CN101354988B - 可与断路器连接的剩余电流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可与断路器(1)连接的剩余电流装置(2；200)，该剩余电流装置(2；200)包括：互联电子终端(22)，适于通过与穿过所述断路器(1)的第一面可接触的、所述断路器(1)的相应的电子终端配合，来建立所述装置(2；200)和所述断路器(1)之间的电连接；和机械连接装置(15，16)，适于通过垂直于所述第一面(6)的第二面(12)提供所述装置(2；200)和所述断路器(1)之间机械的相互作用，所述装置(2；200)包括第一部件(20；21；221)和第二部件(24；220)，所述第一部件和第二部件相互枢轴连接，且分别支撑所述互联电子终端(22)和所述机械连接装置(15；16)。
Description
技术领域
本发明涉及用于分配和控制电力的设备技术领域，尤其涉及一种可与断路器连接的剩余电流装置。
背景技术
众所周知，剩余电流装置是一种包括加法(totalizer)变压器和跳闸装置(trip device)的电子设备，该跳闸装置与变压器的次级线圈电连接，以在剩余电流装置被触发的情况下，机械地使连接的断路器打开。
根据长期广泛使用的实际情况，剩余电流装置和断路器被制造为如在建筑工地等用来在安装之前后续装配的分离的模块单元。这种实际情况对生产商是有利的，由此他们能够避免在工厂装配，从而进行少量产品类型的生产。同样地，这种情况允许装配工减少多种部件的贮存。被制造为两个不同的部件，并且用来相互装配的剩余电流装置和断路器，例如在公开的法国专利申请FR2373145中进行了描述。
为将剩余电流装置装配至断路器，需要在这两个安装部件之间提供电互联，并且基本同时还需要提供机械连接，该机械连接涉及这两个安装部件中的一个部件在这两个部件中的另一个部件中的机械元件的相互贯穿。典型地，相互贯穿的轴向垂直于电子终端的连接方向，并且使用留下的间隙来进行装配。但是，装配并不容易，并且涉及很多有难度的操作。
为了解决该缺陷，现有技术已经提出了几个解决方案，例如在欧洲专利EP1000430中描述的，或者在欧洲专利EP0806784中描述的。
发明内容
本发明的目的是提供一种剩余电流装置，可用特别方便且快速的方式将该剩余电流装置装配至相连的断路器上。
该目的是通过如在第一个权利要求中描述的剩余电流装置来实现。
本发明装置的其他实施例在后续的权利要求中描述。
附图说明
本发明的进一步的特征和优点将从以下给出的优选但非限制的实施例的描述中得到更好地理解，其中：
图1是具有未装配部件的断路器单元的透视图，且该断路器单元包括多极断路器和本发明特别优选实施例的剩余电流装置；
图2是图1中多极断路器的基本正视图；
图3是图1中断路器单元的平面正视图；
图4是图1中断路器单元的透视图，其中该断路器单元以第一装配配置示出；
图5是图1中断路器单元的平面图，其中该断路器单元以第二装配配置示出；
图6是图1中断路器单元的透视图，其中该断路器单元以第三装配配置示出；
图7是剩余电流装置的第二实施例的透视图；
图8示出了图7中剩余电流装置的详细放大图；
图9是具有未装配部件的断路器单元的透视图，该断路器单元包括断路器和本发明第三实施例的剩余电流装置；
图10是图9中断路器单元的透视图，其中断路器单元以第一装配配置示出；
图11是图9中断路器单元的平面视图，其中该断路器单元以第二装配配置示出；
图12是图9中断路器单元的透视图，其中该断路器单元以第三装配配置示出；
在所有的图中相同的或者相似的元件用相同的数字标明。
具体实施方式
参见图1，可与断路器1连接的剩余电流装置一般被标为2。优选地，断路器1是多极断路器，该多极断路器可以固定于DIN导轨，并且在此所述的例子中，是非限制方式的磁热四极(magneto-thermal quadrupole)断路器，该磁热四极断路器例如通过并置四个DIN单极模块来形成。以已知的方式，在四极断路器1中，四个DIN单极模块具有通过机械连接元件相互连接的动力驱动器(kinematic actuator)。
