CN102693884B - 一种预付费电能表专用塑壳断路器 - Google Patents

Abstract

预付费电能表专用塑壳断路器，包括断路器本体、嵌置在本体内的分励脱扣器和内置式控制模块，内置式控制模块的开关装置与断路器操作机构或与分励脱扣器连接，通过操作机构或分励脱扣器模块的合分闸动作控制开关装置接通/分断；内置式控制模块的检测输入端连接电表的信号输出端，开关装置串联连接在控制电路与中性线接入端之间，中性连接端与主电路中性线连接，控制电路的控制输出端接分励脱扣器的脱扣控制输入端、并控制其上的脱扣装置触动断路器操作机构完成断路。内置式控制模块可独立嵌置在断路器本体内或嵌置在分励脱扣器模块内，使断路器与电表的信号输出端之间形成可靠隔离，且为各模块单元的互换和断路器的运行提供了安全保障。

Description

一种预付费电能表专用塑壳断路器

技术领域

本发明涉及一种可配合预付费电能表使用的具有分励脱扣功能的低压断路器，特别是涉及一种预付费电能表专用的塑壳断路器。当收到用户电表欠费时发出的控制信号后，该断路器将分闸使用户端断开，以控制欠费用户无法取电。

背景技术

众所周知，分励脱扣器是对断路器进行远程分闸操作的装置，一般采用断路器的独立的辅助模块实现，具有分励脱扣功能的断路器则不采用独立的分励脱扣器辅助模块就能实现对断路器的远程脱扣控制。现电网改造中普遍使用了带远程抄表功能的预付费电能表(以下简称电表)，它具有欠费断电功能，即在用户储存在电表的卡上的预付电费用尽时，电表内的控制电路会自动切断用户端的电源，且在用户续费之前控制该断路器将无法合闸。现有预付费电能表的欠费断电控制输出方式已有三种基本类型：一种是通过电表中表内的控制电路控制表内的串联连接在输出端的电路中的继电器实现断电，其缺点是继电器因其接点容量小而易被烧毁；第二种是通过表内的控制电路和/或继电器控制表外的分励脱扣器，再由分励脱扣器控制断路器，其缺点是分励脱扣器需占用表箱的空间，窃电隐患增加；第三种是表内的控制电路和/或继电器控制表外的设置在电表与用户端之间的具有分励脱扣功能的断路器。由于第三种方式能较好地满足大容量、防窃电的需求，所以受到市场的青睐。

目前配合电表使用的专用断路器尚无行业标准，但根据其控制方式可分为三类：第一类如ZL99110322.X号中国发明专利，其控制方式是通过表内的继电器控制设置在电表与用户端之间的断路器内的继电器，断路器内的继电器再控制断路器的热脱扣器(双金属片)；第二、三类如ZL96241712.2号中国实用新型专利，其中一种控制方式是采用表内的继电器控制设置在电表与用户端之间的断路器内的电磁脱扣器(脱扣线圈)，其另一种控制方式是采用表内的继电器控制设置在电表与用户端之间的断路器内的测试按钮(试验开关)。这些现有的专用断路器实现欠费断电的脱扣跳闸都是利用断路器原有的脱扣器(如热脱扣器，或电磁脱扣器)，所以在启动欠费断电脱扣时不可避免地必然产生使热脱扣器或电磁脱扣器脱扣的脱扣电流，该脱扣电流的大小相当于热脱扣器的过载电流或电磁脱扣器的短路电流，而该脱扣电流必须流过表内或断路器内的控制继电器，故而还是存在继电器因其接点容量小而易被烧毁的问题。并且这些现有的专用断路器只能与一种电表配合使用，不能兼容配合其他类型的的电能表，如ZL99110322.X号中国发明专利的断路器不能用于ZL96241712.2号实用新型专利的电表，ZL96241712.2号实用新型专利的漏电保护器也不能用于ZL99110322.X号发明专利的电表。由此可见，在新一代预付费电能表专用断路器的发展过程中主要存在以下三方面亟待解决的问题：一是断电控制的安全性、可靠性、防窃电、降能耗，二是专用断路器对于各种预付费电能表的兼容性，三是断电控制装置的小型化。特别是在综合解决上述问题的过程中所遇到的两个难以同时解决的矛盾：一是控制线路与供电及信号电源隔离问题：在现有技术的控制电路中，动作电源采用非隔离的方式直接引用断路器下进线端口的L1、N两相电源，当断路器动作后，下进线端口也同时断开L1与N的供电，由于从电表出来的控制电源也是直接引自L1相，当断路器断开而存在控制电压时，断路器的L1的上下进线端口此时将存在较大的电位差，下进线L1和N也存在小电位差，给用户造成用电安全影响。二是断路器内尺寸与空间有限的问题：因断路器内尺寸与空间的限制，而更改结构带来的技术风险和成本又较高，因此只能利用现有的结构与空间，在满足控制电路小型化的同时，还需增加电源隔离功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种新一代的预付费电能表专用塑壳断路器，采用内置式分励脱扣器与可互换的内置式控制模块配合控制的技术，实现了一种断路器能兼容不同电能表的功能，而且断路器采用现有结构和空间实现与电能表的控制输入的安全隔离，不仅安全性和可靠性高、防窃电和降能耗性能好，并且断电控制装置体积小。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术措施：

