CN111029223B - 断路器及配电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种断路器和配电系统，具有小尺寸、低成本、易于集成的优势。断路器包括外壳及设于外壳内的内部元件，外壳包括相对设置的前面板和后面板，前面板设按钮、状态显示单元和功率接线端口，后面板设有功率接口和信号接口，功率接线端口和功率接口用于连接配电系统的电路，信号接口对内电连接至所述按钮、所述状态显示单元及所述内部元件，信号接口对外用于与设于所述壳体外部的控制单元电连接，通过所述信号接口所传送的所述控制单元的控制信号，实现所述按钮、所述状态显示单元及所述内部元件的工作。

Description

断路器及配电系统

技术领域

本申请涉及通信电源技术领域，特别涉及断路器及配电系统。

背景技术

通信电源是整个通信系统的重要组成部分，就像人体的心脏一样，电源设备供电质量及供电可靠性，将直接影响整个通信系统及其质量。通信电源包括配电系统，配电系统能够对交流或直流电力进行连接、分断、保护、转接、计量等操作。断路器为配电系统的重要组成，断路器具有故障电流分断能力的开关，可以由电流超出预设限值触发分断动作，也可以由分断指令触发分断动作。

通常，配电系统会集成在电源插框内，即将配电、功率变换、防护、监控等功能部件以可插拔的模块化设计的方式集成在一个框体内部。随着通信系统智能化的发展，配电的需要越来越多，断路器为配电系统的重要组成，其使用率也越来越高，电源插框内需要配置的断路器的数量日渐增加。藉此，针对断路器的设计，如何实现小尺寸，低成本，易于集成为业界研发的方向。

发明内容

本申请提供了一种小尺寸、低成本、易于集成的断路器及配电系统。

第一方面，本申请涉及一种断路器，包括外壳及设于外壳内的内部元件，内部元件包括机械及电子器件，例如：主触头、传动机构、电磁脱扣器、传感器等。所述外壳包括相对设置的前面板和后面板，所述前面板设按钮、状态显示单元和功率接线端口，具体而言，前面板也可以不设置按钮和状态显示单元，这样可以简化前面板的配置，通过远程控制及无线传输的方式控制断路器内的内部元件工作，例如，断路器具有WIFI模块，断路器可以与移动终端(手机)连接，通过WIFI，使用手机控制断路器。也可以使用远程计算机对断路器进行操作。所述后面板设有功率接口和信号接口，所述功率接线端口和所述功率接口用于连接配电系统的电缆或母排，且提供功率主回路，所述信号接口对内电连接至所述按钮、所述状态显示单元及所述内部元件，所述信号接口对外用于与设于所述壳体外部的控制单元电连接，通过所述信号接口所传送的所述控制单元的控制信号，实现所述按钮、所述状态显示单元及所述内部元件的工作。

本申请通过在后面板上设置信号接口，通过信号接口与外部的控制单元电连接，通过断路器外部的控制单元操控断路器的工作状态，控制按钮、状态显示单元及内部器件，这样断路器里无需设置控制器，可以节约断路器的内部空间，有利于断路器的小尺寸设计的需求，而且，对于断路器而言，成本也降低了，本申请在配电系统的信号背板上设置集中控制器和通信单元，集中控制器包括与断路器匹配的控制单元，控制不同断路器的多个控制单元可以集成在一个或多个芯片内，对于配电系统而言，将用于控制断路器的控制单元集成在信号背板上，相较每个断路器内均设控制器，也是相当大程度地节约了成本，而且使得配电系统的集成度更高。

一种可能的实现方式中，所述状态显示单元包括一个双色指示灯；所述断路器控制掉电时，所述指示灯灭，即控制单元发送指示灯灭的信号给信号接口，使得状态显示单元接收并此信号，并被控制单元控制双色指示灯处于灭灯状态；所述断路器故障时，所述信号接口所接收的控制信号为所述指示灯的两种颜色交替闪烁的信号，例如，双色指示灯为红绿两色指示灯，断路器故障时，控制信号接收到的外部控制单元的信号为：控制双色指示灯红色亮、绿色亮、红色亮、绿色亮……以这样的规律红绿灯交替闪亮；所述断路器断开状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述指示灯为第一颜色，所述断路器闭合状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述指示灯为第二颜色，例如，第一颜色为红色，第二颜色为绿色；所述断路器为配置中的状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述指示灯在所述第一颜色闪烁状态或第二颜色闪烁状态，例如，红灯闪烁状态或绿灯闪烁状态。本实施方式提供了一种新的断路器状态显示方案，通过一个双色指示灯指示断路器的工作状态，不但节约前面板的空间，还直观易于判断。

一种可能的实现方式中，所述按钮包括呈部分透明状态或透明状态的壳体，所述双色指示灯位于所述壳体内。本实施方式将双色指示灯集成在按钮内部，通过部分透明状态或透明状态的按钮壳体，使得双色指示灯的状态可以透过按钮壳体，展示给用户，此方便集成度提升，更利于节约前面板的空间。

一种可能的实现方式中，所述状态显示单元包括第一指示灯和第二指示灯；所述第一指示灯为双色指示灯，所述断路器断开状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯为第一颜色，所述断路器闭合状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯为第二颜色，所述断路器为配置中的状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯在所述第一颜色闪烁状态或第二颜色闪烁状态；所述第二指示灯为单色指示灯，用于指示所述断路器是否掉电及故障，控制单元通过信号接口控制断路器掉电时，第二指示灯灭，控制单元通过信号接口控制断路器有电时，第二指示灯亮，断路器故障时，第二指示灯呈闪烁状态。本实施方式使用两个指示灯来显示断路器的状态，其中一个灯用于显示是否有电或故障，另一个灯用于显示断路器开合或配置中，分类显示，给用户良好的体验感。

