專利名稱：空氣斷路器的保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣斷路器(Air Circuit Breaker)的保護(hù)裝置，尤 其涉及可避免通過(guò)空氣斷路器向負(fù)載供電時(shí)所發(fā)生的熱量引起誤動(dòng)作 的空氣斷路器的保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
通常，空氣斷路器是在空氣中，觸點(diǎn)斷開并進(jìn)行自然消弧(Arc extinguishing)的斷路器，多作為低壓交流斷路器使用。通過(guò)這種空氣斷路器向負(fù)載提供穩(wěn)定的電源，需要防止空氣斷路 器內(nèi)部元件受熱而發(fā)生誤動(dòng)作。另外，通過(guò)空氣斷路器檢測(cè)流向負(fù)載 的電流以判斷事故發(fā)生與否，當(dāng)確定為事故發(fā)生時(shí)，需要立即切斷電 源。但是，現(xiàn)有的空氣斷路器只通過(guò)對(duì)事故發(fā)生與否的判斷來(lái)控制電 源，不能防止內(nèi)部元件受熱而發(fā)生誤動(dòng)作的現(xiàn)象。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種空氣斷路器的保護(hù)裝置，其對(duì)空氣 斷路器上的發(fā)熱源的溫度或空氣斷路器內(nèi)部元件的溫度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng) 檢測(cè)溫度高于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)溫度時(shí)，使空氣斷路器脫扣以預(yù)防空氣 斷路器發(fā)生誤動(dòng)作。
具有上述目的的本發(fā)明之空氣斷路器的保護(hù)裝置，在空氣斷路器 中包括電源線和觸點(diǎn)等的各種發(fā)熱源，以及溫度上升時(shí)有可能引起誤動(dòng)作的微控制器(Micro Controller Unit )等各種元件上設(shè)置溫度傳感器， 來(lái)檢測(cè)溫度。
然后，將檢測(cè)的溫度和預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)溫度比較，而判斷空氣斷 路器有無(wú)誤動(dòng)作可能性，當(dāng)空氣斷路器有可能發(fā)生誤動(dòng)作時(shí)發(fā)出警報(bào)， 或者啟動(dòng)脫扣線圈使空氣斷路器脫扣以切斷提供給負(fù)載的電源。
本發(fā)明之空氣斷路器的保護(hù)裝置，其特征在于，包括 一個(gè)以上 的溫度檢測(cè)部，其通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)空氣斷路器的溫度；微控制器， 將上述溫度檢測(cè)部所檢測(cè)的溫度與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，從而判斷空氣斷路器的誤動(dòng)作可能性；脫扣線圈，根據(jù)上述微控制器的 判斷結(jié)果，切斷提供給負(fù)載的電源。
本發(fā)明特征在于，上述溫度檢測(cè)部對(duì)上述空氣斷路器所具有的多 個(gè)發(fā)熱源或上述微控制器的溫度進(jìn)行檢測(cè)。
本發(fā)明特征在于，還包括根據(jù)上述微控制器的控制而發(fā)出警報(bào)的 報(bào)警單元。
本發(fā)明特征在于，在上述溫度檢測(cè)部和上述微控制器之間，還設(shè) 有將上述溫度檢測(cè)部的檢測(cè)溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸出到上述微控制器的沖莫擬H字轉(zhuǎn)換器(Analogue to Digital Converter )。
本發(fā)明特征在于，還包括，電壓檢測(cè)部，對(duì)通過(guò)空氣斷路器流向負(fù)載的電流進(jìn)行檢測(cè)并轉(zhuǎn)換為電壓；整流器，對(duì)上述電壓檢測(cè)部所檢 測(cè)電壓進(jìn)行整流并輸出到上述微控制器，上述微控制器將上述整流器
的輸出電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，從而判斷事故發(fā)生與否， 當(dāng)判斷為事故發(fā)生時(shí)，啟動(dòng)上述脫扣線圈。本發(fā)明特征在于，在上述整流器和上述微控制器之間，還設(shè)有將 上述整流器的輸出電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸出到上述微控制器的模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明可防止空氣斷路器以及負(fù)載因發(fā)生事故以及溫度上升而受 損的現(xiàn)象，而且可預(yù)防空氣斷路器發(fā)生誤動(dòng)作，從而向負(fù)載提供穩(wěn)定 的電源。