一种预付费电能表专用塑壳断路器，该断路器包括装有操作机构11和触头装置12的断路器本体1，还包括内置式控制模块2和其上装有脱扣装置33并整体嵌置在断路器本体1内分励脱扣器3，内置式控制模块2包括开关装置21、控制电路22、检测输入端23、中性连接端24、供电输入端25和控制输出端26，所述的检测输入端23与预付费电能表10的信号输出端101连接，开关装置21串联连接在控制电路22与中性连接端24之间，中性连接端24与主电路的中性线连接，控制电路22的控制输出端26接分励脱扣器3的脱扣控制输入端31、并控制分励脱扣器3的磁通线圈33驱动脱扣联动辅助机构34动作，以触发断路器体内1的操作机构11驱使触头装置12分断。所述的内置式控制模块2的开关装置21与断路器本体1的操作机构11连接，操作机构11的合闸动作控制开关装置21接通，操作机构11的分闸或跳闸动作控制开关装置21分断；所述的内置式控制模块2是嵌置在断路器本体1内的独立的模块单元，或者，所述的内置式控制模块2嵌置在分励脱扣器3内。所述的内置式分励脱扣器3的辅助开关32与脱扣联动辅助机构34联动，当脱扣联动辅助机构34动作后便联动触发辅助开关32断开以保护磁通线圈。

其中，所述的内置式控制模块2的控制电路22是由可控硅和分立电子元器件构成的检测及控制电路，可以对检测输入端23进来的电压信号进行检测比较和控制可控硅导通。控制电路22工作时由断路器本体1的负载端L与N供电，即电源供电输入端25接L，中性线接入端24接N。当电表10的信号输出端101存在高于设计的阀值电压时，可控硅不导通，即分励脱扣器3不动作；反之，当信号输出端101的电压信号断开或低于设计的阀值电压时，可控硅导通，及分励脱扣器3动作带动断路器1分闸。

其中，所述的内置式控制模块2的开关装置21包括微动开关211和控制微动开关211执行接通/分断切换动作的推杆212，断路器本体1的脱扣动作带动操作机构11推动推杆212触发微动开关211分断，以切断控制电路22与主回路中性线的连接，达到电源隔离的目的。开关装置21是由继电器、晶体管、可控硅或MOSFET中的一种器件构成的开关电路，该开关电路的分断受断路器本体1的分闸状态控制；或者受控制电路22控制。开关装置21为控制模块2上的微动开关211或分励脱扣器3上的辅助开关32。

其中，所述的断路器本体1内设有控制模块专用槽15和分励脱扣器专用槽16，内置式控制模块2可互换地安装在控制模块专用槽15内，分励脱扣器3可互换地安装在分励脱扣器专用槽16内；或者所述的断路器本体1内设有分励脱扣器专用槽16，装有内置式控制模块2的分励脱扣器3可互换地安装在分励脱扣器专用槽16内。

其中，所述的内置式控制模块2的控制电路22的检测输入端23的电压为预付费电能表10输出的标准电压，或者为预付费电能表10的表内控制电路102输出的控制电压。

其中，所述的内置式控制模块2的控制电路22为失电控制开关电路，在检测输入端23有电压时，控制电路22保持常态并不妨碍分励脱扣器3和断路器本体1的合闸；当检测输入端23无电压时，控制电路22经过比较判断并延时时间H后，驱动可控硅221导通致使分励脱扣器3脱扣。

进一步地，控制电路22的延时电路当检测输入端23无电压时动作的延时时间H大于预付费电能表10向检测输入端23供电所需的时间。

本发明以低压断路器为平台，采用控制模块和分励脱扣模块配合的多种组合控制方式，且采用控制模块和分励脱扣模块可互换地嵌入断路器内的结构形式，巧妙地一并解决了预付费电能表专用塑壳断路器发展所面临的兼容不同电能表的问题，并且在增加电源隔离功能的同时，也满足了控制电路小型化的要求。

