单相智能用电保护开关制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单相智能用电保护开关，包括主开关、直流稳压电路模块、单片机、驱动电路模块、过／欠压检测电路模块、短路／过载检测电路模块、漏电检测电路模块和故障指示电路模块；主开关串接在单相电源电路上，三个检测电路模块的输入端分别连接单相电源电路采样，而输出端则接单片机采集端；单片机的一个输出端经驱动电路模块连接主开关，另一输出端接故障指示电路模块，所述单相电源电路电源经直流稳压电路模块输出并提供各部分工作所需电压。本实用新型专利技术与传统用电保护开关相比，具备自动重合闸及在线检测功能，从根本上解决了防雷产品与用电保护开关配套使用时的矛盾，且防护功能全面，更加安全可靠，可真正实现无人值守的用电管理。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种单相智能用电保护开关。
技术介绍
目前在通信行业和民用等领域所用的传统用电保护开关主要有空气开 关、漏电保护开关以及空漏组合开关、保险丝等。空气开关也就是断路器，在电路中作接通、分断和承载额定工作电流之 用，当线路或用电设备发生过载、短路等情况时进行保护，断路器的动、静 触头及触杆设计成平行状，利用短路产生的电动斥力使动、静触头断开。当 线路发生短路或严重过载电流时，短路电流超过瞬时脱扣额定电流值，电磁 脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击杠杆，使搭钩绕转轴座向上转 动与锁扣脱开，锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断，切断电源。当 线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使热元件 产生一定热量，促使双金属片受热向上弯曲，推动杠杆使搭钩与锁扣脱开， 将主触头分断，切断电源。漏电保护开关将火线和零线同时穿过一个O型磁环作为初级，次级用N 匝输出推动一个电磁机构，电磁机构动作则脱扣。正常情况下火线和零线上 的电流流进等于流出，所以感应出来的次级电压为零，当火线或零线有一根 线对地有接地电阻或短路，则火线和零线上的电流出现电压差，通过次级感 应出来，当到一定的差值就推动电磁机构脱开主回路切断电源，从人身安全 角度考虑，漏电保护电流一般控制在30mA以内，O.l秒内动作。很多安装在户外的用电设备，由于分布广、工作环境差，由此带来了一 系列问题，其中最突出的特点是安全供电问题，按照国家标准和相关行业标 准的要求，所有安装室外的用电设备除了应安装漏电保护开关或空气开关等 传统用电保护开关之外，还必须加装防雷设备加以保护。防雷设备的工作原 理是当有感应雷电波侵入电源或信号传输线时，其内部防雷组件将以纳秒级 (< 25ns)的响应速度呈现低阻抗状态，迅速将雷电流泄放到大地，将把由雷 电引起的过电压限制在用电设备可以承受的耐压范围以内，确保电气设备的 安全运行；但防雷设备在泄放电流时会引起用电保护开关(空气开关、漏电 开关等)跳闸，尤其是在雷雨天气，更是容易引起大面积跳闸；这就产生了5传统用电保护开关与防雷产品配套使用时的矛盾。根据统计数据，可以发现在一次雷暴的天气约有20%-30%的户外用电 设备的漏电开关跳闸，有的地区最严重的超过50%,使大面积户外用电设备 中断工作，同时，还因气候恶劣，无法及时恢复设备工作，给国民经济带来 较大经济损失。事实上，这些跳闸仅仅只需要人工简单合闸，就可以恢复设 备工作。但由于空气开关、漏电开关跳闸后不能自动合闸，需要人工逐一合 闸，加上设备分布太广、数目太多，加之很多设备装在荒郊野外、有的电源 开关锁在居民宿舍、单位大院里，给恢复工作带来极大的困难。而且另一方 面，目前如上述已投入防护使用的传统用电保护开关本身功能有限、防护不 全面、可靠性欠佳，尤其是电路检测手段单一，常常会误差错动，而分闸后 又缺乏在线检测和故障识别指示，常常导致误合闸引发安全事故。
技术实现思路
本技术目的是针对
技术介绍
