CN203455452U - 断路器过载报警装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种断路器过载报警装置，包括：电流互感器，用于感测流过断路器的电流并输出与所感测的流过断路器的电流成比例的互感电流；以及报警部件，用于判断互感电流是否大于预设电流阈值，并且在判断互感电流大于所述预设电流阈值时输出报警信号。通过在断路器过载初期发出报警信号，避免了传统断路器在热脱扣后造成供电间断以及传统断路器未及时热脱扣造成的导线老化加重的问题。

Description

断路器过载报警装置

技术领域

本实用新型涉及断路器过载初期的报警，并且更具体地涉及一种断路器过载报警装置。

背景技术

在日常生活中，用户往往可能会在某一电气回路中添加过多的电气设备，导致该电气回路的断路器热过载跳闸。根据断路器的特性和电气回路中实际电流的大小，断路器热过载跳闸的时延可能长达数十分钟或者数小时。热过载跳闸虽然保护了线路安全，但同时也给用户带来了断电的麻烦。

另一方面，导线的过负荷曲线和断路器的可靠脱扣曲线之间可能存在交叉，从而使得断路器在电气回路中实际电流小于可靠脱扣电流时不断开，然而此时由于电气回路中实际电流已经超出导线的正常工作电流，导致导线持续发热，造成较高的温度，使导线老化、使用寿命缩短。用户往往无法察觉到这一类过载情况的发生。

因此，需要一种能够在断路器过载初期就发出报警的断路器过载报警装置。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种断路器过载报警装置，其通过在断路器过载初期发出报警信号，避免了传统断路器在热脱扣后造成供电间断以及传统断路器未及时热脱扣造成的导线老化加重的问题。

根据本实用新型一方面，提供了一种断路器过载报警装置，包括：电流互感器，用于感测流过断路器的电流并输出与所感测的流过断路器的电流成比例的互感电流；以及报警部件，用于判断互感电流是否大于预设电流阈值，并且在判断互感电流大于所述预设电流阈值时输出报警信号。

在一个示例中，所述报警部件包括：预处理电路，用于将电流互感器输出的互感电流变换为测量电压；过载判断部件，用于判断所述测量电压是否大于预设电压阈值，并且在判断所述测量电压大于所述预设电压阈值时输出过载信号；以及报警电路，用于在所述过载判断部件输出过载信号时输出报警信号，其中，所述预设电压阈值是所述预设电流阈值的预定倍数。

根据本实用新型另一方面，提供了一种断路器过载报警装置，包括：多个电流互感器，每个电流互感器分别与对应的断路器连接，用于感测流过该断路器的电流并输出与所感测的流过该断路器的电流成比例的互感电流；以及报警部件，用于判断所述多个电流互感器输出的多个互感电流是否大于各自相应的预设电流阈值，并且在判断所述多个互感电流中至少一个大于相应的预设电流阈值时输出报警信号。

在一个示例中，所述报警部件包括：多个预处理电路，每个预处理电路分别与对应的电流互感器连接，用于将该电流互感器输出的互感电流变换为测量电压；过载判断部件，用于判断所述多个预处理电路输出的多个测量电压是否大于各自相应的预设电压阈值，并且在判断所述多个预处理电路输出的多个测量电压中至少一个大于相应的预设电压阈值时输出过载信号；以及报警电路，用于在所述过载判断部件输出过载信号时输出报警信号，其中，所述预设电压阈值是相应的预设电流阈值的预定倍数。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1图示了根据本实用新型第一实施例的断路器过载报警装置的示意性框图；

图2图示了根据本实用新型的电流互感器的示意性连接图；

图3图示了根据本实用新型第一实施例的报警部件的一种实现方式的示意图；

图4图示可根据本实用新型第一实施例的报警部件的另一种实现方式的示意图；

图5图示了根据本实用新型第二实施例的断路器过载报警装置的示意性框图；

图6图示了根据本实用新型第二实施例的报警部件的一种实现方式的示意图；

图7图示了根据本实用新型第二实施例的断路器过载报警装置的示意性布置图；以及

图8图示了根据本实用新型的远程报警组件的示意图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本实用新型的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。

