專利名稱：一種防止斷線的斷路器的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種斷路器，特別涉及的是一種具有防止與斷路器相結合的電力
線和外控線非正常斷掉功能的斷路器，其可以應用在預付費用電管理系統中。
背景技術：
對于電力部門而言開關斷路設備，是保證用電安全、進行線路切換必不可少的設備，其可以應用于高壓也可以應用于低壓工況，可以設置于單相電力線上也可設置于三相電力線上，我們這里將現有的斷路器稱之為斷路器本體，其至少具有斷路功能，以及通過外控線接收外控信號的功能。 請參閱圖l所示，其為現有斷路器的內部結構示意圖；這里以設置于單相電力線為例，其包括一盒體001，采用絕緣阻燃材料制得，在其內部設有如下結構
—相線接入端032和一相線輸出端037，用以接入到電力線中；一動作機構，其包括一手柄021，其具有一操作端設置于所述的盒體001夕卜，進行電路的通斷控制；一動觸片024，其末端具有一動觸點025 ;—聯動機構022，其由多個聯動桿組成，通過設置于所述盒體OOl內的絞軸進行轉動，其最上的聯動桿0221的一端與所述的手柄021相連接，最下面聯動件0222的末端與所述的動觸片的前端023相連接；一靜觸點031，其與所述的相線輸入端032相連接，當旋動手柄021拉動所述的聯動機構022，從而引起動觸片024的前后運動，實現動觸點025和靜觸點031的接觸和分離，最終達到電力線路通斷的目的。其還包括一滅弧機構以及一過流保護機構，所述的滅弧機構用以消滅電弧對斷路器的破壞，其包括一金屬擋弧板033和一滅弧罩035，所述的金屬擋弧板033與所述的靜觸點031連接并延伸至所述的盒體001底部，所述的滅弧罩035與所述的靜觸點031相對應。所述的過流保護機構為一電磁脫扣器051，設置于所述的動作機構下部，其一端與所述的動觸片上端023相連接，其另一端與一撥動桿052的一端相連接，所述的撥動桿052的另一端與所述的聯動機構022的一聯動桿相抵靠相連接，在電力線出現過流時，所述的電磁脫扣器051動作，從而頂推所述的撥動桿052，進而使所述的聯動機構022的聯動桿動作，迫使所述的動、靜觸點分開，使負載與電力線斷開；所述的盒體內部設置有一控制電路板036，并且具有一控制線接入塊044，所述的控制線接入塊044位于所述的相線輸出接線端子032的下端，控制線041可能來自電能表的預付費控制電路，并延伸入所述的斷路器殼體001內與所述的控制電路板036相連接，用于使所述的控制電路板036接受外部控制信號，并將其轉換為觸發信號，進行預付費用盡時的斷路控制。 一執行動作機構，其具有一觸發端，其接收所述的控制電路板036的觸發信號動作，進而帶動所述聯動控制塊組022的動作，這里所采用的是電磁脫扣器039，其銜鐵與所述的聯動件052相抵靠，當所述的電磁脫扣器039接到所述的控制電路板36的觸發信號時，所述的銜鐵推動聯動件052，進而帶動所述聯動控制塊組的動作，使斷路器斷路。 但是隨著智能化電網的發展現有的斷路器存在如下缺陷當斷路器的電力線或是外控線有一根斷了 ，特別是外控線斷掉的情況下，往往不會影響用戶的用電，但是卻給用電管理部門帶來的問題，當然是一些用戶在針對預付費控制的情況，故意將外控線或是電力線剪斷然后偷換普通開關，這個極大地影響了正常的用電秩序。 鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本創作。