基于雙控制單元的智能斷路器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種斷路器，尤其涉及一種基于雙控制單元的智能斷路器，屬于低壓電器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]作為低壓電路保護(hù)關(guān)鍵器件，斷路器在低壓配電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。而在現(xiàn)有斷路器的基礎(chǔ)上引入智能控制單元的智能斷路器由于其強大的保護(hù)功能，已逐漸成為主流。智能斷路器通常包括斷路器本體及智能控制器，可以提供三段保護(hù)、剩余電流保護(hù)、過、低壓保護(hù)、斷零、斷相保護(hù)等諸多保護(hù)功能。目前采用單片機的智能斷路器，其控制核心部分均采用一個單片機，一旦單片機本身出現(xiàn)故障，整個智能斷路器將陷入癱瘓狀態(tài)，既不能報警、顯示，也不能采取措施，如果該智能斷路器使用在關(guān)鍵、危險環(huán)境中，其后果將會很嚴(yán)重；如果為這種情況采取措施，其成本將會很高。這是目前智能斷路器控制部分采用一個單片機存在的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種基于雙控制單元的智能斷路器，采用雙控制單元結(jié)構(gòu)，將保護(hù)功能與其他輔助功能分開，可使智能斷路器的保護(hù)動作更準(zhǔn)確快捷，同時可靠性更高。
[0004]本實用新型具體采用以下技術(shù)方案:
[0005]基于雙控制單元的智能斷路器，包括斷路器本體及控制器，所述控制器包括主控制單元、輔助控制單元、保護(hù)單元、顯示與輸入單元、重合閘控制電路，主控制單元與輔助控制單元之間通信連接，保護(hù)單元與主控制單元連接，顯示與輸入單元、重合閘控制電路分別與輔助控制單元連接。
[0006]優(yōu)選地，所述保護(hù)單元包括:電流檢測電路、電壓檢測電路、剩余電流檢測電路、斷路器狀態(tài)檢測電路、模擬剩余電流試驗電路、剩余電流報警輸出電路、脫扣電路、通信電路；保護(hù)單元中的各電路分別與主控制單元連接。
[0007]優(yōu)選地，所述顯示與輸入單元包括分別與輔助控制單元連接的鍵盤輸入電路、斷路器位置狀態(tài)輸入電路、第一顯示電路、第一狀態(tài)指示電路。
[0008]進(jìn)一步地，所述基于雙控制單元的智能斷路器還包括分別與主控制單元連接的第二顯示電路、第二狀態(tài)指示電路。
[0009]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有以下有益效果:
[0010]本實用新型采用雙控制單元結(jié)構(gòu)，將保護(hù)功能與顯示、輸入等其他輔助功能分開，輔助功能的實現(xiàn)不會占用實現(xiàn)保護(hù)功能所需的資源，相比現(xiàn)有單一控制單元的結(jié)構(gòu)，可以有效提高保護(hù)動作的準(zhǔn)確性和快捷性；輔助控制單元出現(xiàn)故障不會影響主控制單元執(zhí)行保護(hù)，主控制單元出現(xiàn)故障時，輔助控制單元也可及時發(fā)出報警信息，因此，本實用新型具有更高的安全可靠性。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型一個優(yōu)選實施例的控制器結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖2為優(yōu)選實施例中主控制電路的電路原理圖；
[0013]圖3為優(yōu)選實施例中自動重合閘控制電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0015]本實用新型的思路是利用雙控制單元結(jié)構(gòu)，將保護(hù)功能與顯示、輸入等其他輔助功能分開。