一种可能的实现方式中，所述按钮包括呈部分透明状态或透明状态的壳体，所述第一指示灯位于所述壳体内。本实施方式将双色指示灯集成在按钮壳体内，将第二指示灯(单色指示灯)设置在按钮外部，跟按钮并排设置，给用户良好的体验感。

一种可能的实现方式中，所述状态显示单元包括第一指示灯、第二指示灯和第三指示灯；所述断路器断开状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯亮和所述第二指示灯灭；所述断路器闭合状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯灭和所述第二指示灯亮；所述断路器为配置中的状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯闪烁和/或所述第二指示灯闪烁；所述第三指示灯为单色指示灯，用于指示所述断路器是否掉电及故障，控制单元通过信号接口控制断路器掉电时，第三指示灯灭，控制单元通过信号接口控制断路器有电时，第三指示灯亮，断路器故障时，第三指示灯呈闪烁状态。

具体而言，三个单色指示灯并排设置在前面板的一个角落位置，三个指示灯的颜色可以相同也可以不同，颜色相同时，通过不同的标记显示各灯执行的功能，例如，在前面板上为各指示灯配置不同的图案或文字，颜色不同时，可以通过不同的颜色区别各灯执行的功能，也可以搭配前面板上标记不同的图案或文字。

其它实施方式中，状态显示单元也可以为液晶显示屏或其它的显示窗口。

前述指示灯可以为LED灯。

前面板上的按钮可以为机械按键或电子按钮，也可以为触摸按钮。按钮为机械按键时，可以是能够维持弹起和按下两种状态的自锁按钮，可以通过弹起及按下的状态判断断路器的通断。按钮也可以没有自锁能力，按一次就切换断路器的状态，配合状态显示单元，例如LED灯指示状态。按钮可以设有透明或部分透明(部分透明包括半透明)状态的材质的外壳，将状态显示单元集成在外壳内。按钮可以为圆形、方形、圆角矩形等形状。按钮的数量可以为一个，也可以为两个。按钮为两个时，其中一个按钮负责断路器的分闸操作，另一个按钮负责断路器的合闸操作，两个按钮的颜色可以设计为不同，或者，两个按钮的形状可以设计为不同，以利用户区别二者。

一种可能的实现方式中，断路器还包括拉环和锁扣，所述前面板和所述后面板之间通过侧板相连，所述拉环位于所述前面板外围，所述拉环转动连接至所述侧板，以使所述拉环能够相对所述前面板折叠或打开，所述锁扣活动连接至所述外壳，所述锁扣与所述拉环配合，通过所述拉环的旋转驱动所述锁扣移动，以使所述锁扣伸出或内缩。本实施方式中，断路器安装至配电系统的插框中，且可以插入插框内与配电系统中的信号背板上的连接器插接，以实现断路器与信号背板上的集中控制器内的控制单元电连接，及实现断路器与信号背板上的其它电路模块电连接，断路器也可以从插框内拉出，以进行维修或更换。通过拉环将实现断路器插拔于插框，插入插框时，通过锁扣将断路器锁固至插框，防止断路器意外脱离插框。

一种可能的实施方式中，所述前面板的边缘设有拉环安装区，所述拉环安装在所述外壳内部，且位于所述拉环安装区处，所述拉环相对所述前面板为折叠状态时，所述拉环的前端面与所述前面板共面，且所述拉环的外边界和所述前面板的外边界共同构成方形。本实施方式将拉环安装在外壳的内侧，且在前面板边缘预留出拉环安装区，有利于断路器小型化的设计，拉环占据前面板边缘的空间，使得前面板的功能更强大，但却仍然能保证前面板的小面积。

具体而言，拉环包括一对相对设置的连接杆和连接在这对连接杆之间的拉杆，拉杆位于这对连接杆的一端，这对连接杆的另一端通过转轴与断路器的侧板转动连接。拉环相对前面板折叠状态下，一对连接杆和拉杆均位于侧板的一侧，例如一对连接杆分别位于断路器左右侧板的外侧，拉杆位于断路器的顶部侧板或底部侧板的外侧。拉环处于折叠状态下，锁扣伸出所述断路器的侧板并将断路器锁附在插框上。拉环相对前面板打开状态下，锁扣内缩，解除断路器与插框之间的锁固关系，拉杆旋转至前面板的前方，供用户手动操作，将断路器从插框内拉出。

一种可能的实现方式中，连接杆与侧板转动连接的一端，以转轴为中心，连接杆的端部呈凸轮状，具体而言，连接杆的近转轴的端部为抵顶端，用于抵顶锁扣，抵顶端的外边缘包括第一位置和第二位置，第一位置距离转轴的距离大于第二位置距离转轴的距离，当拉环相对前面板处于折叠状态时，第一位置抵顶锁扣，锁扣处于伸出状态并与插框配合实现锁固，当拉环相对前面板处于打开状态时，第二位置抵顶锁扣，锁扣处于缩回状态，解除锁扣与插框之间的锁固。

锁扣滑动连接至侧板，使得锁扣能够沿着一个方向相对侧板滑动，例如锁扣沿着第一方向相对侧板滑动，第一方向与前面板的一个边缘的延伸方向一致，拉环相对前面板处于折叠状态时，拉环的连接杆的延伸方向也为第一方向。具体可以在侧板上设滑轨，锁扣设与滑轨配合的滑块或滑槽。锁扣与侧板之间通过弹性件弹性连接，弹性件可以为弹簧，当拉环相对前面板处于折叠状态时，锁扣处于伸出状态，弹性件弹性拉伸，具有弹性势能，当拉环相对前面板处于打开状态时，弹性件的弹性势能带动锁扣自动缩回。

