带微机保护和液晶显示的小型断路器制造技术

本实用新型专利技术属于单片机及电子技术领域。包括：带分励脱扣的小型断路器（１）、漏电流互感器（２）、相电流互感器（３）、电压互感器（４）、交流量的整流滤波单元（７）、Ａ／Ｄ转换采样变换单元（８）、ＣＰＵ计算控制单元（９）、人机对话液晶显示功能设定单元（１０）、声光报警单元（１１）、执行装置（１２）等单元。本实用新型专利技术具备漏电、过载、过压、欠压、过流、短路保护告警功能，广泛适用于家居住宅、公共场所、工厂等场所的用电保护，能有效防止人身触电、减少火灾事故等发生。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于单片机及电子
，特别涉及一种适应于低压配电线路的带微机保 护和液晶显示的小型断路器。技术背景传统的小型断路器(空气开关)为机械式，具备热脱扣和电磁脱扣功能，传统的漏电开 关，漏电电流设定为30亳安跳闸。可见，传统的小型断路器、漏电开关均不具备智能实时监控电气线路技术，只有当电气线 路出现长时间过载、漏电或短路时，才能跳闸。但电气线路的发热、漏电、跳火都有一个逐 渐累积，由量变到质变的过程，由于传统的小型断路器、漏电开关没有实时监测、预警功能， 无法及时发现电气线路的安全隐患，当发生火灾或人身触电时再跳闸切断电源往往已于事无 补。针对上述的缺点，为更有效地保护人身、用电线路和用电设备的安全，对传统的小型断 路器、漏电开关的功能进行改进十分必要。
技术实现思路
本技术的目的在于克服小型断路器、漏电开关没有实时监测、告警功能，提供一种带 微机保护和液晶显示的小型断路器，技术具备实时监测、告警和保护功能。本技术的技术方案是 一种带微机保护和液晶显示的小型断路器，包括电源、断路 器、电流、电压互感器，A/D转换釆样变换单元，8051CPU计算控制单元，报警执行单元， 其特征在于电源单元6输出+3.3V的电压，连接CPU的VDD端，输出+5V分别连接电路 控制单元；外部交流电源的火线和零线输入端接入带分励脱扣的小型断路器l，其输出端同 时穿过漏电流互感器2，火线穿过相电流互感器3后与零线连接到装置的外部交流电源的输 出端，电压互感器4并接于火线和零线；相电流、漏电流和电压互感器变换后的二次交流量 分别接入相电流、漏电流和电压整流滤波单元7，然后接入CPU的P0.1-0.3端口； CPU的 P0.4-0.6端口分别接液晶显示器单元IO输入端；CPU的P1.0端口接三极管来驱动执行装置 12; CPU的Pl.l、 Pl,2端分别接显示器激活开关Swl及功能开关sw2; CPU的P0.7、 P1.3、 P1.4接声光报警单元11,即VI、 V2的发光二极管及S1蜂鸣器；通过CPU控制单元9的编程运算，控制和设定断路器的漏电流、过电流、过电压、功率的保护值，电路超过设定值时， 对电路实施报警及跳闸断电保护。本技术应用于380V三相四线电源时，每路火线各有相应的相电流互感器和电压互感 器，三路火线和零线同时穿过漏电流互感器；三个相电流互感器， 一个漏电流互感器和三个 电压互感器变换后的二次交流量分别接入相电流、漏电流和电压整流滤波单元7，接入CPU 的接入P0.0-0.3、 P1.5-1.7端口， CPU的输出、液晶显示、报警、执行控制单元与单相电源电 路的相同。通过通信接口单元13能组成系统，多个该装置可以通过RS485总线的方式进行联网。 通过网络中的一个总控单元来实现多个装置的遥测、遥信和遥控，以实现对一定区域的用电 线路实现系统化网络化监控。本技术能实时对用电线路的漏电流、电流、电压、等交流量进行监测，备漏电、过 载、过压、欠压、过流、短路保护功能，并通过人机对话液晶显示单元进行显示，更有效的 保护电气线路，尤其是多段式可根据需要整定的过流(过载、过流、短路)保护。附图说明以下结合附图对本技术再进一步详细说明。图1为本技术带微机保护和液晶显示的小型断路器原理图，是三相四线电源的电路 的原理图；图2是本技术扩展联网示意图；图3是本技术带微机保护和液晶显示的小型断路器单相电路的电子元件接线图。 图中(1)为带分励脱扣的小型断路器，(2)为漏电流互感器，(3)为相电流互感器， (4)为电压互感器，(5)为电源变压器，(6)为电源模块，(7)为相电流、漏电流和电压整 流滤波单元，(8)为A/D转换采样变换单元，(9)为CPU控制单元，(10)为液晶显示功 能设单元，(ll)为声光报警单元，(12)为执行装置，(13)为通信接口单元。具体实施方式参照图3，电源经变压、整流输出+3.3V的电压，连接CPU的VDD接线端，输出+5V 分别连接电路控制单元；外部交流电源的火线和零线输入端接入带分励脱扣的小型断路器1， 其输出端同时穿过漏电流互感器2，火线穿过相电流互感器3后与零线连接到装置的外部交 流电源的输出端，电压互感器4并接于火线和零线。相电流、漏电流和电压互感器变换后的二次交流量分别接入相电流、漏电流和电压整流滤波单元7，然后接入CPU的P0.1 - 0.3端 口； CPU的P0.4-0.6端口分别接液晶显示器单元IO输入端；CPU的P1.0端口接三极管来 驱动执行装置12; CPU的Pl.l、 P1.2端分别接显示器激活开关Swl及功能开关sw2; CPU 的P0.7、 P1.3、 P1.4接声光报警单元11，即V1、 V2的发光二极管及S1蜂鸣器；V3为本实 用新型的工作指示灯。