CN113707508A - 一种直流微型断路器 - Google Patents

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邓艺军
李阳
李虎
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Abstract

本发明提供了一种直流微型断路器，包括绝缘外壳、进线端子、静触头、动触头、操作机构、执行器、出线端子、锰铜电阻、电压采集器、电子控制器，所述电子控制器包括第一微处理器、第二微处理器，所述锰铜电阻串联接入主电路。可以实现短路保护、过欠压保护、剩余电流监测、计量功能、自动物理拓扑支持、就地故障研判、HPLC通信、线损分析支持、电弧保护等功能。还包括磁调制式直流剩余电流互感器，实现直流剩余电流监测与保护功能。

Description

一种直流微型断路器
技术领域
本发明涉及一种直流微型断路器，属低压电器范畴。
背景技术
随着国家电网不断推进泛在电力物联网计划，电力***中的各个产品不断改造升级，断路器中加入载波、蓝牙等通信模块、电子控制器、数据显示等模块，各个模块的正常工作依赖于稳定的电源，相应的国标中也规定，低压断路器的电子式控制器至少应具有一个由被保护线路能量产生的自生电源，以获得稳定的输出电压。当断路器中的电子控制器正常工作时，需要克服***扰动问题，如电源负载功率变化引起的扰动、电网中电器的启动、关停甚至故障引起的电流变化等。
此外，当断路器中模块较多时，会导致内部空间拥挤，不利于产品内部结构的合理布局，尤其是当断路器内部存在多个电压采集器和电流采集器时。基于上述问题，需要对产品内部各结构进行最优化设计，实现体积最小化，为升级其它智能功能提供更多内部空间，适应电器智能化及物联网化的趋势；同时，也要考虑成本问题，在市场能够接受的成本下进行产品设计。
再次，新型断路器需要实现电流测量、过载保护、短路短延时保护、短路瞬时保护、接地故障保护等功能，这就要求电流采集器、电压采集器等具有计量功能和自生电源功能，实现这些功能需要对电流采集器、电压采集器等进行合理设计。
发明内容
基于上述背景，本发明提供一种直流微型断路器，可有效克服上述问题。
本发明的技术方案如下：
一种直流微型断路器，包括：至少一个绝缘外壳、至少一个进线端子、至少一个静触头、至少一个动触头、至少一个操作机构、至少一个执行器、至少一个出线端子、至少一个锰铜电阻、至少一个电压采集器、至少一个电子控制器，
所述电子控制器包括第一微处理器和第二微处理器；
所述锰铜电阻设置在所述直流微型断路器的主电路的正极和/或负极，作为所述电子控制器计量的电流采集器和/或过流保护测量的电流采集器和/或高频兆赫级的电流采集器和/或所述微型断路器负载端短路时的电流自生电源的能量输入。
优选的，所述锰铜电阻承受所述微型断路器极限短路分断电流的i2t无熔化。
优选的，所述锰铜电阻在温度变化±60℃时，其阻值变化率不超过0.5%。
优选的，所述锰铜电阻包括上端和下端，所述上端和下端采样的电流模拟信号与正、负极的电压信号分别传递给所述电子控制器，所述电子控制器进行电气量计量和额定电流至至少4倍所述断路器额定电流的过电流保护的判定及驱动控制。
优选的，所述直流微型断路器包括磁脱扣器，所述磁脱扣器驱动所述操作机构动作并实现短路瞬时保护。
优选的，所述直流微型断路器包括热脱扣器，所述热脱扣器驱动所述操作机构动作并实现过载长延时保护。
优选的，所述电子控制器包括驱动电路，所述驱动电路与所述磁通变换器电连接并驱动所述磁通变换器进而驱动所述操作机构分闸。
优选的，所述直流微型断路器还包括微型直流电机，所述微型直流电机与所述驱动电路电连接并通过减速器传递进而驱动所述操作机构闭合。
优选的，所述电子控制器包括隔离电源模块。
优选的，所述隔离电源模块取自电压和/或电流自生电源及电流信号采样电路。
优选的，所述直流微型断路器还包括磁调制式直流剩余电流互感器，所述磁调制式直流剩余电流互感器同时穿过主电路的正、负极导体。
优选的，所述直流微型断路器还包括温度采集器。