一种可能的实现方式中，所述拉环包括相邻设置的第一表面和第二表面，所述拉环处于相对所述前面板折叠状态时，所述第一表面朝向所述侧板，所述第二表面的朝向与所述前面板的朝向相同，所述拉环处于相对所述前面板打开状态时，所述第一表面朝向所述前面板，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积。第一表面用于与用户的手指接触，其面积大可以提供较好的体验感，用户拉动拉环的过程，手感更好。第二表面面积小的设计，使得拉环在前面板外围占的面积较小，有利于断路器小尺寸的设计。

一种可能的实现方式中，第一表面呈弧形，可以为凸出的弧形或内凹的弧形，弧形的设计有利于贴合手指，提供操作的便利性。

一种可能的实现方式中，第一表面设有粗糙结构，用于增加摩擦力。具体而言，粗糙结构或以为凸点或凹点或纹理，或它们的组合。

一种可能的实现方式中，所述信号接口包括多个引脚，多个所述引脚包括按钮信号引脚和状态显示单元控制信号引脚，所述按钮信号引脚与所述按钮电连接，所述状态显示单元控制信号引脚与所述状态显示单元电连接。多个所述引脚还包括电源引脚、电操控制信号引脚、电流传感器引脚和开关状态反馈信号引脚，其中，电源引脚包括两个引脚，其中一个为电源正极引脚，另一个为电源负极引脚，电流传感器引脚也包括正、负两个引脚。本申请实施方式提供的信号接口的形态不限于快插、金手指、插针、航插等。一种具体的实施方式中，信号接口设计为快插形式的母头，与信号接口配套的连接器为信号背板上设置的金手指的公头，这种配套插接方式便于信号背板的设计和生产组装。

一种可能的实现方式中，所述内部元件包括主触头、辅助触头，所述主触头用于实现所述断路器的断开和闭合状态，所述辅助触头电连接在所述信号接口和所述主触头之间，所述辅助触头用于将所述主触头的开合信号通过所述信号接口传送至所述控制单元，以使所述控制单元将所述主触头的开合信号通过所述信号接口传送至所述状态显示单元。

第二方面，本申请提供一种配电系统，包括监控机、信号背板和至少两个前述的断路器，所述信号背板上设有集中控制器及通信模块，所述集中控制器包括至少两个控制单元，所述至少两个断路器的所述信号接口一一对应地电连接至所述至少两个控制单元，所述通信模块电连接在所述监控机和所述集中控制器之间。所述至少两个控制单元可由1个或多个控制芯片实现。

附图说明

图1为本申请一种实施方式提供的通信电源的配电系统的结构框图；

图2为本申请一种实施方式提供的断路器与信号背板上的集中控制器连接关系的示意图；

图3为本申请一种实施方式提供的断路器的侧视图；

图4是本申请一种实施方式提供的断路器的前面板的示意图；

图5是本申请一种实施方式提供的断路器的后面板的示意图；

图6是本申请一种实施方式提供的断路器的后面板的接口布局示意图；

图7是本申请另一种实施方式提供的断路器的后面板的接口布局示意图；

图8是本申请又一种实施方式提供的断路器的后面板的接口布局示意图；

图9是本申请一种实施方式提供的配电系统中的断路器和信号背板之间的连接关系示意图；

图10是第一实施方式提供的断路器的状态显示单元和按钮的配置；

图11是第二实施方式提供的断路器的状态显示单元和按钮的配置；

图12是第三实施方式提供的断路器的状态显示单元和按钮的配置；

图13是第四实施方式提供的断路器的状态显示单元和按钮的配置；

图14是第五实施方式提供的断路器的状态显示单元和按钮的配置；

图15是第六实施方式提供的断路器的状态显示单元和按钮的配置；

图16是本申请一种实施方式提供的断路器的前面板的示意图，主要展示拉环折叠状态；

图17是本申请一种实施方式提供的断路器的前面板的示意图，主要展示拉环打开状态；

图18是本申请一种实施方式提供的断路器的侧板上靠近前面板部分区域的示意图，主要展示拉环折叠状态；

图19是本申请一种实施方式提供的断路器的侧板上靠近前面板部分区域的示意图，主要展示拉环打开状态；

图20是本申请另一种实施方式提供的断路器的前面板的示意图，主要展示拉环折叠状态。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请的具体实施方式进行清楚地描述。

请参阅图1，图1为一种通信电源的配电系统的结构框图。配电系统200包括交流配电模块201、整流模块203及监控机207。

交流配电模块201用于提供交流市电。交流配电模块201包括交流配电单元2011及防雷单元2013。防雷单元2011用于对交流配电单元2011进行防雷检测，并将检测结果提供给监控机207。

整流模块203与交流配电模块201的交流配电单元2011连接，用于将交流市电转换为直流电并提供给直流配电模块205。整流模块203包括多个整流单元2031及与多个整流单元2031连接的连接器2033。

配电系统200还包括功率母排11、重要负载支路13、次要负载支路14、电池支路15及信号驱动采集模块17。功率母排11与整流模块203的连接器2033连接。重要负载支路13、次要负载支路14、电池支路15均包括断路器19。

重要负载支路13还包括与重要负载支路13的断路器19连接的重要负载131。次要负载支路14还包括与次要负载支路14的断路器19连接的次要负载141。电池支路15还包括与电池支路15的断路器19连接的电池151。重要负载支路13的断路器19、次要负载支路14的断路器19及电池支路15的断路器19均与功率母排11连接。所有功能(重要负载131、次要负载141、电池151接入)区域的断路器19共用同一个功率母排11，有利于简化直流配电模块10的结构。整流模块203用于给重要负载131、次要负载141及电池151供电；电池151用于当整流模块203无法供电时，给重要负载131及次要负载141供电。

