一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器的製造方法
2024-02-11 12:24:15
一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器，該熱磁式斷路器是由斷路器保護單元和電流檢測及通訊單元組成，電流檢測及通訊單元通過嵌入式安裝在斷路器保護單元上，通過斷路器保護單元實現保護功能，通過電流檢測及通訊單元實現監控功能，保護功能與監控功能分離。採用本發明的技術方案，結構布局簡單，可靠性好，可實現標準化的、用於熱磁式斷路器的電流檢測及通訊單元，實現了保護功能和通訊檢測功能分離，同時實現更小體積的帶電流檢測和通訊功能。
【專利說明】一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器
【技術領域】
[0001]本發明涉及斷路器的結構，更具體地說，涉及一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器的整體布局結構。
【背景技術】
[0002]斷路器的智能化可通訊是當今斷路器產品最重要的發展方向之一，電子式的斷路器產品由於可以檢測迴路的電流值並將電流值從通訊接口發送至上位機進行統一監控和管理，大幅提升了配電系統的智能化水平，極大方便了對配電各支路的電能監控和管理，所以越來越受到用戶的重視和喜愛，但電子式產品相比傳統的熱磁式斷路器產品也存在著一些問題和隱患，例如:產品由於需要內置電流互感器和功能複雜的電路，相比傳統的熱磁式斷路器產品會大幅提升產品的成本和體積，由於電流互感器需要同時對電路進行自生供電並保證鐵芯的磁飽和強度(B-H曲線不發生畸變)，實現電流互感器小型化設計相當困難，同時小型化會造成電路電磁兼容問題和絕緣保護問題的顯著提升，產品可靠性大幅降低。
【發明內容】
[0003]本發明的目的旨在提供一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器，該熱磁式斷路器結構布局簡單，可靠性好，可實現標準化的、用於熱磁式斷路器的電流檢測及通訊單元，實現了保護功能和通訊檢測功能分離，同時實現更小體積的帶電流檢測和通訊功能。
[0004]為達到上述目的，本發明一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器包括熱磁式斷路器，其特徵是:所述熱磁式斷路器是由斷路器保護單元和電流檢測及通訊單元組成，電流檢測及通訊單元通過嵌入式安裝在斷路器保護單元上，通過斷路器保護單元實現保護功能，通過電流檢測及通訊單元實現監控功能，保護功能與監控功能分離。
[0005]進一步的，所述斷路器保護單元是由觸頭機構、熱過載雙金屬片和瞬動電磁鐵組成。
[0006]進一步的，所述電流檢測及通訊單元是由殼體、電流互感器和電路板組成；在殼體內安裝有多個電流互感器和電路板，電路板通過導線分別與多個電流互感器連接，在電路板上設置有可同外部通訊電路連接的通訊接口。
[0007]進一步的，所述電流互感器的鐵芯材料是由高導磁率材料製成，可採用矽鋼片材料或者是超微晶材料或者是坡莫合金材料。
[0008]在上述技術方案中，在傳統的熱磁式斷路器保護單元後串接此電流檢測及通訊單元，此電流檢測及通訊單元中的電流互感器將對內置的電路板上的電路進行供電，並提供主迴路的電流模擬信號，通過電路運算處理後，可通過單元上的通訊接口將主迴路的電流值實時發送到外部的數據接收裝置中，和電子式斷路器不同的是，電路的保護功能是由熱磁式斷路器自身進行實現的，而電流檢測及通訊單元是實現低倍數額定電流情況下的精確檢測和高倍數額定電流下的模糊檢測，不需要重複實現電路的保護功能，故在配電電路要求的延時保護最大值IOIn或121η的時候，不需要考慮電流互感器鐵芯的飽和問題，即磁感應強度曲線(B-H曲線)的畸變問題，故電流互感器不用過多考慮磁飽和問題來限制鐵芯的體積，同時通過去除電路對磁通變換器的輸出要求(12V)，可在降低電路功耗至少60%情況下，保證電流互感器對電路板的正常供電。
