一种智能断路器通讯模块的制作方法

本实用新型涉及电力领域，尤其涉及一种智能断路器通讯模块。

背景技术：

随着电力领域的发展，供电企业对电网上电力信号质量、负荷状况、用电安全等信息及其准确性的要求越来越高，所要采集的数据量也越来越大，因此就需要一种通讯方式来采集数据。

目前，在电力领域采用的通讯方式包括红外、rs485、载波通讯、无线等通讯方式，红外通讯需要去现场进行操作，而且现场环境多样，操作不便，rs485又需要增加大量的网络建设成本，无线通讯由于设备安装环境的多样性导致盲区牙或通讯故障率高，并且通讯速率低，而电力载波技术在国网的大力推动下已经发展成熟，并且通讯速率相对较高，不用现场操作，也不用增加网络建设成本，因此，成为目前电力领域通讯的主流技术。而现有的载波通讯模块体积较大，不适合应用于断路器之中。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种智能断路器通讯模块。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种智能断路器通讯模块，它包括掉电检测单元、过零检测单元、载波耦合单元、功率放大单元以及载波通讯芯片；掉电检测单元、过零检测单元以及载波耦合单元均接入交流电压信号，载波耦合单元与功率放大单元电连接，功率放大单元与载波通讯芯片电连接，载波通讯芯片分别与掉电检测单元、过零检测单元电连接。

进一步地，载波通讯芯片基于宽带电力线载波技术在低压电力线上进行通信网络数据传输。

进一步地，功率放大单元的电路上包括功率放大器，功率放大器所采用的型号为ths6222。

进一步地，掉电检测单元包括分压电路，分压电路与电源相连接，分压电路用以监控电源电压。

进一步地，载波耦合单元上包括载波耦合电路，载波耦合电路上包括实现与载波通讯芯片双向通信的耦合变压器和耦合电容。

进一步地，过零检测单元检测电网电压信号正向过零点，过零检测单元的电路上包括光电耦合器，过零检测单元上的光电耦合器与载波通讯芯片电连接。

进一步地，智能断路器通讯模块的长度为30-40mm，宽度为3-4mm。

本实用新型在原有通讯功能的基础上增加电力宽带载波通讯功能，体现了载波模块小型化，其利用电力传输网进行通讯和数据传输，提高通讯速率，不用现场操作，也不用增加网络建设成本，因此大大节约人力和物力成本，成为目前电力领域通讯的主流技术。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理框图。

图2为本实用新型的过零检测单元的电路图。

图3为本实用新型的载波耦合单元的电路图。

图4为本实用新型的掉电检测单元的电路图。

图中：1、掉电检测单元；2、过零检测单元；3、载波耦合单元；4、功率放大单元；5、载波通讯芯片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示的智能断路器通讯模块，它包括掉电检测单元1、过零检测单元2、载波耦合单元3、功率放大单元4以及载波通讯芯片5；掉电检测单元1、过零检测单元2以及载波耦合单元3均接入交流电压信号，载波耦合单元3与功率放大单元4电连接，载波通讯芯片5分别与掉电检测单元1、过零检测单元2和功率放大单元4电连接。载波通讯芯片5基于宽带电力线载波技术在低压电力线上进行通信网络数据传输。

如图2所示的过零检测单元2的电路图，过零检测单元2检测电网电压信号正向过零点，当交流电压处于负半周时，通过二极管d11、电阻r23、电阻r24给电容c15、电容c16充电，并由二极管d9稳压在7.5v，在交流电压的正半周，二极管d11反向截止，电容c15、电容c16通过电阻r25、电阻r28打开三极管q3，光耦u1导通，plc_zero输出高电平，电容放完电后，plc_zero输出重新变低，这个信号传给载波通讯芯片5，载波通讯芯片5根据这个脉冲的时间点，结合电网上其他同类设备的这个时间点判断个电网台区的拓扑结构；同时，当主控芯片检测到电压低于一定值时，产生掉电信号通知载波通讯芯片5，而此时载波通讯芯片5没有检测到过零信号，载波通讯芯片5向电网中的集中器发出停电事件。