信号驱动采集模块17与重要负载支路13的断路器19、次要负载支路14的断路器19及电池支路15的断路器19连接，用于采集该等断路器19的状态信号。所述状态信号包括合闸状态信号、分闸状态信号及故障脱扣状态。

监控机207用于依据信号驱动采集模块17采集的状态信号而监测该等断路器19的状态，以确定每个断路器19是否能有效执行电路的导通和断路，从而提高通信电源系统200的用电安全性及可靠性。

图1中的交流配电模块201、整流模块203、监控机207、信号驱动采集模块17、功率母排11及断路器19集成在一个插框2001内。

插框内设信号背板，多个断路器可插拔安装至插框，并与信号背板上的连接器插接。参阅图2，信号驱动采集模块17具体架构为：信号驱动采集模块17包括信号背板171、集中控制器172及通信模块173。信号背板171设置在插框2001内。集中控制器172及通信模块173设置在信号背板171上。所述集中控制器172包括至少两个控制单元，控制单元的数量与断路器19的数量可以为一一对应的设置关系，各控制单元分别用于控制不同的断路器19。至少两个控制单元可以设置在一个或多个控制芯片内，即信号背板171上可以设置一个控制芯片，此控制芯片集成多个控制单元，各断路器19均电连接至控制芯片的不同的引脚，以与各控制单元对应建立电连接关系。每个控制单元也可以为一个独立的控制芯片，这样方便检测故障的控制单元，并针对其进行维修或替换，而不影响其它控制单元的正常工作。所述通信模块173电连接在所述监控机207和所述集中控制器172之间。具体而言，控制单元设置在信号背板171的中间区域，信号背板171的边缘位置设有多个连接器174(即图2中所示的槽位1、槽位2、槽位3、槽位4、槽位5和槽位6)，断路器19可插拔地安装至插框2001后，断路器19上的信号接口分别插接至信号背板171边缘的连接器174上，这些连接器通过信号背板的内部走线电连接至控制单元(即集中控制器172)。断路器19可以为输入断路器也可以为输出断路器，连接器174(槽位1-6)可分为输入断路器槽位或输出断路器槽位。

前述配电系统的工作原理是：正常情况下，整流模块203给重要负载131、次要负载141及电池151供电；当整流模块203无法供电时，电池151给重要负载131、次要负载141供电；当电池151的电压大于或等于预设最大阈值电压，且大于或等于预设最小阈值电压时，电池151的电压可以供重要负载131和次要负载141同时工作，当电池151的电压小于预设最大阈值电压，且大于或等于预设最小阈值电压时，电池151的电压不足以供重要负载131及次要负载141同时工作，但能够供重要负载131工作，因此，监控机207控制断开次要负载支路14上的断路器19，使次要负载支路14下电，保证重要负载131的正常工作。断路器19可接受并且执行外部指令，所述指令可以是分合闸操作指令，也可以是对断路器19的控制单元(即集中控制器172)中参数进行配置的指令。监控机207通过信号背板171上的通信总线连接与断路器19匹配的集中控制器172，用于监测各断路器19工作状态，控制各断路器19的运行参数。

图3、图4、和图5分别为断路器19的侧视图、前面板示意图及后面板的示意图。如图3所示，本申请具体实施方式涉及的断路器19包括外壳190及设于外壳190内的内部元件191，内部元件191包括机械及电子器件，例如：主触头、传动机构、电磁脱扣器、传感器等。所述外壳190包括相对设置的前面板192、后面板194和连接在二者之间的侧板193，具体而言，外壳190呈长方体状，前面板192和后面板194为外壳190长度方向上的两个端面，侧板193在前后面板192、194之间延伸的尺寸较长，使得本申请断路器19呈扁平化，可以充分利于配电系统插框的深度空间，减小断路器19占用插框的面板的面积。一种实施方式中，前面板192和后面板194均呈长方形或正方形，侧板193包括均呈平面状的左侧板、右侧板、顶侧板和底侧板。其它实施方式中，前面板192和后面板193也可以为圆形，半圆形等其它形状，侧板193可以为筒状或者由弧面和平面的结合形成。

如图4所示，所述前面板192设按钮1921、状态显示单元1922和功率接线端口1923，一种实施方式中，断路器19的功率接线端子位于断路器19的外壳190内部，且靠近前面板192，功率接线端口1923可以为接线端子辅助孔，可以通过扭紧螺丝的方式带动导线压排，以固定导线和功率接线端子，也是以通过卡扣固定导线，例如，功率接线端子使用卡扣自动锁住导线，把螺丝刀插入功率接线端口1923，卡扣就可以松开，拆开导线和功率接线端子。

按钮1921、状态显示单元1922用于控制和显示断路器19内部元件的工作状态，具体而言，前面板192也可以不设置按钮和状态显示单元，这样可以简化前面板192的配置，可以通过远程控制及无线传输的方式控制断路器内的内部元件工作，例如，断路器19具有WIFI模块，断路器可以与移动终端(手机)连接，通过WIFI，使用手机控制断路器。也可以使用远程计算机对断路器进行操作。

如图5所示，所述后面板设有功率接口1942和信号接口1944。所述功率接线端口1923和所述功率接口1944用于连接配电系统的电缆或母排，且提供功率主回路。所述信号接口1944对内电连接至所述按钮1921、所述状态显示单元1922及所述内部元件191，所述信号接口1944对外用于与设于所述壳体外部的控制单元电连接，通过所述信号接口1944所传送的所述控制单元的控制信号，实现所述按钮1921、所述状态显示单元1922及所述内部元件191的工作。