[0016]圖1顯示了本實用新型的一個優(yōu)選實施例的控制器的基本結(jié)構(gòu)。如圖1所示，該智能斷路器的控制器包括對主回路中的電壓、電流、剩余電流信號進(jìn)行采樣，經(jīng)過處理后對斷路器實現(xiàn)通斷等處理的主控制電路，對主控制電路提供的各種故障參數(shù)進(jìn)行判斷，實現(xiàn)剩余電流及電壓故障后的自動重合閘功能的自動重合閘控制電路。所述的主控電路包括主控單片機，以及分別與主控單片機連接的電流檢測電路、剩余電流檢測電路、電壓檢測電路、脫扣電路、模擬剩余電流試驗電路、剩余電流報警輸出電路、斷路器狀態(tài)檢測電路和通信電路；自動重合閘控制電路可對各種實時參數(shù)、故障參數(shù)、通信參數(shù)等進(jìn)行顯示，并可進(jìn)行自動重合閘，自動重合閘控制電路包括輔助單片機，以及分別與輔助單片機連接的鍵盤輸入電路、第一顯示電路、第一狀態(tài)指示電路、重合閘控制電路、斷路器位置狀態(tài)輸入電路。主控單片機與輔助單片機通信連接，可實現(xiàn)雙向信息交互。如圖1所示，本實施例中的主控電路還包括與主控單片機連接的第二顯示電路及第二狀態(tài)指示電路。
[0017]當(dāng)自動重合閘控制電路的輔助單片機失效時，主控制電路仍可提供可靠的故障保護(hù)功能；當(dāng)主控制電路的單片機失效時，自動重合閘控制電路的輔助單片機可采用發(fā)光二極管指示、繼電器觸點輸出等方式進(jìn)行報警。
[0018]圖2顯示了主控制電路的一種具體實現(xiàn)電路。主控制電路主控單片機采用內(nèi)帶12位A/D轉(zhuǎn)換器的MKE04，對電流檢測電路送來的大小量程電流信號、剩余電流檢測電路送來的大小量程剩余電流信號、電壓檢測電路送來的三相電壓信號直接由內(nèi)部A/D采樣處理，當(dāng)出現(xiàn)故障狀態(tài)時，主控單片機發(fā)出故障信號，驅(qū)動脫扣電路工作，使斷路器分?jǐn)?。模擬剩余電流試驗電路主要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB14048.2-2008附錄B要求對帶剩余電流保護(hù)的斷路器實施的模擬剩余電流試驗裝置，該電路可通過按鍵模擬或主控單片機自動發(fā)送的方式來實現(xiàn)，定期進(jìn)行模擬。剩余電流報警輸出電路是當(dāng)剩余電流故障時，在提供正常保護(hù)同時，提供繼電器觸點輸出，使用戶可以自由選擇剩余電流聲光報警。晶振電路、復(fù)位電路、存儲電路、時鐘電路作為主控單片機MKE04的輔助電路，保證主控單片機MKE04正常工作。采用20MHz貼片式晶體振蕩器，復(fù)位電路采用延時可調(diào)NCP303LS40復(fù)位芯片，采用25LC640A存儲芯片，采用低功耗實時時鐘芯片S35190。斷路器狀態(tài)檢測電路主要用于對斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行檢測。通信電路用于與上位機進(jìn)行通信。將故障信號、整定參數(shù)、斷路器狀態(tài)等送給上位機，通過上位機軟件實現(xiàn)對斷路器的遙測、遙調(diào)、遙信、遙控。該智能斷路器也可以不增加自動重合閘控制電路，獨立工作，此時可以通過增加的第二顯示電路及第二狀態(tài)指示電路來實現(xiàn)故障狀態(tài)、整定參數(shù)、通信參數(shù)等的顯示和指示。主控單片機與輔助單片機之間通過串口進(jìn)行通信、交換信息。主控單片機將故障信息、整定參數(shù)、通信參數(shù)、斷路器狀態(tài)等存儲信息送至輔助單片機，并接收自動重合閘控制電路的參數(shù)修改、狀態(tài)控制等，并將更改的信息進(jìn)行存儲。
[0019]圖3顯示了自動重合閘控制電路的一種具體實現(xiàn)電路。自動重合閘控制電路的輔助單片機采用的MKE04，主要是對主控單片機MKE04送來的故障信號進(jìn)行判別，并通過重合閘控制電路，對斷路器實現(xiàn)自動重合的功能。鍵盤輸入電路，對斷路器的整定參數(shù)、功能狀態(tài)、通信參數(shù)等進(jìn)行更改，并通過輔助單片機與主控單片機之間的通信，將更改信息送達(dá)主控單片機進(jìn)行存儲；第一顯示電路、第一狀態(tài)指示電路通過主控單片機送來的參數(shù)信息、故障信息、通信參數(shù)等進(jìn)行顯示及指示當(dāng)前斷路器的工作狀態(tài)；斷路器位置狀態(tài)輸入電路檢測斷路器及電操的位置信息，通過與主控單片機送達(dá)的斷路器狀態(tài)進(jìn)行對比，依照相互之間的邏輯關(guān)系，從而判別斷路器是否存在熔焊、微動開關(guān)損壞等情況。
