一种可带电更换智能控制器的断路器的制作方法

本实用新型涉及一种断路器，尤其涉及一种可带电更换智能控制器的断路器，属于低压电气技术领域。

背景技术：

近年来，随着配电智能化得不断发展，低压断路器的智能化程度也不断提高，带智能控制器的断路器越来越广泛地应用到各个领域。智能控制器作为断路器实现各种测量、保护等功能的核心部件，其重要性不言而喻，因此，在智能断路器长期运行过程中，需定期对智能控制器进行全面的检查、维护，以保证控制器可靠工作。另外，当智能控制器出现性能下降或工作异常时，也应及时更换。目前，维护、更换控制器时断路器必须先切断主回路电流，避免电流互感器（用于从主回路提取电能并向断路器供电）二次侧开路时产生高压，导致设备损坏，严重时还会危及操作人员的人身安全。目前一些厂家推出的可带电更换控制器的断路器均采用机械触点的方式进行电流互感器二次侧保护，这种方式在控制器更换过程中需要精确的结构定位，且需要的内部安装空间也较大，成本较高。如中国专利CN201420170576，使用专用的弹性接触片并联于电流互感器的二次侧，再通过固定于控制器的切换开关控制弹性接触片通断，实现在更换控制器过程中对电流互感器的保护。再如中国专利CN201320633098，使用常闭微动开关并联于电流互感器的二次侧，再通过固定于控制器的联动板控制微动开关通断，实现在更换控制器过程中对电流互感器的保护。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种可带电更换智能控制器的断路器，可防止智能控制器更换过程中因电流互感器二次侧开路而带来的危险，且结构简单、占用空间少、安装方便、实现成本低廉。

本实用新型具体采用以下技术方案：

一种可带电更换智能控制器的断路器，包括保护装置，以及依次连接的电流互感器、整流电路、智能控制器；所述保护装置用于在智能控制器与整流电路断开连接的情况下令整流电路的输出短路；所述保护装置包括电子开关和驱动电路，所述电子开关接于整流电路的正、负输出端之间，该电子开关的控制端与所述驱动电路的输出端连接，所述驱动电路可在智能控制器与整流电路连接的情况下使得所述电子开关关断，并在智能控制器与整流电路断开连接的情况下使得所述电子开关导通。

作为本实用新型的一个优选方案，所述驱动电路为与所述电子开关并联的电阻分压电路，该电阻分压电路的输出端连接电子开关的控制端；所述智能控制器上设置有一短路线路，该短路线路可在智能控制器与整流电路连接的情况下使得所述电阻分压电路的输出端与整流电路的负输出端连接，而在智能控制器与整流电路断开连接的情况下使得所述电阻分压电路的输出端与整流电路的负输出端断开连接。

作为本实用新型的另一个优选方案，所述驱动电路包括一个电阻和一个稳压管，电阻的一端与整流电路的正输出相连，电阻的另一端与稳压管的阴极相连，稳压管的阳极与整流电路的负输出相连，电阻和稳压管的连接节点作为该驱动电路的输出端与所述电子开关的控制端连接；所述智能控制器上设置有一短路线路，该短路线路可在智能控制器与整流电路连接的情况下使得所述稳压管的阴极与整流电路的负输出端连接，而在智能控制器与整流电路断开连接的情况下使得所述稳压管的阴极与整流电路的负输出端断开连接。

进一步地，所述智能控制器上设置有可控制所述短路线路通断状态的开关，例如按钮、DIP开关或者智能控制器人机界面上的一个指令，从而可在取出智能控制器之前先通过该开关令电流互感器二次侧短路，进一步提高安全性。

优选地，所述电子开关为MOS管，其漏极、源极分别与整流电路的正、负输出端连接，其栅极连接所述驱动电路的输出端。

优选地，所述电子开关为三极管，其集电极、发射极分别与整流电路的正、负输出端连接，其基极连接所述驱动电路的输出端。

相比现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、采用电子元件替代传统机械触点方式，减少了智能控制器与断路器内部的连接节点，提高了可靠性。

2、采用电子元件替代传统机械触点方式，在更换过程中无需对智能控制器进行精确的结构定位，简化了安装结构设计，减少了安装难度。

3、采用电子元件替代传统机械触点方式，减少了内部安装空间，节约了成本。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2A、图2B分别为本实用新型中保护装置的第一个实施例在控制器正常工作和更换控制器情况下的电路原理图；

图3为本实用新型中保护装置的第二个实施例的电路原理图；

图4为本实用新型中保护装置的第三个实施例的电路原理图；

图5为本实用新型中保护装置的第四个实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明：

图1显示了本实用新型的基本原理，如图1所示，本实用新型的断路器包括依次连接的电流互感器、整流电路、智能控制器，以及保护装置；电流互感器安装于断路器所保护的主回路中，从主回路中提取电能从电流互感器二次侧输出至整流电路；整流电路将电流互感器二次输出的交流电压信号变为直流电压信号，为智能控制器供电；保护装置用于在智能控制器与整流电路断开连接的情况下令整流电路的输出短路，从而防止智能控制器更换过程中因电流互感器二次侧开路而带来的危险。与现有采用机械触点方式的保护装置不同，如图1所示，本实用新型的保护装置包括电子开关和驱动电路，所述电子开关接于整流电路的正、负输出端之间，该电子开关的控制端与所述驱动电路的输出端连接，所述驱动电路可在智能控制器与整流电路连接的情况下使得所述电子开关关断，并在智能控制器与整流电路断开连接的情况下使得所述电子开关导通。在断路器正常工作时，整流电路与智能控制器正常连接，此时驱动电路可使电子开关关断，电流互感器二次侧带正常负载，整流电路向智能控制器供能；当由于维护或更换智能控制器而将智能控制器与整流电路分离开时，驱动电路驱动电子开关导通，电流互感器二次侧被短路。