附图说明

图1是本发明的预付费电能表专用塑壳断路器第一实施例的第一方案的整体结构的示意框图，图1中所示的第一实施例的内置式控制模块和分励脱扣器模块分别作为独立的模块单元嵌置在断路器本体1内。

图2是本发明的预付费电能表专用塑壳断路器的第一实施例的第二方案的整体结构的示意框图，图2中所示的第一实施例的内置式控制模块和分励脱扣器模块分别作为独立的模块单元嵌置在断路器本体1内。

图3是本发明的预付费电能表专用塑壳断路器第一实施例的第一或第二方案的内置式控制模块和分励脱扣器模块一个典型实施例的结构示意框图，图中所示的内置式控制模块的开关装置为微动开关，内置式控制模块的控制装置是由可控硅构成的得电控制开关电路，分励脱扣器模块的脱扣装置为电磁脱扣装置。

图4是图1至图4所示的本发明的预付费电能表专用塑壳断路器第一实施例的整体结构爆炸示意图，第一方案和第二方案均可适用。

图5是图4所示的第一实施例的内置式控制模块部件的结构示意图。

图6是本发明的预付费电能表专用塑壳断路器第二实施例的整体结构的示意框图，图中所示的第二实施例的内置式控制模块嵌置在分励脱扣器模块内，带有内置式控制模块的分励脱扣器模块作为独立的模块单元嵌置在断路器本体1内。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的预付费电能表专用塑壳断路器的两个实施例及所包含的多种实施方式，本发明的预付费电能表专用塑壳断路器不限于以下实施例以及实施方式的描述。

图1至图5是本发明的预付费电能表专用塑壳断路器的第一实施例，图6是本发明的预付费电能表专用塑壳断路器的第二实施例，第一与第二实施例之间的区别在于：第一实施例的内置式控制模块2和分励脱扣器3分别作为独立的模块单元嵌置在断路器本体1内；而第二实施例的内置式控制模块2嵌置在分励脱扣器3内，带有内置式控制模块2的分励脱扣器3作为独立的模块单元嵌置在断路器本体1内，图6中所示的开关装置21为控制模块2上的微动开关211或分励脱扣器3上的辅助开关32。图1、2中所示的本发明的预付费电能表专用塑壳断路器第一实施例的内置式控制模块和分励脱扣器模块分别作为独立的模块单元嵌置在断路器本体1内。本发明的第一实施例包括图1所示的第一方案和图2所示的第二方案，其中图1中所示的第一实施例的第一方案的专用塑壳断路器所适配的预付费电能表的信号输出端输出的电压为标准电压；而图2中第一实施例的第二方案的专用塑壳断路器所适配的预付费电能表的信号输出端输出的电压为控制电压。也就是说，本发明的第一实施例的第一方案与第二方案之间的区别在于：第一方案的专用塑壳断路器所适配的预付费电能表10的信号输出端101输出的电压为标准电压，即220V；而第二方案的专用塑壳断路器所适配的预付费电能表10的信号输出端101输出的电压为控制电压。

