断路器智能测量模块、智能测量断路器及其系统的制作方法

本发明涉及断路保护，特别涉及一种断路器智能测量模块、智能测量断路器及其系统。

背景技术：

1、目前，随着智能家居的兴起以及用电设备的多样化，家庭的用电需求也在不断扩大。断路器作为有效保障家庭用电的装置，起到了不可或缺的安全保护作用。但随着智能化的普及，传统的断路器已经存在无法满足用户需求的情况了。现有的智能型断路器由触头系统、检测系统、控制器单元、执行机构、灭弧系统等组成，当电流经检测系统的电流互感器检测到异常(如过载、短路)时，经控制器单元分析判断后给执行机构发出脱扣信号使断路器跳闸以保护用电设备免受损坏，但是该类断路器无法将所检测的信息及时反馈，用户无法直观的了解到断路器断开的原因。

2、此外，现有的智能测量断路器采用的是一体化结构，将智能测量模块直接集成于传统断路器内部。当智能测量模块出现故障时，往往需要将整个智能测量断路器更换，这无疑是提高了用户的使用成本。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种断路器智能测量模块，旨在断路器的功能性与安全性。

2、为实现上述目的，本发明提出的断路器智能测量模块，所述断路器智能测量模块的输入端与所述断路器的接入端连接，所述断路器的接入端与电源输入端连接，所述断路器智能测量模块与所述断路器通过连接部建立可拆卸式连接，所述断路器智能测量模块包括：

3、主控电路；

4、采样电路，所述采样电路的输入端与所述电源输入端电连接，所述采样电路的输出端与所述主控电路电连接，所述采样电路用于获取采样信号并反馈至主控电路；

5、通信电路，所述通信电路与所述主控电路电连接，所述通信电路用于将主控电路与外部终端建立通信连接；

6、其中，所述主控电路用于根据所述采样信号和/或通信信号输出对应的控制信号至断路器，以控制断路器执行对应动作；所述主控电路还用于经通信电路将采样信号输出至外部终端。

7、在一实施例中，所述采样电路包括：

8、电压采样电路，所述电压采样电路的输入端与所述电源输入端电连接，所述电压采样电路的输出端与所述主控电路电连接；所述电压采样电路用于检测输入电压并输出电压采样信号；

9、电流采样电路，所述电流采样电路的输入端与所述电源输入端电连接，所述电流采样电路的输出端与所述主控电路电连接；所述电流采样电路用于检测输入电流并输出电流采样信号；

10、其中，主控电路用于在电压采样信号大于或者小于预设电压范围时，输出电压断开信号至断路器；主控电路还用于在电流采样信号大于或者小于预设电流范围时，输出电流断开信号至断路器。

11、在一实施例中，所述电压采样电路包括：

12、互感器，所述互感器包括铁芯、原边线圈、第一副边线圈及第二副边线圈，所述第一副边线圈与所述第二副边线圈分别与所述原边线圈耦合设置；

13、差分放大电路，其输入端与所述第一副边线圈的输出端连接，所述差分放大电路的输出端与所述第二副边线圈的第一端连接，所述差分放大电路用于将所述第一副边线圈两个输出端输出的电压进行差分放大后输出至所述第二副边线圈；

14、输出电压采样电路，所述输出电压采样电路的检测端与所述第二副边线圈的第二端连接；所述输出电压采样电路用于采样所述第二副边线圈的电流，并输出对应的电压采样信号。

15、在一实施例中，电压采样电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、运算放大器；

16、其中，所述第一电阻并联设置于所述第一副边线圈的两端；所述第二电阻的第一端为所述输出电压采样电路的检测端，所述第二电阻的第二端接地；所述第一电容的第一端为所述差分放大电路的第一输入端，所述第二电容的第一端为所述差分放大电路的第二输入端，所述第一电容的第二端与所述运算放大器的第三端和所述第四电阻的第一端连接；所述第三电阻的第一端与所述第二电容的第二端和所述运算放大器的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述运算放大器的第一端为所述运算放大器的同相输入端，所述运算放大器的第三端为所述运算放大器的反相输入端；所述第三电容的第一端与所述运算放大器的第二端和所述负电源连接，所述第三电容的第二端接地；所述第四电容的第一端与所述运算放大器的第五端和所述正电源连接，所述第四电容的第二端接地；所述第四电阻的第二端与所述运算放大器的第四端连接，所述运算放大器的第四端为所述差分放大电路的输出端。

17、在一实施例中，所述通信电路为有线通信电路，所述有线通信电路的一端与所述主控电路电连接，所述有线通信电路的另一端与所述外部终端电连接；所述有线通信电路用于将主控电路与外部终端建立通信连接。