首先，将参考图1－图5来描述根据本实用新型第一实施例的断路器过载报警装置。

如图1所示，示出了根据本实用新型第一实施例的断路器过载报警装置的示意性框图。根据本实用新型第一实施例的断路器过载报警装置包括电流互感器10和报警部件20。

电流互感器10的连接方式如图2所示，其感测流过断路器MCB的电流，并输出与所感测的流过断路器的电流成比例的互感电流。电流互感器的工作原理及其工作方式是本领域公知的，在此不对其进行赘述。

报警部件20与电流互感器10的输出端连接并接收电流互感器10输出的互感电流，其判断互感电流是否大于预设电流阈值，并且在判断互感电流大于所述预设电流阈值时输出报警信号。可以根据各个电流互感器所感测的相应电气回路的设计额定电流值，来确定相应的预设电流阈值。所述预设电流阈值可以例如是所述断路器的额定工作电流，或者可以是稍大于所述断路器的额定工作电流的值（例如，额定工作电流的1.13倍）。

报警部件20可以包括：预处理电路21、过载判断部件22和报警电路23。

预处理电路21将电流互感器10输出的互感电流变换为测量电压。过载判断部件22判断所述测量电压是否大于预设电压阈值，并且在判断所述测量电压大于所述预设电压阈值时输出过载信号，所述预设电压阈值是所述预设电流阈值的预定倍数。报警电路23在所述过载判断部件输出过载信号时输出报警信号。

如图3所示，示出了根据本实用新型第一实施例的报警部件的一种实现方式的示意图。

预处理电路21可以简单地通过电阻器R2实现，电阻器R2的两端分别与电流互感器10的两个输出端（即，电流互感器10的二次侧）连接，以便将电流互感器10的二次侧输出的互感电流转换为测量电压。

过载判断部件22可以包括电压比较器221。预处理电路21的一个输出端可以与电压比较器221的同向输入端连接，并且另一个输出端可以接地。电压比较器221的反向输入端与参考电压端连接。根据需要，可以采用多种方式来向电压比较器221的反向输入端输入参考电压。参考电压可以被设置为预设电压阈值，即当测量电压超过该预设电压阈值时，可以判断出现过载。可以根据电流互感器10的电流感应比例、电阻R2的电阻值、以及电气回路的设计额定电流值等来确定该预设电压阈值的大小。在电压比较器221的同向输入端的测量电压大于电压比较器221的反向输入端的参考电压时，电压比较器221输出过载信号。

报警电路23可以输出指示灯发光信号作为报警信号。如图3所示，报警电路23可以包括指示灯，例如发光二极管灯，以便在过载判断部件221输出过载信号时发光。

如图4所示，示出了根据本实用新型第一实施例的报警部件的另一种实现方式的示意图。

过载判断部件22可以包括微处理器MCU222。预处理电路21的一个输出端可以与微处理器MCU222的一个输入端连接，并且另一个输出端可以接地。微处理器MCU222的另一个输入端与参考电压端连接。根据需要，可以采用多种方式来向微处理器MCU222输入参考电压。参考电压可以被设置为预设电压阈值，即当测量电压超过该预设电压阈值时，可以判断出现过载。可以根据电流互感器10的电流感应比例、电阻R2的电阻值、以及电气回路的设计额定电流值等来确定该预设电压阈值的大小。微处理器MCU222将预处理电路21输出的测量电压与所述预设电压阈值进行比较，在预处理电路21输出的测量电压大于所述预设电压阈值时，微处理器MCU222输出过载信号。