本申请通过在后面板194上设置信号接口1944，通过信号接口1944与外部的控制单元电连接(具体而言，控制单元可以为阅图2所示的信号背板171上的集中控制器172)。本申请通过断路器19外部的控制单元操控断路器19的工作状态，为按钮1921、状态显示单元1922及内部器件191提供控制信号，这样断路器19的外壳190的内部无需设置控制器，可以节约断路器19的内部空间，有利于断路器19的小尺寸设计的需求，而且，对于断路器19而言，成本也降低了，本申请在配电系统的信号背板上设置集中控制器和通信单元，集中控制器172包括与断路器匹配的控制单元，用于控制不同的断路器19的多个控制单元可以集成在一个或多个芯片内，对于配电系统而言，将用于控制断路器19的控制单元集成在信号背板171上，相较每个断路器19内均设控制器，也是相当大程度地节约了成本，而且使得配电系统的集成度更高。

本申请设置在后面板194上的信号接口1944包括多个引脚，例如，引脚可以包括按钮信号引脚、状态显示单元控制信号引脚、电源引脚、电操控制信号引脚、电流传感器引脚和开关状态反馈信号引脚。其中，电源引脚包括两个引脚，其中一个为电源正极引脚，另一个为电源负极引脚，电流传感器引脚也包括正、负两个引脚。所述按钮信号引脚与所述按钮电连接，所述状态显示单元控制信号引脚与所述状态显示单元电连接。

一种具体的实施方式中，信号接口194的引脚数量为8个，具体配置如下表：

引脚序号	引脚功能
		1	电源+
2	电源-
		3	电操控制信号
4	电流传感器+
		5	电流传感器-
6	按钮信号
		7	开关状态反馈信号
8	状态显示单元控制信号

本申请实施方式提供的信号接口1944的形态不限于快插、金手指、插针、航插等。一种具体的实施方式中，信号接口1944设计为快插形式的母头，与信号接口配套的连接器为信号背板上设置的金手指的公头，这种配套插接方式便于信号背板的设计和生产组装。

图6、图7和图8是断路器19的后面板194上的三种具体实施方式提供的接口布局的示意图。

如图6所示，后面板194上设两个功率接口1942和一个信号接口1944，信号接口1944位于两个功率接口1942之间，功率接口1942和信号接口1944均为快插形式母头。与信号接口1944匹配的配电系统的信号背板上的连接器为设在信号背板上的金手指。

如图7所示，后面板194上设两个功率接口1942和一个信号接口1944，信号接口1944位于后面板194的底部，两个功率接口1942分别位于后面板194的顶部和中部。信号接口1944为航插形式的母头。功率接口1942为快插形式母头。

如图8所示，后面板194上设两个功率接口1942和一个信号接口1944，信号接口1944位于两个功率接口1942之间，功率接口1942为快插形式母头，信号接口1944为插针形式的母头。

如图9所示，一种可能的实现方式中，断路器19的内部元件191包括操控机构1911、主触头1912、辅助触头1913和传感器1914。操控机构1911具有操控功能，能够控制主触头1912开合，操控机构1911可以包括电磁脱扣器、传动机构、电路控制单元等。传感器1914为电流传感器，传感器1914与信号接口1944电连接以使所述控制单元(即集中控制器172)获取断路器的电流信号。所述主触头1912用于实现所述断路器19的断开和闭合状态，所述辅助触头1913电连接在所述信号接口和所述主触头1912之间，所述辅助触头1913用于将所述主触头1912的开合信号通过所述信号接口1944传送至所述控制单元(即集中控制器172)，以使所述控制单元将所述主触头1912的开合信号通过所述信号接口1944传送至所述状态显示单元1922。

主触头1912的尺寸大于辅助触头1913的尺寸，主触头1912可以为镀银铜片，主触头1912上可以流过较大的电流，相对而言，辅助触头1913通过的电流会较小。主触头1912和辅助触头1913联动，二者机械联动，也就是机械连接，主触头1912闭合时，辅助触头1913也一定闭合，反之亦然。一种具体的实施方式中，主触头1912的动触点与辅助触头1913的动触点通过绝缘材料固定在一起，主触头1912的静触点与辅助触头1913的静触点也是通过绝缘材料固定在一起。

状态显示单元1922可以为指示灯(例如LED灯)、液晶显示屏或其它的显示窗口。

图10所示为第一实施方式提供的断路器19的状态显示单元1922和按钮1921的配置。如图10所示，所述状态显示单元1922为一个双色指示灯，状态显示单元1922和按钮1921互相独立设置在前面板192的左上角的位置，且状态显示单元1922位于按钮1921的上方。所述断路器19控制掉电时，所述指示灯灭，即控制单元发送指示灯灭的信号给信号接口1944，使得状态显示单元1922接收并此信号，并被控制单元控制双色指示灯处于灭灯状态；所述断路器19故障时，所述信号接口1944所接收的控制信号为所述指示灯的两种颜色交替闪烁的信号，例如，双色指示灯为红绿两色指示灯，断路器19故障时，信号接口1944接收到的外部控制单元的信号为：控制双色指示灯红色亮、绿色亮、红色亮、绿色亮……以这样的规律红绿灯交替闪亮；所述断路器19断开状态下，所述信号接口1944所接收的控制信号为所述指示灯为第一颜色，所述断路器19闭合状态下，所述信号接口1944所接收的控制信号为所述指示灯为第二颜色，例如，第一颜色为红色，第二颜色为绿色；所述断路器为配置中的状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述指示灯在所述第一颜色闪烁状态或第二颜色闪烁状态，例如，红灯闪烁状态或绿灯闪烁状态。本实施方式提供了一种新的断路器状态显示方案，通过一个双色指示灯指示断路器的工作状态，不但节约前面板192的空间，还直观易于判断。