圖1為現(xiàn)有保護(hù)裝置的電路圖； 圖2為本發(fā)明之保護(hù)裝置的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明之理想實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。后述的詳細(xì)說(shuō)明并不限定本發(fā)明的技術(shù)范圍，只供讀者便于理解 本發(fā)明的原理和概念。因此，只對(duì)必要的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，并在附圖中 提供了供本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇的幾個(gè)實(shí)施方式。圖1為現(xiàn)有保護(hù)裝置的電路圖。附圖符號(hào)100為電壓檢測(cè)部。上 述電壓4企測(cè)部100包4舌電流互感器(Current transformer)及洛高夫斯 基線圈(Rogowski coil )。上述電流互感器^f企測(cè)通過(guò)空氣斷路器流向負(fù) 載的電流，并由洛高夫斯基線圈將電流互感器所;險(xiǎn)測(cè)出的電流轉(zhuǎn)換為 電壓。
附圖符號(hào)110為整流器，上述整流器110具有多個(gè)二極管。上述 多個(gè)二極管對(duì)上述電壓;f企測(cè)部100的輸出電壓進(jìn)行整流而轉(zhuǎn)換為脈動(dòng) 電壓。附圖符號(hào)120為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器120將上 述整流器110所輸出的脈動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。附圖符號(hào)130為微控制器。上述微控制器130通過(guò)上述模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換器120以數(shù)字信號(hào)輸出的脈動(dòng)電壓的電平來(lái)判斷是否發(fā)生事故， 當(dāng)判斷為發(fā)生事故時(shí)，生成脫扣信號(hào)。附圖符號(hào)140為脫扣線圏。當(dāng)上述微控制器130生成脫扣信號(hào)時(shí)， 上述脫扣線圈140脫扣以切斷空氣斷路器向負(fù)載^是供電源。當(dāng)通過(guò)空氣斷路器向負(fù)載供電時(shí)，電壓檢測(cè)部IOO檢測(cè)空氣斷路 器流向負(fù)載的電流，并將檢測(cè)的電流轉(zhuǎn)換為電壓，輸出到整流器IIO。 上述電壓檢測(cè)部100所輸出的檢測(cè)電壓為交流電壓，其由整流器110 轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)電壓。上述轉(zhuǎn)換的脈動(dòng)電壓在模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器120被轉(zhuǎn)換 成數(shù)字信號(hào)并被輸入到微控制器130。上述微控制器130通過(guò)從上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器120以數(shù)字信號(hào)輸 入的脈動(dòng)電壓的電平來(lái)判斷事故發(fā)生與否。具體是，上述微控制器130 通過(guò)均方根(RMS: Root Mean Square)運(yùn)算等數(shù)學(xué)演算過(guò)程來(lái)判斷事 故發(fā)生與否。當(dāng)上述判斷結(jié)果，未發(fā)生事故時(shí)，微控制器130不生成脫扣信號(hào)， 因此脫扣線圈140也不會(huì)啟動(dòng)，空氣斷路器繼續(xù)向負(fù)載供電。
而當(dāng)上述判斷結(jié)果為發(fā)生事故時(shí)，微控制器130生成脫扣信號(hào)。 根據(jù)上述生成的脫扣信號(hào)，脫扣線圏被啟動(dòng)使空氣斷路器脫扣。這樣， 空氣斷路器切斷供向負(fù)載的電源，從而避免因事故電流導(dǎo)致空氣斷路 器以及負(fù)載等受損而且事故進(jìn)一步擴(kuò)大。當(dāng)發(fā)生事故而檢測(cè)到事故電流流向負(fù)載時(shí)，這種保護(hù)裝置只對(duì)空 氣斷路器進(jìn)行脫扣以切斷電源，而不能防止空氣斷路器向負(fù)載供電時(shí) 產(chǎn)生的熱量引起誤動(dòng)作的現(xiàn)象。