一种无线通信型漏电温度保护智能断路器制造技术

本发明专利技术公开一种无线通信型漏电温度保护智能断路器，主要由低压微型断路器、主控制器模块、计量模块、开关电源模块、脱扣模块和无线通信模块等几部分组成。不仅实现了测量的高精度、保护准确、故障检测可靠等要求，还能通过物联网技术实现数据与远程终端的对接，大大提高了产品的精准测量和远程遥控的空间距离。本装置具有测量、无线通讯等功能，能够完成电参量测量、采集及传输，可直接用于变电站自动化，配电自动化智能建筑、企业内部的电能测量、管理及考核中，可作为电力仪表的替代产品，且比一般的表计精度高，稳定性好，抗干扰能力强。

【技术实现步骤摘要】
一种无线通信型漏电温度保护智能断路器
本专利技术属于智能断路器
，具体涉及一种无线通信型漏电温度保护智能断路器。
技术介绍
当前电网容量不断增大，低压配电与控制系统也日益复杂化精细化，国家致力打造智能电网，必定离不开基础的低压配电元件的智能化和可通信，因此低压断路器的智能化和可通信已经成为行业发展趋势。低压微型断路器有组装方便灵活，尺寸模块化，标准导轨安装等优点，带漏电保护功能的断路器还能有效防止人身触电、电气火灾及电气设备损坏，因此在低压电网中有很广泛的应用。但目前带漏电的微型断路器通常体积较大，只具备漏电流保护，不具备监测和参数修改功能；或只具备漏电保护，不具备电压、电流等参数的测量和监测功能，不具备通信上传功能；或只支持简单的有线通信功能，不具备无线通信和自组网功能；或精度等级不高，产品质量参差不齐。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种无线通信型漏电温度保护智能断路器，本装置既可以准确测量线路中的电压、电流、漏电流、温度等参数，还具备电压、电流、漏电、温度等保护功能，并可以通过低功率无线通信接入物联网，使测量数据、保护类型上传云平台系统，既保障了低压配、用电网的安全可靠运行，又节省了人力安装及维护成本。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种无线通信型漏电温度保护智能断路器，包括计量模块和主控制器模块，计量模块的信号输出端与主控制器模块连接，所述计量模块包括电压采样单元、电流采样单元、漏电流采样单元和计量芯片；r>所述电流采样单元中，线路中电流信号经过电阻分压，进入计量芯片，由计量芯片计算出精确的电流值，用于电流通信上传；电流信号I1经过电阻R13、R14的分流与分压，电流信号I2经过电阻R11、R12的分流与分压,形成电位压差I1_CPU与I2_CPU，接入计量芯片的采样端口；所述漏电流采样单元中，线路中的剩余电流信号经过零序电流互感器转换成小电流，再经过电阻分压，进入计量芯片，由计量芯片计算出精确的漏电流值，用于漏电流的保护和漏电流通信上传；漏电流信号Z1经过电阻R15、R16的分流与分压，漏电流信号Z2经过电阻R21、R18的分流与分压，形成电位压差Z1_CPU与Z2_CPU，接入计量芯片的采样端口；所述电压采样单元中，线路中的电压信号由电阻分压换成可供计量芯片采集的信号，进入计量芯片，进行电压的测量；电压信号经过电阻R7、R5、R4、R6、R8、R12、R14、R13、R4、R8的分流与分压，形成电位压差VP与VN，接入计量芯片的采样端口；所述计量芯片用于测量线路中的电压、电流和漏电流；并将计算得到的电量值发送给主控制器模块。进一步改进本方案，所述电压采样单元、电流采样单元和漏电流采样单元输出端口均采用差分输入方式与计量芯片进行信号传递。进一步改进本方案，所述计量芯片检测到电压信号异常时，主控制器模块会根据电压保护逻辑，实现电压的过压、欠压保护功能；漏电流采样单元检测到剩余电流异常时，主控制器模块根据剩余电流保护逻辑，实现剩余电流保护。