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種防止斷線的斷路器，用以克服上述技術缺陷。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案在于，提供一種防止斷線的斷路器，其包括有一斷路器本體，其設置在電力線上，并具有外控線接入，在所述的斷路器本體內包括一防止斷線控制單元；其包括 —電力線電壓檢測子單元，用以檢測所述電力線上是否有電壓信號； —外控線電壓檢測子單元，用以檢測所述外控線上是否有電壓信號； —斷路動作執行子單元，用以在所述電力線、外控線其中任一沒有電壓信號時，使
所述的斷路器本體產生斷路動作。
其中，所述的電力線電壓檢測子單元包括 —第一電壓轉換電路，其將電力線上的電壓信號轉換為一第一電壓信號； —第一判斷電路，其接收所述的第一電壓信號，在電力線上無電壓信號時，輸出一
斷路信號。
其中，所述的外控線電壓檢測子單元包括 —第二電壓轉換電路，其將外控線上的電壓信號轉換為一第二電壓信號； —第二判斷電路，其接收所述的第二電壓信號，在外控線上無電壓信號時，輸出一
斷路信號。
較佳的，所述的第一電壓轉換電路設置在所述的電力線上，其包括 —濾波整流子電路和一 電壓轉換元件相連接，其中，所述的電壓轉換元件具有一
第一電壓信號輸出端。 較佳的，所述的第一判斷電路包括一比較器，其中所述的比較器的一輸入端與所
述的第一電壓信號輸出端相連接，其電源端與一穩壓電路的輸出端相連接。
其中，所述的第二電壓轉換電路包括 —濾波整流子電路和一電壓轉換元件相連接，其中，所述的電壓轉換元件具有一第二電壓信號輸出端。
較佳的，所述的第二判斷電路包括 —三極管，其基極與所述的第二電壓信號輸出端相連接； —電容，其與所述的三極管的集電極和發射極相連接，同時一端與所述的穩壓電路的輸出端相連接。 其中，所述的第二電壓信號流過分壓電阻與所述比較器的第二輸入端相連接。
其中，所述斷路執行子單元包括 —觸發元件，其接受所述的斷路信號，從而產生一觸發信號； —執行元件，其接受所述的觸發信號，轉換為一機械動作，使所述的斷路器斷路。
較佳的，還包括一指示電路，其包括一 LED，其設置與所述的斷路器本體的殼體上，其一端與所述的第二電壓信號輸出端相連接。
較佳的，所述觸發元件為晶閘管、繼電器其中之一 。
較佳的執行元件為一脫扣器。 與現有技術比較本發明的有益效果在于，能夠在電力線和外控線任一出現斷線的情況下，使斷路器產生斷路動作，從而避免了人為對智能電網中斷路器的非法破壞和更換； 同時具有溫度檢測功能，在溫度過高的情況下，使斷路器產生斷路動作從而起到保護的作用； 具有通信、存儲、顯示以及輸入功能，從而達到了智能化控制，以及為建立智能化電網提供了基礎性器件。
圖1為現有具有外控線的斷路器(斷路器本體)的剖視圖； 圖2為本發明防止斷線的斷路器結構功能框圖； 圖3為本發明防止斷線的斷路器較佳實施例一的結構功能框圖； 圖4為本發明防止斷線的斷路器較佳實施例二的結構功能框圖； 圖5為本發明防止斷線的斷路器較佳實施例一的具體電路結構示意圖； 圖6為本發明防止斷線的斷路器較佳實施例二的具體電路結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特征和優點作更詳細的說明。
