CN106229224B - 一种带断零缺相保护功能的智能塑壳断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带断零缺相保护功能的新型智能塑壳断路器，包括开关基座和开关盖，所述开关基座内分为三块区域，分别为与主电路连接的强电压区域、安装零序电流互感器和电流互感器的电流信号采集安装区域、电压信号采集的弱电压安装区域，所述强电压区域内安装有触头***、灭弧***、接线端子、开关机构和连接在主电路上的三相主电路电流互感器和零序电流互感器；所述电流信号采集安装区域和弱电安装区域的上方设有控制器安装座，本发明的弱电控制部分和脱扣器安装在控制器安装座上，所述控制器安装座位于电流信号采集安装区域和电压信号采集的弱电压安装区域的正上方，与强电部分完全隔开，相互之间不存在影响，测量精度更高，安全性能更好。
Description
技术领域
本发明涉及一种断路器，具体涉及一种带断零缺相保护功能的智能塑壳断路器。
背景技术
众所周知，任何塑壳断路器都有一个绝缘的塑料外壳，此绝缘外壳把断路器的触头***以及与其相连的操作机构、过流保护用控制单元等以及其他作为附件的脱扣器和指示用辅助触头、报警触头等都安装并包容在里面，从而使断路器组成一个完整的整体。部分智能塑壳断路器的电气控制部分安装在塑料外壳的内部，如专利号为201110282525.5的中国发明专利所示，其电气控制部分（包括电源模块、充电模块、电压互感器及三个选相用电压互感器、两个主、辅处理器以及显示电路板）均安装在开关盖的背面，在装配时，需要将零部件安装到开关盖背面，再将开关盖装入底座上，无法实现产品的功能模块化，结构较为复杂，安装和调试都较为不方便。并且上述断路器不具有断零缺相保护功能，高低压***无隔离，安全性能不高，达不到技术与市场的需求。
同时，当出现断零故障时会造成以下危害：
1、单相电源负载烧坏；
2、加剧了三相不对称，中点位移严重，在无等电位联结作用的TN***中，此电压可能引起电击事故。
3、电气设备在断零故障中，负载“热延时”烧毁，使断零故障具有隐蔽性及破坏性。
当出现缺相故障时会造成以下危害：
1、三相电压不平衡，中点位移可能超过安全电压50V，在无等电位联结作用的TN***中，此电压可引起电击事故。
2、对三相交流异步电动机，由于不平衡电压不能产生正圆形旋转磁场，使用动为矩下降，转速下降，直至堵转而烧毁。
3、对单相负载，因相电压降低而不能正常工作，对单相电动机由于相电压的降低，使电动力矩下降，转速下降直至堵转而烧毁。
由此可见增加断零缺相保护功能的重要性，本发明人着力于在不增加传统断路器体积的情况下将智能化的断零缺相保护功能加入断路器中，以实现具有智能化、模块化功能的智能塑壳断路器。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种结构合理（模块化和积木化）、安装和调试都极为方便的带断零缺相保护功能的智能塑壳断路器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种带断零缺相保护功能的智能塑壳断路器，包括开关基座和开关盖，所述开关基座内分为三块区域，分别为与主电路连接的强电压区域、安装零序电流互感器和电流互感器的电流信号采集安装区域、电压信号采集的弱电压安装区域，所述强电压区域内安装有触头***、灭弧***、接线端子、开关机构和连接在主电路上的三相主电路电流互感器和零序电流互感器；所述电流信号采集安装区域和弱电安装区域的上方设有控制器安装座，所述控制器安装座内设有模块化的智能控制***和断零缺相保护电路，所述智能控制***和断零缺相保护电路包括信号采集电路、对信号采集电路的信号进行分析的断零缺相分析比较电路、与断零缺相分析比较电路连接的显示屏、与断零缺相分析比较电路连接的脱扣驱动电路、与断零缺相分析比较电路连接的故障报警电路和与断零缺相分析比较电路连接的通信电路，还包括为上述各个电路进行供电的供电电路，所述信号采集电路包括检测主电路的电压信号检测电路和检测电流信号的电流互感器和零序电流互感器检测电路，主电路的电压信号检测电路通过电压互感器隔离采集处理，所述供电电路包括自身供电电源和辅助电源，所述自身供电电源通过三相主电路电流互感器采集至并联式稳压电路处理后所得，所述辅助电源通过导线与主电路连接，经变压器及三相整流稳压处理后所得。
