多功能隔离开关的制作方法
【专利摘要】提供一种多功能隔离开关，包括机械开关结构部分，还包括：回路电流检测单元（10），用于检测供电主回路中的电流；辅助电源产生单元（20），用于为隔离开关提供辅助电源；处理器单元（30），由辅助电源产生单元（20）产生的辅助电源供电，接收回路电流检测单元（10）检测的电流，并对所检测的电流进行测量、分析，提供电流测量分析结果，根据电流测量分析的结果，提供显示信息；显示模块（40），从处理器单元（30）接收显示信息，根据所接收的显示信息，显示相应的电流值。
【专利说明】多功能隔离开关
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及隔离开关。具体地，涉及一种具备多种功能的隔离开关，诸如具有电流检测功能、监测控制功能、数字显示功能和通信功能中的一种或几种功能。
【背景技术】
[0002]隔离开关一般处于终端配电总开关的位置，起电流接通和分断功能。目前市场上常见的隔离开关，都只是一种机械式接通分断电流的装置，并且一般都只具有电流接通和分断功能。对流经开关的电流信息并不检测。
[0003]但是，随着智能电网的发展以及用电设备的技术提高，常常需要了解供电状态信
肩、O
[0004]例如，在民用场合，需要进行电流检测、显示、并将电流状态上传，以便为智能电网提供终端用户24小时用电情况、高峰期等的信息采集；在民用场合还需要监控电流大小，以便防止过载时微型断路器MCB失效不动作、进而导致事故。
[0005]而在工业应用中，有时通过检测设备的电流信息，可以间接监测设备的工作状态、工作时间是否有故障等。例如船厂电焊机工作车间，一般都是监控电焊机工作电流来了解电焊机的焊接速度、焊接质量，是否正常工作等信息。并且如果知道电流大小，也可以间接地计算出马达的转速等。
[0006]因此，人们期待处于终端配电总开关位置的隔离开关能够具备上述所需的功能，使隔离开关由简单的接通分断电流的机械装置，发展成智能化的电能检测、监控设备，这对终端用电设备的智能化有着非常重要的意义。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的是为了提供一种具有电流检测功能、监测控制功能、数字显示功能和通信功能等的多功能隔离开关，其能够检测电路中的电流信息，可以将电流信息显示出来，也可以能过通信的方式，传输给其它终端设备。也可以通过显示等方式在过载前预警，保证供电连续性。
[0008]本实用新型创新地提出了一种新的带电流检测、监控、数显、通讯功能的隔离开关。
[0009]根据本实用新型的一方面，提供一种多功能隔离开关，包括机械开关结构部分，还包括:回路电流检测单元，用于检测供电主回路中的电流；辅助电源产生单元，用于为隔离开关提供辅助电源；处理器单元，由辅助电源产生单元产生的辅助电源供电，接收回路电流检测单元检测的电流，并对所检测的电流进行测量、分析，提供电流测量分析结果，根据电流测量分析的结果，提供显示信息；显示模块，从处理器单元接收显示信息，根据所接收的显示信息，显示相应的电流值。
[0010]所述的多功能隔离开关，还包括:报警模块，从处理器单元接收报警信息，根据从处理器单元接收的报警信息进行报警，向用户提示供电事故；远程通信模块，从处理器单元接收电流测量分析结果，向智能电网或其它终端设备发送电流测量分析结果。
[0011]其中，回路电流检测单元由串联在供电主回路中的检测电阻器实现。
[0012]其中，辅助电源产生单元由穿过主供电导线的带铁芯磁线圈、滤波、整流、稳压等部件实现。
[0013]其中，由多功能隔离开关所连接的两极，即P、N极间取电，经过滤波、整流、稳压等处理后得到稳定的辅助电源电压。
[0014]其中，处理器单元通过型号为STM32F103的微处理器及其相关的外围电路来实现。