請參閱圖2所示，其為本發明防止斷線的斷路器結構功能框圖；所述的防止斷線的斷路器，其包括有一斷路器本體20，其設置在電力線上，用以實現電力線10的通斷，并具有外控線11接入，所述的外控線11實現對斷路器的外控處理，所述的外控線11中有電壓信號，在所述的斷路器內包括一防止斷線控制單元；其包括一電力線電壓檢測子單元21，用以獲取所述的電力線IO上的電壓信號，并檢測所述電力線IO上是否有電壓信號；一外控線電壓檢測子單元22，用以獲取所述的外控線11上的電壓信號，并檢測所述外控線11上是否有電壓信號； —斷路動作執行子單元23，其與所述的斷路器本體10內的動作機構相結合，用以在所述電力線10、外控線ll其中任一沒有電壓信號時，接到來自所述電力線電壓檢測子單元21和外控線電壓檢測子單元22發出的斷路信號后使所述的斷路器本體10產生斷路動作，從而切斷電力線10。 請參閱圖3所示，其為本發明防止斷線的斷路器較佳實施例一的結構功能框圖；這里面只要針對的所述的電力線電壓檢測子單元21以及所述的外控線電壓檢測子單元22而言，其中，所述的電力線電壓檢測子單元21包括一第一電壓轉換電路211，其將電力線10上的電壓信號轉換為一第一電壓信號； —第一判斷電路212，其接收所述的第一電壓信號，并判斷是否有電壓信號在所述的電力線10上，在電力線10上無電壓信號時，輸出一斷路信號。 所述的外控線電壓檢測子單元22包括一第二電壓轉換電路221，其將外控線11上的電壓信號轉換為一第二電壓信號；
—第二判斷電路222，其接收所述的第二電壓信號，并判斷是否有電壓信號在所述的外控線11上，在外控線11上無電壓信號時，輸出一斷路信號。 所述的第一判斷電路212以及所述的第二判斷電路222都與所述的斷路動作執行子單元23相結合，用以在任一判斷電路發出斷路信號時，使所述的斷路器本體10產生斷路動作。 請參閱圖4所示，其為本發明防止斷線的斷路器較佳實施例二的結構功能框圖；一般意義而言，上述的實施例一的兩個判斷電路通常可以采用模擬電路實現，即所述的第一判斷電路212以及所述的第二判斷電路222僅僅可以完成判定和發出斷路信號功能而已，無法實現功能的擴展，從而無法與現有提倡的智能型用電管理相適應。為此在本實施例二中采用了一處理器3，其與所述的第一電壓轉換電路211和第二電壓轉換電路221相連接，由于處理器3具有多了端口，因而從單純的功能角度來說，所述的第一電壓轉換電路211和第二電壓轉換電路221對所述的處理器3形成復用，從而仍然構成如上述實施例中所述的電力線電壓檢測子單元21和外控線電壓檢測子單元22 ;同時還增設輔助功能電路與所述的處理器3相連接，所述的輔助功能電路至少包括一通信電路31或警示電路32或顯示電路33或鍵盤電路(圖中未示)其中之一。其中，通信電路31用于和上位機實現通信，將目前斷路器檢測到的用電狀況傳輸出去；所述的警示電路32在某一線路(電力線10或外控線11)出現斷線時可以進行警報，如聲光告警，為此所述的防止斷線的斷路器還應該設置有一個電池類的電源用以向處理器3等用電元件在需要的情況下供電。所述的鍵盤電路用以向所述的防止斷線的斷路器的處理器3輸入相應的控制命令，其在斷路器的結構來看可以僅僅是一個通信接口。 請參閱圖5所示，其為本發明防止斷線的斷路器較佳實施例一的具體電路結構示意圖，需要強調的是本發明對應的斷路器可以應用于高壓線路也可以應用于低壓線路，可以是單相電力線也可以是三相電力線；本實施例是以單相為例，但是對于三相而言，僅僅是需要將所述的第一電壓轉換電路采集的對象從一根相線分成三個相線而已，任意一個相線被斷了，都會產生相應的斷線信號。所述的電力線電壓檢測子單元包括一第一電壓轉換電路包括一濾波整流子電路和一電壓轉換元件相連接，其中，所述的電壓轉換元件具有一第一電壓信號輸出端。