一種智能化的重合閘斷路器的制造方法
【專利摘要】一種智能化的重合閘斷路器，包括操作機構(gòu)、電流、漏電檢測模塊和電源模塊、連接在主電路進線側(cè)及從觸頭裝置后端的電壓檢測模塊、電動重合閘機構(gòu)、控制單元和與其連接并進行信號數(shù)據(jù)交互的信號交互模塊。用戶可通過信號交互模塊設定哪些電壓類故障需要跳閘、哪些瞬間性電壓類故障允許自動重合閘，控制單元根據(jù)各檢測模塊輸入的電流信號、電壓信號及信號交互模塊預置的閾值參數(shù)自動判斷、并控制操作機構(gòu)是否執(zhí)行跳閘。在瞬間性電壓或電流類故障引起跳閘后，控制單元根據(jù)電壓檢測模塊在斷路器跳閘后采集到的電壓信號和信號交互模塊預置的閾值參數(shù)自動判斷確認該故障是否允許恢復、并控制電動重合閘機構(gòu)是否執(zhí)行電動重合閘。
【專利說明】一種智能化的重合閘斷路器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種智能化的重合閘斷路器，可由用戶按不同的供電場所的需要設定選擇自動重合的控制方法，無論是出現(xiàn)瞬間性電壓類故障(包括瞬間性的過壓、欠壓、斷相、斷零等故障)或瞬間性剩余電流故障后，在執(zhí)行重合閘前可根據(jù)故障類型智能化判斷和控制進行自動重合閘。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著低壓電器的發(fā)展以及農(nóng)村電網(wǎng)改造的普及，傳統(tǒng)的剩余電流動作斷路器由于其功能單一已不能滿足智能電網(wǎng)的要求，為提高用電的高持續(xù)性和實現(xiàn)網(wǎng)絡化管理和遠程監(jiān)控，市面上已出現(xiàn)各式各樣的同時具備自動重合功能的綜合型斷路器，主要是在傳統(tǒng)的剩余電流動作斷路器上增加電動操作機構(gòu)以實現(xiàn)重合閘功能，但由于重合閘產(chǎn)品的國家標準未正式出臺，對重合閘斷路器的要求仍需不斷地完善，廠家只能根據(jù)市場需求與經(jīng)驗進行設計，開發(fā)周期為了加快填補農(nóng)網(wǎng)改造需求的空白都很短，設計還很不完善，其功能尚處于僅能在剩余電流故障跳閘后自動重合閘的水平，以滿足電路自動恢復運行和改善電網(wǎng)供電的連續(xù)性的一般要求。目前，在現(xiàn)有的剩余電流動作斷路器中已經(jīng)實現(xiàn)了電流類故障跳閘，并能具體到電流過載、短路和漏電等各種故障類型。然而，很多帶有自動重合閘功能的產(chǎn)品未帶有電壓采樣電路，這樣就不能實現(xiàn)對于電壓類故障恢復后的自動重合閘功能.對于如農(nóng)村電網(wǎng)中應用的剩余電流動作斷路器，還迫切需要其能針對電壓類故障跳閘，且能在跳閘后自動重合閘，以自動恢復正常供電。
[0003]中國實用新型專利CN201656420U公開了一種三相自動重合閘漏電保護開關(guān)，由微控制系統(tǒng)模塊根據(jù)電壓檢測模塊、電流檢測模塊和漏電檢測模塊檢測到的供電電壓和短路、過載、漏電等信號，控制繼電器驅(qū)動模塊執(zhí)行跳閘或合閘，在合閘前對線路進行供電電壓的過高或過低的異常檢測、線路的漏電或短路檢測。這種采用電壓、電流全面檢測的重合閘策略實現(xiàn)難度大，甚至存在無法實現(xiàn)的難題，如在重合閘前，由于斷路器處于跳閘狀態(tài)，即電路處于分斷狀態(tài)，因此無法檢測到線路中的漏電或短路電流。況且，根據(jù)供電電壓、線路的漏電或短路信號的檢測來控制跳閘或合閘，需要復雜的功能強大的微控制系統(tǒng)模塊的技術(shù)支持，由此造成微控制系統(tǒng)模塊的制造成本高，因此難以在農(nóng)村電網(wǎng)中使用的小型的剩余電流動作斷路器中實用。
[0004]中國發(fā)明專利CN 101447661 B公開了一種用于自動重合閘的控制器的控制方法，僅針對出現(xiàn)瞬間性電壓類故障后需執(zhí)行重合閘的情況，其控制器的信號處理單元中的單片機對信號輸入單元檢測到的三相電壓信號進行欠壓、失壓判斷和電壓變化率處理，并根據(jù)欠壓、失壓和電壓變化率控制下游的斷路器執(zhí)行分閘和合閘。這種通過三相電壓變化率來判斷電壓是否異常的控制方法，在高壓供電系統(tǒng)中較為多見，但應用到低壓供電系統(tǒng)，則由于需要分合閘檢測電路及其分合閘信號的支持，因此使得控制系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)非常復雜，不僅成本高，而且難以置于小型的剩余電流動作斷路器內(nèi)。并且用電壓變化率判斷過載和短路，不能直接反映電流的異常，其檢測過載和短路的方法及其設備與剩余電流動作斷路器的完全不同(剩余電流動作斷路器采用的是電流互感器，它能檢測過負載電流、短路電流和剩余電流)，因此在剩余電流動作斷路器上須增加多個額外的模塊單元。此外，這些現(xiàn)有重合閘低壓斷路器不能判斷跳閘的類型，更不能根據(jù)不同的跳閘類型采用不同的自動重合閘控制對策，因此，它們實際上還不具有智能化的重合閘功能。