具體是，無(wú)法防止當(dāng)空氣斷路器向負(fù) 載供電時(shí)，在電源線或觸點(diǎn)等發(fā)熱源上產(chǎn)生熱量，所產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致 空氣斷路器內(nèi)部溫度上升，從而使空氣斷路器內(nèi)部的微控制器等元件 發(fā)生誤動(dòng)作的現(xiàn)象。因此，有必要防止通過(guò)空氣斷路器向負(fù)載提供電壓時(shí)發(fā)生的熱量 導(dǎo)致誤動(dòng)作的現(xiàn)象。圖2為本發(fā)明之保護(hù)裝置的電路圖。如圖所示，本發(fā)明之保護(hù)裝 置包括電壓檢測(cè)部200、整流器210、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器220、多個(gè)溫 度檢測(cè)部230-1、 230-2、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器240、微控制器250、脫扣線 圈260以及報(bào)警單元270。上述電壓檢測(cè)部200包括例如電流互感器及洛高夫斯基線圈，由 電流互感器檢測(cè)通過(guò)空氣斷路器流向負(fù)載的電流，并由洛高夫斯基線 圈將電流互感器檢測(cè)的電流轉(zhuǎn)換為電壓并輸出。上述整流器210具有多個(gè)二極管，通過(guò)二極管對(duì)上述電壓檢測(cè)部 200的檢測(cè)電壓進(jìn)行整流而轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)電壓。例如，上述多個(gè)二極管對(duì) 從空氣斷路器流向負(fù)載的R、 S、 T、 N相的檢測(cè)電壓進(jìn)行整流并轉(zhuǎn)換 為月永動(dòng)電壓。
上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器220將上述整流器210輸出的脈動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號(hào)。上述多個(gè)溫度片企測(cè)部230-1、 230-2分別將溫度傳感器(未圖示) 連接在，空氣斷路器向負(fù)載供電用的R、 S、 T、 N相的電源線、觸點(diǎn) 等各種發(fā)熱源；以及微控制器250等升溫時(shí)有可能誤動(dòng)作的各種元件； 安裝有元件的基板上，通過(guò)這些溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)溫度。上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器240根據(jù)上述微控制器250的控制，將上述 多個(gè)溫度檢測(cè)部230-1、 230-2的溫度檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并輸 出給上述^U空制器250。上述纟鼓控制器250通過(guò)上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器220的輸出信號(hào)來(lái)判 斷向負(fù)載的供電是否發(fā)生事故，當(dāng)判斷為事故發(fā)生時(shí)，控制上述脫扣 線圈260脫扣以切斷空氣斷路器提供給負(fù)栽的電源。另外，上述微控 制器250才艮據(jù)上述^^莫擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器240的輸出信號(hào)判斷空氣斷路器是 否發(fā)生誤動(dòng)作，當(dāng)判斷為空氣斷路器有可能發(fā)生誤動(dòng)作時(shí)，控制上述 脫扣線圈260使其脫扣，以切斷空氣斷路器提供給負(fù)載的電源，并使 上述報(bào)警單元270發(fā)出警報(bào)。本發(fā)明的保護(hù)裝置中，電壓檢測(cè)部200檢測(cè)通過(guò)空氣斷路器流向 負(fù)載的電流并轉(zhuǎn)換為電壓，由整流器210將其^r測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)電 壓，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的脈動(dòng)電壓由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器220轉(zhuǎn)換為額數(shù)字信號(hào)并 輸出到微控制器250。上述微控制器250根據(jù)來(lái)自上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器220的脈動(dòng)電壓 電平來(lái)判斷事故發(fā)生與否。判斷結(jié)果為事故發(fā)生時(shí)，微控制器250生