优选的，所述直流微型断路器包括通信模块，所述通信模块采用无线通信和/或有线通信方式，所述无线通信包括4G、5G、WIFI、BLE、ZigBee、NB-IoT和LoRa等通信方式中的至少一种，所述有线通信包括HPLC、PLC、RS485、LAN、CAN、DeviceNet和Profibus等通信方式中的至少一种。
优选的，所述直流微型断路器包括人机交互模块，所述人机交互模块包括计量脉冲灯。
本发明的有益效果如下：
1、本发明提供了一种直流微型断路器，包括绝缘外壳、进线端子、静触头、动触头、操作机构、磁通变换器、出线端子、锰铜电阻、电压采集器、电子控制器，所述电子控制器包括第一微处理器、第二微处理器，所述锰铜电阻串联接入主电路。可以实现短路保护、过欠压保护、剩余电流监测、计量功能、自动物理拓扑支持、就地故障研判、HPLC通信、线损分析支持、电弧保护等功能。
2、本发明的绝缘外壳上设置有光脉冲输出显示灯，可以监测光脉冲输出并显示，绝缘外壳的形状多样，可以根据不同的开关进行调整。
3、本发明的绝缘外壳中设置有温度采集器，温度采集器为热电偶、热敏电阻、铂电阻、温度IC中的一种，可以实现由于接线故障导致的温度异常的预警及报警。
4、本发明设有通信模块，微处理器与通信模块连接，微处理器通过通信模块接收/发送通信数据，根据所接收的通信数据解析的指令执行校准、上报、设置等操作，然后将运行结果发送，从而实现通信功能。且通信模块采用无线通信和/或有线通信方式，该监测器的通信方式多样，为用户提供更多的选择空间。
5、本发明通过设置至少一个一阶电阻温度系数不大于+10，二阶电阻温度系数不小于-0.25的锰铜电阻，实现超宽温度范围-40℃到80℃高精度直流计量的功能。
6、本发明还包括磁调制式直流剩余电流互感器，可实现直流剩余电流监测与保护功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种直流微型断路器一实施例原理图。
图2为本发明的一种直流微型断路器另一实施例原理图。
图3为本发明的一种直流微型断路器又一实施例原理图。
图4为本发明的一种直流微型断路器再一实施例原理图。
图5为本发明的一种直流微型断路器结构图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。
如图1和图5所示，本实施例公开了一种直流微型断路器，所述断路器包括：至少一个绝缘外壳9、至少一个进线端子10、至少一个静触头11、至少一个动触头12、至少一个操作机构13、至少一个磁通变换器14、至少一个出线端子15、至少一个锰铜电阻16、至少一个电压采集器25和至少一个电子控制器17，所述静触头11、动触头12、操作机构13、执行器14、出线端15、锰铜电阻16、电压采集器25和电子控制器17设于所述绝缘外壳9内。
所述动触头12受所述操作机构13的控制，在所述操作机构13的带动下，所述动触头12可与所述静触头11接触或分离，从而实现所述直流微型断路器的合闸或分闸。
所述操作机构13上设置有手柄，所述手柄受人手的操作从而实现所述断路器的手动分合闸，同时，所述操作机构13上还设置有脱扣杆，所述脱扣杆受所述磁通变换器14的作用，实现断路器的分闸。进一步的，所述操作机构13的手柄上设置传动齿，此时，所述直流微型断路器内还设有电动操作机构，所述电动操作机构包括微型直流电机26，所述微型直流电机26与所述电子控制器17的驱动电路17-2电连接，所述驱动电路17-2可给所述微型直流电机26一驱动信号，所述微型直流电机26通过减速器23传递进而驱动所述操作机构13闭合，所述手柄上的传动齿受微型直流电机26驱动的减速器23作用，可实现所述微型直流断路器的自动合闸。
所述执行器14在所述直流微型断路器出现过载、短路等故障电流时，为所述操作机构13提供脱扣力，所述操作机构13在所述脱扣力的作用下脱扣，并带动所述动触头12与所述静触头11分离，从而使所述直流微型断路器断开，保证电气安全，所述进线端10和出线端15分别设于所述绝缘外壳19的两端，并分别连接上级电器的输出端和下级用电单元，即所述进线端10和出线端15用于连接导电线从而电连接到电源及负载。所述执行器14可为磁通变换器、电磁铁、分励脱扣器中的一种或多种，在本实施例中，所述执行器14为磁通变换器。
