[发明专利]一种智能断路器

说明书

本发明一种智能断路器，包括断路器控制模块和脱扣机构；断路器控制模块包括：采样隔离电路，用于采集火线L和零线N间电压信号、火线L和地线PE间电压信号以及零线N和地线PE间电压信号，还用于对线路输入端进行隔离及采集地线PE的电流信号；MCU控制器，与采样隔离电路和脱扣机构分别相连接，用于判断电压信号和/或电流信号是否达到保护阈值，并在电压信号和/或电流信号达到保护阈值时，控制脱扣机构工作，断路器实现分闸；后端隔离电路，设置在MCU控制器和脱扣机构之间。本发明能够对过欠压信号以及电流信号进行采集及监测，且通过隔离保证了MCU控制器不受雷击的电磁辐射影响，使智能断路器始终处于受控状态。

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，特别是一种智能断路器。

背景技术

现有的智能断路器一般通过“过欠压保护电路”获取火线L线和零线间的电压，从而实现过欠压保护和自动恢复功能。这种智能断路器只对火线和零线间的电压进行监测，保护功能较少。另外，现有的过欠压保护电路(也可称为电压采样电路)通常是由经过阻容降压为一定值后再由运放电路处理，然后再把相应的信号输送给MCU。这样导致现有的智能断路器过压值较低(小于600V)，跳闸时间较长，通常需要100ms左右，因此不能满足某些无人值守的无线通信基站的恶劣环境(如雷击等)的需求。此外，现有的智能断路器没有在MCU前端和后端做隔离，或者有做隔离，但成本较高或效果不好，容易导致MCU控制器受到雷击的电磁辐射的影响，从而不能正常工作。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种能够对过欠压信号以及电流信号进行全面采集及监测智能断路器，通过隔离保证了MCU控制器不受雷击的电磁辐射影响，使智能断路器始终处于受控状态，保护了智能断路器的后端设备。

本发明采用如下技术方案：

一种智能断路器，包括断路器控制模块和脱扣机构；所述断路器控制模块包括：

采样隔离电路，包括电压采集隔离电路和电流采集电路；所述电压采集隔离电路用于采集火线L和零线N间电压信号、火线L和地线PE间电压信号以及零线N和地线PE间电压信号，还用于对线路输入端进行隔离；所述电流采集电路用于采集地线PE的电流信号；

MCU控制器，与所述采样隔离电路和所述脱扣机构分别相连接，用于判断所述电压信号和/或电流信号是否达到保护阈值，并在所述电压信号和/或电流信号达到保护阈值时，控制所述脱扣机构工作，断路器实现分闸；

后端隔离电路，设置在所述MCU控制器和所述脱扣机构之间，用于对所述MCU控制器进行保护。

优选的，所述电压采集隔离电路包括三个电压互感器；所述电流采集电路包括一个接地电流互感器；所述三个电压互感器分别用于采集火线L和零线N间电压信号、火线L和地线PE间电压信号以及零线N和地线PE间电压信号；所述接地电流互感器用于采集地线PE的电流信号。

优选的，所述采样隔离电路还包括四个二极管；每个电压互感器与所述MCU控制器之间设置有一个所述二极管；所述接地电流互感器与所述MCU控制器之间设置有一个所述二极管。

优选的，所述二极管为双向二极管。

优选的，所述采样隔离电路还包括四个电容；每个电压互感器与所述MCU控制器之间设置有一个所述电容；所述接地电流互感器与所述MCU控制器之间设置有一个所述电容。

优选的，所述后端隔离电路包括一电容隔离芯片。

优选的，所述断路器控制模块还包括通信模块；所述通信模块与所述MCU控制器和上位机分别相连接，用于实现所述MCU控制器和所述上位机之间的双向通信。

优选的，所述通信模块包括串行通信模块和/或网络通信模块。

优选的，所述断路器控制模块还包括一电能计量芯片；所述电能计量芯片设置在所述采样隔离电路与所述MCU控制器之间。