一种基于锰铜电阻采样的智能柔性限流费控断路器的制作方法

本实用新型涉及智能低压电器领域，并且更具体地，涉及一种基于锰铜电阻采样的智能柔性限流费控断路器。

背景技术：

在低压配电系统中，智能保护和智能用电越来越重要，供电企业与用户对智能电表的安全性、便捷性要求也不断提高，以及我国对智能电表的技术发展的重视，国家电网对电能表用负荷开关的质量和可靠性高度重视，智能电能表作为智能电网的重要计量器具，除具备传统电量计量的基本功能外，还具有用电信息存储、双向多种费率计量、用户端控制、多种数据传输模式的双向数据通信、防窃电等功能，是未来节能型智能电网智能化的发展方向。国家电网公司制定了《电能表外置断路器技术规范》，规范了一种与智能电能表相关联的专用微型断路器技术要求。新型的电能表外置断路器不仅提高电能表费控系统的可靠性，也确保电力系统智能管理与服务的安全稳定运行。

然而，对于现有的电能表来说，当用户未及时或其他特殊原因未能交纳电费时，用户将无法继续用电，这对用户的基本生活会造成一定的影响。因此，急需一种基于锰铜电阻采样的智能柔性限流费控断路器，以满足用户的基本用电，实行人性化管理，使用户的基本用电需求得到保障，当发生欠费时还能满足用户的基本用电需求。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种基于锰铜电阻采样的智能柔性限流费控断路器，以解决现有电能表不能满足用户的基本用电、用户的基本用电需求得不到保障的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于锰铜电阻采样的智能柔性限流费控断路器，所述费控断路器包括：断路器本体、采样模块、主控模块、重合闸模块、电源模块，

所述断路器本体，包括：锰铜采样电阻和热脱扣机构，利用锰铜采样电阻代替原有热脱扣机构中的双金材料，所述断路器本体用于通过锰铜采样电阻实时采集流过断路器的负载电流；

所述采样模块，用于对所述负载电流进行采集和调理，并将所述调理后的负载电流发送至主控模块；

所述主控模块，包括：MCU(Micro Controller Unit，微型控制单元) 芯片，所述MCU芯片用于接收所述调理后的负载电流，将所述调理后的负载电流转换为电流数字信号，并将所述电流数字信号与预设的电流阈值进行比较，向重合闸模块发送操作指令；

所述重合闸模块，用于接收所述操作指令，并根据所述操作指令利用驱动电路驱动直流电机完成断路器的执行动作；

所述电源模块，用于在所述费控断路器欠费跳闸后，为断路器本体供电。

优选地，其中所述断路器本体还包括：电磁单元、操作机构、进线端子、灭弧单元和出线端子，所述进线端子、锰铜采样电阻、热脱扣机构、操作机构、电磁单元和出线端子依次连接。

优选地，其中所述主控模块还包括：计量芯片，

所述计量芯片，用于对断路器工作状态的数据进行记录和存储。

优选地，其中所述费控断路器还包括：人机交互模块和通信模块，

所述人机交互模块，用于根据不同用户的需求对预设电流阈值进行设置；

所述通信模块，用于通过RS485或电力载波实现所述费控断路器与其他外接设备间的通信。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供了一种基于锰铜电阻采样的智能柔性限流费控断路器，利用锰铜采样电阻代替原有热脱扣机构中的双金材料，并将采集电路输入的电流值与软件设定的阈值进行比较，判断是否可以在欠费后恢复合闸，以满足用户的基本用电，实行人性化管理，使用户的基本用电需求得到保障，当发生欠费时还能满足用户的基本用电需求。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本实用新型的示例性实施方式：

图1为根据本实用新型实施方式的基于锰铜电阻采样的智能柔性限流费控断路器的结构示意图；以及

图2为根据本实用新型实施方式的锰铜电阻的示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本实用新型实施方式的基于锰铜电阻采样的智能柔性限流费控断路器的结构示意图。如图1所示，所述基于锰铜电阻采样的智能柔性限流费控断路器利用锰铜采样电阻代替原有热脱扣机构中的双金材料，并将采集电路输入的电流值与软件设定的阈值进行比较，判断是否可以在欠费后恢复合闸，以满足用户的基本用电，实行人性化管理，使用户的基本用电需求得到保障，当发生欠费时还能满足用户的基本用电需求。