断路器1具有近似为平行六面体形状的本体。绕轴旋转的驱动杆4从断路器本体1的前面3突出，设置该驱动杆4用来操作断路器1。在本文示出的实例中，驱动杆4被具体化为C形截面的杆，接合DIN单极模块的四个驱动杆，以能同时操纵这些杆。
断路器1包括对置的两列电子连接终端，用以电连接断路器1和线电路(即断路器的电路上游)，以及电连接断路器1和负载电路(即断路器的电路下游)。例如，这些连接终端中的每一个终端都包括线夹(clamp)。由此，如图2所示，在断路器1的本体中，在上面5和下面6上以已知方式提供了相应系列的接入线夹的开口7，在图中仅示出了下面6上的接入口7。如已知的，可以通过螺钉来固定线夹，可从断路器1的本体前面3上提供的前开口8和9接入该螺钉。
而且，在断路器1的本体的上面5和下面6上，设有一些狭槽10(在图2中仅示出了下面上的狭槽)，这些狭槽在断路器本体内延伸，设置成能在其中收纳一些闭塞突起(blocking tabs)，这些闭塞突起可通过关闭开口8和9以防接触紧固线夹的螺钉。
在断路器1本体的两个侧面11和12中的至少一个侧面上，尤其在与连接的剩余电流装置2的面并置的侧面12上，提供了接触断路器1的内部动力机构的接入槽，该接入槽适于剩余电流装置2的释放销15穿过。在图中，仅示出了提供在侧面11上的槽13。完全相似的槽提供在侧面12的相同位置上，尽管该槽在附图中未示出。
而且，在断路器1的侧面12上，提供有键槽(在附图中未示出)，其适于与剩余电流装置2的相应的键销16配合。根据欧洲专利申请0626711的教导所公开的内容，键销16和相应的键槽如钥匙一样操作，以允许断路器1和具有兼容电容特征的剩余电流保护装置2之间的连接。
参见图1，剩余电流装置2包括：
互联电子终端22，或者输入终端22，适于通过与断路器1的相应和电子终端配合，来建立设备2和断路器1之间的电连接，穿过断路器1下面6可接入断路器1的各个电子终端；和
机械连接装置15和16，适于通过垂直于下面6的断路器1的侧面12，使剩余电流装置2和断路器1之间形成机械的相互作用。
有利地，剩余电流装置2包括第一部件20和21，以及第二部件24，它们彼此之间枢轴地铰链接合，并且分别支撑互联的电子终端22和机械连接装置15和16。
机械连接装置15和16包括释放销15，优选地，和键销16。释放销15从壁19a的狭槽18中突出，以被插入断路器的侧壁12上的相应的槽中，从而通过剩余电流装置的作用确保断路器1的打开。
在特别优选的实施例中，剩余电流装置2包括支座20和21，其是近似L型的，并且具有：
第一支座部分20，基本为平行六面体形状，其支撑有互联的电子终端22，以将剩余电流装置2电连接至断路器1；
第二支座部分21，本质上为平行六面体形状，其刚性地固定于第一支座部分20，并且与其垂直。
在该实施例中，剩余电流装置2还包括机械连接元件24，其与第二支座部分21枢轴连接，并且支撑有机械连接装置15和16，以将剩余电流装置2与断路器1机械连接。
在图1所示的特别的实施例中，机械连接元件24具有基本为盒状的主体，其具有角，该角通过销26铰接于第二支座部分21的角上，该销作为旋转轴。在图1所示的特别优选的实施例中，铰接于第二支座部分21上的机械连接元件24的角是远离第一支座部分20并且最接近于连接的断路器1的角。
第一支座部分20具有上面23，用来与可连接的断路器1的本体的下面6并置。在上面23设置有互联电子终端22，例如设有四个，每一个互联电子终端优选地制成导杆的形式(例如铜)，该导杆用来穿过接入口7被容纳在断路器1的相应的线夹中。优选地，该第一部分20还包括选择装置，该选择装置适于阻止剩余电流装置2和不具有适当数目个连接至剩余电流装置2的电极的断路器之间的连接。优选地，该选择装置具体为设置在第一支座部分20的面23上的突起25，该突起以可被收纳在开设于断路器1的下面6上的相应地槽座中。实际上，突起25和相应的槽座象钥匙一样操作，以允许有确定数目个电极的差动装置2和具有相同数目个电极的断路器1之间的连接。
