一种微型断路器用智能电力传感器及智能微型断路器的制作方法

1.本发明涉及一种微型断路器用智能电力传感器及智能微型断路器。


背景技术：

2.微型断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。其主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。
3.然而，随着科技的发展，人们的各项需求也逐渐增加，例如酒店、连锁店、敬老院等场所，客户希望知道各主电路的实时用电量，即需要了解更加详细的用电量数据，并希望可以实时查看这些数据，且数据要能够直观显示。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种可以实时检测并输出对应线路的电量数据的微型断路器用智能电力传感器，可直接插装在微型断路器上使用且体积小巧；本发明的目的还在于提供一种安装有上述微型断路器用智能电力传感器的智能微型断路器。
5.本发明的微型断路器用智能电力传感器的技术方案如下：
6.微型断路器用智能电力传感器包括壳体以及安装在壳体内的主控制芯片、电力计量芯片、电流互感器和无线通讯模组，壳体的前后侧面上同轴设置有第一穿孔和第二穿孔以供火线穿过，电流互感器与第一穿孔同轴设置，电流互感器与电力计量芯片电连接，主控制芯片分别与电力计量芯片和无线通讯模组电连接，壳体上安装有l形的取电片，取电片的外端自第二穿孔处水平向外伸出并位于火线下方，取电片的外端用于与火线共同插入微型断路器的火线接线端子内，取电片的内端通过固定在主控制芯片上的天线弹片与主控制芯片电连接，主控制芯片上还通过电线连接有零线插头以用于与零线汇流排插接连接，电流互感器用于检测流过火线的电流，电力计量芯片将计算的电量结果反馈给主控制芯片并通过无线通讯模组传输至云端，以方便用户通过终端查看。
7.进一步地，所述第二穿孔为沿上下方向延伸的长孔，长孔的宽度大于取电片的宽度、长度大于取电片的长度以方便取电片进出。因为取电片与壳体采用直接一体连接或者采用灌封方式连接时，模具较为复杂，生产加工不便，而且不便于取电片的二次使用，故而采用可拆连接的方式，在其前提下，通过在壳体上设置第二穿孔，一方面供火线穿过以与微型断路器的接线端子连接，另一方面方便了取电片的拆装，而且还方便取电片的外端能够处于火线的下方，以便与火线同步插入微型断路器的接线端子。
8.进一步地，壳体上于所述第二穿孔的下方对称设有两限位柱，所述取电片的内端两侧对称设置有两个弧形槽，两个弧形槽分别与两个限位柱限位配合以固定取电片。限位
柱和取电片上弧形槽的设置，不仅解决了取电片的定位固定问题，而且大大方便了取电片的拆装，依靠塑料壳体的变形即可实现定位与解除定位问题。
9.进一步地，所述取电片的内端端部为锥形的刀刃部以方便安装时刺破塑料。
10.进一步地，电流互感器、电力计量芯片和主控制芯片沿火线进线方向并列设置，电流互感器、电力计量芯片和主控制芯片上均具有供火线穿过的穿线孔，三个穿线孔同轴设置。
11.本发明的智能微型断路器的技术方案如下：
12.智能微型断路器包括外壳以及位于外壳内的操作机构、触点、脱扣器以及控制触点开合闸的电动操动机构，还包括用于插装在外壳上的智能电力传感器，智能电力传感器包括壳体以及安装在壳体内的主控制芯片、电力计量芯片、电流互感器和无线通讯模组，壳体的前后侧面上同轴设置有第一穿孔和第二穿孔以供火线穿过，电流互感器与第一穿孔同轴设置，电流互感器与电力计量芯片电连接，主控制芯片分别与电力计量芯片、无线通讯模组和电动操动机构电连接，壳体上安装有l形的取电片，取电片的外端自第二穿孔处水平向外伸出并位于火线下方，取电片的外端用于与火线共同插入微型断路器的火线接线端子内，取电片的内端通过固定在主控制芯片上的天线弹片与主控制芯片电连接，主控制芯片上还通过电线连接有零线插头以用于与零线汇流排插接连接，电流互感器用于检测流过火线的电流，电力计量芯片将计算的电量结果反馈给主控制芯片并通过无线通讯模组传输至云端，以方便用户通过终端查看；主控制芯片可控制电动操动机构对触点进行开合闸操作。
13.进一步地，所述第二穿孔为沿上下方向延伸的长孔，长孔的宽度大于取电片的宽度、长度大于取电片的长度以方便取电片进出。因为取电片与壳体采用直接一体连接或者采用灌封方式连接时，模具较为复杂，生产加工不便，而且不便于取电片的二次使用，故而采用可拆连接的方式，在其前提下，通过在壳体上设置第二穿孔，一方面供火线穿过以与微型断路器的接线端子连接，另一方面方便了取电片的拆装，而且还方便取电片的外端能够处于火线的下方，以便与火线同步插入微型断路器的接线端子。
14.进一步地，壳体上于所述第二穿孔的下方对称设有两限位柱，所述取电片的内端两侧对称设置有两个弧形槽，两个弧形槽分别与两个限位柱限位配合以固定取电片。限位柱和取电片上弧形槽的设置，不仅解决了取电片的定位固定问题，而且大大方便了取电片的拆装，依靠塑料壳体的变形即可实现定位与解除定位问题。
15.进一步地，所述取电片的内端端部为锥形的刀刃部以方便安装时刺破塑料。
16.进一步地，电流互感器、电力计量芯片和主控制芯片沿火线进线方向并列设置，电流互感器、电力计量芯片和主控制芯片上均具有供火线穿过的穿线孔，三个穿线孔同轴设置。
