一种可远程控制的智能重合闸开关装置的制作方法

本实用新型涉及电气开关领域，具体涉及一种可远程控制的智能重合闸开关装置。

背景技术：

目前，国内常用的市电电气保护主要有两种方式，一种是带漏电保护的空气开关，它的优点是家用方便，缺点是跳闸后需现场手动合闸且无法监测市电状态，故障或损坏时没有提示，不能远程管理。另外一种是不带远程控制的重合闸空气开关，其优点是可实现简单重合闸功能，缺点无法监测市电状态，故障或损坏时没有提示，不能远程管理。由此，增加了行业内市电保护开关维护和管理的难度，并且需要耗费大量人力成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种可远程控制的智能重合闸开关装置，该智能重合闸开关装置包括依次电连接的市电220V输入单元、防雷保护单元、磁保持继电器和市电220V输出单元，通过互感器实时监测市电的电压、电流和零序数据并由微控制器对上述数据进行处理传输，从而控制磁保持继电器的通断状态，实现电路故障保护和自动重合闸功能。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种可远程控制的智能重合闸开关装置，其特征在于所述智能重合闸开关装置包括：

依次连接的市电220V输入单元、防雷保护单元、磁保持继电器和市电220V输出单元；

所述防雷保护单元还连接有用于测量市电电压数据、电流数据和漏电电流数据的电压互感器单元、电流互感器单元和零序互感器单元，所述电压互感器单元、所述电流互感器单元和所述零序互感器单元的输出端与压频转换计算电路单元的输入端相连，所述压频转换计算电路单元的输出端与微控制器的输入端相连；

所述零序互感器单元的输出端还与漏电硬件加速电路单元的输入端相连，所述漏电加速电路单元的输出端与所述微控制器相连；

所述微控制器的输出端还与H桥驱动电路单元的输入端相连，所述H桥驱动电路单元的输出端与所述磁保持继电器的控制端相连。

所述智能重合闸开关装置还包括：

依次电连接的DC12V输入单元、DC12V掉电检测单元、LDO电源模块以及法拉电容备电单元；

所述法拉电容备电单元包括恒流充电电路、法拉电容和放电电路，所述法拉电容备电单元的输出端与所述磁保持继电器的控制端相连；

所述DC12V掉电检测单元的输出端和所述LDO电源模块的输出端还与所述微控制器的输入端电连接。

所述智能重合闸开关装置还包括：

与所述微控制器相连的用于计量时间的RTC时钟单元；

与所述微控制器相连的用于连接外部数据线的RS485通信单元。

所述智能重合闸开关装置还包括与所述微控制器相连的用于漏电模拟、漏电保护以及重合闸机制验证的试验开关单元，所述试验开关单元包括试验按键开关以及漏电模拟电路。

所述智能重合闸开关装置还包括与所述微控制器相连的用于查询、设置系统参数和工作状态的按键开关控制单元。

所述智能重合闸开关装置还包括与所述微控制器相连的用于测量环境温度和湿度的温湿度检测单元，所述温湿度检测单元包括温度传感器和湿度传感器。

所述智能重合闸开关装置还包括：

与所述微控制器相连的LED指示单元，所述LED指示单元包括运行指示灯、通信指示灯和告警指示灯；

与所述微控制器相连的蜂鸣器单元，所述蜂鸣器单元包括蜂鸣器和蜂鸣器驱动电路；

与所述微控制器相连的OLED液晶显示单元，所述OLED液晶显示单元包括OLED液晶显示屏。

所述防雷保护单元包括压敏电阻和温度保险丝。

本实用新型的优点是：装置集成度高，具备市电防雷保护、状态控制、自动重合闸等多种功能；可直接对接系统管理平台，并可实现远程控制和本地自动控制。

附图说明

图1为本实用新型中智能重合闸开关装置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1，图中标记1-23分别为：市电220V输入单元1、防雷保护单元2、磁保持继电器3、市电220V输出单元4、电压互感器单元5、电流互感器单元6、零序互感器单元7、压频转换计量电路单元8、微控制器9、漏电硬件加速电路单元10、H桥驱动电路单元11、DC12V输入单元12、DC12V掉电检测单元13、LDO电源模块14、法拉电容备电单元15、RTC时钟单元16、LED指示单元17、蜂鸣器单元18、温湿度检测单元19、试验开关20、按键开关控制单元21、OLED液晶显示单元22、RS485通信单元23。

