一种断路器用智能脱扣器mcr及hsisc电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及断路器技术领域，具体涉及一种断路器用智能脱扣器MCR及HSISC电路。
【背景技术】
[0002]无论是工农业发展、国防建设，还是人民生活的各个领域都离不开电。在电的产生、输送、使用过程中，配电是一个极其重要的环节。在低压配电系统中，断路器起着控制和保护双重作用，能在有载、无载及各种故障情况下完成规定的合、分闸或操作循环任务。断路器的开断要快速、可靠、稳定。随着我国经济发展和电力工业需求的增长，对配电线路和设备的安全性、可靠性要求也越来越高；并且随着电子通信技术、计算机技术、自动控制技术、人工智能技术的发展，使得断路器向着模块化和组合化、电子化和智能化、可靠性和环保性的方向发展。
[0003]电网母线或馈线有时会发生金属性短路故障，如果此时接通断路器，数十或上百千安电流将会流过断路器，如果不能及时快速的切断短路电流，断路器很有可能会被严重烧损或毁坏，造成电网大面积停电或重大财产损失。
[0004]断路器的MCR保护和HSISC保护是针对断路器本身进行的高速瞬断保护，能够在断路器接通超过其极限能力的电流时使断路器本体快速脱扣，防止断路器被烧损或毁坏。
[0005]例如，申请号为200810039739.8、发明名称为《一种断路器的MCR保护方法》的中国发明专利公开了一种断路器的MCR保护方法，本方法判断MCR信号是否有效，如有效，置MCR有效标志，并计时，如计时大于10ms则清MCR有效标志，如MCR信号无效，则清MCR有效标志；判断MCR标志是否有效，如有效，判断采样数据是否大于MCR门限值，如是，MCR过门限次数加1，如果MCR过门限次数大于4次，则断路器跳闸。如果采样数据小于MCR门限值，则MCR过门限次数减1，直至减到O为止。本发明节省硬件电路和调试工序，免除了机械动作产生的时间延时。
[0006]此外，申请号为200520123060.9、名称为《带有MCR和HSISC功能实现电路的断路器》的中国实用新型专利公开了一种带有MCR和HSISC功能实现电路的断路器，包括有智能脱扣器，在智能脱扣器带有的MCR和HSISC功能电路中还包括分压电路，它的输出端与MCR和HSISC功能电路中的跟随器的输入端相连；分压电路包括串联的三个电阻，其中一端接地的电阻与三极管集电极和发射极并联，它的基极通过三个电阻以外另一电阻接单片机的I/O端口，由集成运算放大器及其周边电路构成跟随器、反向器和窗口比较器，电源电压通过断路器的辅助触头和另一电阻接于单片机的I/O端口。由于单片机响应极快，进行接通分断和越限跳闸保护的过程可以认为全部由硬件实现，避免了软件运算，节约采样和计算时间。
[0007]上述现有技术中，第一种方案中仅可实现MCR保护功能，不能在同一电路中集成MCR保护功能和HSISC保护功能；第二种方案采样单片机控制产生两种参考电压分别作为MCR保护定值和HSISC保护定值，电路实现复杂，成本相对较高。【实用新型内容】
[0008]本实用新型的发明目的是提供一种断路器用智能脱扣器MCR及HSISC电路，通过在同一电路中集成MCR和HSISC保护功能，能够有效的保护断路器，防止断路器在线路故障时损坏，并且结构简单，成本很低。
[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下:
[0010]一种断路器用智能脱扣器MCR及HSISC电路，包括保护定值设定单元和脱扣单元，所述保护定值设定单元的输入端连接电源，输出端连接所述脱扣单元，其中，
[0011]所述保护定值设定单元适用于所述断路器合闸瞬间输出预设的MCR保护定值并在合闸延时预定时间后输出预设的HSISC保护定值；
[0012]所述脱扣单元适用于将电网线路中各个相线的直流电压信号与所述保护定值设定单元的输出电压比较，当其中任一直流电压信号大于所述保护定值设定单元的输出电压时，所述脱扣单元输出第二电平，反之输出第一电平，所述脱扣单元输出第二电平时使所述断路器断开。