[0005]此外，在剩余電流動作斷路器上實現(xiàn)自動重合閘，通常采用無條件的限次重合閘策略，即在瞬間性的剩余電流故障跳閘后的一定時間(如20s?60s)內(nèi)，斷路器會啟動自動重合閘，即在重合閘之前不做電路參數(shù)的檢測。這種無條件重合閘的策略一直被普遍應用至今的原因可能是人們潛意識中認為漏電故障與電源側(cè)的電壓無關(guān)，或者說，認為電流類故障跳閘只與負載側(cè)電流異常有關(guān)，因此，不會想到在自動重合閘前進行電壓檢測并滿足電壓正常才允許合閘，常規(guī)剩余電流動作斷路器的特點是不具有電壓檢測功能，即使具有電壓檢測功能，則也不檢測電源側(cè)的電壓，或者說，認為在跳閘或分閘狀態(tài)下無法檢測電壓。然而，長期從事斷路器制造的 申請人:注意到，剩余電流動作斷路器的電流過載、短路和漏電等電流類故障跳閘的原因，不僅在于斷路器的負載側(cè)的電流故障，而且還在于斷路器的電源側(cè)的電壓故障，即使是僅根據(jù)電流互感等電流檢測裝置檢測到的電流信號執(zhí)行跳閘的剩余電流動作斷路器，其電流信號中也隱含了斷路器的電源側(cè)的電壓信號。如在打雷、下雨刮風的情況下，當斷路器電源側(cè)的線路因潮濕的樹枝瞬間性的靠在一根火線上時，會導致斷路器跳閘，因雷擊引起所述線路的瞬間性電壓波動也會導致斷路器跳閘，就有可能出在漏電故障恢復后的執(zhí)行重合閘的過程中又有電壓故障的情況，或者在電壓故障恢復后執(zhí)行重合閘的過程中又有電壓故障的情況，這使得進線側(cè)不具備電壓檢測功能的重合閘斷路器將不顧線路當前電壓的情況而冒險地進行一次性重合閘，這將會給下級設備帶來用電安全隱患。
實用新型內(nèi)容
[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的諸多缺陷，本實用新型在現(xiàn)有的具有自動重合閘功能的剩余電流動作斷路器的基礎(chǔ)上，旨在提供一種智能化的重合閘斷路器，不僅可實現(xiàn)針對瞬間性剩余電流類故障或者針對瞬間性電壓類故障跳閘，并且還能根據(jù)不同跳閘類型采用不同的自動重合控制對策，實現(xiàn)了低壓重合閘斷路器的智能化控制，尤其是在保證供電連續(xù)性的同時，還能使安全性最大化，完全消除了現(xiàn)有重合閘斷路器給下級設備可能帶來的用電安全隱患。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案。
[0008]一種智能化的重合閘斷路器，包括控制主電路通/斷的觸頭裝置11、控制觸頭裝置11閉合/分斷的操作機構(gòu)12、電流檢測模塊21、漏電檢測模塊22和電源模塊40，其特征在于:所述的斷路器還包括分別連接在主電路進線側(cè)及觸頭裝置11后端的電壓檢測模塊23，以及電動重合閘機構(gòu)13、控制單元30和與所述的控制單元30連接并進行信號數(shù)據(jù)交互的信號交互模塊31 ;所述的電壓檢測模塊23將分別從主電路的輸入端A、B、C、N及觸頭裝置11后端采集到的各相電壓信號輸出給所述的控制單元30，電流檢測模塊21和漏電檢測模塊22分別將從主電路的輸出端A’、B’、C’、N’采集到的各相電流信號輸出給所述的控制單元30 ;所述的控制單元30根據(jù)電流檢測模塊21、漏電檢測模塊22、電壓檢測模塊23輸入的電流信號、電壓信號及所述的信號交互模塊31預置的閾值參數(shù)自動判斷、并控制所述的操作機構(gòu)12是否執(zhí)行跳閘；所述的控制單元30根據(jù)電壓檢測模塊23在斷路器跳閘后采集到的電壓信號和信號交互模塊31預置的閾值參數(shù)自動判斷、并控制所述的電動重合閘機構(gòu)13是否執(zhí)行電動重合閘。
[0009]優(yōu)選的:所述的控制單元30包括電流信號調(diào)理電路、電壓信號調(diào)理電路、單片機和驅(qū)動電路，從電流檢測模塊21和漏電檢測模塊22輸入的電流信號經(jīng)所述的電流信號調(diào)理電路處理后輸出給單片機，從電壓檢測模塊23輸入的電壓信號經(jīng)電壓信號調(diào)理電路處理后輸出給單片機，所述的單片機控制驅(qū)動電路執(zhí)行跳閘/自動重合閘。