成脫扣信號(hào)，脫扣線圈260使空氣斷路器脫扣，從而切斷提供給負(fù)載 的電源。另外，本發(fā)明中，多個(gè)溫度^r測(cè)部230-1、 230-2分別通過(guò)連接在 空氣斷路器向負(fù)栽供電用的R、 S、 T、 N相的電源線、觸點(diǎn)等各種發(fā) 熱源，有可能誤動(dòng)作的各種元件以及安裝有元件的基板上的溫度傳感 器的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)溫度，然后生成檢測(cè)信號(hào)并輸入到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 240。上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器240根據(jù)微控制器250的控制而選擇上述多 個(gè)溫度;f企測(cè)部230-1、 230-2所輸出的檢測(cè)信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的溫 度檢測(cè)信號(hào)，轉(zhuǎn)換的溫度檢測(cè)信號(hào)則被輸入到微控制器250。這樣，微 控制器250將來(lái)自上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器240的溫度檢測(cè)信號(hào)分別和預(yù) 先設(shè)定的多個(gè)基準(zhǔn)溫度值進(jìn)行比較，從而判斷空氣斷路器發(fā)生誤動(dòng)作 的可能性。即，當(dāng)從上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器240輸入的多個(gè)溫度檢測(cè)信 號(hào)高于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)溫度值時(shí)，上述微控制器250判斷空氣斷路器 有可能發(fā)生誤動(dòng)作。當(dāng)溫度檢測(cè)信號(hào)低于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)溫度值而判斷為空氣斷路器 沒(méi)有誤動(dòng)作可能性時(shí)，微控制器250不啟動(dòng)脫扣線圏260,空氣斷路器 繼續(xù)向負(fù)載提供正常電源。而當(dāng)溫度檢測(cè)信號(hào)高于預(yù)先設(shè)定的溫度值而判斷為空氣斷路器有 可能發(fā)生誤動(dòng)作時(shí)，微控制器250則啟動(dòng)脫扣線圈260使空氣斷路器 脫扣，從而切斷供向負(fù)載的電源。另外，上述樣i控制器250控制報(bào)警單元270發(fā)出報(bào)警音，并打開 報(bào)警燈或閃光，顯示空氣斷路器有可能發(fā)生誤動(dòng)作。
以上，對(duì)上述4企測(cè)溫度為基準(zhǔn)溫度以上時(shí)，啟動(dòng)脫扣線圈260使 空氣斷路器260脫扣并發(fā)出警報(bào)的例子進(jìn)行了說(shuō)明。本發(fā)明也可以構(gòu) 成為，當(dāng)檢測(cè)溫度為基準(zhǔn)穩(wěn)定以上時(shí)，啟動(dòng)脫扣線圏260使空氣斷路 器260脫扣但不發(fā)出警報(bào)，或者是不脫扣空氣斷路器只是由報(bào)警單元 270發(fā)出警報(bào)。另外，上述實(shí)施例中，在整流器210和微控制器250之間，以及 在多個(gè)溫度檢測(cè)部230-1 、 230-2和微控制器250之間設(shè)置模擬數(shù)字轉(zhuǎn) 換器220、 240,整流器210和多個(gè)溫度才企測(cè)部230-1、 230-2的輸出電 壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)之后，輸入到微控制器250。當(dāng)上述微控制器250具 有將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的功能時(shí)，也可以構(gòu)成為，使整流器210 和多個(gè)溫度檢測(cè)部230-1、 230-2的輸出電壓不經(jīng)過(guò)數(shù)字轉(zhuǎn)換而直接輸 入到微控制器250。另外，上述實(shí)施例中，對(duì)流向負(fù)載的電流以及溫度均進(jìn)行檢測(cè)以 保護(hù)空氣斷路器，但也可以構(gòu)成為，只通過(guò)檢測(cè)溫度來(lái)保護(hù)空氣斷路 器等方式。如上所述，本發(fā)明在空氣斷路器內(nèi)的各種發(fā)熱源以及有可能發(fā)生 誤動(dòng)作的元件上設(shè)置溫度傳感器來(lái)檢測(cè)溫度，通過(guò)其檢測(cè)溫度判斷空 氣斷路器發(fā)生誤動(dòng)作的可能性。判斷結(jié)果，空氣斷路器存在發(fā)生誤動(dòng) 作的可能性時(shí)，發(fā)出警報(bào)或使空氣斷路器脫扣。另外，通過(guò)從空氣斷路器流向負(fù)載的電流來(lái)判斷事故發(fā)生與否， 當(dāng)判斷為事故發(fā)生時(shí)，使空氣斷路器脫扣以切斷電源。