18、在一实施例中，所述断路器智能测量模块还包括电压转换电路，所述电压转换电路的输入端与所述电源输入端电连接，所述电压转换电路的输出端与所述主控电路电连接；所述电压转换电路用于将输入的第一电压转换为第二电压并输出；

19、其中，第二电压为主控电路的供电电压。

20、在一实施例中，所述断路器智能测量模块还包括预警电路，所述预警电路的输入端与所述主控电路电连接，所述预警电路用于主控电路根据采样信号输出控制信号输出预警信号。

21、在一实施例中，所述断路器智能测量模块还包括时钟电路，所述时钟电路与主控电路电连接，所述时钟电路用于提供时钟信号；

22、所述主控电路用于根据所述时钟信号达到预设时长时，将所述采样信号经通信电路输出至外部终端，并由外部终端存储。

23、本发明还提出一种智能测量断路器，所述智能测量断路器包括上述任意一项所述的断路器智能测量模块、断路器和电子脱扣器；

24、其中，所述电子脱扣器与所述主控电路电连接，并用于根据所述主控电路输出的控制信号断开电源输入端与负载之间的通路。

25、本发明还提出一种智能测量断路器系统，所述智能测量断路器系统包括如上述所述的智能测量断路器和外部终端。

26、本发明技术方案将断路器智能测量模块通过连接部与断路器建立可拆卸连接，二次设备断路器智能测量模块的更换不影响一次设备断路器的正常运行，有效解决一二次设备不同寿命问题，有效的避免传统一二次融合的智能塑壳断路器因二次部分损坏导致整个断路器停电更换的问题。此外，断路器智能测量模块通过主控电路获取采样电路输出的采样信号，并经通信电路将采样信号反馈至外部终端，以使外部终端进一步处理，将所获取的信息上传至云端或者输出终端控制信号至主控电路，以使主控电路及时控制断路器执行对应动作。其中，主控电路反馈的采用信号也可经外部终端直观被用户获知，有效的提高了电网工作的监管。

技术特征：

1.一种断路器智能测量模块，应用于断路器，其特征在于，所述断路器智能测量模块的输入端与所述断路器的接入端连接，所述断路器的接入端与电源输入端连接，所述断路器智能测量模块与所述断路器通过连接部建立可拆卸式连接，所述断路器智能测量模块包括：

2.如权利要求1所述的断路器智能测量模块，其特征在于，所述采样电路包括：

3.如权利要求2所述的断路器智能测量模块，其特征在于，所述电压采样电路包括：

4.如权利要求3所述的断路器智能测量模块，其特征在于，电压采样电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、运算放大器；

5.如权利要求1所述的断路器智能测量模块，其特征在于，所述通信电路为有线通信电路，所述有线通信电路的一端与所述主控电路电连接，所述有线通信电路的另一端与所述外部终端电连接；所述有线通信电路用于将主控电路与外部终端建立通信连接。

6.如权利要求1所述的断路器智能测量模块，其特征在于，所述断路器智能测量模块还包括电压转换电路，所述电压转换电路的输入端与所述电源输入端电连接，所述电压转换电路的输出端与所述主控电路电连接；所述电压转换电路用于将输入的第一电压转换为第二电压并输出；

7.如权利要求1所述的断路器智能测量模块，其特征在于，所述断路器智能测量模块还包括预警电路，所述预警电路的输入端与所述主控电路电连接，所述预警电路用于主控电路根据采样信号输出控制信号输出预警信号。

8.如权利要求1所述的断路器智能测量模块，其特征在于，所述断路器智能测量模块还包括时钟电路，所述时钟电路与主控电路电连接，所述时钟电路用于提供时钟信号；

9.一种智能测量断路器，其特征在于，所述智能测量断路器包括如权利要求1-8任意一项所述的断路器智能测量模块、断路器和电子脱扣器；

10.一种智能测量断路器系统，其特征在于，所述智能测量断路器系统包括如权利要求9所述的智能测量断路器和外部终端。

技术总结
本发明公开一种断路器智能测量模块、智能测量断路器及其系统，涉及断路保护技术领域。其中，断路器智能测量模块的输入端与断路器的接入端连接，断路器的接入端与电源输入端连接，断路器智能测量模块与断路器通过连接部建立可拆卸式连接，断路器智能测量模块包括：主控电路；采样电路，其输入端与电源输入端电连接，输出端与主控电路电连接，用于获取采样信号并反馈；通信电路，其主控电路电连接，用于将主控电路与外部终端建立通信连接；其中，主控电路用于根据采样信号和/或通信信号输出对应的控制信号至断路器，以控制断路器执行对应动作；主控电路还用于经通信电路将采样信号输出至外部终端。本发明旨在提高断路器的功能性与安全性。

技术研发人员：黄业瀚,黄旭平,阮仁林,温福林,黄含璐,郑仁杰
受保护的技术使用者：深圳市旭能达电气科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/20