[0010]優(yōu)選的:所述的電壓檢測模塊23采用光耦及AD采樣電路。
[0011]優(yōu)選的:所述的電壓檢測模塊23采集的各相電壓信號包括過壓信號、欠壓信號、缺相信號和斷零信號。
[0012]優(yōu)選的:所述的信號交互模塊31包括液晶顯示電路、工作狀態(tài)的指示電路、按鍵輸入電路和通訊接口電路。
[0013]優(yōu)選的:所述的電流檢測模塊21和漏電檢測模塊22分別采用電流互感器和零序電流互感器。
[0014]優(yōu)選的:所述的電源模塊40包括三相整流電路和分壓電路，三相整流電路從主電路的輸入端A、B、C、N取電，分壓電路分別向電壓檢測模塊23、電動重合閘機構(gòu)13的電機、信號交互模塊31和控制單元30提供適配的直流電壓。
[0015]優(yōu)選的:所述的電流檢測模塊21和漏電檢測模塊22采集的各相電流信號包括短路電流信號、過載電流信號和剩余電流信號。
[0016]一種用于本實用新型智能化的重合閘斷路器的自動重合的控制方法，包括以下步驟:
[0017]A.用戶通過信號交互模塊31設定哪些電壓類故障需要跳閘、哪些瞬間性電壓類故障允許自動重合閘；
[0018]B.在瞬間性電壓類故障引起跳閘后，由控制單元30判斷確認引起跳閘的電壓類故障是否屬于允許的瞬間性電壓類故障，如果步驟B判斷結(jié)果為是，則繼續(xù)步驟C ;如果步驟B判斷結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入步驟F ;
[0019]C.由控制單元30在設定的時間內(nèi)控制電壓檢測模塊23監(jiān)測是否仍存在電壓類故障，如果步驟C判斷結(jié)果為是，則繼續(xù)步驟D ;如果步驟C判斷結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入步驟E ;
[0020]D.控制單元30不啟動重合閘，并控制信號交互模塊31執(zhí)行報警，提示主電路的輸入端A、B、C、N的電壓不正常，直到電壓恢復正常再自動重合閘；
[0021]E.由控制單元30控制電動重合閘機構(gòu)13執(zhí)行自動重合閘操作由控制單元30控制電動重合閘機構(gòu)13執(zhí)行自動重合閘操作；
[0022]F.判斷識別是否是由瞬間性漏電故障引起的跳閘，如果步驟F判斷結(jié)果為是，則返回步驟C ;如果過程F判斷結(jié)果為否，則直接轉(zhuǎn)入步驟E。
[0023]另一種用于本實用新型智能化的重合閘斷路器的自動重合的控制方法，包括以下步驟:
[0024]a.用戶通過信號交互模塊31設定哪些電壓類故障需要跳閘、哪些瞬間性電壓類故障允許自動重合閘；
[0025]b.在瞬間性電壓類故障引起跳閘后，由控制單元30判斷確認引起跳閘的電壓類故障是否屬于允許的瞬間性電壓類故障，如果步驟b判斷結(jié)果為否，轉(zhuǎn)入步驟C，如果步驟b判斷結(jié)果為是，轉(zhuǎn)入d;
[0026]c.由控制單元30控制電動重合閘機構(gòu)13執(zhí)行自動重合閘操作；
[0027]d.由控制單元30在設定的時間內(nèi)控制電壓檢測模塊23監(jiān)測是否仍存在電壓類故障，如果步驟d判斷結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入步驟c ;如果過程c判斷結(jié)果為是，則轉(zhuǎn)入步驟e ;
[0028]e.控制單元30不啟動重合閘，并控制信號交互模塊31執(zhí)行報警，提示主電路的輸入端A、B、C、N的電壓不正常，直到電壓恢復正常再自動重合閘。
[0029]現(xiàn)有的剩余電流動作斷路器對于電流檢測的功能比較強大，而對于電源側(cè)的電壓檢測往往缺失，盡管剩余電流的信號能間接反映部分電源側(cè)的電壓異常，但不能全面反映，特別是一些重要的電壓異常，如由于閃電或上端開關(guān)操作引起的例如過壓、欠壓、斷相等電壓型的瞬間性故障等，即使現(xiàn)有帶有電壓采樣電路的自動重合閘產(chǎn)品，也往往將其作為一種相電壓的測量與顯示功能，并未應用于電壓類故障恢復后的自動重合閘，更未考慮對于執(zhí)行重合閘的過程中若再次出現(xiàn)電壓故障時將其作為制止重合閘的根據(jù)。