[0013]进一步的，所述保护定值设定单元包括设定子单元、延时子单元和切换输出子单元，所述设定子单元的输出端为所述保护定值设定单元的输出端，其中，
[0014]所述设定子单元用于设定所述MCR保护定值和所述HSISC保护定值，并通过同一输出端分时输出所述MCR保护定值和HSISC保护定值；
[0015]所述延时子单元适用于在所述断路器合闸开始上电时，经过所述延时预定时间后，通过所述切换输出子单元将所述保护定值设定单元的输出值从所述MCR保护定值切换至所述HS I SC保护定值。
[0016]进一步的，所述延时子单元包括第二电容和第四电阻，所述第二电容和第四电阻并联组成RC充放电电路，通过选择合适的电容值和电阻值能够确定所述延时预定时间。
[0017]进一步的，所述切换输出子单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一比较器和第一三极管，所述第一电阻和第三电阻的一端连接电源，所述第一电阻和第二电阻的公共端连接所述第一比较器的正向输入端，所述第三电阻和第四电阻的公共端连接所述第一比较器的负向输入端，所述第一比较器的输出端连接所述第一三极管的输入端，其中，
[0018]通过选择合适的电容值和电阻值使得在不考虑所述延时子单元的情况下，所述负向输入端的电压值大于所述正向输入端的电压值；
[0019]当所述断路器合闸瞬间时，所述第一比较器负向输入端的电压值小于正向输入端的电压值，所述第一比较器输出高电平，所述第一三极管导通；
[0020]当所述断路器合闸经过所述延时预定时间后，所述第一比较器负向输入端的电压值大于正向输入端的电压值，所述第一比较器输出低电平，所述第一三极管截止。
[0021]进一步的，所述设定子单元为分压电路，包括第九电阻、第十电阻和第十一电阻，所述第十电阻和第十一电阻的公共端连接所述第一三极管的集电极，所述第九电阻连接电源，所述分压电路的输出端为所述第九电阻和第十电阻的公共端，其中，
[0022]当所述第一三极管导通时，所述分压电路的输出端输出所述MCR保护定值，所述MCR保护定值由所述第九电阻和第十电阻分压得到；
[0023]当所述第一三极管截止时，所述分压电路的输出端输出所述HSISC保护定值，所述HSISC保护定值由所述第九电阻、第十电阻和第十一电阻分压得到。
[0024]进一步的，所述脱扣单元包括信号转换单元、比较单元和脱扣驱动单元，所述信号转换单元的输出端连接所述比较单元的负向输入端，所述比较单元的正向输入端连接所述保护定值设定单元的输出端，其中，
[0025]所述信号转换单元适用于采集电网线路中各个相线的电流信号并将所述电流信号转换成对应的直流电压信号；
[0026]所述比较单元适用于将所述直流电压信号与所述保护定值设定单元输出的所述MCR保护定值和所述HS I SC保护定值比较，当其中任一直流电压信号大于所述MCR保护定值或所述HSISC保护定值时，所述脱扣单元输出第二电平，反之输出第一电平；
[0027]所述脱扣驱动单元适用于在所述比较单元输出第二电平时，使所述断路器跳闸断开。
[0028]进一步的，所述信号转换单元包括三个采集子单元和三个信号转换子单元，所述三个采集子单元的输出端分别连接对应的所述三个信号转换子单元的输入端，其中，
[0029]所述三个采集子单元，用于分别采集电网线路中的各个相线的电流信号；
[0030]所述三个信号转换子单元，用于将所述采集子单元输出的所述电流信号转换成直流电压信号。
[0031]进一步的，所述比较单元包括三个比较子单元和第二三极管，所述三个比较子单元的输出端分别连接所述第二三极管的输入端，所述第二三极管的输出端是所述比较单元的输出端，其中，
[0032]所述三个比较子单元，用于将所述三个信号转换子单元输出的三个所述直流电压信号分别与所述MCR保护定值和所述HSISC保护定值进行比较，当所述直流电压信号大于所述M