实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种可远程控制的智能重合闸开关装置，该智能重合闸开关装置包括依次连接的市电220V输入单元1、防雷保护单元2、磁保持继电器3和市电220V输出单元4，通过互感器实时监测市电的电压、电流和漏电电流数据并由微控制器9对上述数据进行处理传输，从而控制磁保持继电器3的通断状态，实现电路故障保护和自动重合闸功能。

如图1所示，本实施例中的可远程控制的智能重合闸开关装置包括依次连接的市电220V输入单元1、防雷保护单元2、磁保持继电器3和市电220V输出单元4，其中，市电220V输入单元1包括输入接口，用于市电的接入；防雷保护单元2包括压敏电阻和温度保险丝，压敏电阻可起到过压保护和防雷击保护，而温度保险丝可起到过热保护；磁保持继电器3包括大功率磁保持继电器，用于实现市电的切断和合闸功能；市电220V输出单元4包括输出接口，用于市电的输出。

如图1所示，防雷保护单元2上还连接有用于测量流过的市电的电压数据、电流数据和漏电电流数据的电压互感器单元5、电流互感器单元6和零序互感器单元7，其中，电压互感器单元5包括电压互感器和信号调理电路，电流互感器单元6包括电流互感器和信号调理电路，而零序互感器单元7则包括零序互感器和信号调理电路；电压互感器单元5、电流互感器单元6和零序互感器单元7将实时测得的市电的电压数据、电流数据和漏电电流数据传输至与其连接的压频转换计量电路单元8，压频转换计量电路单元8包括计量芯片和控制电路，由压频转换计量电路单元8完成数据形式的变换并进一步传输至微控制器9中，微控制器9对接收到的电压数据、电流数据和漏电电流数据进行分析处理，判断市电是否发生过压、欠压、过流、漏电等情况；零序互感器单元7的输出端还连接有漏电硬件加速电路单元10，漏电硬件加速电路单元10包括运放电路、比较器和基准电路，可完成对漏电电流的监测，并将漏电数据传输至微控制器9。

如图1所示，微控制器9采用32位的微控制器，其输出端连接有H桥驱动电路单元11，H桥驱动电路单元11包括驱动芯片；当测得防雷保护单元2中流过的市电出现异常，如过压、欠压、过流、漏电等情况时，微控制器9将发出控制命令，并通过H桥驱动电路单元11驱动磁保持继电器单元3将电路断开，从而切断市电的输出，起到断电保护功能，切断后间隔一定时间微控制器9再通过H桥驱动电路单元11驱动磁保持继电器单元3将电路闭合，从而实现自动重合闸功能。

如图1所示，本实施例中的智能重合闸开关装置还包括依次电连接的DC12V输入单元12、DC12V掉电检测单元13、LDO电源模块14以及法拉电容备电单元15，其中，DC12V输入单元12包括电源输入接口、保险丝和EMC防护器件；DC12V掉电检测单元13包括DC12V掉电检测电路，用于监测DC12V输入单元12是否有电源输入，DC12V掉电检测单元13还与微控制器9相连，以将掉电检测数据传输至微控制器9；LDO电源模块14包括防反接电路、LDO电源芯片和滤波电容，以将输入的电源进行线性稳压，其中一路转换为3.3V电源输出至微控制器9供系统各级电路作工作电源，另一路则转换为5V电源传输至法拉电容备电单元15；法拉电容备电单元15包括恒流充电电路、法拉电容和放电电路，LDO电源模块传输来的5V电源通过其中的恒流充电电路给法拉电容进行充电，法拉电容备电单元15还与磁保持继电器单元3电连接；当检测到DC12V掉电后，若此时磁保持继电器单元3中的磁保持继电器处于断开状态，则法拉电容备电单元15中的法拉电容将通过放电电路将其中的电量释放出来，使磁保持继电器立即闭合，实现自动重合闸功能。

如图1所示，本实施例中的智能重合闸开关装置还包括与微控制器9连接的试验开关单元20，试验开关单元20包括试验按键开关和漏电模拟电路，可实现漏电模拟和漏电保护以及本装置的重合闸机制验证，以确保本装置的安全性和稳定性。