优选地，电子终端22是刚性导体的末端部分，该刚性导体在第一支座部分20中延伸至第二支座部分21内部，在第二支座部分21内部，延伸穿过这些导体的螺旋管形加法变压器(图中未示出)实现微差测量。
机械连接元件24在其中容纳有跳闸装置(trip device)，例如继电器，其可操作地连接至释放销15，并且电连接至加法变压器的次级线圈。例如电连接可以通过弹性的且不固定的导体来实现，从而能使元件24相对于第二部分21旋转。
优选地，机械连接元件24在其中容纳有手动驱动跳闸装置的机构，在图中未示出，并且可通过控制杆27操作该机构。该控制杆27具有延伸至可连接的断路器1的凸起28，而该凸起28适于与断路器1的驱动杆4配合，从而当剩余电流装置2和断路器1是彼此机械的电连接时，关闭断路器1的驱动杆4的移动能自动地引起剩余电流装置2的跳闸装置的复位。
机械连接元件24可以形成具有面向第二支座部分21的开口的贝壳形状，或者基本封闭的支座形状，该基本封闭的支座具有朝向第二支座部分21的接入口，从而供弹性导体穿过，以连接于加法变压器的次级线圈。
剩余电流装置2还包括挂钩装置，用于将断路器1和剩余电流装置2以两个元件1和2相互机械地电连接的配置固定，从而使两个元件形成紧凑的磁热差分断路器单元。在特别的优选实施例中，这些挂钩装置包括杆形式的挂钩元件30，该挂钩元件可移动地容纳在机械连接元件24中的适合的槽座中。该杆30优选地相对断路器1的侧面12倾斜，并且相对于断路器1在以下位置之间是可移动的：
图1中示出的后向操作位置或者释放位置，在该位置该杆与断路器1基本不干涉；和
前向操作位置，或者钧住位置，其中该杆30具有例如钧形的端部，从开口31出来，从绕轴旋转的元件24的侧面19突起，以接合在断路器1的侧面12上的相应的保持槽座(图中未示出)中。该保持槽座优选地是开口在侧面12上的槽，并且相对于侧面12的平面具有倾斜的延伸方向。
在特别优选的实施例中，杆30具有提供有例如凹槽等把手装置的端部32，借助例如带有片状端部的工具，使杆通过该把手装置从前向操作位置移动到后向操作位置。当杆30处于钩住位置时，这些把手装置19可以被折叠收纳在杆30的槽座中。从而，在杆30被带动至钩住位置后，杆不能被拔出，从而基本不可能将断路器1从剩余电流装置2上移除。
在特别的优选实施例中，元件24中的杆30的槽座的端部具有预置裂纹且可移动的壁部33。通过移动该壁部33，当杆在钩住位置时可接触杆30的把手装置29，因此将断路器1从剩余电流装置2上释放。但是，应当注意的是，根据实施中的安全守则规定的内容，这种移动会留下清楚且不可撤销的痕迹。
参见图3，在特别的优选实施例中，剩余电流装置2包括锁定装置，其适于将机械连接元件24保持在这样的角位：在机械连接元件已经移动到与断路器1机械连接的角位后，通过防止该元件的旋转，以能在该角位建立与断路器1的机械连接。参见图1，在该位置，在下文中被称之为“机械连接位置”，第二部分21的侧壁19a和元件24的侧壁19b基本对齐，以形成适于与断路器1的侧壁12并置的单独的壁19a和19b。例如，锁定装置(图3所示)包括：
弹性突起，具有连接于绕轴旋转元件24的端部和设置有锁定齿34的相对的端部；
结合的锁定装置36，设置于第二支座部分21。
例如，结合的锁定装置36包括在图3中用虚线描述的槽36，具有形成锁定位置中容纳齿34的保持槽座的开口端35，并具有适于容纳尖端工具以将齿34从其保持槽座中脱离的相对开口端。
剩余电流装置2还包括互联电子终端或者输出终端，以将剩余电流装置2连接至负载电路，即剩余电流装置2的电路下游，例如内电路网。优选地，这些输出电子终端是线夹形状的。由此，如图4所示，用现有方式在第二支座部分21中提供有接入线夹的一排接入口40。并且以已知的方式，线夹还可通过螺钉来紧固，该螺钉可通过设置在第二支座部分21上的前开口41接入。