报警电路23可以输出报警声音信号作为报警信号。如图4所示，报警电路23可以包括可控晶体管2321和振铃2322，微处理器MCU222输出的过载信号作为可控晶体管的控制信号，并且在过载判断部件输出过载信号时所述可控晶体管导通，所述振铃发出报警声音信号。

尽管在图3和图4中分别示出了一种形式的报警信号，然而根据需要，可以同时提供多种形式的报警信号。例如，可以在图3所示的断路器过载报警装置中并入如图4所示的报警电路232，也可以在图4所示的断路器过载报警装置中并入如图3所示的报警电路231。

通常，家用断路器装置包括多个电气回路，每个电气回路分别通过各自的断路器进行断路保护。接下来，将参考图5－图8描述根据本实用新型第二实施例的适用于多个断路器应用的断路器过载报警装置。

如图5所示，示出了根据本实用新型第二实施例的断路器过载报警装置的示意性框图。根据本实用新型第二实施例的断路器过载报警装置包括多个电流互感器110、120、130和报警部件200。

多个电流互感器110、120和130中的每个电流互感器分别与对应的断路器连接，具体地，电流互感器110与断路器MCB1连接，电流互感器120与断路器MCB2连接，电流互感器130与断路器MCBn连接。尽管在图5中示出了三个断路器和三个电流互感器，但是本领域技术人员应了解可以包括n个断路器并且相应地包括n个电流互感器，其中n大于2。每个电流互感器感测流过与其连接的断路器的电流并输出与所感测的流过该断路器的电流成比例的互感电流。如上所述，电流互感器的工作原理及其工作方式是本领域公知的，在此不对其进行赘述。

报警部件200判断所述多个电流互感器输出的多个互感电流是否大于各自相应的预设电流阈值，并且在判断所述多个互感电流中至少一个大于相应的预设电流阈值时输出报警信号。可以根据各个电流互感器所感测的相应电气回路的设计额定电流值，来确定相应的预设电流阈值。例如，所述预设电流阈值可以例如是所述断路器的额定工作电流，或者可以是稍大于所述断路器的额定工作电流的值（例如，额定工作电流的1.13倍）。

根据本实用新型第二实施例的报警部件200可以包括：多个预处理电路210、过载判断部件220、以及报警电路230。

多个预处理电路210中的每个预处理电路分别与对应的电流互感器连接，用于将该电流互感器输出的互感电流变换为测量电压。

过载判断部件220判断所述多个预处理电路输出的多个测量电压是否大于各自相应的预设电压阈值，并且在判断所述多个预处理电路输出的多个测量电压中至少一个大于相应的预设电压阈值时输出过载信号。其中，预设电压阈值是预设电流阈值的预定倍数。

报警电路230在所述过载判断部件输出过载信号时输出报警信号。

参考图3所示的报警部件的示例实现方式，来介绍根据本实用新型第二实施例的报警部件的第一种示例实现方式。

每个预处理电路可以简单地通过电阻器R2实现，电阻器R2的两端分别与相应的电流互感器的两个输出端（即，电流互感器的二次侧）连接，以便将该电流互感器的二次侧输出的互感电流转换为测量电压。

过载判断部件220可以包括多个电压比较器221。每个电压比较器221分别与相应的预处理电路连接。也就是说，在根据本实用新型第二实施例的报警部件的第一种示例实现方式中，电流传感器、预处理电路、电压比较器是一一对应的。

每个电压比较器221的反向输入端与相应的参考电压端连接。根据需要，可以采用多种方式来向电压比较器221的反向输入端输入参考电压。

对于每个电气回路，或者对于每个电流互感器，可以设置适当的预设电压阈值。相应的电压比较器的参考电压可以被设置为预设电压阈值，即当测量电压超过该预设电压阈值时，可以判断出现过载。对于每个电气回路，或者对于每个电流互感器，可以根据电流互感器CT的电流感应比例、电阻R2的电阻值、以及电气回路的设计额定电流值等来确定该预设电压阈值的大小。每个电压比较器在其同向输入端的测量电压大于其反向输入端的参考电压时，输出过载信号。