如图3所示的，载波通讯芯片5将要发送的数据转换为差分信号，发送给功率放大单元4的功率放大器进行功率放大，功率放大器采用型号为ths6222，放大后的差分信号接入载波耦合单元3中的耦合变压器的plc+、plc-，通过变压器1：1隔离转换后再经过电容耦合到电网的ua、ub、uc三相上。反之，电力网络上的管理设备通过载波的方式向断路器发出相关指令，载波信号先通过耦合电容将信号传送给耦合变压器，经过1：1隔离转换后将差分信号传送给载波通讯芯片5，由载波通讯芯片5进行信号解码，以此完成断路器与网络上其他设备之间的通讯。

如图4所示，掉电检测单元1上的掉电检测电路通过电阻r117、电阻r118构成的分压电路监控电源电压，当电源电压低至一定值时判断电网掉电，这时载波通讯芯片5根据是否有过零信号判断是否真正掉电，如果真正发生掉电，则通过载波上报掉电事件。

智能断路器通讯模块的长度为30-40mm，宽度为3-4mm。优选的，智能断路器通讯模块的长度为30mm，宽度为3mm。是一种小型化载波模块，其体积为同类断路器通讯模块的1/3或1/2，体现了载波模块小型化特点，而且其利用电力传输网进行通讯和数据传输，提高通讯速率，不用现场操作，也不用增加网络建设成本，因此，大大节约人力和物力成本，成为目前电力领域通讯的主流技术。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种智能断路器通讯模块，其特征在于：它包括掉电检测单元(1)、过零检测单元(2)、载波耦合单元(3)、功率放大单元(4)以及载波通讯芯片(5)；所述掉电检测单元(1)、过零检测单元(2)以及载波耦合单元(3)均接入交流电压信号，所述载波耦合单元(3)与功率放大单元(4)电连接，功率放大单元(4)与载波通讯芯片(5)电连接，载波通讯芯片(5)分别与掉电检测单元(1)、过零检测单元(2)电连接。

2.根据权利要求1所述的智能断路器通讯模块，其特征在于：所述载波通讯芯片(5)基于宽带电力线载波技术在低压电力线上进行通信网络数据传输。

3.根据权利要求1所述的智能断路器通讯模块，其特征在于：所述功率放大单元(4)的电路上包括功率放大器，所述功率放大器所采用的型号为ths6222。

4.根据权利要求1所述的智能断路器通讯模块，其特征在于：所述掉电检测单元(1)包括分压电路，分压电路与电源相连接，分压电路用以监控电源电压。

5.根据权利要求1所述的智能断路器通讯模块，其特征在于：所述载波耦合单元(3)上包括载波耦合电路，载波耦合电路上包括实现与载波通讯芯片(5)双向通信的耦合变压器和耦合电容。

6.根据权利要求1所述的智能断路器通讯模块，其特征在于：所述过零检测单元(2)检测电网电压信号正向过零点，过零检测单元(2)的电路上包括光电耦合器，过零检测单元(2)上的光电耦合器与载波通讯芯片(5)电连接。

7.根据权利要求1所述的智能断路器通讯模块，其特征在于：所述智能断路器通讯模块的长度为30-40mm，宽度为3-4mm。

技术总结
本实用新型公开了一种智能断路器通讯模块，它包括掉电检测单元、过零检测单元、载波耦合单元、功率放大单元以及载波通讯芯片；掉电检测单元、过零检测单元以及载波耦合单元均接入交流电压信号，载波耦合单元与功率放大单元电连接，功率放大单元与载波通讯芯片电连接，载波通讯芯片分别与掉电检测单元、过零检测单元电连接。本产品体现了载波模块小型化，其利用电力传输网进行通讯和数据传输，提高通讯速率，不用现场操作，也不用增加网络建设成本，因此大大节约人力和物力成本，成为目前电力领域通讯的主流技术。

技术研发人员：邓涛;申晓敏
受保护的技术使用者：北京中睿昊天信息科技有限公司
技术研发日：2021.01.19
技术公布日：2021.08.03