[0020]采用主控單片機與輔助單片機，兩者負(fù)責(zé)不同的保護(hù)功能，主控單片機主要負(fù)責(zé)對線路中的故障進(jìn)行分?jǐn)啵瑫r將參數(shù)信息、故障信息、通信參數(shù)送至輔助單片機；輔助單片機主要負(fù)責(zé)將主控單片機送達(dá)的參數(shù)信息、故障信息、通信參數(shù)進(jìn)行顯示，并實現(xiàn)自動重合閘功能。剩余電流動作最短時間僅40ms，保護(hù)功能與顯示功能分開，可以更好的保證保護(hù)功能動作的準(zhǔn)確性，而不會對顯示功能造成影響。即使當(dāng)輔助單片機失效或顯示功能不正確時，對主控單片機沒有影響，保護(hù)功能可以正常工作；而當(dāng)主控單片機出現(xiàn)失效時，輔助單片機可以及時分?jǐn)鄶嗦菲鞑l(fā)出報警信號，提醒用戶及時修理。
[0021]上述實施例中所涉及的電流檢測電路、剩余電流檢測電路、電壓檢測電路、脫扣電路、模擬剩余電流試驗電路、剩余電流報警輸出電路、斷路器狀態(tài)檢測電路和通信電路等，均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的現(xiàn)有技術(shù)，為節(jié)省篇幅起見，此處不作贅述。
[0022]本實用新型可以解決當(dāng)獨自負(fù)責(zé)的單片機出現(xiàn)故障時，保護(hù)及顯示功能均陷入癱瘓狀態(tài)的問題。保護(hù)及顯示功能分開，顯示不會對保護(hù)時間造成影響，使得智能斷路器保護(hù)動作更準(zhǔn)確，更快捷。自動重合閘控制電路可采用模塊化安裝方式，當(dāng)不需要自動重合閘功能時，自動重合閘控制電路模塊取消即可實現(xiàn)，方便、快捷。
【主權(quán)項】
1.一種基于雙控制單元的智能斷路器，包括斷路器本體及控制器，其特征在于，所述控制器包括主控制單元、輔助控制單元、保護(hù)單元、顯示與輸入單元、重合閘控制電路，主控制單元與輔助控制單元之間通信連接，保護(hù)單元與主控制單元連接，顯示與輸入單元、重合閘控制電路分別與輔助控制單元連接。
2.如權(quán)利要求1所述基于雙控制單元的智能斷路器，其特征在于，所述保護(hù)單元包括:電流檢測電路、電壓檢測電路、剩余電流檢測電路、斷路器狀態(tài)檢測電路、模擬剩余電流試驗電路、剩余電流報警輸出電路、脫扣電路、通信電路；保護(hù)單元中的各電路分別與主控制單元連接。
3.如權(quán)利要求1所述基于雙控制單元的智能斷路器，其特征在于，所述顯示與輸入單元包括分別與輔助控制單元連接的鍵盤輸入電路、斷路器位置狀態(tài)輸入電路、第一顯示電路、第一狀態(tài)指示電路。
4.如權(quán)利要求3所述基于雙控制單元的智能斷路器，其特征在于，還包括分別與主控制單元連接的第二顯示電路、第二狀態(tài)指示電路。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于雙控制單元的智能斷路器，屬于低壓電器技術(shù)領(lǐng)域。所述智能斷路器包括斷路器本體及控制器，所述控制器包括主控制單元、輔助控制單元、保護(hù)單元、顯示與輸入單元、重合閘控制電路，主控制單元與輔助控制單元之間通信連接，保護(hù)單元與主控制單元連接，顯示與輸入單元、重合閘控制電路分別與輔助控制單元連接。本實用新型采用雙控制單元結(jié)構(gòu)，將保護(hù)功能與顯示、輸入等其他輔助功能分開，輔助功能的實現(xiàn)不會占用實現(xiàn)保護(hù)功能所需的資源，相比現(xiàn)有單一控制單元的結(jié)構(gòu)，可以有效提高保護(hù)動作的準(zhǔn)確性和快捷性，同時提高安全可靠性。
【IPC分類】H02H3-04, H02H3-06, H02H3-02
【公開號】CN204304393
【申請?zhí)枴緾N201420831810
【發(fā)明人】孫偉鋒, 徐偉, 孫義成
【申請人】常熟開關(guān)制造有限公司(原常熟開關(guān)廠）
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月24日