因此，本發(fā)明可防止空氣斷路器以及負(fù)載因發(fā)生事故以及溫度上 升而受損的現(xiàn)象，而且可預(yù)防空氣斷路器發(fā)生誤動(dòng)作，從而向負(fù)載提 供穩(wěn)定的電源。以上，通過(guò)理想實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，在本發(fā)明技術(shù) 范圍之內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變形。本發(fā)明的權(quán)利范圍不應(yīng)局限于所述實(shí)施例，而應(yīng)由權(quán)利要求進(jìn)行 限定。
權(quán)利要求
1、一種空氣斷路器的保護(hù)裝置，其特征在于，包括一個(gè)以上的溫度檢測(cè)部，其通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)空氣斷路器的溫度；微控制器，將所述溫度檢測(cè)部所檢測(cè)的溫度與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，從而判斷空氣斷路器有無(wú)誤動(dòng)作可能性；脫扣線圈，當(dāng)所述判斷結(jié)果為存在空氣斷路器發(fā)生誤動(dòng)作的可能性時(shí)，根據(jù)所述微控制器的控制切斷提供給負(fù)載的電源。
2、 如權(quán)利要求1所述空氣斷路器的保護(hù)裝置，其特征在于，所述 溫度^r測(cè)部對(duì)所述空氣斷路器所具有的發(fā)熱源或?qū)λ鑫⒖刂破鞯臏?度進(jìn)行檢測(cè)。
3、 如權(quán)利要求1所述空氣斷路器的保護(hù)裝置，其特征在于，還包 括根據(jù)所述^U空制器的控制而發(fā)出警報(bào)的報(bào)警單元。
4、 如權(quán)利要求1所述空氣斷路器的保護(hù)裝置，其特征在于，在所 述溫度檢測(cè)部和所述微控制器之間，還設(shè)有將所述溫度檢測(cè)部的檢測(cè) 溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸出到所述微控制器的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
5、 如權(quán)利要求1所述空氣斷路器的保護(hù)裝置，其特征在于，還包括，對(duì)通過(guò)空氣斷路器流向負(fù)載的電流進(jìn)行檢測(cè)并轉(zhuǎn)換為電 壓的電壓4企測(cè)部，以及對(duì)所述電壓檢測(cè)部所一企測(cè)電壓進(jìn)行整流并輸出 到所述微控制器的整流器； 所述微控制器將所述整流器的輸出電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn) 行比較，從而判斷事故發(fā)生與否，當(dāng)判斷為事故發(fā)生時(shí)，啟動(dòng)所述脫 扣線圈。
6、如權(quán)利要求5所述空氣斷路器的保護(hù)裝置，其特征在于，在所述整流器和所述微控制器之間，還設(shè)有將所述整流器的輸出電壓轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號(hào)并輸出到所述微控制器的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空氣斷路器的保護(hù)裝置，用于防止空氣斷路器動(dòng)作時(shí)所發(fā)生的熱量導(dǎo)致空氣斷路器誤動(dòng)作的現(xiàn)象，在空氣斷路器中包括電源線和觸點(diǎn)等的各種發(fā)熱源，以及溫度上升有可能導(dǎo)致誤動(dòng)作的各種元件上設(shè)置溫度傳感器，來(lái)檢測(cè)溫度，然后，將檢測(cè)的溫度和預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)溫度比較，比較的結(jié)果，當(dāng)檢測(cè)溫度高于預(yù)先設(shè)定的溫度時(shí)，判斷空氣斷路器存在誤動(dòng)作的可能性，當(dāng)判斷為空氣斷路器有可能發(fā)生誤動(dòng)作時(shí)，啟動(dòng)脫扣線圈使空氣斷路器脫扣以切斷提供給負(fù)載的電源，或者發(fā)出警報(bào)告知空氣斷路器有可能發(fā)生誤動(dòng)作。
文檔編號(hào)H01H71/12GK101211722SQ200710308369
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
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