本實用新型涉及低壓電器領(lǐng)域，具體涉及一種智能電子式斷路器。

背景技術(shù)：

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，具有可通訊功能的電子式斷路器也日漸增多；當(dāng)前電子式斷路器多采用RS485接口與中央控制室電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，并實現(xiàn)了“四遙”功能，方便人們足不出戶便能清楚了解該斷路器工作狀態(tài)，在應(yīng)用現(xiàn)場，為方便開關(guān)電氣設(shè)備的維護(hù)和檢修，人們也開發(fā)了手持測試裝置以及柜門顯示單元，然而，很多電子式斷路器不具有現(xiàn)場通訊調(diào)試功能，忽視了人們在應(yīng)用現(xiàn)場檢修時所需對當(dāng)前斷路器狀況的了解。

再者，電子式斷路器用于電流故障保護(hù)，其特性參數(shù)通過面板撥碼或旋鈕或按鍵進(jìn)行設(shè)置，在一般應(yīng)用中，如何友好、快捷的進(jìn)行特性參數(shù)修改進(jìn)行了較充分的優(yōu)化與改進(jìn)，但在很多高專業(yè)性、高應(yīng)用可靠性場合，產(chǎn)品在投入應(yīng)用后，保護(hù)參數(shù)一經(jīng)設(shè)定一般不允許隨意改動。

還有就是，現(xiàn)有電子式塑殼斷路器除實現(xiàn)組網(wǎng)通訊外所配備的手持測試裝置及柜門顯示單元多采用其它內(nèi)部接口方式與自定義通訊協(xié)議，使得通訊附件間互換性差和開發(fā)工作量較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單且使用方便，互換性好，可實現(xiàn)雙通訊的智能電子式斷路器。

一種智能電子式斷路器，包括斷路器殼體，以及設(shè)置在斷路器殼體內(nèi)部的電流互感器、內(nèi)設(shè)附件的附件腔5和智能脫扣模塊；

所述斷路器殼體包括基座和設(shè)置在基座上部與其固定連接的蓋板4，所述斷路器殼體一側(cè)設(shè)置用于引出主通訊線和附件線的出線口3；

所述蓋板4下方且位于附件腔5上方設(shè)置用于遠(yuǎn)程監(jiān)測控制連接的主通訊接口2，所述主通訊接口2與控制芯片的外設(shè)串口相連；所述主通訊接口2一側(cè)設(shè)置用于連接外部設(shè)備的副通訊接口1，所述副通訊接口1與控制芯片的I/O端口相連或者與控制芯片的外設(shè)串口相連。

優(yōu)選的，所述智能脫扣模塊包括線路板6，所述主通訊接口2、副通訊接口1均與線路板6相連；所述線路板6包括參數(shù)設(shè)定板61、設(shè)置在參數(shù)設(shè)定板61下側(cè)與其固定連接的控制板62以及設(shè)置在控制板62下側(cè)與其固定連接的電源板63。

優(yōu)選的，所述主通訊接口2包括四個有效通訊引腳，分別是電源、GND和兩個數(shù)據(jù)線引腳。

優(yōu)選的，所述副通訊接口1為MicroUSB通訊接口，其包括四個有效端口，分別是電源端口、接地端口和兩個通訊數(shù)據(jù)接口。

優(yōu)選的，所述主通訊接口2通過通訊模塊與電動機(jī)操作機(jī)構(gòu)配合使用，或者主通訊接口2與校準(zhǔn)斷路器監(jiān)測的電流的上位機(jī)相連，或者主通訊接口2直接與遠(yuǎn)程控制中心相連進(jìn)行半雙工通信，或者主通訊接口2通過獨立的通訊模塊與遠(yuǎn)程控制中心相連實現(xiàn)半雙工通信；

所述副通訊接口1為USB接口，USB接口與升級斷路器程序的電腦或燒寫器相連，或者與校準(zhǔn)斷路器檢測的電流的上位機(jī)相連，或者與現(xiàn)場檢修和維護(hù)斷路器的手持設(shè)備相連。

優(yōu)選的，還包括與控制芯片相連的電源和基準(zhǔn)電路、信號調(diào)理電路、位置檢測電路、參數(shù)設(shè)定電路以及脫扣動作電路，控制芯片為MCU控制器；所述電流互感器分別與電源和基準(zhǔn)電路、信號調(diào)理電路相連。