所述电子控制器17包括隔离电源模块17-1、驱动电路17-2、电流自生电源及电流信号采样电路17-3、电压信号采样电路17-4、电压信号处理电路17-5、第一微处理器17-8和第二微处理器17-9，所述隔离电源模块17-1取自电压和/或电流自生电源及电流信号采样电路17-3，通过所述驱动电路17-2电连接并驱动所述磁通变换器14进而驱动所述操作机构13分闸。磁通变换器14动作，进一步作用于脱扣杆，实现断路器的分闸，进而实现远程分闸功能。
在一种较佳的实施例中，所述直流微型断路器包括磁脱扣器18，设置为满足短路时瞬时动作，驱动所述操作机构13动作，进而实现所述断路器脱扣，从而实现短路瞬时保护。通过所述磁脱扣器18实现的短路瞬时保护为通过锰铜电阻16等其他电子元器件实现的短路瞬时保护的后备保护方案。这样的设置，通过冗余设计并行的方案进一步提高所述直流微型断路器短路保护的可靠性。
在一种较佳的实施例中，所述直流微型断路器还包括热脱扣器19，设置为满足过载长延时动作，驱动所述操作机构13动作，进而实现所述断路器脱扣，从而实现过载长延时保护。在此实施例设置方案为计量通过所述“直流计量功能的说明”实现，过流保护的过载保护与短路保护分别由热脱扣器19与磁脱扣器18实现。这样设置的优势在于：电流计量范围更小，对后续电子元器件如第一微处理器17-8中的ADC电路或设置在第一微处理器17-8外部的ADC电路要求位数低，易于实现高精度低成本的计量。
在一优选实施例中，所述直流微型断路器还包括通信模块20，所述通信模块20采用无线通信和/或有线通信方式，无线通信包括4G、5G、WIFI、BLE、ZigBee、NB-IoT和LoRa等通信方式中的至少一种，有线通信包括HPLC、PLC、RS485、LAN、CAN、DeviceNet和Profibus等通信方式中的至少一种。
在一优选实施例中，所述直流微型断路器包括人机交互模块24，所述人机交互模块24包括液晶显示屏、声光报警装置、计量脉冲校验灯、红外计量校验接口、输入按键、测试接口和状态显示灯等。所述计量脉冲灯设置在所述微型断路器正面可视区域，用于维护校准计量功能时提供便利的接口。
在一优选实施例中，所述直流微型断路器还包括温度采集器22，所述温度采集器22为热电偶、热敏电阻、铂电阻、温度IC中的一种。所述温度采集器22可采集所述直流微型断路器的进线端子10和/或出线端子15和/或所述断路器内部关键电接触点附近的温度，并将所采集的温度信号传递给所述第二微处理器17-9，所述第二微处理器17-9根据其内部固件与预设温度预警/保护门限值进行比对，得出是否进行温度预警/保护。若进行温度预警，则把预警信息传递给人机交互模块24进行本地温度预警及显示和/或传递给所述通信模块20，进行远程温度预警；若进行温度保护动作，则驱动所述驱动电路17-2，所述驱动电路17-2进一步驱动磁通变换器14动作，进一步作用于脱扣杆，实现断路器的分闸，进而实现温度保护功能。
在一优选实施例中，如图3所示，所述直流微型断路器还包括磁调制式直流剩余电流互感器21，此时，所述电子控制器17还包括剩余电流信号调理电路17-10，所述磁调制式剩余电流互感器21同时穿过主电路的正、负极导体，并采集主电路的剩余电流信息，所述磁调制式直流剩余电流互感器21接收所述电子控制器17的剩余电流信号调理电路17-10的磁调制信号，并输出其感应输出信号。当主电路中的正极或负极出现直流剩余电流时，输出的感应输出信号发生变化，这种变化后的输出信号通过所述剩余电流信号调理电路17-10接收并调理后，传递到所述第二微处理器17-9，所述第二微处理器17-9根据其内部固件算法得出直流剩余电流值的大小，并与预设剩余电流保护门限值进行比对，得出是否进行剩余电流保护动作。若进行剩余电流保护动作，则驱动所述驱动电路17-2，所述驱动电路17-2进一步驱动磁通变换器14动作，进一步作用于脱扣杆，实现断路器的分闸，进而实现直流剩余电流保护功能。