在CPU计算控制单元9的编程控制下，对用电线路的漏电流、各相电 流和电压进行实时釆样，通过编程进行运算、控制和设定漏电流、电流、电压等交流量的整 定值，实时对用电线路的漏电流、电流、电压、功率等交流量进行监测，并通过人机对话液 晶显示单元10进行显示，具备漏电、过载、过压、欠压、过流、短路保护告警功能，当达到 告警值时，通过声光报警单元11进行报警，达到跳闸整定值时，CPU发出跳闸命令，驱动执 行装置12的出口继电器，其接点短时闭合接通分励线圈的电源使小型断路器跳闸。从图l中可看出，当电源为三相四线的380V时，电路相应增加二个相电流互感器和二 个电压互感器，相电流、漏电流和电压互感器变换后的二次交流量分别接入相电流、漏电流 和电压整流滤波单元7，接入CPU的未使用的空的接线端，其余电路与单相的相同。具体为 三相四线制380V电源的A、 B、 C三相接入带分励脱扣的小型断路器l，其输出A、 B、 C三 相和N相一同穿过漏电流互感器2， A、 B、 C、 N相电流互感器3分别串接于A、 B、 C、 N 相，电压互感器4并接于相电压A-N、 B-N、 C-N，电源变压器5并接于相电压A-N，经变压 器变换的二次电压经电源模块6输出+5￥和+3.3￥, +3.3丫为CPU计算控制单元9提供电源， 十5V分别为8、 10、 11、 12、 13单元提供电源；相电流、漏电流和电压互感器变换后的二次 交流量接入相电流、漏电流和电压整流滤波单元7，再接入CPU的各接线端。本技术使用的CPU为8051,共有20个接线端，除5、 6、 7分别为固定的GND、 VDD、 RET功能外，其余的接线端可以任意连接输入、输出控制信号，其各项功能将由CPU 内部编程控制实现，Swl激活开关，激活液晶显示器，sw2为功能开关，可以控制蜂鸣器报 警及跳闸功能的开启与关闭，Vl漏电报警发光二极管，V2为过压或过流报警发光二极管， V3为断路器工作指示灯。参考图3，本技术通过通信接口单元13能组成系统，对一定区域的用电线路实现系 统化网络化监控。单层系统能实现256个装置的连接，并可多层扩充。本技术的功能特点如下表:<table>table see original document page 6</column></row><table>可见，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带微机保护和液晶显示的小型断路器，包括：电源，断路器，电流、电压互感器，Ａ／Ｄ转换采样变换单元，８０５１ＣＰＵ计算控制单元，报警执行单元，其特征在于：电源单元（６）输出＋３．３Ｖ的电压，连接ＣＰＵ的ＶＤＤ端，输出＋５Ｖ分别连接电路控制单元；外部交流电源的火线和零线输入端接入带分励脱扣的小型断路器（１），其输出端同时穿过漏电流互感器（２），火线穿过相电流互感器（３）后与零线连接到断路器的外部交流电源的输出端，电压互感器（４）并接于火线和零线；所说的相电流、漏电流和电压互感器变换后的二次交流量分别接入相电流、漏电流和电压整流滤波单元（７），然后接入ＣＰＵ的Ｐ０．１－０．３端口；ＣＰＵ的Ｐ０．４－０．６端口分别接液晶显示器单元（１０）输入端；ＣＰＵ的Ｐ１．０端口接三极管来驱动执行装置（１２）；ＣＰＵ的Ｐ１．１、Ｐ１．２端分别接显示器激活开关Ｓｗ１及功能开关ｓｗ２；ＣＰＵ的Ｐ０．７、Ｐ１．３、Ｐ１．４接声光报警单元（１１），即Ｖ１、Ｖ２的发光二极管及Ｓ１蜂鸣器；通过ＣＰＵ控制单元（９）的编程运算，控制和设定断路器的漏电流、过电流、过电压、功率的保护值，电路超过设定值时，对电路实施报警及跳闸断电保护。...

【技术特征摘要】
1、一种带微机保护和液晶显示的小型断路器，包括电源，断路器，电流、电压互感器，A/D转换采样变换单元，8051CPU计算控制单元，报警执行单元，其特征在于电源单元(6)输出+3.3V的电压，连接CPU的VDD端，输出+5V分别连接电路控制单元；外部交流电源的火线和零线输入端接入带分励脱扣的小型断路器(1)，其输出端同时穿过漏电流互感器(2)，火线穿过相电流互感器(3)后与零线连接到断路器的外部交流电源的输出端，电压互感器(4)并接于火线和零线；所说的相电流、漏电流和电压互感器变换后的二次交流量分别接入相电流、漏电流和电压整流滤波单元(7)，然后接入CPU的P0.1-0.3端口；CPU的P0.4-0.6端口分别接液晶显示器单元(10)输入端；CPU的P1.0端口接三极管来驱动执行装置(12)；CPU的P1.1、P1.2端分别接显示器激活开关Sw1及功能开关sw2；CPU的P0.7、P1.3、P1.4接声光报警单元(11)，即V1、V2的发光二极...

【专利技术属性】
技术研发人员：林龙杰，陈宏业，林望青，
申请(专利权)人：林龙杰，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]