而采用本實用新型的上述任一技術(shù)方案，在能實現(xiàn)瞬間性漏電故障恢復后可自動重合閘(簡稱漏電類自動重合閘)的斷路器的基礎(chǔ)上在進線側(cè)引入了電壓采樣電路，實現(xiàn)對電壓類故障恢復后可自動重合閘的功能(簡稱電壓類自動重合閘)，通過合理應用電源側(cè)的電壓檢測及根據(jù)電壓檢測執(zhí)行自動重合閘的策略，不僅能提升自動重合閘的智能化程度，能夠快速安全恢復各類瞬間性故障，同時還提升了剩余電流動作斷路器安全保護功能的等級，進一步提升了重合閘產(chǎn)品對于瞬間性故障的供電連續(xù)性，并且將電壓監(jiān)測作為重合閘的依據(jù)，在保證供電連續(xù)性的同時，在執(zhí)行重合閘的過程中若再次出現(xiàn)電壓故障時，能即時地停止重合閘，而并非如現(xiàn)有技術(shù)冒險進行一次性重合閘，增加了供電的安全可靠性，完善了對重合閘產(chǎn)品的定義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]從附圖所示的剩余電流動作斷路器的具體實施例的描述中可更清楚地看出本實用新型的優(yōu)點和特征，其中:
[0031]圖1是示意性說明本實用新型的智能化的重合閘斷路器的結(jié)構(gòu)框圖。
[0032]圖2是本實用新型的智能化的重合閘斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面示意圖。
[0033]圖3是控制本實用新型的智能化的重合閘斷路器的重合控制過程中所包括的第一實施控制過程流程圖，示出了在瞬間性電壓類故障引起的跳閘后的自動重合閘過程。
[0034]圖4是控制本實用新型的智能化的重合閘斷路器的重合控制過程中所包括的第二實施控制過程流程圖，示出了在瞬間性漏電故障引起的跳閘后的自動重合閘過程。

【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合圖1至圖2給出的剩余電流動作斷路器的實施例，進一步說明本實用新型的智能化的重合閘斷路器的【具體實施方式】，它們只是對本實用新型的說明，而不是對本實用新型的限制。
[0036]針對現(xiàn)有產(chǎn)品功能及安全性等方面的局限性，本實用新型的智能化的重合閘斷路器包括觸頭裝置、操作機構(gòu)、電動重合閘機構(gòu)、用于檢測主電路A—A’、B—B’、C—C’、N—N’各相流過的電流大小的電流檢測模塊、用于檢測主電路A—A’、B—B’、C—C’、N— N’中的剩余電流大小的漏電檢測模塊、用于實時監(jiān)測主電路的輸入端電壓狀況的電壓檢測模塊、控制單元、信號交互模塊和電源模塊，以圖1至圖2所示的剩余電流動作斷路器為例，該重合閘斷路器包括控制主電路通/斷的觸頭裝置11、控制觸頭裝置11閉合/分斷的操作機構(gòu)
12、電流檢測模塊21、漏電檢測模塊22、控制單元30、電壓檢測模塊23、電動重合閘機構(gòu)13、信號交互模塊31和電源模塊40。信號交互模塊31能根據(jù)使用要求在現(xiàn)場設定預置的閾值參數(shù)，這些參數(shù)中包括了哪些電壓類故障需要跳閘、哪些瞬間性電壓類故障允許自動重合閘、電壓類跳閘和電流類跳閘的閾值、自動重合閘的延時長度等信息，使得跳閘后自動重合閘的閾值參數(shù)可由用戶選擇設定，斷路器能根據(jù)設定的閾值參數(shù)與實施監(jiān)測到的主電路的輸入端的電壓狀況自動控制電動重合閘機構(gòu)是否執(zhí)行自動重合閘，以此進一步提升剩余電流動作斷路器的智能化水平，進一步提高斷路器產(chǎn)品的安全等級，特別是能有效排除主電路的輸入端的過電壓、欠電壓、缺相、斷零等電壓異常的安全隱患。本實用新型的自動重合的控制方法包括在瞬間性電壓類故障和瞬間性漏電故障引起的跳閘后的自動重合閘過程中，增加了實時監(jiān)測主電路的輸入端的電壓狀況的過程，并在電壓正常的條件下再執(zhí)行重合閘，在電壓不正常的情況下進入實時監(jiān)測電壓的過程，直到電壓正常再自動執(zhí)行重合閘，保證了只有當電壓均正常的條件下才允許合閘。
[0037]電流檢測模塊21和漏電檢測模塊22可有多種實現(xiàn)方式，一種優(yōu)選的方式如圖2所示，所述的電流檢測模塊21和漏電檢測模塊22分別采用電流互感器和零序電流互感器，其優(yōu)點在于，結(jié)構(gòu)簡單，測量精度、靈敏度及可靠性等都比較理想。所述的電流檢測模塊21和漏電檢測模塊22采集到的各相電流信號包括短路電流信號、過載電流信號和剩余電流信號，這些電流信號是反映主電路出現(xiàn)電流類故障的基本信號，并且這些基本信號中還隱含了其它類故障信號，如剩余電流信號中會隱含主電路的各相電壓不平衡的信號，這些信號有可能是因為主電路的輸入端A、B、C、N的電壓異常。