[0015]其中，显示模块通过LED灯或液晶显示块来实现。
[0016]其中报警模块通过蜂鸣器、语音模块或LED灯的声光报警来实现。
[0017]其中回路电流检测单元所包括的检测电阻器串联在供电主电路中；显示模块所包含的显示元件安装在隔离开关的外壳上。
[0018]其中辅助电源产生单元所包括的带铁芯磁线圈感应产生电压，感应电压经过滤波、整流、稳压等处理后得到稳定的辅助电源电压。
[0019]其中，在由隔离开关的机械组件、接线端子、动静触头围成的空间中放置由回路电流检测单元、辅助电源产生单元、处理器单元、显示模块的相关元器件组成的电路板。
[0020]其中，在由隔离开关的机械组件、接线端子、动静触头围成的空间中放置由回路电流检测单元、辅助电源产生单元、处理器单元、显示模块、报警模块和远程通信模块的相关元器件组成的电路板。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]通过下面结合附图对示例实施例的详细描述，将更好地理解本实用新型。应当清楚地理解，所描述的示例实施例仅仅是作为说明和示例，而本实用新型不限于此。本实用新型的精神和范围由所附权利要求书的具体内容限定。下面描述附图的简要说明，其中:
[0022]图1A和图1B示出了根据本实用新型的隔离开关的外观示意图；
[0023]图2是根据本实用新型的单极隔离开关的原理框图；
[0024]图3是根据本实用新型的两极1P+N隔离开关的原理框图；
[0025]图4A-4C是根据本实用新型的单极隔离开关的内部结构示意图；以及
[0026]图5A、5B、5C_1、5C_2、5D_1、5D_2是根据本实用新型的两极1P+N隔离开关的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]本实用新型提供一种具有电流检测功能、监测控制功能、数字显示功能和通信功能等中的一种或几种功能的多功能隔离开关。现在参照附图1-5来详细介绍根据本实用新型的多功能隔离开关。
[0028]图1A和图1B示出了根据本实用新型的隔离开关的外观示图。图1A是单极产品的模型外观，图1B是两极产品1P+N的模型外观。根据本实用新型的隔离开关在外观上除了具有关于电流的数字显示(88A)之外，与常规的隔离开关基本相同。
[0029]图2是根据本实用新型的单极隔离开关的框图。在图2中左边的框图是单极隔离开关的主回路，开关Kl代表隔离开关的机械开关结构部分，本实用新型的隔离开关的机械开关结构部分与常规的隔离开关基本相同。开关Kl串联在供电主回路中。
[0030]在图2中，根据本实用新型的单极隔离开关还包括:回路电流检测单元10，用于检测供电主回路中的电流；辅助电源产生单元20，用于为隔离开关提供辅助电源；处理器单元30，用于监控流经隔离开关的电流信息，监控电路中的用电情况，具体地，处理器单元30由辅助电源产生单元20产生的辅助电源供电，接收回路电流检测单元10检测的电流，并对所检测的电流进行测量、分析，提供电流测量分析结果，根据电流测量分析的结果，提供显示信息和报警信息等；显示模块40，从处理器单元30接收显示信息，根据所接收的显示信息，显示相应的电流值；报警模块50，从处理器单元30接收报警信息，根据所接收的报警信息进行报警，向用户提示供电事故；远程通信模块60，从处理器单元30接收电流测量分析结果，向智能电网或其它终端设备发送电流测量分析结果，以供智能电网或其它终端设备进行控制。
[0031]回路电流检测单元10例如由串联在供电主回路中的检测电阻器实现，将检测电阻器两端的电压作为反映电流的检测值提供给处理器单元30。