根据本实用新型实施方式的费控断路器包括：断路器本体1、重合闸模块2、通信模块3、人机交互动模块4、采样模块5、采样电路6、电源模块7和主控模块8。优选地，所述断路器本体1，包括：锰铜采样电阻和热脱扣机构，利用锰铜采样电阻代替原有热脱扣机构中的双金材料，所述断路器本体用于通过锰铜采样电阻实时采集流过断路器的负载电流。现有的脱扣机构采用的材料是双金属片，现在用锰铜电阻代替双金属片，锰铜电阻既有热脱扣功能又具有采样功能。优选地，其中所述断路器本体还包括：电磁单元、操作机构、进线端子、灭弧单元和出线端子，所述灭弧单元主要包括：灭弧栅和引弧片，所述灭弧单元安装在所述断路器本体中，所述进线端子、锰铜采样电阻、热脱扣机构、操作机构、电磁单元和出线端子依次连接。

图2为根据本实用新型实施方式的锰铜电阻的示意图。如图2所示，为锰铜电阻的尺寸图，利用锰铜采样电阻代替部分脱扣机构中原有双金材料，采用钎焊的方式连接。以C63断路器为例，额定电流63A，框架最大承载电流80A长期工作不损坏。考虑到电能表的1.5倍Imax，电流可能高达90A。根据R＝I/Vi公式和常规采样降压设计系数k>5，所以， R＝90A/(k*50mV),取k＝6，得到R＝300uΩ。本实用新型中锰铜采样电阻由采样点131、采样点132点取样，根据电阻计算公式可以得到：电阻 R＝0.44×6÷(10×1.2)＝0.22Ω。

优选地，所述采样模块5，用于对所述负载电流进行采集和调理，并将所述调理后的负载电流发送至主控模块8。

优选地，所述主控模块8包括：MCU芯片，所述MCU芯片用于接收所述调理后的负载电流，将所述调理后的负载电流转换为电流数字信号，并将所述电流数字信号与预设的电流阈值进行比较，向重合闸模块发送操作指令。优选地，其中所述主控模块还包括：计量芯片，所述计量芯片用于对断路器工作状态的数据进行记录和存储。在本实用新型的实施方式中，采样模块采集到负载电流后，通过采样电路对所述负载电流进行调理，然后将调理后的电流值输入到主控控模块。主控模块包括MCU芯片和计量芯片，所述MCU芯片对实际使用的模拟信号的负载电流数据通过 A/D转换转换为数字信号的负载电流数据，并将所述数字信号的负载电流数据与预设的电流阈值进行比较。当所述负载电流数据超过软件设定的阈值时，MCU芯片将发出指令给重合闸模块，由所述驱动电路驱动直流电机完成断路器的动作。同时，计量芯片用于计量和存储数据，特别是由于故障或电网停电时，实现断路器工作状态数据的存储和记录。

优选地，所述重合闸模块2，用于接收所述操作指令，并根据所述操作指令利用驱动电路驱动直流电机完成断路器的执行动作。执行动作包括：分闸和合闸。

优选地，所述电源模块7，用于在所述费控断路器欠费跳闸后，为断路器本体供电。

优选地，其中所述费控断路器还包括：人机交互模块4和通信模块 3，所述人机交互模块4，用于根据不同用户的需求对预设电流阈值进行设置。所述设置方式可以为：按键式。通过设定限流电流值，可以根据不同的用户需求以实现柔性限流技术。所述通信模块3，用于通过RS485或电力载波实现所述费控断路器与其他外接设备间的通信。

已经通过参考少量实施方式描述了本实用新型。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本实用新型以上公开的其他的实施例等同地落在本实用新型的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该 [装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。