一种四合一智能断路器的制作方法

本发明涉及智能断路器技术领域，尤其涉及一种四合一智能断路器。

背景技术：

随着物联网的快速发展，尤其是“泛在电力物联网”（泛在电力物联网，就是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统，包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构）概念的形成和启动，爆发了智能断路器的产品需求，因此很多低压电器企业加快了智能断路器的开发进程，各种智能化的断路器产品在不断涌现。

然而目前无论是城市电网，还是工矿企业、普通家庭电网所用的断路器仍然是非智能化断路器，仍停留在“哑设备”的阶段。因此，在相当长的一段时期内，电力公司、工矿企业要大批地完全更换这些生产生活电力设备或传统断路器，成本非常高昂，而且还会对工矿企业、居民的生产生活带来极大的不便。如何在原有的断路器及配电箱的基础上，尽可能低成本、方便、牢靠、不占用空间的加装数据采集部件以及控制部件，且无需额外提供数据采集部件和控制部件供电电源，成为一个急需解决且很有价值的创新课题。

同时，国家为推动节能减排工作，推出了包括负荷控制、分时电价、阶梯电价等一系列电力需求侧管理方面的技术和经济措施。这些措施的推出及人们环保意识的提高，促使电力客户努力获取电气设备电能使用数据，采取并实施合理的用电管理手段以减少电能的消耗和电费的支出。目前的断路器大多为费控断路器，用户不能进行远程分闸、合闸操作，从而导致不必要的电能浪费。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种四合一智能断路器，将分闸/合闸、电动操作、费控和通信的功能集中在一件智能断路器中，缩小体积，增强适用性。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种四合一智能断路器，包括断路器、电动操作机构和微电表，所述断路器的壳体与所述电动操作机构的壳体连接，所述断路器上设有手柄，用于进行本地分闸、合闸操作；所述电动操作机构中设有控制模块，用于进行远程分闸、合闸操作；所述微电表的壳体连接在所述断路器的壳体上，所述微电表用于进行远程通信和进行所述四合一智能断路器的远程分闸、合闸控制，所述微电表的内部设有计量板，所述计量板与所述控制模块连接，用于对用户的用电状况进行计量分析并对所述电动操作机构进行控制；所述微电表连接有取电插头，所述取电插头设于所述微电表与所述断路器之间，所述取电插头与所述计量板、所述断路器的接线柱分别连接，用于从所述断路器中取电并对所述计量板供电。

优选地，所述微电表上设有抽屉式sim卡座，用于安装sim卡，支持wifi、lora、nb-iot、gprs、3g/4g或5g的无线通信方式，用于实现所述四合一智能断路器与互联网网络的连接，提供所述四合一智能断路器与人之间的信息互联，所述sim卡对所述四合一智能断路器的用户数据进行存储。

优选地，所述微电表上设有rs485接口，用于进行所述四合一智能断路器的有线通信，将所述四合一智能断路器通过rs485总线与其他具有rs485接口的智能设备互联；所述微电表的壳体上对应设有接线端子开口，所述rs485接口的接线端子从所述接线端子开口处伸出所述微电表的壳体，所述rs485接口的接线端子采用间距3.81mm的插拔式接线端子。

优选地，所述四合一智能断路器利用所述sim卡实现所述四合一智能断路器与用户之间的信息互通，即实现物与人之间的信息互通；所述四合一智能断路器利用所述rs485接口实现所述四合一智能断路器与其他具有rs485接口的智能设备之间的信息互通，即实现物与物之间的信息互通。

优选地，所述微电表上设有sma天线，所述sma天线与所述计量板电连接，用于增强远程无线通信时的无线信号，解决设备安装位置处于信号盲区而无法通信的问题。

优选地，所述控制模块中设有本地优先模块，所述本地优先模块用于监测所述断路器的状态并进行数据处理，当所述断路器由于短路、过载、漏电等故障分闸或本地利用所述手柄对所述断路器分闸时，远程操作不能使所述断路器合闸，只有当消除故障后本地利用所述手柄将所述断路器合闸，所述断路器正常工作时，远程操作才可以将所述断路器分闸或合闸。