中提到的传统用电保护开关存在的不 足而提供一种能够自动重合闸、且防护功能全面、安全可靠的单相智能用电 保护开关。本技术的技术方案是 一种单相智能用电保护开关，包括主开关、 直流稳压电路模块、单片机、驱动电路模块、过/欠压检测电路模块、短路/ 过载检测电路模块、漏电检测电路模块和故障指示电路模块所述主开关串 接在单相电源电路上，过/欠压检测电路模块、短路/过载检测电路模块和漏 电检测电路模块三者的输入端连接在单相电源电路上采样，而输出端则接入 单片机采集端；所述单片机的一个输出端经驱动电路模块连接主开关，另一 输出端连接故障指示电路模块，所述单相电源电路电源经直流稳压电路模块 输出并提供主开关、单片机、驱动电路模块、故障指示电路模块和各检测电 路模块工作所需电压。本技术中所述直流稳压电路模块由变压器Tl、桥式整流电路Dl、 三极管Ul、三端稳压器TL1、 TL2、 U2,电阻R1 R3、 R6、 R7，滤波电 容C1 C5， C7、 C8和C17共同连接组成；其中电阻Rl、 R2、 R6，三端 稳压器TL1、电容C17和三极管Ul共同连接组成稳压扩流电路；而电阻 R7、三端稳压器TL2及电容C7和C8连接组成取样电路；单相电源电路经 Tl降压、稳压扩流电路稳压扩流、Cl滤波后一边经R3降压、C2滤波输出直流工作电压VIN,另一边则继续经C3滤波、U2稳压、C4、 C5滤波输出 直流工作电压VCC,而VCC则再经取样电路降压、稳压并滤波后输出直流 参考电压VREF;所述主开关由磁保持继电器JD1、 JD2， 二极管D2、 D3、 电阻R10、 R18，电容C9、 C13共同连接而成；所述驱动电路模块由光耦 OPl、 OP2,电阻R31 R34及三极管Q1 Q6共同连接而成；所述JD1、 JD2的主触点分别串接在单相电源电路的相线L和中线N上，RIO、 C9串 联后接在继电器JD1的主触点两端作为灭弧电路，而R18、 C13串联后接在 继电器JD2的主触点两端作为灭弧电路；单片机U取VCC为工作电压，其 一路输出控制信号OUT1经R31接入OP1输入端，OP1输出端接电阻R33 再依次经Q1、 Q2、 Q3逐级驱动后分别连接到JD1、 JD2的一个辅助触点， 并分别与JD1、 JD2的线圈及接入JD1、 JD2的直流工作电压VIN构成回路； 单片机U的另一路输出控制信号OUT2经R32接入OP2输入端，OP2输出 端接电阻R34再依次经Q4、 Q5、 Q6逐级驱动后分别连接到JD1、 JD2的 另一辅助触点，并也分别与JD1、 JD2的线圈及接入JD1、 JD2的直流工作 电压VIN构成回路；D2和D3作为继电器保护电路分别接在控制信号OUT1 和VIN之间以及OUT2和VIN之间；VCC和VIN分别接在OP1两侧，及 OP2两侧为它们供电。技术中所述过/欠压检测电路模块由电阻R4、 R5、 R8、 R12、 R13、 R15、 R17,可调电阻RW1、运算放大器U3A、 U3B、 U3D，电容C12、稳 压二极管TV2共同连接而成；单相电源电路的相线L经R4、R5降压、VREF 抬髙电平、U3A跟随后再经电阻R8接入U3B负输入端，而中线N经R12、 R13降压、VREF抬髙电平、U3D跟随后再经电阻R15接入U3B正输入端， 两路电压经U3B差动放大后串接R17，最后经C12滤波、TV2稳压保护后 输出电压采集信号ADU至单片机U的采集端口，所述可调电阻RW1接在 U3B负输入端和输出端之间。本技术中所述短路/过载检测电路模块由O型电流互感器、可调电 阻RW2,电阻Rll、 R14、 R16,电容CIO、 Cll,稳压二极管TV1、运算 放大器U3C共同连接而成；单相电源电路穿过O型电流互感器，RW2和 C10均串接在单相电源电路的相线L和中线N之间，C10 —端接入U3C正 输入端，C10另一端接VREF，同时该端经Rll接入U3C负输入端，该负7输入端经R14接U3C输出端；O型电流互感器感应得到的电流信号经RW2 电压采样后由VERF抬高电平、U3C放大后串接R16，最后经Cll滤波、 TV1稳压保护后输出电流采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相智能用电保护开关，其特征在于包括主开关、直流稳压电路模块、单片机、驱动电路模块、过／欠压检测电路模块、短路／过载检测电路模块、漏电检测电路模块和故障指示电路模块；所述主开关串接在单相电源电路上，过／欠压检测电路模块、短路／过载检测电路模块和漏电检测电路模块三者的输入端连接在单相电源电路上采样，而输出端则接入单片机采集端；所述单片机的一个输出端经驱动电路模块连接主开关，另一输出端连接故障指示电路模块，所述单相电源电路电源经直流稳压电路模块输出并提供主开关、单片机、驱动电路模块、故障指示电路模块和各检测电路模块工作所需电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗小兵，
申请(专利权)人：苏州工业园区新宏博通讯科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[]