在特别优选的实施例中，剩余电流装置2包括安全装置，适于当绕轴旋转的元件24定位成移动至不是机械连接位置的角位时，至少部分地防止接触剩余电流装置2的输出终端的线夹的螺钉。优选地，这些装置包括容纳在第二支座部分21中的滑片42，并且提供有一排开口(其中两个已经在图3中以举例方式用虚线示出，并且用数字44标明)。该滑片42优选地例如通过支架45等与连接元件24可操作地连接，从而：
当机械连接元件24在机械连接的角位时，滑片42移动至使其上的每一个开口44与相应的接入口41轴向地对准的位置；和
当机械连接元件24移动至不是机械连接位置的角位时，滑片42移动至其上开口44相对于开口41偏移的位置，因此至少部分地封闭开口41，来防止任何对线夹的紧固螺钉的接触。
在特别的优选实施例中，剩余电流装置2还包括滑动屏46，该滑动屏可与第一支座部分20连接，并且包括梳型闭塞凸起47。该滑动屏46至少部分地可被容纳在第一部分20中的合适的槽座中，并且可相对于槽座在拔出位置和前向位置之间滑动。在前向位置中，每一个闭塞凸起插入断路器1上的相应的槽10(图2中示出)中，来防止通过前开口9接触用来与剩余电流装置2的互联终端22连接的线夹的螺钉。优选地，还提供有反干扰信号(anti-tampering signalling)装置，以防止滑动屏46在被插入后被未授权的操作者拔出。这些装置包括，例如，分别设置在第一部分20和滑动屏46中的一对孔48和49，孔48和49适于在滑动屏46的前向位置中容纳电线密封。
参见图3和图6，在下文中将会简单介绍断路器1和剩余电流装置2之间的组装操作。
从如图3中示出的未组装的部件的配置开始，通过将断路器1沿着箭头IV所指示的路线和方向向剩余电流装置2移动，装置2的互联终端22插入在断路器1的相应的线夹中，以在断路器1和剩余电流装置2之间建立电连接。因此获得如图4所示的配置。应当注意的是，为了执行上述操作，机械连接元件24需要维持在箭头IV所指示的移动过程中，机械连接装置15和16不会和断路器1的侧壁12干涉的角位置。
在获得图4所示的配置后，机械连接元件24绕着销26如箭头VI指示的转动，直到达到机械连接的角位。在该位置：
释放销15穿过断路器的侧面12并且与断路器的内部动力装置可操作地连接；
键销16插入提供在断路器1的侧面12上的结合的槽座中；
机械连接元件24锁定在机械连接的角位，这是因为齿34被保持在该槽座35中。
因此获得的组装配置如图5所示。如在该图中可见的，在机械连接位置，由于接入口41不再由滑片42(图4所示的)阻隔，剩余电流装置2的输出终端的螺钉可以通过接入口41接入。
参见图5，随后的操作是移动杆30，可通过在箭头VII所示的方向和路线向杆30上施加压力，直至到达锁定位置，在该位置中，杆30的与端部32相对的端部与结合的保持装置接合，该结合的保持装置提供在断路器1的侧面12上。而且，再参见图5，随后的操作紧固了可通过开口9接触的断路器1的螺钉，以使得断路器1和剩余电流装置2之间的电连接稳定。
最后，通过将屏46以箭头VIII所示路线滑动，获得如图6所示的组装配置，其中断路器1的接入口被闭塞突起47阻隔。在该配置中，可应用电线密封(未示出)，该电线密封穿过孔49和孔48(孔49和孔48在图5中示出)。
在图7中，示出了剩余电流装置2的第一变体实施例，该实施例实质上不同于上述描述的剩余电流装置，是因为该剩余电流装置2提供有不同的锁定装置54和55，以使机械连接元件24保持在机械连接的角位置。在该实施例中，特别地，这些锁定装置包括键以及从连接元件24上伸出的有一定形状的突起54，该键提供在第二部分21上，通过弹簧(未示出)保持在前向位置，从而被按压来抵抗该弹簧的作用。如更好地在图8中所示，有一定形状的突起54提供有第一凹处C1，该第一凹处定形成当键55处于其前向位置时与键55接合的形状，以将连接元件24保持在机械连接的角位置。键55定形成当将其在前向位置被按压时不与有一定形状的突起54干涉的形状(如其具有缺口或者放电器)。由此，连接元件24可以从机械连接的角位置释放。