優(yōu)選的，所述副通訊接口1為USB接口，斷路器通過USB接口與內(nèi)設(shè)密碼保護(hù)用于現(xiàn)場檢修維護(hù)斷路器的手持設(shè)備相連。

優(yōu)選的，所述副通訊接口1為無線通訊模塊，斷路器通過無線通訊模塊與內(nèi)設(shè)密碼保護(hù)用于現(xiàn)場檢修維護(hù)斷路器的手持設(shè)備相連。

優(yōu)選的，所述主通訊接口2通過獨立的通訊模塊轉(zhuǎn)換為RS485通訊接口與Modbus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)相連，用以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測控制通訊；所述副通訊接口1為USB接口，USB接口與手持設(shè)備相連，或者通過獨立的通訊模塊轉(zhuǎn)換為RS484通訊接口與顯示單元相連。

優(yōu)選的，所述出線口3包括設(shè)置在基座一側(cè)中部的線槽31以及設(shè)置在蓋板4一側(cè)與所述線槽31配合的擋板32。

本實用新型的智能電子式斷路器，斷路器殼體一側(cè)設(shè)置出線口，出線口用于主通訊接口出線，結(jié)構(gòu)簡單；斷路器殼體上部位于蓋板下側(cè)設(shè)置副通訊接口，用于現(xiàn)場檢修維護(hù)接線，使得斷路器實現(xiàn)雙路通訊，通訊功能更全面，滿足了遠(yuǎn)程監(jiān)控和現(xiàn)場通訊要求；副通訊接口與控制芯片的I/O端口程序模擬串口通信或者直接與控制芯片的外設(shè)串口相連，實現(xiàn)全部智能電子式斷路器雙路通訊的可能。此外，副通訊接口可與電腦或燒寫器、手持設(shè)備、上位機(jī)相連，為智能電子式斷路器的程序升級、參數(shù)設(shè)置、功能設(shè)置或試跳提供了便利；本實用新型的智能電子式斷路器，統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)與通訊協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次簡單清晰。

附圖說明

圖1是本實用新型智能電子式斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型智能電子式斷路器分解的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型智能電子式斷路器兩路通訊接口通訊示意圖；

圖4是本實用新型智能電子式斷路器工作原理示意圖；

圖5是本實用新型智能電子式斷路器通訊原理示意圖；

圖6是本實用新型智能智能脫扣模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

以上附圖中標(biāo)記為：1副通訊接口、2主通訊接口、3出線口、31線槽、32擋板、4蓋板、5附件腔、6線路板、61參數(shù)設(shè)定板、62控制板、63電源板。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖1至5給出的實施例，進(jìn)一步說明本實用新型的智能電子式斷路器的具體實施方式。本實用新型的智能電子式斷路器不限于以下實施例的描述。

如圖1和2所示，所述智能電子式斷路器，包括斷路器殼體，以及設(shè)置在斷路器殼體內(nèi)部的電流互感器、內(nèi)設(shè)附件的附件腔5和智能脫扣模塊；所述斷路器殼體包括基座和設(shè)置在基座上部與其固定連接的蓋板4，所述斷路器殼體一側(cè)設(shè)置用于引出主通訊線的出線口3；所述蓋板4一角下方且位于附件腔5上方設(shè)置用于遠(yuǎn)程監(jiān)測控制連接的主通訊接口2，主通訊接口2與控制芯片的外設(shè)串口相連，所述主通訊接口2一側(cè)設(shè)置用于連接外部設(shè)備的副通訊接口1，副通訊接口1與控制芯片的I/O端口相連或者與控制芯片的外設(shè)串口相連。

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，具有可通訊功能的電子式斷路器應(yīng)用日漸廣泛，當(dāng)前多數(shù)智能電子式斷路器可實現(xiàn)與中央控制室電力監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通訊，方便工作人員對斷路器的工作狀態(tài)進(jìn)行了解，但是，多數(shù)智能電子式斷路器所采用的的低成本控制芯片大都提供一路或者兩路外設(shè)串口，而端口往往會被其他功能(比如AD采集)占用，如此利用控制芯片本身資源來實現(xiàn)兩路通信成了難題，在進(jìn)行斷路器安裝調(diào)試或者現(xiàn)場檢修維護(hù)時，卻因為通訊接口被占用，而無法滿足現(xiàn)場通訊的要求。