报警电路230可以输出指示灯发光信号作为报警信号。报警电路230可以包括至少一个指示灯，每个指示灯可以对应于一个或多个断路器。例如，针对图5所示的情况，报警电路230可以包括两个指示灯，其中第一指示灯对应于MCB1，第二指示灯对应于MCB2和MCBn。在MCB1出现过载时，第一指示灯亮，在MCB2和MCBn中至少一个出现过载时，第二指示灯亮。替代地，报警电路230可以包括三个指示灯，其中第一指示灯对应于MCB1，第二指示灯对应于MCB2，第三指示灯对应于MCBn。在MCB1出现过载时，第一指示灯亮，在MCB2出现过载时，第二指示灯亮，在MCBn出现过载时，第三指示灯亮。

在一个指示灯对应于一个断路器的情况下，可以简单地采用如图3所示的电路。即在此情况下，对于每个电流互感器，都可以采用如图3所示的预处理电路21、电压比较器221、和报警电路231的电路形式。

在一个指示灯对应于多个断路器的情况下，可以对相应的电压比较器221的输出信号进行“或”操作，以便在相应的电压比较器221中至少一个输出过载信号时触发指示灯发光。

参考图4所示的报警部件的示例实现方式，来介绍根据本实用新型第二实施例的报警部件的第二种示例实现方式。

过载判断部件220可以包括多个微处理器MCU222。每个微处理器MCU222分别与相应的预处理电路连接。也就是说，在根据本实用新型第二实施例的报警部件的第二种示例实现方式中，电流传感器、预处理电路、微处理器是一一对应的。

每个微处理器的一个输入端与相应的预处理电路的输出端连接，另一个输入端与相应的参考电压端连接。

对于每个电气回路，或者对于每个电流互感器，可以设置适当的预设电压阈值。相应的参考电压端处的参考电压可以被设置为相应的预设电压阈值，即当测量电压超过该预设电压阈值时，可以判断出现过载。对于每个电气回路，或者对于每个电流互感器，可以根据电流互感器CT的电流感应比例、电阻R2的电阻值、以及电气回路的设计额定电流值等来确定该预设电压阈值的大小。

每个微处理器将相应的预处理电路输出的测量电压与相应的预设电压阈值进行比较，在预处理电路21输出的测量电压大于预设电压阈值时，该微处理器输出过载信号。

报警电路230可以输出报警声音信号作为报警信号。报警电路230接收各个微处理器的输出信号，并对各个微处理器的输出信号进行“或”操作，从而在至少一个电气回路出现过载时发出报警声音。

此外，尽管在根据本实用新型第二实施例的第一种和第二种示例实现方式中分别给出了一种形式的报警信号，然而根据需要，可以同时提供多种形式的报警信号。例如，可以在根据本实用新型第二实施例的第一种示例实现方式中并入第二种示例实现方式中的报警电路232，也可以在第二种示例实现方式中并入第一种示例实现方式中的报警电路231。

将参考图6来描述根据本实用新型第二实施例的报警部件的第三种示例实现方式。

在该第三种示例实现方式中，过载判断部件包括单个微处理器，所述单个微处理器将所述多个预处理电路输出的多个测量电压每个与各自相应的预设电压阈值进行比较，在所述多个测量电压中至少一个大于相应的预设电压阈值时，所述微处理器输出相应的过载信号。

如图6所示，示出了四个电流互感器的示例情况。第一预处理电路的输出端连接到微处理器的输入端A，第二预处理电路的输出端连接到微处理器的输入端B，第三预处理电路的输出端连接到微处理器的输入端C，第四微处理器电路的输出端连接到微处理器的输入端D。微处理器的输入端E接收参考电压。