为了便于公众理解，下面以几个具体实施例来对本实用新型技术方案进行详细说明。

图2A、图2B显示了本实用新型中保护装置的第一个实施例的电路原理，其中图2A为断路器正常工作时的电路图；图2B为更换智能控制器时的电路图。如图2A、图2B所示，本实施例中保护装置的驱动电路包括电阻R1和稳压管Z1，电子开关为MOS管V1；电阻R1的一端与整流电路的正输出相连，电阻R1的另一端与稳压管Z1的阴极相连，稳压管Z1的阳极与整流电路的负输出相连，电阻R1和稳压管Z1的连接节点作为该驱动电路的输出端与MOS管V1的栅极连接，MOS管V1的漏极、源极分别与整流电路的正、负输出端连接。在智能控制器内部设置有一短路线路，该短路线路可在智能控制器与整流电路连接的情况下使得稳压管Z1的阴极与整流电路的负输出端连接，而在智能控制器与整流电路断开连接的情况下使得所述稳压管Z1的阴极与整流电路的负输出端断开连接。

当断路器的智能控制器与整流电路连接时，如图2A所示，智能控制器内部的短接线路将稳压管Z1短接，MOS管V1的栅极G极始终处于低电平,MOS管V1截止，整流电路的输出为控制器供电，智能控制器正常工作。在更换智能控制器时，如图2B所示，智能控制器与整流电路断开，整流电路的输出为电阻R1、稳压管Z1和MOS管V1供电，此时，稳压管Z1处于工作状态，MOS管V1的栅极G极电压为稳压管Z1的稳压电压，为高电平，MOS管V1导通，将整流电路的输出端短路，即将电流互感器的二次侧短路，防止了电流互感器二次侧开路产生的高压，避免了在更换控制器过程中的人身危害。

图3显示了本实用新型中保护装置的第二个实施例的电路原理。如图3所示，相比上一实施例，本实施例中仅将稳压管Z1替换为电阻R2，其余均与上一实施例相同。由电阻R1、R2所构成的驱动电路实际上是一个电阻分压电路，其输出端与MOS管V1的栅极连接。当断路器正常工作时，智能控制器与整流电路连接，智能控制器内部的短接线路将电阻R2短接，MOS管的G极始终处于低电平,MOS管截止，整流电路的输出为控制器供电。当更换智能控制器时，智能控制器与整流电路断开时，整流电路的输出为电阻R1、R2及MOS管V1供电，此时，电阻R1、R2及MOS管G极连接点的电压为(R1*V+)/(R1+R2)，为高电平，MOS管导通，将整流电路的输出端短路，即将电流互感器的二次侧短路，防止了电流互感器二次侧开路产生的高压，避免了在更换控制器过程中的人身危害。

本实用新型还可进一步在智能控制器上设置一个可控制所述短路线路通断状态的开关，例如按钮、DIP开关或者智能控制器人机界面上的一个指令，从而可在取出智能控制器之前先通过该开关令电流互感器二次侧短路，进一步提高安全性。

图4显示了本实用新型的第三个实施例，相比第一个实施例，本实施例仅将MOS管V1替换为三极管V11，三极管V11的集电极、发射极分别与整流电路的正、负输出端连接，其基极连接驱动电路的输出端。当断路器正常工作时，智能控制器与整流电路连接时，智能控制器内部的短接线路将稳压管Z1短接，三极管V11的E极始终处于低电平, 三极管V11截止，整流电路的输出为智能控制器供电。当更换智能控制器时，智能控制器与整流电路断开时，整流电路的输出为电阻R1、稳压管Z1、三极管V11供电，此时，稳压管Z1处于工作状态，三极管V11的E极电压为稳压管Z1的稳压电压，为高电平，三极管V11导通，将整流电路的输出端短路，即将电流互感器的二次侧短路，防止了电流互感器二次侧开路产生的高压，避免了在更换控制器过程中的人身危害。

图5显示了本实用新型的第四个实施例，相比第二个实施例，本实施例仅将MOS管V1替换为三极管V11，三极管V11的集电极、发射极分别与整流电路的正、负输出端连接，其基极连接驱动电路的输出端。当断路器正常工作时，智能控制器与整流电路连接时，智能控制器内部的短接线路将电阻R2短接，三极管V11的E极始终处于低电平, 三极管V11截止，整流电路的输出为智能控制器供电。当更换智能控制器时，智能控制器与整流电路断开时，整流电路的输出为电阻R1、R2、三极管V11供电，此时，电阻R1、R2及三极管V11的基极连接点的电压为(R1*V+)/(R1+R2)，为高电平，三极管V11导通，将整流电路的输出端短路，即将电流互感器的二次侧短路，防止了电流互感器二次侧开路产生的高压，避免了在更换控制器过程中的人身危害。