出電能量的自動(dòng)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(xiāo)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(dòng)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(xiāo)售交易、轉(zhuǎn)移，通過(guò)用電性質(zhì)需要購(gòu)置不同 時(shí)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(guò)通信現(xiàn)場(chǎng)總線與通信適配器、上一層通 信設(shè)備連接，或者直接通過(guò)有線、無(wú)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(mén)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(mén)的銷(xiāo)售電量、預(yù)售電量值、已結(jié)算電量值統(tǒng)計(jì) 核對(duì)，自動(dòng)生成電網(wǎng)損耗，完成電力管理部門(mén)的網(wǎng)損實(shí)時(shí)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(guò)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。
四

附圖1-本發(fā)明的結(jié)構(gòu)面板中1-電源側(cè)進(jìn)線接線端子(根據(jù)用電需求制作單相、2相、3相、4相接線端子)2-手動(dòng)分合操作手柄3-負(fù)荷側(cè)出線接線端子(根據(jù)用電需求制作單相、2相、3相、4相 接線端子)4_隔離層5-IXD顯示屏6-數(shù)字功能按鍵7-專(zhuān)用IC卡讀寫(xiě)器8-通信接口9-觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)附圖2-本發(fā)明的工作原理框中9-觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu) 10-驅(qū)動(dòng)元件 Il-UPS電源模塊 12-測(cè)量單元 13-電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器14-實(shí)時(shí)時(shí)鐘15-儲(chǔ)存器16-采樣處理單元17-報(bào)警 器
五具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步公開(kāi)本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖通過(guò)實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)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(duì)應(yīng)電路相數(shù)的電源側(cè)進(jìn)線接線 端子1 ；當(dāng)電能用戶選擇單相或三相供電時(shí)，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(guò)端鈕盒鉛封18將電源側(cè)進(jìn)線接線端子1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(guò)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(dòng)分合操作手柄2通過(guò)手動(dòng)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(dòng)元件、UPS電源 模塊進(jìn)行隔離、屏蔽。LCD顯示屏5實(shí)時(shí)輪顯多功能智能型低壓斷路器所電路控制的瞬時(shí)電 流、瞬時(shí)電壓、功率因數(shù)、瞬時(shí)有功功率、有功最大需量及時(shí)間、諧波含量、電能累計(jì)電量、電 能剩余電量、各時(shí)段費(fèi)率電能量等電能質(zhì)量計(jì)量參數(shù)。通過(guò)數(shù)字功能按鍵6輸入進(jìn)行實(shí)時(shí) 時(shí)鐘14的時(shí)間調(diào)整、電能質(zhì)量計(jì)量報(bào)警極限值的設(shè)置、輸入密碼與電力管理部門(mén)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(xún)業(yè)務(wù)。電能用戶通過(guò)存 儲(chǔ)媒介(IC卡)與電力管理部門(mén)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(zhuān)用 IC卡讀寫(xiě)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(zhuān)用IC卡 分別計(jì)量電能。通信接口 8采用RS-485通信口，采用低壓電器設(shè)備要求的通用規(guī)約，利用 RS-485現(xiàn)場(chǎng)總線與通信適配器、上一層通信設(shè)備連接，或者直接通過(guò)有線、無(wú)線通信設(shè)備最 后連到電力管理部門(mén)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；電力管理部門(mén)的售電管理監(jiān)控系統(tǒng)與銀行、通訊運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)聯(lián)網(wǎng)，電力 管理部門(mén)以及電能用戶根據(jù)需求各費(fèi)率電能產(chǎn)品量并通過(guò)銀行網(wǎng)點(diǎn)、電子銀行、電話網(wǎng)進(jìn) 行電能產(chǎn)品的銷(xiāo)售交易、轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)最佳電能產(chǎn)品消費(fèi)。