[0032]辅助电源产生单元20例如由穿过主供电导线的带铁芯磁线圈、滤波、整流、稳压等部件实现。该磁线圈感应产生电压，感应电压经过滤波、整流、稳压等处理后得到稳定的DC电压，以便为处理器单元30、显示模块40、报警模块50、远程通信模块60等供电。
[0033]处理器单元30可通过例如STM32F103的微处理器及其相关的外围电路来实现。
[0034]显示模块40可通过例如LED灯或液晶显示块来实现。
[0035]报警模块50可通过例如蜂鸣器、语音模块或LED灯等声光报警来实现。
[0036]显示模块40和报警模块50也可以通过LED灯来一体地实现，例如LED等显示电流值，而通过LED灯的颜色或闪烁的显示方式来进行报警。
[0037]远程通信模块60接收由处理器单元30中微处理器的内置通信模块(例如UART模块)发送的相关信息，并经由远程通信模块60所包含的无线发送模块将相关信息发送给智能电网或其它终端设备。
[0038]图3是根据本实用新型的两极1P+N隔离开关的框图。在图3中左边的框图是两极隔离开关的主回路，开关Kl代表隔离开关的机械开关结构部分，本实用新型的隔离开关的机械开关结构部分与常规的隔离开关基本相同。双刀开关Kl串联在供电主回路中，同时通断。
[0039]与图2类似，在图3中，根据本实用新型的两极隔离开关还包括回路电流检测单元10、辅助电源产生单元20、处理器单元30、显示模块40、报警模块50和远程通信模块60。其中除了辅助电源产生单元20之外，其他均与图2的相应部分相同。
[0040]图3的辅助电源产生单元20由供电主回路P、N两极间取电，经过滤波、整流、稳压等处理后得到稳定的DC电压，以便为处理器单元30、显示模块40、报警模块50、远程通信模块60等供电。
[0041]图4A-4C是根据本实用新型的单极隔离开关的内部结构示意图。如图4A、4B、4C所示，在由单极隔离开关的机械组件1、接线端子2、动触头3、静触头4围成的空间中放置图2的回路电流检测单元10、辅助电源产生单元20、处理器单元30、显示模块40、报警模块50和远程通信模块60，其中构成回路电流检测单元10、辅助电源产生单元20、处理器单元30、显示模块40、报警模块50和远程通信模块60的大部分元器件集成在两个电路板上。在电路板之外，如图所示，回路电流检测单元10所包括的检测电阻器5以及辅助电源产生单元20所包括的带铁芯磁线圈6串联在供电主电路中，显示模块40的例如液晶模块的显示元件安装在隔离开关的外壳上。
[0042]图5A、5B、5C_1、5C_2、5D_1、5D_2是根据本实用新型的两极1P+N隔离开关的内部结构示意图。如图5A、5B、5C_1、5C_2、5D_1、5D_2所示，在由两极1P+N隔离开关的机械组件
1、接线端子2、动触头3、静触头4围成的空间中放置图3的回路电流检测单元10、辅助电源产生单元20、处理器单元30、显示模块40、报警模块50和远程通信模块60，其中构成回路电流检测单元10、辅助电源产生单元20、处理器单元30、显示模块40、报警模块50和远程通信模块60的大部分元器件集成在两个电路板上。在电路板之外，如图所示，回路电流检测单元10所包括的检测电阻器5串联在供电主电路中，显示模块40的例如液晶模块的显示元件安装在隔离开关的外壳上。图5C_1、5C_2示出了两极1P+N隔离开关的从N极取电的电导线7的连接位置。5D_1、5D_2示出了两极1P+N隔离开关的从P极取电的电导线7的连接位置。
[0043]根据本实用新型图2、3所示实施例的隔离开关，均包含回路电流检测单元10、处理器单元30、显示模块40、报警模块50和远程通信模块60，用以实现电流检测功能、监测控制功能、数字显示功能和通信功能。但是，对于本领域普通技术人员而言，在本实用新型的示教下，根据实际需求，可以选择能够实现上述功能中的一种或几种功能的隔离开关，这样的隔离开关显然是在本实用新型的公开的范围之内。例如如果根据实际中仅需要实现电流检测功能、数字显示功能，则可以用包含回路电流检测单元10、处理器单元30、显示模块40的隔离开关来满足实际需要。