图11所示为第二实施方式提供的断路器的状态显示单元和按钮的配置。如图11所示，所述按钮1921包括呈部分透明状态或透明状态的壳体，状态显示单元1922为一个双色指示灯，所述双色指示灯位于所述按钮1921的壳体内。本实施方式将双色指示灯集成在按钮内部，通过部分透明状态或透明状态的按钮壳体，使得双色指示灯的状态可以透过按钮壳体，展示给用户，此方便集成度提升，更利于节约前面板的空间。

图12所示为第三实施方式提供的断路器的状态显示单元和按钮的配置。如图12所示，所述状态显示单元1922包括第一指示灯D1和第二指示灯D2；所述第一指示灯D1为双色指示灯，所述断路器19断开状态下，所述信号接口1944所接收的控制信号为所述第一指示灯D1为第一颜色，所述断路器19闭合状态下，所述信号接口1944所接收的控制信号为所述第一指示灯D1为第二颜色，所述断路器19为配置中的状态下，所述信号接口1944所接收的控制信号为所述第一指示灯D1在所述第一颜色闪烁状态或第二颜色闪烁状态；所述第二指示灯D2为单色指示灯，用于指示所述断路器19是否掉电及故障，控制单元通过信号接口1944控制断路器19掉电时，第二指示灯D2灭，控制单元通过信号接口1944控制断路器19有电时，第二指示灯D2亮，断路器19故障时，第二指示灯D2呈闪烁状态。本实施方式使用两个指示灯来显示断路器19的状态，其中一个灯用于显示是否有电或故障，另一个灯用于显示断路器开合或配置中，分类显示，给用户良好的体验感。

图13所示为第四实施方式提供的断路器19的状态显示单元1922和按钮1921的配置。如图13所示，所述按钮1921包括呈部分透明状态或透明状态的壳体，所述状态显示单元1922包括第一指示灯D1和第二指示灯D2；所述第一指示灯D1位于所述壳体内。本实施方式将双色指示灯集成在按钮壳体内，将第二指示灯D2(单色指示灯)设置在按钮1921外部，跟按钮1921并排设置，给用户良好的体验感。

图14所示为第五实施方式提供的断路器19的状态显示单元1922和按钮1921的配置。如图14所示，所述状态显示单元1922包括第一指示灯D1、第二指示灯D2和第三指示灯D3；所述断路器19断开状态下，所述信号接口1944所接收的控制信号为所述第一指示灯D1亮和所述第二指示灯D2灭；所述断路器19闭合状态下，所述信号接口1944所接收的控制信号为所述第一指示灯D1灭和所述第二指示灯D2亮；所述断路器19为配置中的状态下，所述信号接口1944所接收的控制信号为所述第一指示灯D1闪烁和/或所述第二指示灯D2闪烁，意思是第一指示灯D1闪烁，或者第二指示灯D2闪烁，或者第一指示灯D1和第二指示灯D2同时闪烁；所述第三指示灯D3为单色指示灯，用于指示所述断路器19是否掉电及故障，控制单元通过信号接口1944控制断路器19掉电时，第三指示灯D3灭，控制单元通过信号接口1944控制断路器19有电时，第三指示灯D3亮，断路器19故障时，第三指示灯D3呈闪烁状态。

具体而言，三个单色指示灯并排设置在前面板192的一个角落位置，三个指示灯的颜色可以相同也可以不同，颜色相同时，通过不同的标记显示各灯执行的功能，例如，在前面板192上为各指示灯配置不同的图案或文字，颜色不同时，可以通过不同的颜色区别各灯执行的功能，也可以搭配前面板192上标记不同的图案或文字。

图15所示为第六实施方式提供的断路器19的状态显示单元1922和按钮1921的配置。如图15所示，状态显示单元1922包括三个独立于按钮1921设置的指示灯和一个配置在按钮1921内部的状态显示单元。三个独立于按钮1921设置的指示灯可以为双色指示灯，也可以为单色指示灯，当然，独立于按钮1921设置的指示灯的数量不限于三个，也可以为两个或多个。配置在按钮1921内部的状态显示单元可以为一个或两个指示灯，也可以为液晶显示面板。本实施方式中，三个独立于按钮1921的指示灯设置在按钮1921的上方，前面板192上的两个功率接线端口1923并排设置在按钮1921的下方。

前述各实施方式中，前面板192上的按钮1921可以为机械按键或电子按钮，也可以为触摸按钮。按钮1921为机械按键时，可以是能够维持弹起和按下两种状态的自锁按钮，可以通过弹起及按下的状态判断断路器的通断。按钮1921也可以没有自锁能力，按一次就切换断路器19的状态，配合状态显示单元1922指示断路器19的工作状态。按钮1921可以设有透明或部分透明(部分透明包括半透明)状态的材质的外壳，将状态显示单元1922集成在外壳内。按钮1921可以为圆形、方形、圆角矩形等形状。按钮1921的数量可以为一个，也可以为两个。按钮1921为两个时，其中一个按钮1921负责断路器19的分闸操作，另一个按钮1921负责断路器19的合闸操作，两个按钮1921的颜色可以设计为不同，或者，两个按钮1921的形状可以设计为不同，以利用户区别二者。

断路器19还包括拉环和锁扣，锁扣用于与配电系统的插框配合，将断路器锁持至插框中，拉环用于相对前面板折叠或打开，以驱动锁扣移动，在锁固和解锁两种状态下切换。图16和图17为在前面板192上，断路器19的拉环195处于折叠和打开两种状态的示意图。图18和图19为在侧板193上，断路器19的拉环195处于折叠和打开两种状态的示意图。