所述的濾波整流電路是由一二極管D1和電容C1組成，通過二極管D2整流以及電阻Rl進行降壓處理，和所述的穩壓芯片IC1對電壓進行穩壓處理，穩壓后的電壓信號供給所述的第一判斷電路的一比較器IC2使用，同時將經過整流的電信號通過一降壓電阻R12施加在一光電耦合器IC3的輸入端，所述的光電耦合器IC3的一輸出端接地，另一輸出端與所述的穩壓芯片IC1的輸出端通過一電阻R13相連接，并且與一三極管Q2(PNP型)的基極相連接，所述的三極管Q2的集電極與所述的穩壓芯片IC1的輸出端相連接，其發射極通過分壓電阻R4、 R5接地，從所述的分壓電阻R4、 R5之間連接點與所述的比較器的反相端相連接； —基準電壓電路，其將外控線上的電壓信號轉換為一基準電壓信號(第二電壓信號)置于所述的比較器的同相端；其中所述的基準電壓電路包括一二極管D6，其通過一組串聯的分壓電阻R9、R10接地，其中所述的分壓電阻R9、R10的串接點與所述的比較器的同相端相連接； 所述的外控線電壓檢測子單元包括一第二電壓轉換電路，其為一電阻R8，產生一第二電壓信號；一第二判斷電路，其為一三極管Ql (NPN型)，其基極與一電阻R7相連接，接收所述的第二電壓信號，其集電極和發射極之間設置有電容C4，且三極管Q1發射極接地；并通過一電阻R6和所述的穩壓芯片IC1的輸出相連接； —斷路動作執行子單元，其包括一作為觸發元件為可控硅(晶閘管)或選用繼電器，此處以可控硅SCR為例，其與一脫扣器的線圈Ll第一端串聯，所述的脫扣器的動作端與所述的斷路器本體10的動作機構相連接；所述的可控硅SCR的一端接地，所述的脫扣器線圈L 1的第二端與所述的二極管D2相連接，從而形成一第一回路；所述的外控線Lkz、 Nkz上的電流通過二極管D5與所述的脫扣器的線圈LI第二端相連接，從而形成一第二回路。
所述的比較器IC2的輸出端通過一二極管D4與所述的可控硅SCR的控制端相連接，從而實現所述的電力線電壓檢測子單元與所述的斷路動作執行子單元的連接；所述的三極管Ql的集電極通過二極管D3與可控硅SCR的控制端相連接；從而形成了所述的外控線電壓檢測子單元與所述的斷路動作執行子單元的連接。 還可以設置一個指示電路，其包括一發光二極管LED，其設置于所述的斷路器本體10的殼體上，其一端可以通過一個降壓電阻Rll與所述的第二電壓信號輸出端相連接，其另一端接地。 在斷線沒有發生時，即電力線和外控線都正常時，所述的光電耦合器IC3輸入端點亮，此時所述的光電耦合器IC3的輸出端導通，則所述的三極管Q2導通，從而經過穩壓芯片IC1穩壓和電阻R4、R5分壓處理，為所述比較器IC2的反相端提供的一電壓信號；此時外控線Lkz、 Nkz的電壓信號轉化為第二電壓信號后提供給比較器IC2的同相端，可以通過電阻R4、 R5、 R9、 R10值的設置，實現所述的比較器IC2輸出低電位(這對本領域技術人員而言是非常簡便的，這里就不再贅述了 )，從而所述的可控硅SCR沒有被觸發，所述的斷路動作執行子單元不動作；所述的外控線Lkz、Nkz產生的第二電壓信號作用于所述的三極管Ql的基極上，從而使所述的三極管Ql導通，進而所述的可控硅SCR也不會被觸發，所述的斷路動作執行子單元不動作。 當所述的電力線Lin、 Nin斷開，則所述的比較器IC2的同相端的電壓大于反相端的，此時所述的比較器IC2輸出高電位，則可控硅SCR被觸發，所述的第二回路導通，此時脫扣器動作從而所述的斷路器產生斷路動作； 當所述的外控線Lkz、 Nkz斷開，則三極管Ql截止，則可控硅SCR的觸發端為高電位，可控硅SCR被觸發，所述的第一回路導通，此時脫扣器動作從而所述的斷路器產生斷路動作。 