[0044]上面描述的根据本实用新型的实施例仅以单极隔离开关和两极隔离开关为例进行了说明，但是对于本领域普通技术人员而言，在本实用新型的示教下，可以将本实用新型的方案应用于多极的隔离开关中。
[0045]虽然已经图示和描述了所考虑的本实用新型的示例实施例，但是本领域技术人员可以理解，随着技术的进步，可以作出各种变更和修改并可以用等价物替换其元素而不背离本实用新型的真实范围。
【权利要求】
1.一种多功能隔离开关，包括机械开关结构部分，其特征在于包括: 回路电流检测单元(10)，用于检测供电主回路中的电流； 辅助电源产生单元(20)，用于为隔离开关提供辅助电源； 处理器单元(30)，由辅助电源产生单元(20)产生的辅助电源供电，接收回路电流检测单元(10)检测的电流，并对所检测的电流进行测量、分析，提供电流测量分析结果，根据电流测量分析的结果，提供显示信息； 显示模块(40)，从处理器单元(30)接收显示信息，根据所接收的显示信息，显示相应的电流值。
2.如权利要求1所述的多功能隔离开关，其特征在于还包括: 报警模块(50)，从处理器单元(30)接收报警信息，根据从处理器单元接收的报警信息进行报警，向用户提示供电事故； 远程通信模块(60)，从处理器单元(30)接收电流测量分析结果，向智能电网或其它终端设备发送电流测量分析结果。
3.如权利要求1或2所述的多功能隔离开关，其特征在于 其中，回路电流检测单元(10)由串联在供电主回路中的检测电阻器实现。
4.如权利要求1或2所述的多功能隔离开关，其特征在于 辅助电源产生单元(20)由穿过主供电导线的带铁芯磁线圈、滤波、整流、稳压等部件实现。
5.如权利要求1或2所述的多功能隔离开关，其特征在于 其中，由多功能隔离开关所连接的两极，即P、N极间取电，经过滤波、整流、稳压等处理后得到稳定的辅助电源电压。
6.如权利要求1或2所述的多功能隔离开关，其特征在于 其中，处理器单元(30)通过型号为STM32F103的微处理器及其相关的外围电路来实现。
7.如权利要求1或2所述的多功能隔离开关，其特征在于 其中，显示模块(40)通过LED灯或液晶显示块来实现。
8.如权利要求2所述的多功能隔离开关，其特征在于 其中报警模块(50)通过蜂鸣器、语音模块或LED灯的声光报警来实现。
9.如权利要求1或2所述的多功能隔离开关，其特征在于 其中回路电流检测单元(10)所包括的检测电阻器串联在供电主电路中； 显示模块(40)所包含的显示元件安装在隔离开关的外壳上。
10.如权利要求4所述的多功能隔离开关，其特征在于 其中辅助电源产生单元(20)所包括的带铁芯磁线圈感应产生电压，感应电压经过滤波、整流、稳压等处理后得到稳定的辅助电源电压。
11.如权利要求1所述的多功能隔离开关，其特征在于 其中，在由隔离开关的机械组件、接线端子、动静触头围成的空间中放置由回路电流检测单元(10)、辅助电源产生单元(20)、处理器单元(30)、显示模块(40)的相关元器件组成的电路板。
12.如权利要求2所述的多功能隔离开关，其特征在于其中，在由隔离开关的机械组件、接线端子、动静触头围成的空间中放置由回路电流检测单元(10)、辅助电源产生单元(20)、处理器单元(30)、显示模块(40)、报警模块(50)和远程通信模块(60)的相关元器件组成的电路板。
【文档编号】H01H9/16GK203456336SQ201320322575
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】余刚, 阮晓波, 周焱, 徐劲琳, 曹仁军 申请人:施耐德电器工业公司