所述拉环195位于所述前面板192的外围，图16示意性地表达了拉环195相对前面板192处于折叠状态的位置，拉环195位于前面板192边缘的外侧，在前面板192所在的平面上，拉环195自前面板192的边缘向外延伸的尺寸为拉环195的厚度T(参阅图16)，在侧板193所在的平面上，拉环195自前面板192向后面板194的方向延伸的尺寸为拉环195的宽度W(参阅图17和图18)。拉环195的宽度W大于厚度T,拉环195的宽度W较大，可以满足方便用户手动操作，厚度T较小，有利于减少前面板192外围空间，利于断路器19小型化发展，节约插框内的占板面积。

所述拉环195转动连接至所述侧板193，以使所述拉环195能够相对所述前面板192折叠或打开，具体而言，拉环195通过转轴转动连接至侧板193，具体而言，拉环195包括一对相对设置的连接杆1951和连接在这对连接杆1951之间的拉杆1952，拉杆1952位于这对连接杆1951的一端，这对连接杆1951的另一端通过转轴与断路器19的侧板193转动连接。拉环195相对前面板192折叠状态下，如图16所示，一对连接杆1951和拉杆1952均位于侧板的一侧，例如一对连接杆1951分别位于断路器19左右侧板193的外侧，拉杆1952位于断路器19的顶部侧板193或底部侧板193的外侧。拉环195相对前面板192打开时，拉环195的拉杆1952位于前面板192的前方，如图17所示，拉杆1952正对前面板192，用于供用户的手指接触，以拉动断路器19。具体而言，拉环195与断路器转动连接的位置对应前面板192的顶部和底部之间的中间位置，这样，在拉环195处于打开状态时，拉杆1952的位置正对前面板192的中心线的位置，这条中心线为前面板192的顶边和底边之间的中心线，顶边和底边均平行于此中心线。

另一实施方式中，拉环195处于打开状态时，拉杆1952的位置位于断路器19的重心所在的平面上，此平面垂直于前面板192。

参阅图18和图19，一种可能的实现方式中，连接杆1951与侧板193转动连接的一端，以转轴为中心，连接杆1951的端部呈凸轮状，具体而言，连接杆1951的近转轴的端部为抵顶端19511，用于抵顶锁扣196，抵顶端19511的外边缘包括第一位置A1和第二位置A2，第一位置A1距离转轴的距离大于第二位置A2距离转轴(指的是转轴中心的位置)的距离，当拉环195相对前面板192处于折叠状态时，第一位置A1抵顶锁扣196，锁扣196处于伸出状态并与插框配合实现锁固，当拉环195相对前面板192处于打开状态时，第二位置A2抵顶锁扣196，锁扣196处于缩回状态，解除锁扣196与插框之间的锁固。

拉环195上第一位置A1和第二位置A2之间的表面呈弧形圆滑过渡。相应地，锁扣196与拉环195配合的表面也呈弧形，锁扣196设有顶持面1961，顶持面1961与拉环195的抵顶端19511上的第一位置A1接触时，拉环195处于折叠状态，顶持面1961与拉环195的抵顶端19511上的第二位置A2接触时，拉环195处于打开状态。

具体而言，第一位置A1和第二位置A2均设有限位结构，限位结构可以为卡槽或突起，相应地，顶持面1961上也有限位结构(为与拉环195上的限位结构配合的突起或卡槽)，例如，第一位置A1和第二位置A2设突起，顶持面1961上设卡槽，通过突起和卡槽的配合，实现在折叠和打开两种状态下，拉环195和锁扣196之间的限位。

所述锁扣196活动连接至所述外壳，通过所述拉环195的旋转驱动所述锁扣196移动，以使所述锁扣196伸出或内缩。锁扣滑动连接至侧板193，使得锁扣196能够沿着一个方向相对侧板193滑动，例如锁扣199沿着第一方向相对侧板193滑动，第一方向与前面板192的一个边缘的延伸方向一致，拉环195相对前面板处于折叠状态时，拉环195的连接杆1951的延伸方向也为第一方向。具体可以在侧板193上设滑轨，锁扣196设与滑轨配合的滑块或滑槽。锁扣196与侧板193之间通过弹性件1961弹性连接，弹性件1961可以为弹簧，当拉环195相对前面板192处于折叠状态时，锁扣196处于伸出状态，弹性件1961弹性拉伸，具有弹性势能，当拉环195相对前面板192处于打开状态时，弹性件1961的弹性势能带动锁扣196自动缩回。

拉环195处于折叠状态下，锁扣196伸出所述断路器的侧板并将断路器锁附在插框上。拉环195相对前面板192打开状态下，锁扣196内缩，解除断路器与插框之间的锁固关系，拉杆旋转至前面板的前方，供用户手动操作，将断路器19从插框内拉出。

本实施方式中，断路器19安装至配电系统的插框中，且可以插入插框内与配电系统中的信号背板上的连接器插接，以实现断路器与信号背板上的集中控制器内的控制单元电连接，及实现断路器与信号背板上的其它电路模块电连接，断路器也可以从插框内拉出，以进行维修或更换。通过拉环将实现断路器插拔于插框，插入插框时，通过锁扣将断路器锁固至插框，防止断路器意外脱离插框。

一种可能的实现方式中，所述拉环195包括相邻设置的第一表面和第二表面，所述拉环处于相对所述前面板折叠状态时，所述第一表面朝向所述侧板193，所述第二表面的朝向与所述前面板192的朝向相同，所述拉环处于相对所述前面板打开状态时，所述第一表面朝向所述前面板，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积。第一表面用于与用户的手指接触，其面积大可以提供较好的体验感，用户拉动拉环的过程，手感更好。第二表面面积小的设计，使得拉环在前面板外围占的面积较小，有利于断路器小尺寸的设计。