所以不論電力線Lin、Nin還是外控線Lkz、Nkz斷開，都會使斷路器產生斷路動作，從而防止人為剪斷斷路器控制線，或是私下里更換斷路器的問題發生，這在預付費電路里尤其重要。 請參閱圖6所示，其為本發明防止斷線的斷路器較佳實施例二的具體電路結構示意圖。這里面引入了處理器MCU，增加了本發明防止斷線的斷路器在智能化方面的應用，其與上述實施例一的區別主要在于，上述的為全模擬電路，這里為數字電路，光電耦合器IC3的輸出端直接和處理器MCU的輸入端相連接，所述外控線Lkz、 Nkz通過第二電壓轉換電路轉換為第二電壓信號，并通過一三極管Ql與所述的處理器MCU相連接；即在外控線Lkz、Nkz有電壓信號時，所述的三極管Ql是導通的，則所述的處理器MCU相應的輸入端為低電位；所述的處理器MCU的一個輸出端通過三極管Q2與所述的可控硅SCR的控制端相連接； 從而在光電耦合器IC3接收到電力線Lin、Nin沒有電壓信號或者所述的外控線Lkz、Nkz沒 有電壓信號時，所述的處理器MCU輸出低電位，從而使所述的三極管Q2導通，進而觸發所述 的可控硅SCR導通，此時所述的脫扣器動作從而所述的斷路器產生斷路動作。
還設置有一備用電源電路，其可以是電池或是充電電池；用以在電力線Lin、 Nin 和外控線Lkz、Nkz切斷后，沒有電源供應的情況下，為所述的處理器MCU等其他用電元器件 供電；還設置有一溫度檢測芯片IC2，其檢測斷路器內部的環境溫度，并將其轉換為一數字 信號傳輸給所述的處理器MCU，通過三極管Q3與所述的可控硅SCR的控制端相連接；在溫 度超過閾值的情況下，所述的處理器MCU輸出低電位信號，從而使所述的三極管Q3導通，進 而觸發所述的可控硅SCR導通，此時脫扣器動作引起所述的斷路器產生斷路動作。
同時增加了警示電路，其包括發光二極管LED1以及發光二極管LED2，分別用以 指示電力線Lin、Nin或是外控線Lkz、Nkz斷了，還是溫度過高引起的斷路器斷路動作。
還包括一通信電路、顯示電路、鍵盤電路、存儲電路和時鐘電路其分別與所述的 處理器MCU相連接。其中，所述的通信電路用于和上位機實現通信，將目前斷路器檢測到的 用電狀況傳輸出去，這里可以是有線的也可以使無線方式；所述的鍵盤電路用以向所述的 防止斷線的斷路器的處理器MCU輸入相應的控制命令，以及調整與溫度相關的比較的閾值 大小，其從斷路器的結構來看可以僅僅是一個通信接口 ；所述的存儲電路，用以存儲相應的 數據信息；所述的顯示電路用以顯示相應的狀態數據；所述的時鐘電路用以向所述的處理 器MCU提供時鐘信號。 以上所述僅為本發明的較佳實施例，對本發明而言僅僅是說明性的，而非限制性 的。本專業技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和范圍內可對其進行許多改變， 修改，甚至等效，但都將落入本發明的保護范圍內。
權利要求
一種防止斷線的斷路器，其包括有一斷路器本體，其設置在電力線上，并具有外控線接入，其特征在于，還包括一防止斷線控制單元；其包括一電力線電壓檢測子單元，用以檢測所述電力線上是否有電壓信號；一外控線電壓檢測子單元，用以檢測所述外控線上是否有電壓信號；一斷路動作執行子單元，用以在所述電力線、外控線其中任一沒有電壓信號時，使所述的斷路器本體產生斷路動作。
2. 根據權利要求1所述的防止斷線的斷路器，其特征在于，所述的電力線電壓檢測子 單元包括一第一 電壓轉換電路，其將電力線上的電壓信號轉換為一第一 電壓信號； 一第一判斷電路，其接收所述的第一電壓信號，在電力線上無電壓信號時，輸出一斷路 信號。