在本发明中，所述信号采集电路、断零缺相分析比较电路、显示屏、脱扣驱动电路、故障报警电路和通信电路均通过电路板安装在控制器安装座内。
在本发明中，所述控制器安装座的一角安装有令断路器断开主电路的脱扣器，所述脱扣器的推杆通过推动开关机构上的牵引杆实现脱扣，开关再扣时通过开关机构上的推杆推动脱扣器的推杆实现贮能；脱扣器通过导线与脱扣驱动电路连接。
在本发明中，所述断零缺相分析比较电路包括位CPU处理器、A/D处理模块、输出模块、输入模块和故障信息保存模块。
在本发明中，所述输入模块包括用按键和密钥设定***工作参数的设定数据输入电路和用于提供运行时间及故障发生的时间参数的日期时钟电路。
本发明的有益效果是：本发明的弱电控制部分和脱扣器安装在控制器安装座上，所述控制器安装座位于电流信号采集安装区域和电压信号采集的弱电压安装区域的正上方，与强电部分完全隔开，相互之间不存在影响，测量精度更高，安全性能更好，并且整个控制器安装座和其内部的各个电路形成一个完整的模块，在调试和检修时，只需将安装座取出进行处理即可，无需拆开整个断路器，实现了产品的模块化；进一步，脱扣器也集成在该控制器安装座上，而非独立安装在断路器内，简化了脱扣器的安装方式，提高了装配效率；更进一步，本发明通过显示屏等控制电路，可实时在线检测显示出负载各个功能运行的状态，同时可按需设定各参量值，便于调试和使用，实现产品的智能化，并且智能控制***和断零缺相保护电路完全设置在传统断路器大小的开关基座和开关盖内，无需占用额外的空间，方便对传统的断路器进行更新换代。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明：
图1为本实施例的结构示意图（本图中仅画出壳体部分）；
图2为图1打开开关盖时的结构示意图；
图3为安装座的结构示意图；
图4为图1的俯视图；
图5为本实施例的弱电控制部分的结构示意图。
具体实施方式1
参照图1至图5，本实施例所提供的一种带断零缺相保护功能的智能塑壳断路器，包括开关基座1和开关盖2，所述开关盖2上设有多个与开关机构对应的操作孔3以及与显示部件对应的显示孔4，所述开关基座1内分为三块区域，分别为与主电路连接的强电压区域21、安装零序电流互感器和电流互感器的电流信号采集安装区域22、安装电压信号采集的弱电压安装区域23，在本实施例中，弱电压安装区域23位于强电压区域21和电流信号采集安装区域22的右侧，所述强电压区域21内安装有触头***、灭弧***、接线端子、开关机构和连接在主电路上的三相主电路电流互感器和零序电流互感器，所述电流信号采集安装区域22和电压信号采集的弱电压安装区域23的上方设有控制器安装座5，所述控制器安装座5内设有模块化的智能控制***和断零缺相保护电路，所述智能控制***和断零缺相保护电路包括信号采集电路6、对信号采集电路6的信号进行分析的断零缺相分析比较电路7、与断零缺相分析比较电路7连接的显示屏8、与断零缺相分析比较电路7连接的脱扣驱动电路9、与断零缺相分析比较电路7连接的故障报警电路10和与断零缺相分析比较电路7连接的通信电路11，还包括为上述各个电路进行供电的供电电路12，所述主电路的电压信号检测电路13和检测电流信号的电流互感器和零序电流互感器检测电路14，所述断零缺相分析比较电路7的具体电路结构可以参照本申请人于2015年申请的专利号为201510064022.9的中国发明专利，所述断零缺相分析比较电路7增加还包括16位CPU处理器、A/D处理模块、输出模块、显示器输入模块和故障信息保存模块，所述输入模块包括用按键和密钥设定***工作参数的设定数据输入电路17和用于提供运行时间及故障发生的时间参数的日期时钟电路18，所述供电电路12包括自身供电电源15和辅助电源16，所述自身供电电源15通过三相主电路电流互感器采集至并联式稳压电路处理后所得，所述辅助电源16通过导线与主电路连接，经变压器及三相整流稳压处理后所得。