如从图8所见的，在特别优选的实施例中，伸出的凸起54还具有第二凹处C2，该第二凹处定形为当键55在其前向位置时与该键接合的形状，以将连接元件24保持在不同于机械连接位置的角位置，并且从而在断路器1移向装置2的过程中使该元件的机械连接装置15和16基本不与断路器的侧面12干涉，以提供断路器1和剩余电流装置2之间的电互联。通过按压键55，顺时针转动元件24，再释放位于第一凹处C1的键55，从由凹处C2和处于机械连接的角位置的键55干涉而确定的角位置通过是可能的，其中机械连接的角位置由凹处C1和键55干涉确定。
在图8所示的特别的实施例中，伸出的突起54还提供有推力元件56，该推力元件适于与滑片42(图7)配合，以在连接元件24的转动过程中使滑片滑动。
在图9-12中，示出了成套部件，该成套部件包括与图1-6所描述的断路器完全相同的断路器1，并且还包括本发明另一个实施例剩余电流装置200。
剩余电流装置200不同于上述描述的剩余电流装置2，主要在于第二支座部分221是制成单独的块，并且具有角，该角是枢轴地连接(如绕轴226铰接)至第一支座部分220的端部。可看出的，在该实施例中，剩余电流装置200还可优选地包括第一部件，即部分220；和第二部件，即部分221，这两部件相互枢轴连接(例如枢轴连接的)，并且分别支撑有互联电终端22和机械连接部件15和16。在该例子中，为了能够确保设备200的连接终端22和穿过容纳在第二部分221中的加法变压器的导体之间电连接，可至少紧邻转动轴226提供弹性的电连接装置，例如导电绳。
与对上述剩余电流装置2已经描述的内容相似，在剩余电流装置220中也可提供滑杆30形式的锁定装置，和包括梳型闭塞凸起47的滑动屏形式的阻隔装置46。而且尽管在图中未示出，甚至在该例子中，可提供预置裂纹的壁部，该壁部适于在杆30已经插入槽座后可接触杆30的把手装置。
为组装图9中成套部件，断路器1必须如箭头IX指示向剩余电流装置200移动，从而建立设备部件之间的电连接，并且获得图10中所示的组装配置。随后，第二部分221必须相对于第一部分220沿箭头X所示的路线旋转，以获得图11所示的组装配置。从该配置开始：
将杆30如箭头XI所示按压；
紧固断路器1的连接螺钉，以使剩余电流装置200和断路器1之间的电连接稳定；和
滑动该滑动屏46(为清楚起见，仅仅示意性地示出在图9-12中)获得如图12中所示的组装配置，其中在断路器1和剩余电流装置200之间是机械地电互联，并且相互牢固地锁定，以形成磁热剩余电流断路器单元。
可从上述描述理解的是，本发明剩余电流装置能达到期望的目的，是由于装置与断路器的组装需要特别简单且快速的操作。
本领域技术人员可以对上述描述的剩余电流装置进行一些修改和改变，以满足可能和特定的需求，但是所有变化都不脱离权利要求所限定的本发明的范围。
Claims (16)
1.一种可与断路器(1)连接的剩余电流装置(2；200)，该剩余电流装置(2；200)包括：
互联电子终端(22)，通过与穿过所述断路器(1)的第一面(6)接入的所述断路器(1)的相应的电子终端配合，建立所述装置(2；200)和所述断路器(1)之间的电连接；和
机械连接装置(15，16)，通过垂直于所述第一面(6)的第二面(12)使所述剩余电流装置(2；200)和所述断路器(1)之间机械的相互作用，
其特征在于
所述剩余电流装置(2；200)包括第一部件(20；21；221)和第二部件(24；220)，所述第一部件和第二部件相互枢轴连接，且分别支撑所述互联电子终端(22)和所述机械连接装置(15；16)。
2.根据权利要求1所述的剩余电流装置(2；200)，其中所述剩余电流装置的所述第一部件(20；21；221)和第二部件(24；220)能相互枢轴地移动，从而形成这样的相互位置：在该位置，通过将所述断路器(1)向所述剩余电流装置(2；200)的互联电子终端(22)移动，所述剩余电流装置(2；200)的互联电子终端(22)能与所述断路器的相应的电子终端连接，从而使在该移动过程中所述机械连接装置(15；16)与所述断路器(1)的所述第二面(12)不干涉。