17.本发明的有益效果：本发明在使用时，整体尺寸小巧(拇指大小)，将取电片通过第二穿孔插入并刺破塑料后卡在两限位柱处，将火线依次穿过第一穿孔、电流互感器、电力计量芯片、主控制芯片和第二穿孔，然后直接插装在微型断路器的火线接线口处，也就是将火线和取电片的外端同步插在微型断路器的火线接线端子处，插在接线端子的插孔处，通过旋拧紧定螺钉，即可依次将火线、取电片压紧在方形的导电片上，完成火线端的电连接，然后将零线端的零线插头插装在零线汇流排上，完成接线。工作时，电流在火线上流动被套在其上的电流互感器检测到并将信号反馈给电力计量芯片，经过电力计量芯片计算后将数据
传递给主控制芯片，主控制芯片经过处理后通过无线通讯模组传递给云端，终端上安装有相应的app，可以直接将处理后的数据以数字和图表的形式显示出来，例如手机可以显示实时的累计用电量。显示本月用电量，各月用电量柱形图，每天用电量柱形图以及每天中24小时内的用电量柱形图或折线图等，使得用户可以随时直观的查看用电量情况。与此同时，对于连锁店、酒店等场所，可以通过对智能微型断路器进行定时，使得其能够定时开启和关闭触点，具体方式可以是终端设定，通过云端反向传递给主控制芯片，主控制芯片反过来控制电动操动机构，在到达指令时间点后按照指令进行开合闸操作。
附图说明
18.图1为本发明的智能微型断路器的一种实施方式的结构示意图；
19.图2为智能电力传感器的结构示意图；
20.图3为显示第二穿孔处各部件位置关系的结构示意图；
21.图4为智能微型断路器内部结构的局部视图；
22.图5为取电片与天线弹片的配合关系示意图；
23.图6为取电片的结构示意图；
24.图7为智能电力传感器的电路原理图；
25.图中：1
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微型断路器，11
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外壳，12
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脱扣器，13
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火线接线端子，14
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螺钉；2
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智能电力传感器，21
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壳体，211
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第一穿孔，212
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第二穿孔，213
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限位柱，22
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主控制芯片，221
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天线弹片，23
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电力计量芯片，24
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电流互感器，25
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无线通讯模组，26
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取电片，261
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内端，262
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外端，263
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弧形槽，264
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刀刃部，27
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零线插头，3
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火线。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
29.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