如图1所示，本实施例中的智能重合闸开关装置还包括与微控制器9相连的用于实时测量本装置所处环境的温度和湿度的温湿度检测单元19，温湿度检测单元19包括温度传感器和湿度传感器，可将监测到的温湿度数据实时传输至微控制器9。

如图1所示，本实施例中的智能重合闸开关装置还包括与微控制器9相连的LED指示单元17、蜂鸣器单元18以及OLED液晶显示单元22，其中，LED指示单元17包括运行指示灯、通信指示灯和告警指示灯，微控制器9可将异常情况通过LED指示单元17中不同的指示灯进行显示；蜂鸣器单元18包括蜂鸣器和驱动电路，微控制器9可将异常情况通过驱动电路使蜂鸣器发声实现示警；LED指示单元17和蜂鸣器单元18可共同实现系统的声光指示告警功能，以确保异常情况能够被相关人员获知并及时采取措施；而OLED液晶显示单元22则包括OLED液晶显示屏，微控制器9可将测得的市电的实时电压、电流、功率、漏电电流、漏电次数、环境温湿度、磁保持继电器通断状态以及系统参数显示在OLED液晶显示屏上，从而方便人们获取各项具体参数和工作情况。

如图1所示，本实施例中的智能重合闸开关装置还包括与微控制器9相连的按键开关控制单元21，按键开关控制单元21包括查询、设置、加、减四个功能按键，可用于本地查询、设置系统参数和状态。

如图1所示，微控制器9还连接有RTC时钟单元16和RS485通信单元23，RTC时钟单元16包括时钟芯片和时钟晶振电路，可为微控制器9提供稳定精准的基准时间；RS485通信单元23包括隔离通信模块，用于连接于外部通信的数据线，实现与系统管理平台的对接，微控制器单元9可通过RS485通信单元23将系统测得的市电的实时电压、电流、功率、漏电电流、漏电次数、环境温湿度、磁保持继电器通断状态以及系统参数传输至系统管理平台上，操作人员也可通过系统管理平台对微控制器9及各单元的系统参数进行设置，从而实现其远程控制的功能。

如图1所示，本实施例中的可远程控制的智能重合闸开关装置的工作原理如下：

（1）DC12V电源依次经DC12V输入单元12和DC12V掉电检测单元13接入LDO电源模块14，由LDO电源模块14线性稳压后输出5V和3.3V电源，其中5V电源通过恒流电路给法拉电容充电，3.3V电源接入微控制器9，为系统各级电路提供工作电源。

（2）市电220V依次经市电220V输入单元1、防雷保护单元2接入磁保持继电器单元3，然后再通过市电220V输出单元4进行输出，完成市电220V的可控输出功能。

（3）电压互感器单元5、电流互感器单元6、零序互感器单元7实时隔离测量市电220V的电压、电流、功率以及漏电电流数据，并传输到压频转换计量电路单元8中。

（4）压频转换计量电路单元8接入到微控制器9，实现市电220V的电压、电流、功率，漏电电流数据的采集和功率计量，由微控制器9对上述数据进行分析处理，并显示在OLED液晶显示屏上；当检测到市电输入过压、欠压和输出漏电、过载、过流、短路时，微控制器9通过H桥驱动电路11驱动磁保持继电器快速切断，实现过欠压保护、漏电保护、过流短路保护功能，并且通过LED指示灯和蜂鸣器发出声光示警；当异常情况消失后，微控制器9再次通过H桥驱动电路11驱动磁保持继电器闭合，恢复正常供电，实现自动重合闸功能。

（5）漏电硬件加速电路单元10接收零序互感器单元7传来的数据，当漏电电流超过30mA时，漏电硬件加速电路单元10将漏电情况加速传输至微控制器9，使其快速做出切断磁保持继电器的命令，从而快速降低危险。

（7）当检测到DC12V掉电后，若此时磁保持继电器单元3中的磁保持继电器处于断开状态，则法拉电容备电单元15中的法拉电容将通过放电电路将其中的电量释放出来，使磁保持继电器立即闭合，实现自动重合闸功能。

本实施例的有益效果是：装置集成度高，具备市电防雷保护、状态控制、自动重合闸等多种功能；可直接对接系统管理平台，并可实现远程控制和本地自动控制。