优选地，所述微电表的费控方式为：所述计量板对用户的用电情况进行计量和处理，当监测到用户欠费时，对所述断路器进行分闸操作，用户通过所述手柄不能将所述断路器合闸；只有当所述计量板监测到用户充值之后，才对所述断路器进行合闸操作。

优选地，所述微电表中设有电流互感器和漏电互感器，所述电流互感器和所述漏电互感器与所述计量板连接，用于在线监测所述四合一智能断路器的工作状态，在出现短路、过载或漏电故障时对所述四合一智能断路器进行保护。

优选地，所述电动操作机构上设有手动/自动开关和状态灯，所述手动/自动开关、所述状态灯与所述控制模块电连接，用于切换所述电动操作机构的操作方式，所述状态灯与所述控制模块电连接，用于指示所述电动操作机构的工作状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）将断路器分闸/合闸、电动操作、计量（费控）和通信（包括无线通信和有线通信）的功能集中在一件智能断路器中，降低了加装成本，智能断路器的体积较小，适用于空间狭小的配电箱，且具有方便、可靠的优点；

（2）用户可以采用本地或远程方式进行分闸、合闸控制，避免了不必要的电能浪费；且电动操作机构中设置本地优先模块，当断路器因故障分闸或本地手柄分闸时，远程控制不能将断路器合闸，只有在智能断路器工作正常的情况下允许远程控制，保障了用户的使用安全，适用于无人值守机房的空调管理、单位开水炉的管理等；

（3）利用微电表对断路器进行费控，当用户欠费导致分闸时，本地手柄不能进行合闸，只有用户充值后才能合闸，适用于商场或出租屋的费控管理、电瓶充电桩、岸电桩等场所。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种四合一智能断路器的立体图；

图2为本发明实施例1的一种四合一智能断路器中微电表的侧面图；

图3为本发明实施例1的一种四合一智能断路器中计量板的结构示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请结合参见图1至图3，图1为本发明实施例1的一种四合一智能断路器的立体图；图2为本发明实施例1的一种四合一智能断路器中微电表的侧面图；图3为本发明实施例1的一种四合一智能断路器中计量板的结构示意图。

本发明实施例1的一种四合一智能断路器包括断路器100、电动操作机构200和微电表300，断路器100的壳体与电动操作机构200的壳体连接，其中，断路器100与电动操作机构200的外观均呈“凸”字形，断路器100的壳体与电动操作机构200的壳体并列、紧凑设置；断路器100上设有手柄101，用于进行本地分闸、合闸操作；电动操作机构200中设有控制模块，用于进行远程分闸、合闸操作；微电表300的壳体连接在断路器100的壳体上，微电表300用于进行远程通信和进行四合一智能断路器的远程分闸、合闸控制，微电表300的内部设有计量板301，计量板301与电动操作机构200中的控制模块连接，用于对用户的用电状况进行计量分析并对电动操作机构200进行控制；微电表300连接有取电插头302，取电插头302设于微电表300与断路器100之间，取电插头302与计量板301、断路器100的接线柱分别连接，用于从断路器100中取电并对计量板301供电。本发明的四合一智能断路器将分闸/合闸、电动操作、费控和通信的功能四合一，安装成本低，结构紧凑，占用体积较小，适用于安装在常用的配电箱中，支持用户进行本地或远程操作，还能保障用户的使用安全。