在此情况下，第一到第四预处理电路输出的测量电压分别与相同的参考电压进行比较，然而对于不同的电气回路，或者对于不同的断路器，可能具有不同的预设电流阈值，因此需要适当地选择各个电气回路的电流互感器的电流互感比例以及各个预处理电路中的电阻R2的具体电阻值，以确保各个预处理电路输出的测量电压可以与相同的参考电压进行比较。

此外，在图6中，可控晶体管一旦导通，振铃一直报警，需要手动复位。此时，需要手动按下图6中的复位按键，才能使振铃停止报警。尽管在图6中示出了需要复位按键的情况，但是也可以采用导通可控关断也可控的可控晶体管，这样在故障消除后，振铃可以自动停止报警。

例如，可以使用具有不同电流互感比例的电流互感器对应于不同额定电流（对应于预设电流阈值）的断路器MCB。例如，配电柜中有10A、20A、40A额定电流的这3种断路器，使用3种电流互感比例不同的电流互感器，这3个电流互感器的二次侧输出在3种断路器的额定电流10A、20A、40A时都是10mA，在此情况下，在各个预处理电路中采用相同电阻值的R2可以产生相同的测量电压，从而使得各个预处理电路输出的测量电压可以直接与相同的参考电压进行比较。

再例如，可以使用单一种类的电流互感器，但使用具有不同电阻值的电阻R2，使得在各个断路器的额定电流下各个预处理电路输出的测量电压相同，从而使得各个预处理电路输出的测量电压可以直接与相同的参考电压进行比较。

尽管在上面描述了需要向各个微处理器输入参考电压，然而本实用新型不限于此，可以无需向各个微处理器输入参考电压。例如，在微处理器中将各个测量电压数字化，然后将数字化后的各个测量电压分别与预先存储的相应参考电压值进行比较。在此情况下，也可以无需使微处理器的输入门槛值归一化。

如图7所示，示出了用于6个子断路器和1个总断路器的断路器过载报警装置的安装示意图。6个子断路器分别由子断路器1－6表示，总断路器由总断路器7表示。

电流互感器1－6分别感应子断路器1－6的电流，电流互感器7感应总断路器7的电流。电流互感器1－7的二次侧引线分别连接到报警部件，LED1－7分别对应于电流互感器1－7，即分别对应于子断路器1－6和总断路器7。从而，根据LED1－7的发光情况，可以一目了然地看到各个断路器的过载情况。

此外，在图8中示出了根据本实用新型的远程报警组件的示意图。还可以在图6所示的根据本实用新型的断路器过载报警装置中并入图8所示的远程报警组件。例如，图8所示的除负载之外的其它部分可以位于断路器附近，而负载可以位于原理断路器的控制室中，负载可以是可发光的器件或者可发声的器件。此外，根据需要，还可以布置合理的负载驱动电路。

尽管上面以微型断路器MCB为例描述了本实用新型，然而应了解本实用新型同样适用于MCB上游的塑壳断路器MCCB等。

根据本实用新型实施例，通过断路器过载报警装置可以在断路器过载初期发出报警信号，便于用户及时消减过载电气回路的负荷，有利于保持供电连续性，有利于保护导线，提高用电安全性。

在上面详细描述了本实用新型的各个实施例。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本实用新型的范围内。

Claims (11)

1.一种断路器过载报警装置，其特征在于，包括：

电流互感器，用于感测流过断路器的电流并输出与所感测的流过断路器的电流成比例的互感电流；以及

报警部件，用于判断互感电流是否大于预设电流阈值，并且在判断互感电流大于所述预设电流阈值时输出报警信号。

2.如权利要求1所述的断路器过载报警装置，其特征在于，所述报警部件包括：

预处理电路，用于将电流互感器输出的互感电流变换为测量电压；

过载判断部件，用于判断所述测量电压是否大于预设电压阈值，并且在判断所述测量电压大于所述预设电压阈值时输出过载信号；以及

报警电路，用于在所述过载判断部件输出过载信号时输出报警信号，

其中，所述预设电压阈值是所述预设电流阈值的预定倍数。

3.如权利要求2所述的断路器过载报警装置，其特征在于，所述过载判断部件包括电压比较器，所述电压比较器将所述测量电压与参考电压进行比较，所述参考电压处于所述预设电压阈值，在所述测量电压大于所述参考电压时，所述电压比较器输出所述过载信号。