3. 根據權利要求1或2所述的防止斷線的斷路器，其特征在于，所述的外控線電壓檢測 子單元包括一第二電壓轉換電路，其將外控線上的電壓信號轉換為一第二電壓信號； 一第二判斷電路，其接收所述的第二電壓信號，在外控線上無電壓信號時，輸出一斷路 信號。
4. 根據權利要求2所述的防止斷線的斷路器，其特征在于，所述的第一電壓轉換電路 設置在所述的電力線上，其包括一濾波整流子電路和一電壓轉換元件相連接，其中，所述的電壓轉換元件具有一第一 電壓信號輸出端。
5. 根據權利要求2或4所述的防止斷線的斷路器，其特征在于，所述的第一判斷電路包 括一比較器，其中所述的比較器的一輸入端與所述的第一電壓信號輸出端相連接，其電源 端與一穩壓電路的輸出端相連接。
6. 根據權利要求3所述的防止斷線的斷路器，其特征在于，所述的第二電壓轉換電路 包括一濾波整流子電路和一電壓轉換元件相連接，其中，所述的電壓轉換元件具有一第二 電壓信號輸出端。
7. 根據權利要求6所述的防止斷線的斷路器，其特征在于，所述的第二判斷電路包括 一三極管，其基極與所述的第二電壓信號輸出端相連接；一電容，其與所述的三極管的集電極和發射極相連接，同時一端與所述的穩壓電路的 輸出端相連接。
8. 根據權利要求7所述的防止斷線的斷路器，其特征在于，所述的第二電壓信號流過 分壓電阻與所述比較器的第二輸入端相連接。
9. 根據權利要求1所述的防止斷線的斷路器，其特征在于， 所述的電力線電壓檢測子單元包括一第一 電壓轉換電路，其將電力線上的電壓信號轉換為一第一 電壓信號； 所述的外控線電壓信號檢測子單元包括一第二電壓轉換電路，其將外控線上的電壓信號轉換為一第二電壓信號； 一處理器，其分別獲取所述的第一電壓信號和第二電壓信號，從而在所述的電力線或外控線無電壓信號時產生一斷路信號。
10. 根據權利要求9所述的防止斷線的斷路器，其特征在于，還包括輔助功能電路與所述的處理器相連接，所述的輔助功能電路至少包括一通信電路或警示電路或顯示電路或 鍵盤電路其中之一。
11. 根據權利要求1或7或9所述的防止斷線的斷路器，其特征在于，所述斷路執行子單元包括一觸發元件，其接受所述的斷路信號，從而產生一觸發信號；一執行元件，其接受所述的觸發信號，轉換為一機械動作，使所述的斷路器斷路。
12. 根據權利要求1或7或9所述的防止斷線的斷路器，其特征在于，還包括一指示 電路，其包括一 LED,其設置與所述的斷路器本體的殼體上，其一端與所述的第二電壓信 號輸出端相連接。
13. 根據權利要求11所述的防止斷線的斷路器，其特征在于，所述觸發元件為晶閘管、 繼電器其中之一。
14. 根據權利要求11所述的防止斷線的斷路器，其特征在于，所述的執行元件為一脫 扣器。
全文摘要
本發明為一種防止斷線的斷路器，其包括有一斷路器本體，其設置在電力線上，并具有外控線接入，其特征在于，還包括一防止斷線控制單元；一電力線電壓檢測子單元，用以檢測所述電力線上是否有電壓信號；一外控線電壓檢測子單元，用以檢測所述外控線上是否有電壓信號；一斷路動作執行子單元，用以在所述電力線、外控線其中任一沒有電壓信號時，使所述的斷路器本體產生斷路動作。
文檔編號H02H3/24GK101699682SQ20091020840
公開日2010年4月28日 申請日期2009年10月20日 優先權日2009年10月20日
發明者萬家盛, 汪志強 申請人:湖北盛佳電器設備有限公司;萬家盛