优选地，微电表300上设有抽屉式sim卡座303，用于安装sim卡，sim卡支持wifi、lora（longrangeradio，远距离无线电）、nb-iot（narrowbandinternetofthings，窄带物联网，是iot领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接）、gprs（generalpacketradioservice，通用分组无线服务技术）、3g/4g或5g的无线通信方式，用于实现四合一智能断路器与互联网网络的连接，提供四合一智能断路器与人（物与人）之间的信息互联，sim卡对四合一智能断路器的用户数据进行存储。当四合一智能断路器与用户进行无线通信时，可以在用户设备上显示四合一智能断路器的电压、电流、功率、频率、电度、工作状态等情况，方便用户进行远程监测。

优选地，微电表300上设有rs485接口304，用于进行四合一智能断路器的有线通信，将四合一智能断路器通过rs485总线与其他具有rs485接口的智能设备（物与物）互联，提高了本发明的四合一智能断路器的使用灵活性；微电表300的壳体上对应设有接线端子开口305，rs485接口304的接线端子306从接线端子开口305处伸出微电表300的壳体，本发明实施例1的四合一智能断路器中rs485接口304的接线端子306采用间距3.81mm的插拔式接线端子。

优选地，四合一智能断路器利用sim卡实现四合一智能断路器与用户之间的信息互通，即实现物与人之间的信息互通；四合一智能断路器利用rs485接口实现四合一智能断路器与其他具有rs485接口的智能设备之间的信息互通，即实现物与物之间的信息互通。

优选地，微电表300上设有sma天线307，sma天线307与计量板301电连接，用于增强远程无线通信时的无线信号，解决设备安装位置处于信号盲区而无法通信的问题。

优选地，控制模块中设有本地优先模块，本地优先模块用于监测断路器的状态并进行数据处理，当断路器100由于短路、过载、漏电等故障分闸或本地利用手柄101对断路器100分闸时，远程操作不能使断路器100合闸，只有当消除故障后本地利用手柄101将断路器100合闸，断路器100正常工作时，远程操作才可以将断路器100分闸或合闸。利用本地优先模块对本地操作与远程操作进行优先级判定，保障智能断路器的使用安全，避免断路器100出现故障或本地人员将手柄101分断时远程人员进行合闸操作带来的安全问题。

优选地，微电表300的费控方式为：计量板301对用户的用电情况进行计量和处理，当监测到用户欠费时，对断路器100进行分闸操作，用户通过手柄101不能将断路器100合闸；只有当计量板301监测到用户充值之后，才对断路器100进行合闸操作。

优选地，微电表300中设有电流互感器308和漏电互感器309，电流互感器308和漏电互感器309与计量板301连接，用于在线监测四合一智能断路器的工作状态，在出现短路、过载或漏电故障时对四合一智能断路器进行保护。

优选地，电动操作机构200上设有手动/自动开关201和状态灯202，手动/自动开关201、状态灯202与控制模块电连接，用于切换电动操作机构200的操作方式，状态灯202与控制模块电连接，用于指示电动操作机构200的工作状态。

本发明的四合一智能断路器的额定电流为100a，具有本地及远程两种操作方式，设置本地优先模块进行安全保护，在出现短路、过载、漏电等状况时可以进行保护，适用于无人值守机房的空调管理、单位开水炉的管理、商场或出租屋的费控管理、电瓶充电桩、岸电桩等场所。

综上所述，本发明的四合一智能断路器将将断路器分闸/合闸、电动操作、计量（费控）和通信（包括无线通信和有线通信）的功能集中在一件智能断路器中，可实现物与人、物与物之间的信息互通，降低了加装成本，智能断路器的体积较小，适用于空间狭小的配电箱，且具有方便、可靠的优点；用户可以采用本地或远程方式进行分闸、合闸控制，避免了不必要的电能浪费；且电动操作机构200中设置本地优先模块，当断路器100因故障分闸或本地手柄101分闸时，远程控制不能将断路器100合闸，只有在智能断路器工作正常的情况下允许远程控制，保障了用户的使用安全；利用微电表300对断路器100进行费控，当用户欠费导致分闸时，本地手柄101不能进行合闸，只有用户充值后才能合闸，实现电能控制。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。