所述安装座5的一角安装有令断路器断开主电路的脱扣器19，所述脱扣器19的推杆通过推动开关机构上的牵引杆实现脱扣，开关再扣时通过开关机构上的推杆推动脱扣器的推杆实现贮能，脱扣器19通过导线与脱扣驱动电路9连接，在装配时，脱扣器19先通过螺丝固定安装在安装座5上，然后再将整个安装座5通过螺栓固定在开关基座1上，装配简单、快捷。
作为优选的实施方式，所述信号采集电路6、断零缺相分析比较电路7、显示屏8、脱扣驱动电路9、故障报警电路10和通信电路11均通过电路板安装在安装座5内，所述安装座5的周边设有多个可以穿过导线的缺口。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种带断零缺相保护功能的智能塑壳断路器，包括开关基座（1）和开关盖（2），其特征在于：所述开关基座（1）内分为三块区域，分别为与主电路连接的强电压区域（21）、安装零序电流互感器和电流互感器的电流信号采集安装区域（22）、电压信号采集的弱电压安装区域（23），所述强电压区域（21）内安装有触头***、灭弧***、接线端子、开关机构和连接在主电路上的三相主电路电流互感器和零序电流互感器；所述电流信号采集安装区域（22）和弱电安装区域（23）的上方设有控制器安装座（5），所述控制器安装座（5）内设有模块化的智能控制***和断零缺相保护电路，所述智能控制***和断零缺相保护电路包括信号采集电路（6）、对信号采集电路（6）的信号进行分析的断零缺相分析比较电路（7）、与断零缺相分析比较电路（7）连接的显示屏（8）、与断零缺相分析比较电路（7）连接的脱扣驱动电路（9）、与断零缺相分析比较电路（7）连接的故障报警电路（10）和与断零缺相分析比较电路（7）连接的通信电路（11），还包括为上述各个电路进行供电的供电电路（12），所述信号采集电路（6）包括检测主电路的电压信号检测电路（13）和检测电流信号的电流互感器和零序电流互感器检测电路（14），主电路的电压信号检测电路（13）通过电压互感器隔离采集处理，所述供电电路（12）包括自身供电电源（15）和辅助电源（16），所述自身供电电源（15）通过三相主电路电流互感器采集至并联式稳压电路处理后所得，所述辅助电源（16）通过导线与主电路连接，经变压器及三相整流稳压处理后所得，所述信号采集电路（6）、断零缺相分析比较电路（7）、显示屏（8）、脱扣驱动电路（9）、故障报警电路（10）和通信电路（11）均通过电路板安装在控制器安装座（5）内，所述控制器安装座（5）的一角安装有令断路器断开主电路的脱扣器（19），所述脱扣器（19）的推杆通过推动开关机构上的牵引杆实现脱扣，开关再扣时通过开关机构上的推杆推动脱扣器的推杆实现贮能；脱扣器（19）通过导线与脱扣驱动电路（9）连接。
2.根据权利要求1所述的一种带断零缺相保护功能的智能塑壳断路器，其特征在于：所述断零缺相分析比较电路（7）包括16位CPU处理器、A/D处理模块、输出模块、输入模块和故障信息保存模块。
3.根据权利要求2所述的一种带断零缺相保护功能的智能塑壳断路器，其特征在于：所述输入模块包括用按键和密钥设定***工作参数的设定数据输入电路（17）和用于提供运行时间及故障发生的时间参数的日期时钟电路（18）。
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