[0038]圖1中的電壓檢測模塊23用于實時采集主電路的輸入端A、B、C、N的電壓信號和實時采集觸頭裝置11后端的電壓信號，并將采集到的各相電壓信號輸出給控制單元30。電壓檢測模塊23可有多種實現(xiàn)方式，一種優(yōu)選的方式是，所述的電壓檢測模塊23采用光耦及AD采樣電路，其優(yōu)點在于，結(jié)構(gòu)簡單，使用的電子元器件的種類和數(shù)量少，制造成本低，可靠性好。由于主電路的輸入端A、B、C、N電壓異常的危害主要在于過壓(電壓高過正常范圍)、欠壓(電壓低壓正常范圍)、缺相(A、B、C三相火線中有一相電壓為零)、斷零(零線N斷開)，電壓檢測模塊23采集的各相電壓信號主要包括過壓信號、欠壓信號、缺相信號和斷零信號，本實用新型在進線側(cè)采用電壓檢測模塊23后，可在主電路的輸入端A、B、C、N出現(xiàn)過壓、欠壓、缺相、斷零等電壓類故障時啟動能自動恢復正常的跳閘保護，并且在自動重合閘時，須先排除主電路輸入端A、B、C、N的過壓、欠壓、缺相、斷零等電壓類故障后才能重合閘，由于本實用新型的電壓采樣電路在進線端引入，無論斷路器處于分閘或合閘狀態(tài)，均能實時地監(jiān)測當前電壓。無論對于漏電類自動重合閘或是電壓類自動重合閘，在執(zhí)行重合前均需要判斷當前電壓是否符合設定值，做到不盲目合閘，可確保供電的連續(xù)性和重合操作的安全性。
[0039]圖1所示的信號交互模塊31可有多種實現(xiàn)方式，一種優(yōu)選的方式是，所述的信號交互模塊31包括液晶顯示電路、各種狀態(tài)的指示電路、按鍵輸入電路和通訊接口電路。液晶顯示電路包括液晶顯示屏(圖中未示出)，可實現(xiàn)圖表、參數(shù)顯示，同時也是人機對話的顯示窗口。各種狀態(tài)的指示電路包括各種狀態(tài)的指示燈，如電源狀態(tài)指示燈、合閘狀態(tài)指示燈、分閘狀態(tài)指示燈等，以直觀斷路器的運行狀態(tài)。按鍵輸入電路包括按鍵組(圖中未示出)和按鈕組(圖中未示出)，按鍵組用于向控制單元30的單片機鍵入數(shù)據(jù)(如各種閾值參數(shù))、指令，按鈕組用于啟動或切換狀態(tài)(如試跳按鈕)ο通訊接口電路用于提供各種通訊接口，這些接口可用于遠程通信、控制、檢測等。顯然，本實用新型采用信號交互模塊31后，可有效實現(xiàn)以下效果:可供用戶選擇設定跳閘和自動重合閘的條件以及供人機對話和遠程通信、控制、檢測的功能，以進一步提升智能化水平。
[0040]在圖1、2中，觸頭裝置11包括動觸頭、靜觸頭、滅弧系統(tǒng)等，可采用已知的結(jié)構(gòu)形式實現(xiàn)，由動觸頭、靜觸頭控制主電路(如圖1所示的A— A’、B—B’、C一C’、N—N’)的通/斷，即:在觸頭裝置11各相的動觸頭與靜觸頭閉合時，主電路A— A’接通、B— B’接通、C一C’接通、N— N’接通；在觸頭裝置11各相的動觸頭與靜觸頭分斷時，主電路A— A’斷開、B—B’斷開、C—C’斷開、N— N’斷開。觸頭裝置11的閉合/分斷由操作機構(gòu)12控制，它包括合閘、分閘、跳閘三種基本工作狀態(tài)，跳閘是由控制單元30的致動器件(如磁通脫扣器，圖中未示出)致使操作機構(gòu)12執(zhí)行觸頭裝置11的分斷。操作機構(gòu)12可采用已知的結(jié)構(gòu)形式實現(xiàn)，包括圖中未示出的脫扣機構(gòu)等。圖1所示的控制單元30可有多種實現(xiàn)方式，一種優(yōu)選的方式是，所述的控制單元30包括電流信號調(diào)理電路、電壓信號調(diào)理電路、單片機和驅(qū)動電路，電流檢測模塊21和漏電檢測模塊22輸入的電流信號經(jīng)電流信號調(diào)理電路處理后輸出給單片機，電壓檢測模塊23輸入的電壓信號經(jīng)電壓信號調(diào)理電路處理后輸出給單片機，電流信號調(diào)理電路用于將電流檢測模塊21和漏電檢測模塊22輸入的電流信號轉(zhuǎn)換成符合單片機輸入要求的信號類型。同理，電壓信號調(diào)理電路用于將電壓檢測模塊23輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換成符合單片機輸入要求的信號類型。單片機控制驅(qū)動電路執(zhí)行跳閘/自動重合閘。所述的驅(qū)動電路中包括多個回路，這些回路均由單片機的輸出信號控制通/斷，在這些回路中串接有致動器件(如執(zhí)行操作機構(gòu)12跳閘的磁通脫扣器，執(zhí)行電動重合閘機構(gòu)13的合閘或分閘的電動機，圖中未示出)。單片機采用通用的器件實現(xiàn)，它具有嵌入控制程序和鍵入控制參數(shù)的數(shù)據(jù)交互接口(圖中未示出)，以及信號數(shù)據(jù)的輸入/輸出引腳(圖中未示出)，數(shù)據(jù)交互接口與信號交互模塊31連接，各輸入引腳分別與各信號調(diào)理電路連接，各輸出引腳分別與各驅(qū)動電路連接。