所述锰铜电阻16包括上端16-1和下端16-2，所述上端16-1和所述下端16-2分别相对设于所述锰铜电阻16的两端，所述上端16-1、下端16-2采样的电流模拟信号与正、负极的电压信号17-U传递给所述电子控制器17，所述电子控制器17进行电气量计量和额定电流至至少4倍所述断路器额定电流的过电流保护的判定及驱动控制。所述4倍所述断路器额定电流为直流断路器短路保护可能动作的最低门限值。
所述锰铜电阻16设置在直流主电路的正极或负极，当所述锰铜电阻16的数量为多个时，可分别设置在所述直流断路器主电路的正极和负极。所述锰铜电阻16可作为所述电子控制器17计量、过流保护测量用的电流采集器，即对所述锰铜电阻16上的电压进行采样，根据采样得到的电压值间接的算得所述流经所述锰铜电阻16上的电流值，并提供给所述电子控制器17，所述电子控制器17可接收所述锰铜电阻16传递的电流信息，并可将接收到的电流信息用以计量、过流保护测量、故障电弧监测及保护、电流自生电源中的一种或多种，即：锰铜电阻16可作为所述电子控制器17的计量用电流采集器、过流保护测量的电流采集器、高频兆赫级的电流采集器和为所述微型断路器负载端短路时的电流自生电源的能量输入中的一种或多种功能。下面针对各功能详细描述如下：
在一优选实施例中，所述锰铜电阻16具有直流计量功能，具体的，如图1所示，所述直流微型断路器还包括通信模块20和驱动人机交互模块24，所述锰铜电阻16包括上端16-1和下端16-2，所述上端16-1和所述下端16-2采样得到的电流模拟信号传递到电流自生电源及电流信号采样电路17-3，所述电流自生电源及电流信号采样电路17-3对信号采样后传递给电流信号处理电路17-7，所述电流信号处理电路17-7把信号处理为第一微处理器17-8能够接收的差分信号并传递给第一微处理器17-8。同时，所述电压采集器25采集所述直流微型断路器的正极与负极之间的电压，并传递给电压信号采样电路17-4，经所述电压信号采样电路17-4对所述电压信号采样后传递给电压信号处理电路17-5，所述电压信号处理电路17-5把采样信号处理为第一微处理器17-8能够接收的差分信号并传递给第一微处理器17-8。以上电压、电流信号经过所述第一微处理器17-8内部固件计算后，得到诸如电压、电流、功率、电度量等计算值。所述第一微处理器17-8为计量芯片或SOC，当第一微处理器17-8为计量芯片时，上述所得电压、电流、功率、电度量等计算值传递给所述第二微处理器17-9，通过所述第二微处理器17-9进一步与所述通信模块20通信，及驱动人机交互模块24实现显示、校准等人机交互。当第一微处理器17-8为SOC时，上述所得电压、电流、功率、电度量等计算值传递给第二微处理器17-9，通过第二微处理器17-9进一步与所述通信模块20通信，上述所得电压、电流、功率、电度量等计算值直接传递并驱动所述人机交互模块24实现显示、校准等人机交互。进一步的，通过对上述电流自生电源及电流信号采样电路17-3、电流信号处理电路17-7、电压信号采样电路17-4、电压信号采样电路17-4合理的抗噪设计及对第一微处理器17-8中ADC的位数进行合理的选择，可实现直流计量精度为0.5级或1级。
所述计量功能包括冻结与记录功能，例如日冻结，可记录62个日冻结数据，数据包含日冻结时间、正向有功总电能、反向有功总电能。再如结算日结算，可记录12个结算日数据，数据包含组合有功总电能，正向有功总电能、正向有功电能、反向有功总电能、反向有功电能。再如负荷曲线记录，1min存储时间间隔，可存储40天，存储时间间隔可设定。再如事件记录，如时钟故障、掉电等事件记录。
