一种欠电压脱扣装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及低压配电保护技术领域。具体地说，涉及一种欠电压脱扣装置。
【背景技术】
[0002]低压断路器作为配电系统中的重要电器元件之一，其作用是保护配电网络和工业设备免受短路、过载和接地等故障的损坏。传统断路器的检测和保护功能多由电磁元件完成，其动作时间长、保护精度低、整定困难。随着技术进步，对于单台断路器要求其模块化、智能化和自动化，对于供电系统中的多台断路器要求能实现联网通信、集中监控等，即智能断路器，也即采用了智能控制器的断路器。
[0003]欠电压脱扣器是断路器上的一种保护性部件，当电源电压低于预设值(如欠电压脱扣器额定电压的35% )时，欠电压脱扣器能保证断路器不合闸；当电源电压下降到一定电压(如欠电压脱扣器额定电压的35%?70% )时，欠电压脱扣器能使断路器脱扣；当电源电压高于一定值(如欠电压脱扣器额定电压的85% )时，欠电压脱扣器能保证断路器正常工作。因此，当受保护电路中电源电压发生一定的电压降时，能自动断开断路器切断电源，使负载电器或电气设备免受欠电压的损坏。
[0004]目前，万能式低压断路器DW45、DW450都采用外置欠压脱扣器，该欠压脱扣器由欠压脱扣电路、欠压脱扣线圈及欠压磁通组成，电压正常时欠压磁通吸合，当发生欠压时欠压磁通弹出，分断断路器并使断路器不能进行合闸操作。由于受安装空间的限制，欠压脱扣器具有故障率较高、无人机交互功能等不足。万能式低压断路器DW60的欠压脱扣器采用内置式欠压脱扣电路，当发生欠压时欠压线圈得电磁通弹出，电压恢复正常时欠压线圈由另一路吸合电路供电，磁通吸合。DW60要求智能控制器具有储能器件保证磁通能可靠动作，特别是欠压延时动作情况下，如果储能器件能量不够可能引起磁通动作不可靠。
【实用新型内容】
[0005]为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有低压断路器采样外置的欠压脱扣器因受空间限制不利于采取技术措施导致故障率高、功能拓展不足等缺陷，或者依赖智能控制器且与智能控制器的信息交互困难的缺陷，从而提出一种内置在智能控制器中的欠压脱扣装置，可以拓展功能，并使得智能控制器能综合处理欠压、短路和过载等故障。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案:
[0007]一种欠电压脱扣装置，包括交流电网接口模块、电压采样模块、欠压脱扣驱动模块、微处理器模块，交流电网接口模块的输入端与交流电网连接、输出端分别与电压米样模块和欠压脱扣驱动模块连接，电压采样模块和欠压脱扣驱动模块还分别与微处理器模块连接，欠压脱扣驱动模块包括整流滤波电路和欠压脱扣线圈电路，欠压脱扣线圈电路包括欠压脱扣线圈和电控开关器件，整流滤波电路的输入端与交流电网接口模块的输出端连接、输出端与欠压脱扣线圈连接后与电控开关器件的输入端连接，电控开关器件的输出端与整流滤波电路的接地端共同接地，电控开关器件的控制端与微处理器模块连接。
[0008]优选地，欠压脱扣驱动模块还包括设置在电控开关器件的控制端与微处理器模块之间的隔离电路，隔离电路包括电阻R16、电阻R17、光耦芯片U3、电阻R18、电阻R19和稳压二极管TVS2，电阻R16的一端与微处理器模块连接、另一端与电阻R17连接后接地，电阻R16与电阻R17的连接处与光耦芯片U3的输入端连接，光耦芯片U3的输出端与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端分别与电阻R19的一端、稳压二极管TVS2的阴极连接，电阻R19的另一端、稳压二极管TVS2的阳极共同接地，稳压二极管TVS2的阴极与电控开关器件的控制端连接。
[0009]优选地，欠压脱扣驱动模块还包括设置在交流电网接口模块与整流滤波电路之间的过流过压保护电路和第一滤波电路，过流过压保护电路的输入端与交流电网接口模块的输出端连接、输出端与第一滤波电路的输入端连接，第一滤波电路的输出端与整流滤波电路的输入端连接。