3.根据权利要求1或2所述的剩余电流装置(2；200)，其中所述剩余电流装置(2；200)包括支座，该支座具有：
第一支座部分(20；220)，支撑所述互联电子终端(22)，并具有用于与所述第一面(6)并置的面(23)；和
第二支座部分(21；221)，支撑所述机械连接装置(15；16)，并具有用来与所述断路器(1)的所述第二面(12)并置的面(19a，19b)。
4.根据权利要求3所述的剩余电流装置(220)，其中所述第一支座部分(20；220)具有与所述第二支座部分(21；221)枢轴地连接的端部，所述第一支座部分(20；220)和第二支座部分(21；221)分别是枢轴连接的所述第一部件和第二部件。
5.根据权利要求3所述的剩余电流装置(2)，其中所述第二支座部分(21；221)刚性地连接在所述第一支座部分(20；220)，其中所述第一部件包括所述第一支座部分和所述第二支座部分，所述第二部件包括与所述第二支座部分(21；221)枢轴连接的机械连接元件(24)。
6.根据权利要求5所述的剩余电流装置(2)，其中所述机械连接元件(24)是盒状元件，具有铰接于所述第二支座部分(21)的角上的角。
7.根据权利要求6所述的剩余电流装置(2)，其中所述机械连接元件具有的铰接于所述第二支座部分(21)的角上的角是远离所述第一支座部分(20；220)且最接近所述断路器(1)的角。
8.根据权利要求1所述的剩余电流装置(2；200)，其中所述机械连接装置包括释放销(15)，该释放销(15)适于与所述断路器(1)的内部动力机构配合。
9.根据权利要求1所述的剩余电流装置(2；200)，还包括挂钩装置(30)，以将所述断路器(1)和所述剩余电流装置(2)锁定在组装配置中，其中所述断路器(1)和所述剩余电流装置(2)相互机械地电连接，以形成紧凑的断路器单元。
10.根据权利要求9所述的剩余电流装置(2；200)，其中所述挂钩装置包括可滑动地容纳于设置在所述剩余电流装置(2；200)中的槽座内的杆(30)，以通过相对所述断路器(1)的所述第二面(12)的放置平面沿倾斜的方向滑动，使该杆(30)能在后向位置和前向位置之间移动。
11.根据权利要求5所述的剩余电流装置(2)，还包括锁定装置(35；35；54；55)，适于将所述机械连接元件(24)保持在第一角位，在该位置所述机械连接元件(24)能提供与所述断路器(1)的所述机械的相互作用，从而防止该机械连接元件被移动至所述第一角位后产生转动。
12.根据权利要求11所述的剩余电流装置(2)，其中所述锁定装置还适于将所述机械连接元件(24)保持锁定在不同于所述第一角位的第二角位，所述锁定装置还能被释放以使所述连接元件在所述第一角位和所述第二角位之间转动，反之亦然。
13.根据权利要5所述的剩余电流装置(2)，其中所述装置还包括输出电子终端，以将所述剩余电流装置(2)连接至负载电路，所述输出电子终端是线夹的形式，通过穿过设置在第二支座部分(21)上的前开口(41)接入的螺钉来紧固该线夹，所述剩余电流装置(2)还包括安全装置，适于当所述机械连接元件(24)定位成移动到不适于形成所述机械的相互作用的角位置时，至少部分地防止接触所述螺钉。
14.根据权利要13所述的剩余电流装置(2)，其中所述安全装置包括片(42)，可滑动地容纳在所述第二支座部分(21)中，且可操作地连接于所述机械连接元件(24)。
15.根据权利要3所述的剩余电流装置(2)，还包括可与所述第一支座部分(20)连接的滑动屏(46)，该滑动屏(46)包括梳型闭塞凸起(47)，每一个闭塞凸起(47)能插入所述断路器(1)的相应的狭槽(10)，以防止接触用来连接至所述剩余电流装置(2)的所述互联电子终端(22)的所述断路器(1)的线夹的螺钉。
16.一种断路器单元，包括断路器(1)和权利要求1所述的剩余电流装置。
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