在另一优选实施例中，所述锰铜电阻16具有过流保护功能和可作为所述电子控制器17的电流自生电源。具体的，所述过流保护包括过载保护和短路保护。当所述直流微型断路器流经的电流超过所述直流微型断路器额定电流的1.13倍便称为过载电流，过载保护属长延时保护。当所述直流微型断路器中产生过载电流时，所述锰铜电阻16的上端16-1、下端16-2采样的电流模拟信号分别传递到电流自生电源及电流信号采样电路17-3，所述电流自生电源及电流信号采样电路17-3对信号采样后传递给电流信号处理电路17-7，所述电流信号处理电路17-7把信号处理为第一微处理器17-8能够接收的差分信号并传递给第一微处理器17-8，以上电流信号经过所述第一微处理器17-8内部固件计算后，得到诸如电流的计算值，然后传递给第二微处理器17-9，通过第二微处理器17-9内部预设的门限值判定超过与否，若超过则执行第二微处理器17-9内部固件，若达到预定时间则驱动电路17-2，所述驱动电路17-2进一步驱动磁通变换器14动作，进一步作用于脱扣杆，实现断路器的分闸，进而实现过载保护。需要说明的是，在本实施例中，所述电流信号处理电路17-7、第一微处理器17-8、第二微处理器17-9所需的电源通过隔离电源模块17-1提供，所述隔离电源模块17-1能源取自电压采集器25和电流自生电源及电流信号采样电路17-3。
进一步的，所述直流微型断路器有B型和C型之分，根据微型断路器的类型不同，其对应的短路保护门限也不同，B型直流微型断路器的短路保护门限为7倍微型断路器额定电流，C型直流微型断路器的短路保护门限为15倍微型断路器额定电流，当电流超过所述微型断路器额定电流的7倍（B型）或15倍（C型），便判定为短路电流。当所述直流微型断路器中产生了短路电流时，所述锰铜电阻16的上端16-1、下端16-2采样的电流模拟信号分别传递到电流自生电源及电流信号采样电路17-3，所述电流自生电源及电流信号采样电路17-3对信号采样后传递给电流信号处理电路17-7，所述电流信号处理电路17-7把信号处理为第一微处理器17-8能够接收的差分信号并传递给第一微处理器17-8。以上电流信号经过所述第一微处理器17-8内部固件计算后，得到诸如电流的计算值。然后传递给第二微处理器17-9，通过第二处理器17-9内部预设的门限值判定超过与否，若超过则执行第二微处理器17-9内部固件，若达到预定时间则驱动电路17-2，所述驱动电路17-2进一步驱动磁通变换器14动作，进一步作用于脱扣杆，实现断路器的分闸，进而实现短路或短路短延时保护。
进一步的，除上述短路保护方式外，还可通过另一种短路保护方式进行短路保护，具体的，所述锰铜电阻16的上端16-1、下端16-2采样的电流模拟信号传递到电流自生电源及电流信号采样电路17-3，所述电流自生电源及电流信号采样电路17-3对信号采样后传递给保护信号处理电路17-6，所述保护信号处理电路17-6经信号处理后传递给第二微处理器17-9，通过所述第二微处理器17-9内部预设的门限值判定超过与否，若超过则执行第二微处理器17-9内部固件，若达到预定时间则驱动电路17-2，所述驱动电路17-2进一步驱动磁通变换器14动作，进一步作用于脱扣杆，实现断路器的分闸，进而实现快速的短路保护。需要说明的是，以上电流信号处理电路17-7、第一微处理器17-8、第二微处理器17-9所需的电源通过隔离电源模块17-1提供，该隔离电源模块17-1能源取自电压采集器25和电流自生电源及电流信号采样电路17-3。
关于电流自生电源必要性的说明：电力电子直流电源，直流蓄电池在短路时，电压会很大程度的跌落，例如电力电子电源，在3ms内电压便跌落为零，直流蓄电池短路时电压同样存在以上现象，由于不同类型蓄电池内阻差异大且也是动态的，所以电压跌落为零的时间也不同。基于此，在过流保护时，为确保保护功能的可靠性，设置电流自生电源是非常必要的。
所述锰铜电阻16设计为承受所述微型断路器极限短路分断电流的i2t无熔化，考虑到直流微型断路器要承担短路的情况，所以所述锰铜电阻16的截面设计要非常细致，必须满足在极限短路条件下，所述直流断路器分断全过程的i2t能量通过锰铜电阻16后，由于瞬间能量非常大，因此要求不能有熔化现象发生。
所述锰铜电阻16设计为在温度变化±60℃时，其阻值变化率不超过0.5%。针对一般的直流电能表，通常安装在室内环境，温度变化范围为-5℃到40℃。温度变化差值小，很容易在此温度范围内满足计量精度的要求。单所述断路器安装环境非常苛刻，除了环境条件好的室内环境，还有工业环境、室外环境也需要满足计量精度的要求。温度变化差值大，从--40℃到80℃，温差跨度120℃。这样恶劣的安装环境需要对锰铜电阻16的一阶电阻温度系数及二阶电阻温度系数有严格的要求，才能满足预定的精度要求。例如若满足全温范围内1级计量精度，需锰铜电阻16电阻值变化率不超0.5%，常温下计量精度校验到至少0.5%的精度，才能满足全温范围内1级计量精度。在此情况要求下，锰铜电阻16一阶电阻温度系数不大于+10，二阶电阻温度系数不小于-0.25。