一种可能的实现方式中，第一表面呈弧形，可以为凸出的弧形或内凹的弧形，弧形的设计有利于贴合手指，提供操作的便利性。

一种可能的实现方式中，第一表面设有粗糙结构，用于增加摩擦力。具体而言，粗糙结构或以为凸点或凹点或纹理，或它们的组合。

图20所示为本申请另一种实施方式提供的断路器19的前面板192的示意图，本实施方式中，前面板192的边缘预留出放置拉环195的空间，前面板192不是规则的长方形或正方形，如图20所示，在前面板192上半部的边缘区域设有拉环安装区，拉环195安装断路器19外壳的内部，且位于拉环安装区的位置，拉环195相对前面板192处于折叠状态时，拉环195的前端面与前面板192共面，且拉环195的外边界和前面板192的外边界齐平，共同构成长方形或正方形。本实施方式中，拉环195和锁扣196设置在断路器19的侧板193的内侧，侧板193的底部设置通孔，供锁扣196伸出即可。

以上所述是本申请的优选实现方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (15)

1.一种断路器，其特征在于，包括外壳、设于外壳内的内部元件、拉环和锁扣，所述外壳包括相对设置的前面板和后面板，所述前面板设功率接线端口，所述后面板设有功率接口和信号接口，所述功率接线端口和所述功率接口用于连接配电系统的电路，以提供功率主回路，所述信号接口对内电连接至所述内部元件，所述信号接口对外用于与设于所述外壳外部的控制单元电连接，通过所述信号接口所传送的所述控制单元的控制信号，实现所述内部元件的工作，所述前面板和所述后面板之间通过侧板相连，所述拉环位于所述前面板外围，所述拉环转动连接至所述侧板，以使所述拉环能够相对所述前面板折叠或打开，所述锁扣活动连接至所述外壳，所述锁扣与所述拉环配合，通过所述拉环的旋转驱动所述锁扣移动，以使所述锁扣伸出或内缩。

2.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述前面板设有按钮和状态显示单元，所述信号接口电连接至所述按钮和所述状态显示单元，且所述控制单元的控制信号通过所述信号接口被传送至所述按钮和所述状态显示单元。

3.如权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述状态显示单元包括一个双色指示灯；所述断路器控制掉电时，所述指示灯灭；所述断路器故障时，所述信号接口所接收的控制信号为所述指示灯的两种颜色交替闪烁的信号；所述断路器断开状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述指示灯为第一颜色，所述断路器闭合状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述指示灯为第二颜色；所述断路器为配置中的状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述指示灯在所述第一颜色闪烁状态或第二颜色闪烁状态。

4.如权利要求3所述的断路器，其特征在于，所述按钮包括呈部分透明状态或透明状态的壳体，所述双色指示灯位于所述壳体内。

5.如权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述状态显示单元包括第一指示灯和第二指示灯；所述第一指示灯为双色指示灯，所述断路器断开状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯为第一颜色，所述断路器闭合状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯为第二颜色，所述断路器故障时，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯的两种颜色交替闪烁的信号，所述断路器为配置中的状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯在所述第一颜色闪烁状态或第二颜色闪烁状态；所述第二指示灯为单色指示灯，用于指示所述断路器是否掉电及故障。

6.如权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述按钮包括呈部分透明状态或透明状态的壳体，所述第一指示灯位于所述壳体内。

7.如权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述状态显示单元包括第一指示灯、第二指示灯和第三指示灯；所述断路器断开状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯亮和所述第二指示灯灭；所述断路器闭合状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯灭和所述第二指示灯亮；所述断路器为配置中的状态下，所述信号接口所接收的控制信号为所述第一指示灯闪烁和/或所述第二指示灯闪烁；所述第三指示灯为单色指示灯，用于指示所述断路器是否掉电及故障。

8.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述拉环包括相邻设置的第一表面和第二表面，所述拉环处于相对所述前面板折叠状态时，所述第一表面朝向所述侧板，所述第二表面的朝向与所述前面板的朝向相同，所述拉环处于相对所述前面板打开状态时，所述第一表面朝向所述前面板，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积。

9.如权利要求8所述的断路器，其特征在于，所述第一表面呈弧形。

10.如权利要求8所述的断路器，其特征在于，所述第一表面设有粗糙结构，用于增加摩擦力。

11.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述前面板的边缘设有拉环安装区，所述拉环安装在所述外壳内部，且位于所述拉环安装区处，所述拉环相对所述前面板为折叠状态时，所述拉环的前端面与所述前面板共面，且所述拉环的外边界和所述前面板的外边界共同构成方形。

12.如权利要求2-6任一项所述的断路器，其特征在于，所述信号接口包括多个引脚，多个所述引脚包括按钮信号引脚和状态显示单元控制信号引脚，所述按钮信号引脚与所述按钮电连接，所述状态显示单元控制信号引脚与所述状态显示单元电连接。

13.如权利要求12所述的断路器，其特征在于，多个所述引脚还包括电源引脚、电操控制信号引脚、电流传感器引脚和开关状态反馈信号引脚。

14.如权利要求13所述的断路器，其特征在于，所述内部元件包括主触头、辅助触头，所述主触头用于实现所述断路器的断开和闭合状态，所述辅助触头电连接在所述信号接口和所述主触头之间，所述辅助触头用于将所述主触头的开合信号通过所述信号接口传送至所述控制单元，以使所述控制单元将所述主触头的开合信号通过所述信号接口传送至所述状态显示单元。

15.一种配电系统，其特征在于包括监控机、信号背板和至少两个如权利要求1-14任一项所述的断路器，所述信号背板上设有集中控制器及通信模块，所述集中控制器包括至少两个控制单元，所述至少两个断路器的所述信号接口一一对应地电连接至所述至少两个控制单元，所述通信模块电连接在所述监控机和所述集中控制器之间。

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