进一步改进本方案，所述主控制器模块包括主控芯片，计量芯片的第10引脚、第11引脚连接主控芯片，主控芯片根据互感器参数对计量芯片进行校准，计量芯片计算得到的电量值发送给主控芯片，计量芯片的OSCI引脚和OSCO引脚并联有晶振电路，晶振电路，用于为计量芯片工作提供基准频率；晶振电路包括电容C41、电容C42和晶振Y2，晶振Y2的第一端与电容C41、计量芯片的OSCI引脚连接，晶振Y2的第二端与电容C42、计量芯片的OSCO引脚连接，电容C41第二端和电容C42的第二端共接于地。进一步改进本方案，所述计量芯片的第3引脚V3P为电压正向信号输入端，第4引脚V3N为电压负向信号输入端，第5引脚V1P为电流正向信号输入端，第6引脚V1N为电流负向信号输入端。进一步改进本方案，所述智能断路器还包括开关电源模块，用于输出双路隔离电源，分别供电机驱动、主控制器模块和RS485通信使用，电源采样经半波整流，D2为整流二极管，电阻R3、电容C5、二极管D4构成RCD吸收电路，电容C9提供开关电源控制芯片U3供电电源，电阻R6和R11构成电压反馈电阻，确定主回路输出电压，输出电压经低压差线性稳压器LDO稳压后，供主控制器模块及RS485通信使用，6V电源供电机使用。进一步改进本方案，所述智能断路器还包括脱扣模块，所述脱扣模块，电源为开关输出端L、N，当电压处于合闸状态，且发生故障TRIP为高电平时，可控硅导通，使脱扣线圈接通220V，脱扣线圈内的弹簧弹出，顶跳开关，此时输出端没有电压，可控硅断开。进一步改进本方案，所述无线通信模块采用ESP-07S型号WiFi无线模组芯片，WiFi无线模组芯片的第15、16引脚连接主控芯片，主控芯片通过UART串口对无线通信模块发送AT控制指令及通信数据，电容C7为微功率无线通信模块稳压电容器，电阻R1、电阻R2和电阻R4为模块功能引脚上拉电阻。进一步改进本方案，还包括信号采集模块，所述信号采集模块包括温度采集单元，温度采集单元的信号输出端与主控制器模块连接。进一步改进本方案，还包括按键模块，当按键S1没有按下时，KEY1检测为高电平，当按键S1按下时，KEY1检测为低电平，单片机通过检测KEY1电平，从而实现按键的检测。有益效果本装置具有测量、无线通讯等功能，能够完成电参量测量、采集及传输，可直接用于变电站自动化，配电自动化智能建筑、企业内部的电能测量、管理及考核中，可作为电力仪表的替代产品，且比一般的表计精度高，稳定性好，抗干扰能力强。本装置可灵活选择保护类型，并可对各保护类型的参数进行灵活修改与设置。可应用于配电线路或系统末端，直接连接用电设备，在短路或接地故障发生时，可以准确的切断电路。本装置通过改进不仅实现了测量的高精度、保护准确、故障检测可靠等要求，还能通过物联网技术实现数据与远程终端的对接，大大提高了产品的精准测量和远程遥控的空间距离。附图说明为了更清楚地说明专利技术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专利技术的一些实施例，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为本专利技术智能断路器的模块原理图；图2为本专利技术中电压采样单元的电路图；图3为本专利技术中电流采样单元的电路图；图4为本专利技术中漏电流采样单元的电路图；图5为本专利技术中计量芯片模块的电路图；图6为本专利技术中脱扣模块电路图；图7为本专利技术中信号采集模块电路图；图8为本专利技术中无线通信模块电路图；图9为本专利技术中开关电源模块电路图；图10为本专利技术中主控制器模块电路图；图11为本专利技术中按键模块电路图；图中标记：1、主控制器模块，2、计量模块，3、开关电源模块，4、脱扣模块，5、无线通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线通信型漏电温度保护智能断路器，包括计量模块和主控制器模块，计量模块的信号输出端与主控制器模块连接，其特征在于：/n所述计量模块包括电压采样单元、电流采样单元、漏电流采样单元和计量