如图4所示，在一种较佳的实施例中，通过采用所述锰铜电阻16采集的电流信号，作为高频兆赫级的电流采集器，实现故障电弧监测及保护功能。锰铜电阻16的上端16-1、下端16-2采样的电流模拟信号传递到电流自生电源及电流信号采样电路17-3，所述电流自生电源及电流信号采样电路17-3对信号采样后传递给电流信号处理电路17-7，所述电流信号处理电路17-7把信号处理并传递给第二微处理器17-9的内部或外部存储器中。第二微处理器17-9根据其预设固件，并采用诸如电流均值、电流均方根、频率、谐波等特征值与预设特征库判定的方式，辨别电弧是否存在。若进行电弧报警，则把报警信息传递给人机交互模块24进行本地电弧报警及显示和/或传递给通信模块20，进行远程电弧报警；若进行电弧保护动作，则驱动所述驱动电路17-2，所述驱动电路17-2进一步驱动磁通变换器14动作，进一步作用于脱扣杆，实现断路器的分闸，进而实现电弧保护功能。所述特征库支持通过通信模块20进行本地特征库的更新。
优选的，所述直流微型断路器支持远程控制分合闸功能。所述通信模块20接收上级设备的分闸指令时，所述第二微处理器17-9通过与所述操作机构13联动的位置开关及所述电压采集器25采集正极与负极之间的电压，传递给电压信号采样电路17-4，经所述电压信号采样电路17-4对信号采样后传递给电压信号处理电路17-5，所述电压信号处理电路17-5把采样信号处理为第一微处理器17-8能够接收的差分信号并传递给第一微处理器17-8，以上电压信号经过所述第一微处理器17-8内部固件计算后，得到诸如电压的计算值，然后传递给第二微处理器17-9的电压信息。所述第二微处理器17-9针对以上位置开关信息及电压信息进行固件计算，得出是否驱动所述驱动电路17-2，所述驱动电路17-2进一步驱动磁通变换器14动作，进一步作用于脱扣杆，实现断路器的分闸，进而实现远程分闸功能。所述通信模块20接收上级设备的合闸指令时，所述第二微处理器17-9通过与所述操作机构13联动的位置开关及所述电压采集器25采集正极与负极之间的电压，传递给电压信号采样电路17-4，经所述电压信号采样电路17-4对信号采样后传递给电压信号处理电路17-5，所述电压信号处理电路17-5把采样信号处理为第一微处理器17-8能够接收的差分信号并传递给第一微处理器17-8，以上电压信号经过所述第一微处理器17-8内部固件计算后，得到诸如电压的计算值，然后传递给第二微处理器17-9的电压信息。所述第二微处理器17-9针对以上位置开关信息及电压信息进行固件计算，得出是否驱动所述驱动电路17-2，所述驱动电路17-2进一步驱动微型直流电机26，然后通过减速器23传递进而驱动所述操作机构13闭合，进而实现远程合闸功能。
优选的，所述直流微型断路器支持就地控制延时分合闸功能。所述人机交互模块24接收人工设置的延时分闸或延时合闸信息，所述信息传递到第二微处理器17-9，所述第二微处理器17-9针对以上位置开关信息及电压信息进行固件计算，得出是否驱动所述驱动电路17-2，所述驱动电路17-2进一步驱动磁通变换器14动作，进一步作用于脱扣杆，实现断路器的分闸，进而实现远程分闸功能；得出是否驱动所述驱动电路17-2，所述驱动电路17-2进一步驱动微型直流电机26，然后通过减速器23传递进而驱动所述操作机构13闭合，进而实现远程合闸功能。
所述直流微型断路器的远程控制功能包括自动模式和手动模式，自动模式在断路器处于分闸状态，接收到合闸指令，直接合闸到位。手动模式在断路器处于分闸状态，接收到合闸指令，不直接重合闸到位，由手柄完成合闸。具有定时合分闸功能，通过远程设置定时时间，例如时间间隔以分为单位，范围：0-1439，发送0代表切除定时分/合闸功能。到达设定时间后自动分/合闸。具有闭锁功能，例如遥控闭锁：执行手动分闸操作后，则远程遥控分合闸功能自动闭锁；手动合闸后解除。