[0009]本發明具有以下有益效果:第一，本發明的斷路器保護單元相比較傳統的電子式斷路器，省去了電子磁通變換器，整體結構簡單，體積減小，便於安裝；第二，在斷路器保護單元後安裝了電流檢測及通訊單元，實現了保護功能和通訊檢測功能分離，整個裝置整體布局簡單，能夠實現標準化操作，同時實現更小體積的帶電流檢測和通訊功能；第二，通過使用高導磁率的矽鋼片、超微晶或坡莫合金等材料作為電流互感器的鐵芯，可以較電子式斷路器大幅減少電流互感器的體積，可靠性好，同時可實現整個電流檢測及通訊單元，乃至帶此種通訊單元的熱磁式斷路器整體體積的大幅減少，整體安裝尺寸可遠小於現有電子式斷路器產品。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]本發明的上述的以及其他的特徵、性質和優點將通過下面結合附圖對實施例的描述而變得更加明顯，在附圖中，相同的附圖標記始終表示相同的特徵，其中:
圖1示出了本發明電流檢測及通訊單元外置的一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器的結構示意圖；
圖2示出了本發明一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器內部結構框圖；
圖3示出了本發明一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器中斷路器保護單元的結構不意圖；
圖4示出了本發明一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器中電流檢測及通訊單元的立體結構圖；
圖5示出了圖4的電流檢測及通訊單元的內部結構示意圖；
圖6示出了傳統的電子式斷路器的內部結構框圖；
圖7示出了本發明電流檢測及通訊單元內置的一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本發明一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明的電流檢測及通訊單元可內置和外置，本發明的實施例為外置結構。
[0012]由圖1可見，本發明一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器是由斷路器保護單元I和電流檢測及通訊單元2組成，本實施例中電流檢測及通訊單元2通過嵌入式安裝在斷路器保護單元I上，通過斷路器保護單元I實現保護功能，通過電流檢測及通訊單元2實現監控功能，本實施例實現了保護功能與監控功能分離。
[0013]由圖1、圖2、圖3可見，本實施例一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器中的斷路器保護單元I是由觸頭機構3、熱過載雙金屬片4和瞬動電磁鐵5組成。在本實施例中，觸頭機構3、熱過載雙金屬片4和瞬動電磁鐵5均安裝在斷路器保護單元I的基座中，通過電流變化和熱量的大小來控制觸頭機構3、熱過載雙金屬片4和瞬動電磁鐵5的動作，來實現熱磁式斷路器的保護功能。
[0014]由圖1、圖2、圖4、圖5可見，本實施例一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器中的電流檢測及通訊單元2是由殼體6、電流互感器7和電路板8組成；在本實施例中，電流檢測及通訊單元2通過殼體6嵌入式安裝在斷路器保護單元I出線端相間隔板的安裝槽中，在殼體6的安裝孔位內安裝有與斷路器保護單元I的出線端子相對應的多個電流互感器7，在殼體6內還安裝有電路板8。電路板8通過導線分別與多個電流互感器7連接，在電路板8上設置有可同外部通訊電路連接的通訊接口 9，通過通訊接口 9可同外部通訊電路進行連接，傳輸實時的主迴路電流參數。
[0015]在本實施例中，電流互感器7的鐵芯材料是由高導磁率材料製成，本實施例是採用矽鋼片材料製成，另外還可採用超微晶材料或者是坡莫合金材料。電流互感器7的鐵芯材料採用高導磁率材料製作，縮小了產品體積，提高了互感器輸出電能，能保證電路正常工作，同時因通訊檢測功能與保護功能分離，故僅要求鐵芯在主迴路3-5倍的額定電流下能不發生顯著飽和，如檢測與保護功能同時有效，使電路能對主迴路電流進行正常電流值計算和輸出(按GB14048.2產品國標要求，斷路器延時電流最大值為10-12倍的額定電流，故電子式斷路器的電流互感器鐵芯要求在主迴路10-12倍的額定電流下不能發生顯著飽和，顯著飽和會致使採樣電流波形畸變而無法計算電流值)，故互感器鐵芯及整體尺寸可大幅縮減。