本實用新型的智能電子式斷路器，設(shè)置兩路通訊接口，一路與控制芯片的外設(shè)串口相連，另一路為設(shè)置在斷路器上部的副通訊接口1，副通訊接口1與控制芯片的I/O端口相連，通過模擬串口通信，或者與控制芯片的閑置外設(shè)串口相連，既滿足遠(yuǎn)程監(jiān)測控制通訊需求，又滿足現(xiàn)場通訊兩種需求，為斷路器現(xiàn)場安裝調(diào)試、參數(shù)設(shè)定、功能調(diào)試和檢修維護(hù)提供了便利；而且，所述斷路器殼體一側(cè)設(shè)置用于引出主通訊接口2的主通訊線和附件的附件線的出線口3，為斷路器的安裝提供便利，附件為位置檢測模塊、欠壓模塊或分勵模塊等，附件線即為檢測模塊、欠壓模塊或分勵模塊的連接線。

如圖1和2所示，所述智能電子式斷路器，其包括由基座和蓋板4組成的斷路器殼體，斷路器殼體內(nèi)部設(shè)置電流互感器、設(shè)置在電流互感器一側(cè)內(nèi)設(shè)附件的附件腔5和設(shè)置在電流互感器上方的智能脫扣模塊。

所述斷路器殼體一側(cè)設(shè)置用于引出主通訊線和附件線的出線口3，出線口3包括設(shè)置在基座一側(cè)中部的線槽31以及設(shè)置在蓋板4一側(cè)中部與線槽31配合使用的擋板32。

所述智能脫扣模塊包括線路板6，線路板6與設(shè)置在蓋板4一角下部位于附件腔5的上方的主通訊接口2、設(shè)置在斷路器殼體上部位于主通訊接口2一側(cè)的副通訊接口1相連；所述線路板6包括參數(shù)設(shè)定板61、設(shè)置在參數(shù)設(shè)定板61下側(cè)與其固定連接的控制板62以及設(shè)置在控制板62下側(cè)與其固定連接的電源板63；所述參數(shù)設(shè)定板61包括設(shè)置在其一端的主通訊接口2和副通訊接口1以及多個并排設(shè)置用于設(shè)定斷路器保護(hù)曲線的電位器，所述控制板62上設(shè)有位置檢測端子、晶振和控制芯片，所述電源板63包括與電流互感器相連的接線端子。線路板6采用空間立體三層架構(gòu)，減小了智能脫扣裝置的體積，并將其設(shè)置在電流互感器上方，不占用附件槽空間。參數(shù)設(shè)定板61和控制板62之間通過插針和插座電連接且固定裝配，控制板62和電源板63之間也通過插針和插座電連接且固定裝配。

所述主通訊接口2與斷路器控制芯片的外設(shè)串口相連，其包括四個有效通訊引腳，分別是電源引腳、GND引腳以及兩個數(shù)據(jù)線引腳。如圖3所示，所述主通訊接口2，或者與上位機(jī)相連，對斷路器監(jiān)測的電流進(jìn)行校準(zhǔn)；或者通過通訊模塊或直接與遠(yuǎn)程控制中心，即中央控制室電力監(jiān)控系統(tǒng)相連，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制中心與斷路器的半雙工通信，對斷路器狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測控制；或者通過外設(shè)的獨立通訊模塊與電動機(jī)操作機(jī)構(gòu)配合使用，以實現(xiàn)智能電子式斷路器合閘/分閘的自動控制和遠(yuǎn)程操作。

所述副通訊接口1為MicroUSB通訊接口，在斷路器控制芯片外設(shè)串口充足時，USB接口與外設(shè)串口相連，當(dāng)斷路器控制芯片的外設(shè)串口不足時，USB接口與斷路器控制芯片的I/O端口相連，模擬串口通訊；所述USB接口包括四個有效端口，分別是電源端口、接地端口和兩個通訊數(shù)據(jù)接口。如圖3所示，所述副通訊接口1為USB接口，或者與電腦或燒寫器相連，或者與上位機(jī)相連，或者與手持設(shè)備相連；維修人員可以使用電腦或者燒寫器對斷路器的程序進(jìn)行升級，生產(chǎn)人員可通過上位機(jī)對斷路器監(jiān)測的電流進(jìn)行校準(zhǔn)，以提高電流監(jiān)測精度，用戶則可以通過手持設(shè)備對斷路器進(jìn)行現(xiàn)場檢修和維護(hù)，包括參數(shù)設(shè)置和試跳(用以檢驗斷路器是否正常運行)。