( 二)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. ll-lkv，作為低壓配電饋線、低壓電器設(shè)備、民用配電終端、工業(yè)動(dòng)力配電終端的控 制、保護(hù)、測(cè)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(cè)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(dòng)元件、通訊接 口、數(shù)字功能按鍵、LCD顯示屏、報(bào)警器、專(zhuān)用IC卡讀寫(xiě)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1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(cè)量單元12，經(jīng) 過(guò)測(cè)量單元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(cè)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(guò)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(guò)手動(dòng)分合操作手柄2手動(dòng)操作觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)9 ；測(cè)量單元12根據(jù)控制電能用戶電路相數(shù)輸出采樣處理單元16需要的每相電流值、電壓值， 測(cè)量單元12輸出線經(jīng)過(guò)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(dòng)元件10以及通信設(shè) 備提供不間斷電源；電能用戶通過(guò)專(zhuān)用IC卡連接專(zhuān)用IC卡讀寫(xiě)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(guò)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(shí)時(shí)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(xún)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(chǔ)存器15進(jìn)行數(shù)據(jù)保存與調(diào) 用；通過(guò)電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器13輸入輸出通信接口 8連接通訊設(shè)備與電力管理部門(mén)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(shí) 段費(fèi)率電能產(chǎn)品量與電力管理部門(mén)通過(guò)售電管理監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)銀行、通訊運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)完成 電能量銷(xiāo)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(shí)輪顯瞬時(shí) 電流、瞬時(shí)電壓、功率因數(shù)、瞬時(shí)有功功率、有功最大需量及時(shí)間、諧波含量、電能累計(jì)電量、 電能剩余電量、各時(shí)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(shí)報(bào)警和控制保護(hù)動(dòng)作越限時(shí)報(bào)警，同時(shí)通過(guò)與電 力管理部門(mén)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)量越限時(shí)，電能質(zhì)量計(jì)量CPU處理器1)輸出開(kāi)關(guān)量連接驅(qū)動(dòng) 元件10，驅(qū)動(dòng)元件10動(dòng)作機(jī)械輸出經(jīng)過(guò)隔離層4驅(qū)動(dòng)觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)9動(dòng)作，使得多 功能智能型低壓斷路器跳閘斷開(kāi)所控制電路。電能用戶用過(guò)多功能智能型低壓斷路器與電 力管理部門(mén)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(dòng)分合操作手 柄2手動(dòng)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
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(cè)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(dòng)元件、通訊接口、數(shù)字功能按鍵、LCD顯示屏、報(bào)警器、專(zhuān)用IC卡讀寫(xiě)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(cè)量單元，經(jīng)過(guò)測(cè)量單元連接負(fù)荷側(cè)出線接線端子，并聯(lián)經(jīng)過(guò)隔離層輸入連接UPS電源模塊；多功能智能型斷路器手動(dòng)分合操作手柄連接觸頭及通斷機(jī)械機(jī)構(gòu)；測(cè)量單元輸出經(jīng)過(guò)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(zhuān)用IC卡讀寫(xiě)器、輸入輸出連接實(shí)時(shí)時(shí)鐘、輸入輸出連接儲(chǔ)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(dòng)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(dòng)元件動(dòng)作機(jī)械輸出經(jīng)過(guò)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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能智能型低壓斷路器，其特征在于額定電流為6-630A， 額定電壓為0. 11-1KV，適用于交流配電網(wǎng)領(lǐng)域，具有低壓配電饋線或低壓電器設(shè)備或民用 配電終端或工業(yè)動(dòng)力配電終端的控制、保護(hù)、漏電、斷相保護(hù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控或電流電壓測(cè)量、電 質(zhì)量計(jì)量付費(fèi)功能。
全文摘要
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(cè)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(dòng)元件、通訊接口、數(shù)字功能按鍵、LCD顯示屏、報(bào)警器和專(zhuān)用IC卡讀寫(xiě)器組成，通過(guò)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(shí)輪顯示瞬時(shí)電流，瞬時(shí)電壓、功率因數(shù)、瞬時(shí)有功功率有功最大需量及時(shí)間、諧波含量、電能累計(jì)電量、電能剩余電量、各時(shí)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(hào)H01H71/10GK101834099SQ20101015182
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者何曉輝, 左玉華, 張紅, 李華偉, 李國(guó)強(qiáng), 李臣凱, 李讀亮, 王麗娟, 范永濤, 賀俊峰, 趙健 申請(qǐng)人:范永濤