[0016]圖6示出了傳統的電子式斷路器的內部結構框圖；由圖6可示，傳統的電子式斷路器的保護和通訊單元既承擔了斷路器的保護功能，又承擔了斷路器的監控功能，其內部的瞬動電磁鐵、觸頭機構和電子磁通變換器承擔了斷路器的輔助保護功能。在傳統的電子式斷路器中，由於保護和監控功能沒有分離，不能實現標準化操作，另外，由於設置了電子磁通變換器，結構複雜，佔用體積較大。
[0017]圖7提供了本發明電流檢測及通訊單元內置的一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器的結構示意圖。在圖7中，將電流檢測及通訊單元2內置於斷路器保護單元I中，結構更為緊湊，其它結構和功能與本實施例的一致。
[0018]在本實施例中，在斷路器保護單元I後串接此電流檢測及通訊單元2，此電流檢測及通訊單元2中的電流互感器7將對內置的電路板8上的電路進行供電，並提供主迴路的電流模擬信號，通過電路運算處理後，可通過電流檢測及通訊單元2上的通訊接口 9將主迴路的電流值實時發送到外部的數據接收裝置中，本實施例可在降低電路功耗至少60%情況下，保證電流互感器7對電路板8上的電路進行正常供電。本實施例結構布局簡單，可靠性好，可實現標準化的、用於熱磁式斷路器的電流檢測及通訊單元，實現了保護功能和通訊檢測功能分離，同時實現更小體積的帶電流檢測和通訊功能。另外，本實施列的斷路器保護單元相比較傳統的電子式斷路器，省去了電子磁通變換器，整體結構簡單，體積減小，便於安裝；在斷路器保護單元後串接電流檢測及通訊單元，實現了保護功能和通訊檢測功能分離，整個裝置整體布局簡單，能夠實現標準化操作，同時實現更小體積的帶電流檢測和通訊功能；通過使用高導磁率的矽鋼片、超微晶或坡莫合金等材料作為電流互感器的鐵芯，可以較電子式斷路器大幅減少電流互感器的體積，可靠性好，同時可實現整個電流檢測及通訊單元，乃至帶此種通訊單元的熱磁式斷路器整體體積的大幅減少，整體安裝尺寸可遠小於現有電子式斷路器產品。[0019]上述實施例是提供給熟悉本領域內的人員來實現或使用本發明的，熟悉本領域的人員可在不脫離本發明思想的情況下，對上述實施例作出種種修改和變化，因而本發明的保護範圍並不是被上述實施例所限，而應該是符合權利要求提到的創新特徵的最大範圍。
【權利要求】
1.一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器，其特徵是:所述熱磁式斷路器是由斷路器保護單元和電流檢測及通訊單元組成，電流檢測及通訊單元安裝在斷路器保護單元上，通過斷路器保護單元實現保護功能，通過電流檢測及通訊單元實現監控功能，保護功能與監控功能分離。
2.根據權利要求1所述的一種具體電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器，其特徵是:所述斷路器保護單元是由觸頭機構、熱過載雙金屬片和瞬動電磁鐵組成。
3.根據權利要求1所述的一種具體電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器，其特徵是:所述電流檢測及通訊單元是由殼體、電流互感器和電路板組成；在殼體內安裝有多個電流互感器和電路板，電路板通過導線分別與多個電流互感器連接，在電路板上設置有可同外部通訊電路連接的通訊接口。
4.根據權利要求3所述的一種具有電流檢測及通訊功能的熱磁式斷路器，其特徵是:所述電流互感器的鐵芯材料是由高導磁率材料製成，可採用矽鋼片材料或者是超微晶材料或者是坡莫合金材料。
【文檔編號】H01H71/00GK103996575SQ201410194668
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】殷海峰, 顧翔, 王燦, 武紅衛 申請人:安慶天瑞新材料科技股份有限公司