[0041]圖1、2中的電動重合閘機構(gòu)13包括電動機(圖中未示出)和傳動機構(gòu)。電動機的轉(zhuǎn)動/停止由控制單元30控制，具體是由控制單元30驅(qū)動電路控制電動機的電源回路的通/斷，在電源回路接通時，電動機轉(zhuǎn)動，電動機的轉(zhuǎn)動通過傳動機構(gòu)驅(qū)動操作機構(gòu)12執(zhí)行合閘操作。電動機采用直流微電機，直流電源可由電源模塊40提供。所述的電源模塊40可有多種實現(xiàn)方式，一種優(yōu)選的方式是，所述的電源模塊40包括三相整流電路和分壓電路，三相整流電路從主電路的輸入端A、B、C、N取電，分壓電路分別向電壓檢測模塊23、電動重合閘機構(gòu)13的電機、信號交互模塊31和控制單元30提供適配的直流電壓。顯然，本實用新型采用這種結(jié)構(gòu)和連接方式的電源模塊40后，能產(chǎn)生以下有益效果:在跳閘、分閘狀態(tài)下，電壓檢測模塊23、電動重合閘機構(gòu)13、信號交互模塊31和控制單元30還能正常工作；在主電路的輸入端A、B、C、N出現(xiàn)缺相故障時，也能保證電壓檢測模塊23、電動重合閘機構(gòu)
13、信號交互模塊31和控制單元30還能正常工作。
[0042]通過上述說明可知，本實用新型的電壓檢測模塊23將分別從主電路的輸入端A、B、C、N及觸頭裝置11后端采集到的各相電壓信號輸出給控制單元30，電流檢測模塊21和漏電檢測模塊22將從主電路的輸出端A’、B’、C’、N’采集到的各相電流信號輸出給控制單元30，信號交互模塊31與控制單元30連接并進行信號數(shù)據(jù)交互，控制單元30根據(jù)電流檢測模塊21、漏電檢測模塊22、電壓檢測模塊23輸入的電流信號、電壓信號及信號交互模塊31預置的閾值參數(shù)自動判斷并控制操作機構(gòu)12是否執(zhí)行跳閘，控制單元30根據(jù)電壓檢測模塊23跳閘后采集到的電壓信號和信號交互模塊31預置的閾值參數(shù)自動判斷并控制電動重合閘機構(gòu)13是否執(zhí)行自動重合閘。本實用新型智能化的重合閘斷路器的自動跳閘的控制過程具有以下特點:包括了現(xiàn)有的剩余電流動作斷路器所具有的各種電流類故障跳閘的保護功能，這些電流類故障如過載、短路和漏電，同時還增加了現(xiàn)有的剩余電流動作斷路器所不具有的主電路的輸出端A’、B’、C’、N’的電壓類故障跳閘的保護功能，這些電壓類重合閘具體包括對過壓、欠壓、缺相、斷零的瞬間性故障恢復后的自動重合閘，并可以進行靈活地選擇。本實用新型的重合閘斷路器既具備瞬間性漏電故障恢復后的自動重合閘功能，也具備瞬間性電壓類故障恢復后的自動重合閘功能，并且電壓類自動重合閘功能可根據(jù)不同的故障電壓類型進行選擇性的開啟與關(guān)閉，不僅完善了對于瞬間性故障恢復供電能力，保證供電的連續(xù)性，也滿足了不同用戶的需求，實現(xiàn)了可通用在不同配電系統(tǒng)中的靈活性。
[0043]下面結(jié)合圖1至圖4給出的實施例，舉例說明本實用新型的智能化的重合閘斷路器實現(xiàn)自動重合的控制方法的三種優(yōu)選實施方式:跳閘調(diào)節(jié)僅針對電壓類檢測、僅針對剩余電流類檢測和根據(jù)電流類檢測、電壓類檢測以及剩余電流類全面檢測。這些實施例只是對本實用新型的說明，而不是對本實用新型的限制。
[0044]僅針對電壓類檢測的第一實施控制過程包括以下步驟:
[0045]a.用戶通過信號交互模塊31設定哪些電壓類故障需要跳閘、哪些瞬間性電壓類故障允許自動重合閘；
[0046]b.在瞬間性電壓類故障引起跳閘后，由控制單元30判斷確認引起跳閘的電壓類故障是否屬于允許的瞬間性電壓類故障，如果步驟b判斷結(jié)果為否，轉(zhuǎn)入步驟C，如果步驟b判斷結(jié)果為是，轉(zhuǎn)入d;
[0047]c.由控制單元30控制電動重合閘機構(gòu)13執(zhí)行自動重合閘操作；