[0010]优选地，电压采样模块包括依次连接的取样电阻电路和差动积分电路，还包括与差动积分电路连接的基准电压电路，取样电阻电路包括电阻R4-R11，差动积分电路包括运算放大器U2、电阻R14、电容C9和电容C10，基准电压电路包括电阻R12、电阻R13和电容C8，其中，电阻R4-R7依次串联连接后其一端通过交流电网接口模块与交流电网的火线连接、另一端与运算放大器U2的反相输入端连接，电阻R8-R11依次串联连接后其一端通过交流电网接口模块与交流电网的零线连接、另一端与运算放大器U2的同相输入端连接，电阻R14与电容ClO并联后其一端与运算放大器U2的反相输入端连接、另一端与运算放大器U2的输出端连接，电阻R12的一端作为电压采样模块的基准电压输入端与提供基准电压的外接直流电源连接，电阻R12的另一端分别与电阻R13、电容C8的一端连接，该连接处与运算放大器U2的同相输入端连接，电阻R13和电容CS的另一端共同接地，运算放大器U2的电源输入端分别与外接电源、电容C9的一端连接，电容C9的另一端接地，运算放大器U2的输出端与微处理器模块连接。
[0011 ] 优选地，还包括供电电源模块、第一电源模块、第二电源模块，供电电源模块的输入端可与交流电网连接、输出端分别与第一电源模块和第二电源模块连接，第一电源模块分别与电压采样模块、微处理器模块连接，第二电源模块与欠压脱扣驱动模块连接。
[0012]优选地，供电电源模块包括依次连接的整流电路和第二滤波电路，第二滤波电路包括并联的电容Cl和电容C2，电容Cl和电容C2的一端与整流电路连接，该连接处作为供电电源模块的输出端，电容Cl和电容C2的另一端接地。
[0013]优选地，第一电源模块为降压型开关电源电路，包括控制芯片U1、电阻R1-R3、电容C5-C7、二极管D3、稳压二极管TVSl和电感L，控制芯片Ul的第一输入端与供电电源模块的输出端连接，控制芯片Ul的第二输入端和第三输入端分别与电阻Rl的一端连接，电阻Rl的另一端与供电电源模块的输出端连接，电感L的一端分别与二极管D3的阴极、控制芯片Ul的输出端连接，另一端分别与电容C6的一端、电容C7的一端、稳压二极管TVSl的阴极连接，该连接处与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端分别与电阻R3的一端、控制芯片Ul的反馈信号输入端连接，电阻R3的另一端接地，电容C6和电容C7的另一端、二极管D3的阳极、稳压二极管TVSl的阳极共同接地，稳压二极管TVSl的阴极分别与微处理器模块、电压采样模块的基准电压输入端和运算放大器U2的电源输入端连接。
[0014]优选地，第二电源模块包括依次连接的降压电路和第三滤波电路，第三滤波电路包括并联的电容C3和电容C4，电容C3和电容C4的一端分别与降压电路连接，该连接处与光耦芯片U3的电源输入端连接，电容C3和电容C4的另一端与降压电路共同接地。
[0015]本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0016]1.本实用新型提供的欠压脱扣装置，除欠压脱扣线圈外，该欠电压脱扣装置的绝大部分电路结构都可内置于低压断路器的智能控制器中，不受空间限制，有利于采取技术措施，提高产品的可靠性。另外，还使得智能控制器能综合处理欠压、过载和短路等故障，由于智能控制器具有较好的人机交互功能，可以更方便地设置欠压保护的各种参数，并记录欠压故障信息，有利于配电故障的处理和分析。
[0017]2.本实用新型提供的欠压脱扣装置中的隔离电路用于隔离微处理器模块与欠压脱扣驱动模块，防止欠压脱扣驱动模块中的电磁干扰影响微处理器模块中的控制信号，从而提高该欠压脱扣装置的可靠性。同时，也可以防止因欠压脱扣驱动模块中的高压或过流干扰损害微处理器模块中的控制芯片。
[0018]3.本实用新型提供的欠压脱扣装置，设置了第一电源模块给电压采样模块提供5V的基准电压、给电压采样模块中的运算放大器提供5V的供电电压、给微处理器模块提供5V的供电电压，第二电源模块给欠压脱扣驱动模块中的光