4.如权利要求2所述的断路器过载报警装置，其特征在于，所述过载判断部件包括微处理器，所述微处理器将所述测量电压与所述预设电压阈值进行比较，在所述测量电压大于所述预设电压阈值时，所述微处理器输出所述过载信号。

5.如权利要求2所述的断路器过载报警装置，其特征在于，所述报警信号包括报警声音信号和指示灯发光信号中的至少一个，

在所述报警信号包括所述报警声音信号的情况下，所述报警电路包括可控晶体管和振铃，所述过载信号作为所述可控晶体管的控制信号，并且在所述过载判断部件输出过载信号时所述可控晶体管导通，所述振铃发出报警声音信号，以及

在所述报警信号包括所述指示灯发光信号的情况下，所述报警电路包括指示灯，在所述过载判断部件输出过载信号时所述指示灯发光。

6.一种断路器过载报警装置，其特征在于，包括：

多个电流互感器，每个电流互感器分别与对应的断路器连接，用于感测流过该断路器的电流并输出与所感测的流过该断路器的电流成比例的互感电流；以及

报警部件，用于判断所述多个电流互感器输出的多个互感电流是否大于各自相应的预设电流阈值，并且在判断所述多个互感电流中至少一个大于相应的预设电流阈值时输出报警信号。

7.如权利要求6所述的断路器过载报警装置，其特征在于，所述报警部件包括：

多个预处理电路，每个预处理电路分别与对应的电流互感器连接，用于将该电流互感器输出的互感电流变换为测量电压；

过载判断部件，用于判断所述多个预处理电路输出的多个测量电压是否大于各自相应的预设电压阈值，并且在判断所述多个预处理电路输出的多个测量电压中至少一个大于相应的预设电压阈值时输出过载信号；以及

报警电路，用于在所述过载判断部件输出过载信号时输出报警信号，

其中，所述预设电压阈值是相应的预设电流阈值的预定倍数。

8.如权利要求7所述的断路器过载报警装置，其特征在于，所述过载判断部件包括多个电压比较器，每个电压比较器分别与各自相应的预处理电路连接、并且将该预处理电路输出的测量电压与相应的参考电压进行比较，并且在所述测量电压大于所述相应的参考电压时输出相应的过载信号，其中，所述相应的参考电压处于所述相应的预设电压阈值。

9.如权利要求7所述的断路器过载报警装置，其特征在于，所述过载判断部件包括微处理器，所述微处理器将所述多个预处理电路输出的多个测量电压每个与各自相应的预设电压阈值进行比较，在所述多个测量电压中至少一个大于相应的预设电压阈值时，所述微处理器输出相应的过载信号。

10.如权利要求7所述的断路器过载报警装置，其特征在于，所述报警信号是指示灯发光信号，所述报警电路包括至少一个指示灯，

其中，所述过载判断部件包括多个子判断部件，每个子判断部件分别与各自相应的预处理电路连接并与各自相应的指示灯连接、并且在判断该预处理电路输出的测量电压大于相应的预设电压阈值时输出相应的过载信号，使相应的指示灯发光。

11.如权利要求7所述的断路器过载报警装置，其特征在于，所述报警信号是报警声音信号，所述报警电路包括可控晶体管和振铃，所述过载信号作为所述可控晶体管的控制信号，并且在所述过载判断部件输出过载信号时所述可控晶体管导通，所述振铃发出报警声音信号。

Images