[0048]d.由控制單元30在設定的時間內(nèi)控制電壓檢測模塊23監(jiān)測是否仍存在電壓類故障，如果步驟d判斷結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入步驟c ;如果過程c判斷結(jié)果為是，則轉(zhuǎn)入步驟e ;
[0049]e.控制單元30不啟動重合閘，并控制信號交互模塊31執(zhí)行報警，提示主電路的輸入端A、B、C、N的電壓不正常，直到電壓恢復正常再自動重合閘。
[0050]第一實施方式的步驟b的功能是判斷識別跳閘是否是由電壓檢測模塊23檢測到的過壓、欠壓、缺相和斷零故障引起的，判斷結(jié)果為否，則說明跳閘不是由電壓檢測模塊23檢測到的過壓、欠壓、缺相和斷零故障引起的，由此轉(zhuǎn)入步驟c的自動重合閘。步驟b判斷結(jié)果為是，則說明跳閘是由過壓、欠壓、缺相和斷零故障以外的故障引起的。步驟d功能是判斷主電路的輸入端A、B、C、N的故障是否排除，判斷結(jié)果為是，則說明故障已排除，判斷結(jié)果為否，則說明故障未排除。步驟e實際上是一個等待故障排除的過程，一旦故障排除就自動轉(zhuǎn)為重合閘過程。
[0051]僅針對剩余電流類檢測的第二實施控制過程包括以下步驟:
[0052]a.在瞬間性漏電故障引起跳閘后，由控制單元30在設定的時間內(nèi)控制電壓檢測模塊23監(jiān)測是否仍存在電壓類故障；如果過程g判斷結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入步驟b，如果過程g判斷結(jié)果為是，則轉(zhuǎn)入步驟c ;
[0053]b.由控制單元30控制電動重合閘機構(gòu)13執(zhí)行自動重合閘操作；
[0054]c.控制單元30不啟動重合閘，并控制信號交互模塊31執(zhí)行報警，提示主電路的輸入端A、B、C、N的電壓不正常，直到電壓恢復正常再自動重合閘。
[0055]第二實施方式的步驟a的功能是對漏電類故障跳閘判斷主電路的輸入端A、B、C、N是否存在剩余電流類故障的過程，判斷結(jié)果為是，則說明電壓類故障仍存在，判斷結(jié)果為否，則說明主電路的輸入端A、B、C、N不存在此類故障，步驟c實際上是一個等待故障排除的過程，一旦故障排除就自動轉(zhuǎn)為重合閘過程。
[0056]上述第一實施控制過程和第二實施控制過程可以獨立采用，但在僅采用其中一個過程時，可能會出現(xiàn)判斷識別不全面的問題，另一種最優(yōu)選的根據(jù)電流類檢測、電壓類檢測以及剩余電流類全面檢測判斷和控制跳閘及其后重合閘的控制過程(圖中未示出)是將上述的第一實施控制過程和第二實施控制過程疊加，即第三實施控制過程。
[0057]第三實施控制過程包括以下步驟:
[0058]A.用戶通過信號交互模塊31設定哪些電壓類故障需要跳閘、哪些瞬間性電壓類故障允許自動重合閘；
[0059]B.在瞬間性電壓類故障引起跳閘后，由控制單元30判斷確認引起跳閘的電壓類故障是否屬于允許的瞬間性電壓類故障，如果步驟B判斷結(jié)果為是，則繼續(xù)步驟C ;如果步驟B判斷結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入步驟F ;
[0060]C.由控制單元30在設定的時間內(nèi)控制電壓檢測模塊23監(jiān)測是否仍存在電壓類故障，如果步驟C判斷結(jié)果為是，則繼續(xù)步驟D ;如果步驟C判斷結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入步驟E ;
[0061]D.控制單元30不啟動重合閘，并控制信號交互模塊31執(zhí)行報警，提示主電路的輸入端A、B、C、N的電壓不正常，直到電壓恢復正常再自動重合閘；
[0062]E.由控制單元30控制電動重合閘機構(gòu)13執(zhí)行自動重合閘操作由控制單元30控制電動重合閘機構(gòu)13執(zhí)行自動重合閘操作；
[0063]F.判斷識別是否是由瞬間性漏電故障引起的跳閘，如果步驟F判斷結(jié)果為是，則返回步驟C ;如果過程F判斷結(jié)果為否，則直接轉(zhuǎn)入步驟E。
[0064]本實用新型的控制邏輯是將電壓檢測后的情況作為重合閘之前的依據(jù)，其基礎(chǔ)條件是能夠判斷出引起斷路器跳閘的瞬間性故障是何種類型，當線路中剩余電流值達到保護設定值時，斷路器可根據(jù)用戶設置進行脫扣跳閘動作，遇電壓類故障時，自動重合閘能在執(zhí)行合閘前監(jiān)測是否是允許的可自動重合閘的電壓類型，以保證安全。這樣就充分考慮到了用戶所需跳閘保護的各種電壓類型(過壓、欠壓、缺相、斷零)，使不同的配電場合的用戶通過靈活選擇性設置確保獲得所需的供電連續(xù)性。