優(yōu)選的，如圖4所示，本實用新型的智能電子式斷路器包括與控制芯片相連的電源和基準(zhǔn)電路、信號調(diào)理電路、位置檢測電路、參數(shù)設(shè)定電路以及脫扣動作電路，控制芯片為MCU控制器；所述電流互感器分別于電源和電路信號調(diào)理電路、信號調(diào)理電路相連；所述控制芯片以及控制芯片相連的電路功能如下：

所述MCU控制器作為控制芯片，負(fù)責(zé)設(shè)定參數(shù)的采集、電流信號的采集與計算、開關(guān)狀態(tài)的監(jiān)控、脫扣信號的發(fā)出、數(shù)據(jù)通信的完成等一系列需要計算、管理與調(diào)度的工作；所述電流互感器接口，采集掛載在該斷路器下的負(fù)載電流，一部分通過模塊信號調(diào)理電路轉(zhuǎn)換成電流采集信號送到MCU控制器進(jìn)行計算與分析，另一部分通過電源和基準(zhǔn)電路生成控制器用的供電電源和基準(zhǔn)電源；所述參數(shù)設(shè)定電路，采集斷路器面板上的電位器設(shè)定信息，MCU控制器用來初始化開關(guān)的保護(hù)狀態(tài)；所述位置檢測電路，檢測開關(guān)的當(dāng)前分合閘狀態(tài)送到MCU控制器，MCU控制器根據(jù)讀取到的參數(shù)設(shè)定電路開關(guān)保護(hù)狀態(tài)信息，分析實際采集到的斷路器負(fù)載電流，如果當(dāng)前負(fù)載電流超出設(shè)定的保護(hù)曲線，所述脫扣動作電路讓斷路器脫扣。

優(yōu)選的，在很多高專業(yè)性、高應(yīng)用可靠性場合，斷路器在投入應(yīng)用后，保護(hù)參數(shù)一經(jīng)設(shè)定一般不允許隨意改動，為防止產(chǎn)品不被未經(jīng)授權(quán)的人為修改，通常采用設(shè)置面板加鉛封甚至掛鎖等手段來進(jìn)行管理，但這些手段并不能徹底有效防范面板參數(shù)被錯誤修改，且實施與管理有一定困難。同時，這些應(yīng)用中特性參數(shù)的設(shè)置幾乎是一次性的，所以為這些一次性設(shè)置而給每臺產(chǎn)品配置的調(diào)節(jié)面板也是一種無形浪費。因此，斷路器通過副通訊接口1與手持設(shè)備相連，手持設(shè)備內(nèi)設(shè)密碼保護(hù)程序，斷路器上不設(shè)置參數(shù)設(shè)定面板，這就保證了斷路器保護(hù)參數(shù)的穩(wěn)定性，不會遭到惡意或者過失篡改。

優(yōu)選的，所述副通訊接口1為無線通訊模塊，斷路器通過無線通訊模塊與內(nèi)設(shè)密碼保護(hù)程序的手持設(shè)備相連，使得操作更加簡便。

優(yōu)選的，如圖5所示，所述主通訊接口2通過外設(shè)的獨立的通訊模塊轉(zhuǎn)換為RS485通訊接口與Modbus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)相連，用以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測控制通訊；所述副通訊接口1為USB接口，USB接口與現(xiàn)場檢修維護(hù)斷路器的手持設(shè)備相連，或者通過外設(shè)的獨立的通訊模塊轉(zhuǎn)換為RS484通訊接口與顯示單元相連；

目前，智能電子式斷路器除實現(xiàn)組網(wǎng)通訊外所配備的手持測試裝置及柜門顯示單元多采用其它內(nèi)部接口方式與自定義通訊協(xié)議，使得通訊附件間互換性差和開發(fā)工作量較大；本實用新型的智能電子式斷路器，依據(jù)GB/T 27745-2011《低壓電器通訊規(guī)范》，總線主站、智能電子式斷路器、手持設(shè)備、顯示單元均采用Modbus通訊協(xié)議和依照相同的低壓電器通用數(shù)據(jù)參數(shù)表，智能電子式斷路器做為網(wǎng)絡(luò)從站分別響應(yīng)來自總線主站、手持設(shè)備或柜門顯示單元發(fā)出的指令；同時，總線網(wǎng)絡(luò)、手持設(shè)備、顯示單元均可為電子式塑殼斷路器提供DC24V供電，以保障智能電子式斷路器在非工作狀態(tài)下也能響應(yīng)來自網(wǎng)絡(luò)主站的通訊指令。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護(hù)范圍。