进一步的，所述微型断路器具有故障研判功能并生成故障研判信息，例如具备欠压、过压、过流、断流、功率因数超下限、总功率因数超下限、潮流反向、有功功率反向、过载、失流、失压、需量超限、停电、来电、电压逆相序、电流逆相序等事件判断功能。
进一步的，所述微型断路器具有强制分合闸功能，通过MODBUS-RTU扩展命令，可实现在遥控闭锁的情况下执行遥控分闸/合闸操作。
本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。

Claims (14)

1.一种直流微型断路器，包括：至少一个绝缘外壳（9）、至少一个进线端子（10）、至少一个静触头（11）、至少一个动触头（12）、至少一个操作机构（13）、至少一个执行器（14）、至少一个出线端子（15）、至少一个锰铜电阻（16）、至少一个电压采集器（25）、至少一个电子控制器（17），其特征在于：
所述电子控制器（17）包括第一微处理器（17-8）和第二微处理器（17-9）；
所述锰铜电阻（16）设置在所述直流微型断路器的主电路的正极和/或负极，作为所述电子控制器（17）计量的电流采集器和/或过流保护测量的电流采集器和/或高频兆赫级的电流采集器和/或所述微型断路器负载端短路时的电流自生电源的能量输入。
2.根据权利要求1所述的直流微型断路器，其特征在于：所述锰铜电阻（16）承受所述微型断路器极限短路分断电流的i2t无熔化。
3.根据权利要求1所述的直流微型断路器，其特征在于：所述锰铜电阻（16）在温度变化±60℃时，其阻值变化率不超过0.5%。
4.根据权利要求1所述的直流微型断路器，其特征在于：所述锰铜电阻（16）包括上端（16-1）和下端（16-2），所述上端（16-1）和下端（16-2）采样的电流模拟信号与正、负极的电压信号（17-U）分别传递给所述电子控制器（17），所述电子控制器（17）进行电气量计量和额定电流至至少4倍所述断路器额定电流的过电流保护的判定及驱动控制。
5.根据权利要求1所述的直流微型断路器，其特征在于：包括磁脱扣器（18）所述磁脱扣器（18）驱动所述操作机构（13）动作并实现短路瞬时保护。
6.根据权利要求4所述的直流微型断路器，其特征在于：包括热脱扣器（19），所述热脱扣器（19）驱动所述操作机构（13）动作并实现过载长延时保护。
7.根据权利要求3所述的直流微型断路器，其特征在于：所述电子控制器（17）包括驱动电路（17-2），所述驱动电路（17-2）与所述磁通变换器（14）电连接并驱动所述磁通变换器（14）进而驱动所述操作机构（13）分闸。
8.根据权利要求7所述的直流微型断路器，其特征在于：还包括微型直流电机（26），所述微型直流电机（26）与所述驱动电路（17-2）电连接并通过减速器（23）传递进而驱动所述操作机构（13）闭合。
9.根据权利要求1所述的直流微型断路器，其特征在于：所述电子控制器（17）包括隔离电源模块（17-1）。
10.根据权利要求9所述的直流微型断路器，其特征在于：所述隔离电源模块（17-1）取自电压和/或电流自生电源及电流信号采样电路（17-3）。
11.根据权利要求1所述的直流微型断路器，其特征在于：还包括磁调制式直流剩余电流互感器（21），所述磁调制式直流剩余电流互感器（21）同时穿过主电路的正、负极导体。
12.根据权利要求1所述的直流微型断路器，其特征在于：还包括温度采集器（22）。
13.根据权利要求1所述的直流微型断路器，其特征在于：包括通信模块（20），所述通信模块（20）采用无线通信和/或有线通信方式，所述无线通信包括4G、5G、WIFI、BLE、ZigBee、NB-IoT和LoRa等通信方式中的至少一种，所述有线通信包括HPLC、PLC、RS485、LAN、CAN、DeviceNet和Profibus等通信方式中的至少一种。
14.根据权利要求1所述的直流微型断路器，其特征在于：包括人机交互模块（24），所述人机交互模块（24）包括计量脉冲灯。
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