[0065]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型權(quán)利要求做出的技術(shù)等效變化與修改，皆應視為本實用新型的涵蓋范圍之內(nèi)，任何不超出本實用新型實質(zhì)精神范圍內(nèi)的實用新型創(chuàng)造，均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能化的重合閘斷路器，包括控制主電路通/斷的觸頭裝置(11)、控制觸頭裝置(11)閉合/分斷的操作機構(gòu)(12)、電流檢測模塊(21)、漏電檢測模塊(22)和電源模塊(40)，其特征在于: 所述的斷路器還包括連接在主電路進線側(cè)及觸頭裝置(11)后端的電壓檢測模塊(23)，以及電動重合閘機構(gòu)(13)、控制單元(30)和與所述的控制單元(30)連接并進行信號數(shù)據(jù)交互的信號交互模塊(31); 所述的電壓檢測模塊(23)將分別從主電路的輸入端(A、B、C、N)及從觸頭裝置(11)后端采集到兩路的各相電壓信號輸出給所述的控制單元(30)，電流檢測模塊(21)和漏電檢測模塊(22)分別將從主電路的輸出端(A’、B’、C’、N’ )采集到的各相電流信號輸出給所述的控制單元(30)； 所述的控制單元(30)根據(jù)電流檢測模塊(21)、漏電檢測模塊(22)、電壓檢測模塊(23)輸入的電流信號、電壓信號及所述的信號交互模塊(31)預置的閾值參數(shù)自動判斷、并控制所述的操作機構(gòu)(12)是否執(zhí)行跳閘； 所述的控制單元(30)根據(jù)電壓檢測模塊(23)在斷路器跳閘后采集到的電壓信號和信號交互模塊(31)預置的閾值參數(shù)自動判斷、并控制所述的電動重合閘機構(gòu)(13)是否執(zhí)行電動重合閘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化的重合閘斷路器，其特征在于:所述的控制單元(30)包括電流信號調(diào)理電路、電壓信號調(diào)理電路、單片機和驅(qū)動電路，從電流檢測模塊(21)和漏電檢測模塊(22)輸入的電流信號經(jīng)所述的電流信號調(diào)理電路處理后輸出給單片機，從電壓檢測模塊(23)輸入的電壓信號經(jīng)電壓信號調(diào)理電路處理后輸出給單片機，所述的單片機控制驅(qū)動電路執(zhí)行跳閘/自動重合閘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化的重合閘斷路器，其特征在于:所述的電壓檢測模塊(23)采用光耦及AD采樣電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化的重合閘斷路器，其特征在于:所述的電壓檢測模塊(23)采集的各相電壓信號包括過壓信號、欠壓信號、缺相信號和斷零信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化的重合閘斷路器，其特征在于:所述的信號交互模塊(31)包括液晶顯示電路、工作狀態(tài)的指示電路、按鍵輸入電路和通訊接口電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化的重合閘斷路器，其特征在于:所述的電流檢測模塊(21)和漏電檢測模塊(22)分別采用了電流互感器和零序電流互感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化的重合閘斷路器，其特征在于:所述的電源模塊(40)包括三相整流電路和分壓電路，三相整流電路從主電路的輸入端(A、B、C、N)取電，分壓電路分別向電壓檢測模塊(23)、電動重合閘機構(gòu)(13)的電機、信號交互模塊(31)和控制單元(30)提供適配的直流電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化的重合閘斷路器，其特征在于:所述的電流檢測模塊(21)和漏電檢測模塊(22)采集的各相電流信號包括短路電流信號、過載電流信號和剩余電流信號。
【文檔編號】H02H3/06GK204258436SQ201420665464
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】黃文體 申請人:浙江正泰電器股份有限公司