30.目前现有大部分产品均是独立式电流互感器加电能控制器的方式；在用户端安装以及空间上均存在一定的弊端；譬如额外的电力控制器需要占用用户配电箱额外的空间，
在老小区改造项目上具有一定的障碍。
31.本技术的特点：智能电力传感器可直接安装在微型断路器的进线端或者负载端；智能电力传感器通过取电片直接插入断路器接线框进行取电；取电片可直接接触智能电力传感器电路板上焊接的天线弹片从而对电路板进行供电；电缆(火线)穿过智能电力传感器中间的孔直接插入微型断路器的接线框。内置于智能电力传感器内部的电流互感器可进行电流采集；智能电力传感器将采集到的电流、电压、电能信号通过内置的无线通讯模组上传到云端从而得以实现电力信息的实时监控。通过本技术的方案可以在不改变配电线路以及空间的情况下完成电力云端监控；可及时识别故障用电或者非正常用电从而大大降低火灾风险。
32.本发明的智能微型断路器的一种实施方式：如图1、4所示，智能微型断路器包括外壳11以及位于外壳11内的操作机构、触点、脱扣器以及控制触点开合闸的电动操动机构，还包括用于插装在外壳11上的智能电力传感器2，如图2、3所示，智能电力传感器2包括壳体21以及安装在壳体21内的主控制芯片22、电力计量芯片23、电流互感器24和无线通讯模组25，壳体21的前后侧面上同轴设置有第一穿孔211和第二穿孔212以供火线3穿过，电流互感器24与第一穿孔211同轴设置，电流互感器24与电力计量芯片23电连接，主控制芯片22分别与电力计量芯片23、无线通讯模组25和电动操动机构电连接，如图5、6所示，壳体21上安装有l形的取电片26，取电片26的外端262自第二穿孔212处水平向外伸出并位于火线3下方，取电片26的外端262用于与火线3共同插入微型断路器1的火线接线端子13内，取电片26的内端261通过固定在主控制芯片22上的天线弹片221与主控制芯片22电连接，主控制芯片22上还通过电线连接有零线插头27以用于与零线汇流排插接连接，电流互感器24用于检测流过火线3的电流，电力计量芯片23将计算的电量结果反馈给主控制芯片22并通过无线通讯模组25传输至云端，以方便用户通过终端查看；主控制芯片22可控制电动操动机构对触点进行开合闸操作。
33.本实施例中，第二穿孔212为沿上下方向延伸的长孔，长孔的宽度大于取电片26的宽度、长度大于取电片26的长度以方便取电片26进出。因为取电片26与壳体21采用直接一体连接或者采用灌封方式连接时，模具较为复杂，生产加工不便，而且不便于取电片26的二次使用，故而采用可拆连接的方式，在其前提下，通过在壳体21上设置第二穿孔212，一方面供火线3穿过以与微型断路器1的接线端子连接，另一方面方便了取电片26的拆装，而且还方便取电片26的外端262能够处于火线3的下方，以便与火线3同步插入微型断路器1的接线端子。壳体21上于第二穿孔212的下方对称设有两限位柱213，取电片26的内端261两侧对称设置有两个弧形槽263，两个弧形槽263分别与两个限位柱213限位配合以固定取电片26。限位柱213和取电片26上弧形槽263的设置，不仅解决了取电片26的定位固定问题，而且大大方便了取电片26的拆装，依靠塑料壳体21的变形即可实现定位与解除定位问题。取电片26的内端261端部为锥形的刀刃部264以方便安装时刺破塑料。
34.电流互感器24、电力计量芯片23和主控制芯片22沿火线3进线方向并列设置，电流互感器24、电力计量芯片23和主控制芯片22上均具有供火线3穿过的穿线孔，三个穿线孔同轴设置。
35.本发明在使用时，整体尺寸小巧(拇指大小)，将取电片26通过第二穿孔212插入并刺破塑料后卡在两限位柱213处，将火线3依次穿过第一穿孔211、电流互感器24、电力计量
芯片23、主控制芯片22和第二穿孔212，然后直接插装在微型断路器1的火线接线口处，也就是将火线3和取电片26的外端262同步插在微型断路器1的火线接线端子13处，插在接线端子的插孔处，通过旋拧紧定螺钉14，即可依次将火线3、取电片26压紧在方形的导电片上，完成火线端的电连接，然后将零线端的零线插头27插装在零线汇流排上，完成接线。工作时，电流在火线3上流动被套在其上的电流互感器24检测到并将信号反馈给电力计量芯片23，经过电力计量芯片23计算后将数据传递给主控制芯片22，主控制芯片22经过处理后通过无线通讯模组25传递给云端，终端上安装有相应的app，可以直接将处理后的数据以数字和图表的形式显示出来，例如手机可以显示实时的累计用电量。显示本月用电量，各月用电量柱形图，每天用电量柱形图以及每天中24小时内的用电量柱形图或折线图等，使得用户可以随时直观的查看用电量情况。与此同时，对于连锁店、酒店等场所，可以通过对智能微型断路器进行定时，使得其能够定时开启和关闭触点，具体方式可以是终端设定，通过云端反向传递给主控制芯片22，主控制芯片22反过来控制电动操动机构，在到达指令时间点后按照指令进行开合闸操作。
36.本发明的微型断路器用智能电力传感器的具体实施例与上述智能微型断路器的各实施例中的智能电力传感器的结构相同，此处不再赘述。
37.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。