芯片；/n所述电流采样单元中，线路中的电流信号经过电阻分压，进入计量芯片，由计量芯片计算出精确的电流值，用于电流通信上传；电流信号I1经过电阻R13、R14的分流与分压，电流信号I2经过电阻R11、R12的分流与分压,形成电位压差I1_CPU与I2_CPU，接入计量芯片的采样端口；/n所述漏电流采样单元中，线路中的剩余电流信号经过零序电流互感器转换成小电流，再经过电阻分压，进入计量芯片，由计量芯片计算出精确的漏电流值，用于漏电流的保护和漏电流通信上传；漏电流信号Z1经过电阻R15、R16的分流与分压，漏电流信号Z2经过电阻R21、R18的分流与分压，形成电位压差Z1_CPU与Z2_CPU，接入计量芯片的采样端口；/n所述电压采样单元中，线路中的电压信号由电阻分压换成可供计量芯片采集的信号，进入计量芯片，进行电压的测量；电压信号经过电阻R7、R5、R4、R6、R8、R12、R14、R13、R4、R8的分流与分压，形成电位压差VP与VN，接入计量芯片的采样端口；/n所述计量芯片用于测量线路中的电压、电流和漏电流；并将计算得到的电量值发送给主控制器模块。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无线通信型漏电温度保护智能断路器，包括计量模块和主控制器模块，计量模块的信号输出端与主控制器模块连接，其特征在于：
所述计量模块包括电压采样单元、电流采样单元、漏电流采样单元和计量芯片；
所述电流采样单元中，线路中的电流信号经过电阻分压，进入计量芯片，由计量芯片计算出精确的电流值，用于电流通信上传；电流信号I1经过电阻R13、R14的分流与分压，电流信号I2经过电阻R11、R12的分流与分压,形成电位压差I1_CPU与I2_CPU，接入计量芯片的采样端口；
所述漏电流采样单元中，线路中的剩余电流信号经过零序电流互感器转换成小电流，再经过电阻分压，进入计量芯片，由计量芯片计算出精确的漏电流值，用于漏电流的保护和漏电流通信上传；漏电流信号Z1经过电阻R15、R16的分流与分压，漏电流信号Z2经过电阻R21、R18的分流与分压，形成电位压差Z1_CPU与Z2_CPU，接入计量芯片的采样端口；
所述电压采样单元中，线路中的电压信号由电阻分压换成可供计量芯片采集的信号，进入计量芯片，进行电压的测量；电压信号经过电阻R7、R5、R4、R6、R8、R12、R14、R13、R4、R8的分流与分压，形成电位压差VP与VN，接入计量芯片的采样端口；
所述计量芯片用于测量线路中的电压、电流和漏电流；并将计算得到的电量值发送给主控制器模块。


2.如权利要求1所述的一种无线通信型漏电温度保护智能断路器，其特征在于：电压采样单元、电流采样单元和漏电流采样单元输出端口均采用差分输入方式与计量芯片进行信号传递。


3.如权利要求1所述的一种无线通信型漏电温度保护智能断路器，其特征在于：所述计量芯片检测到电压信号异常时，主控制器模块会根据电压保护逻辑，实现电压的过压、欠压保护功能；
漏电流采样单元检测到剩余电流异常时，主控制器模块根据剩余电流保护逻辑，实现剩余电流保护。


4.如权利要求2所述的一种无线通信型漏电温度保护智能断路器，其特征在于：所述主控制器模块包括主控芯片，计量芯片的第10引脚、第11引脚连接主控芯片，主控芯片根据互感器参数对计量芯片进行校准，计量芯片计算得到的电量值发送给主控芯片，计量芯片的OSCI引脚和OSCO引脚并联有晶振电路，晶振电路，用于为计量芯片工作提供基准频率；晶振电路包括电容C41、电容C42和晶振...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖依曼，张杰，马要纲，程勇，邱坤淼，文龙，马得草，刘延炎，侯松倩，孙飞龙，
申请(专利权)人：许昌许继低压电器有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41