参见图1至图3说明本发明的预付费电能表专用塑壳断路器的主要结构，它包括装有操作机构11和触头装置12的断路器本体1、一个内置式控制模块2和一个嵌置在断路器本体1内的分励脱扣器3。通常断路器本体1内还装有瞬动脱扣装置13(如公知的电磁脱扣装置)和/或延时脱扣装置14(如公知的双金属片构成的热脱扣装置)，但本发明的预付费电能表专用塑壳断路器的欠费断电的控制仅与断路器的操作机构11和触头装置12有关，而与瞬动脱扣装置13和延时脱扣装置14无关。即欠费断电是由分励脱扣器3的脱扣动作直接触动断路器操作机构11动作、再由操作机构11驱动触头装置12分断实现的，欠费断电的实现无需通过瞬动脱扣装置13或延时脱扣装置14。所述的内置式控制模块2作为独立的模块单元嵌置在断路器本体1内(如图1至图5所示的第一实施例)，或者，内置式控制模块2嵌置在分励脱扣器3内(如图6所示的第二实施例)，使装有内置式控制模块2的分励脱扣器3成为独立的模块单元。这里模块、模块化或模块单元是指具有以下结构特征的部件：是独立的部件，并且是可互换的部件。内置式控制模块2包括一个开关装置21、控制电路22、与预付费电能表10的信号输出端101连接的检测输入端23和与断路器本体1内的中心线N连接的中性连接端24，内置式控制模块2的开关装置21串联连接在控制电路22与中性连接端24之间，控制电路22的控制输出端26接分励脱扣器3的脱扣控制输入端31、并控制分励脱扣器3发生脱扣动作，分励脱扣器3的脱扣动作触动断路器本体1内的操作机构11脱扣，操作机构11的脱扣动作驱动触头装置12分断。断路器的触头装置12串联连接在主电路的火线L与N中，触头装置12的分断也就是切断了火线L与N，使断路器本体1的负载侧的电路断电。内置式控制模块2的开关装置21与操作机构11联动，操作机构11的合闸动作控制开关装置21接通，操作机构11的分闸或跳闸动作控制开关装置21分断。所述的分励脱扣器3的脱扣动作触动断路器本体1内的操作机构11脱扣是指分励脱扣器3的脱扣联动辅助机构34的脱扣动作触动操作机构11的脱扣件。本发明分励脱扣器3的动作件是与操作机构11相互联动的，当操作机构11分闸操作时带动分励脱扣器3复位，及呈合闸状态，操作机构11的合闸与跳闸动作对分励脱扣器3的状态不产生影响，而分励脱扣器3的脱扣动作则会带动操作机构11动作呈跳闸状态。所述的开关装置21与操作机构11连接是指开关装置21的控制输入件(如图5所示的推杆212)与操作机构11的动作件连接，使所述的控制输入件与所述的动作件联动，其连接方式为：操作机构11的合闸动作控制驱动开关装置21接通，操作机构11的分闸或跳闸动作控制驱动开关装置21分断。由此可见，本发明的一大优势在于实现了控制模块2、分励脱扣器3或装有内置式控制模块2的分励脱扣器3的独立的模块单元化，并且通过互换不同的模块单元，极大方便了新一代预付费电能表专用塑壳断路器的生产和应用，具体体现在两大方面：一是使同一型号的断路器本体1能适配不同类型或型号的预付费电能表10，二是使同一型号的模块单元能适配不同额定电流、不同保护功能的不同型号的断路器本体1。显然，这两大方面的效果使得预付费电能表专用塑壳断路器产品的使用更加方便、应用更加广泛，可大幅度提高生产效率和降低制造成本。

图1、图2中的预付费电能表10可采用现有电能表技术，预付费电能表10的欠费断电控制信号是由其表内控制电路102发出的。常规表内控制电路102发出的欠费断电控制信号的方式可分为两种：一种是上电控制方式，如ZL96241712.2号实用新型专利的预付费电能表的控制电路模式，即在正常情况下，表内控制电路102的两个控制信号输出端A1与A2之间无电位差，即控制信号输出端A1无电压，而在欠费情况下，表内控制电路102向控制信号输出端A1加载电压，即控制信号输出端A1有电压，使A1与A2之间产生电位差。常规表内控制电路102发出的欠费断电控制信号的另一种方式是卸电控制方式，如ZL99110322.X号发明专利的插卡式电度表的控制电路模式，即在正常情况下，表内控制电路102的两个控制信号输出端A1与A2之间有电位差，即控制信号输出端A1有电压，而在欠费情况下，表内控制电路102从控制信号输出端A1卸掉电压，也就是控制信号输出端A1无电压，使A1与A2之间无电位差。然而，在实际应用中，预付费电能表10控制断路器执行欠费断电的可能方式至少有两种：一种是继电器控制方式，如图1、ZL99110322.X的发明专利和ZL96241712.2的实用新型专利所适配的预付费电能表，其特点是在表内控制电路102与预付费电能表10的信号输出端101之间设置表内继电器J1，将表内控制电路102的控制信号输出端A1、A2分别与表内继电器J1(参见图1)的线圈两端连接形成控制回路，而表内继电器J1的触点回路作为预付费电能表10的信号输出端101，通过信号控制线4与断路器本体1连接。另一种是直接控制方式，如图2所适配的预付费电能表，其特点是采用表内控制电路102的控制信号输出端A1、A2直接作为预付费电能表10的信号输出端101，通过信号控制线4与断路器本体1连接。图1、图2所示的预付费电能表10与断路器本体1之间有1根连接线，即信号控制线4，采用现有断路器无法兼容不同电表，而本发明则很好地解决了所述不能兼容的问题。

参见图1所示的第一实施例的专用塑壳断路器第一方案所适配的预付费电能表，由于图1中的中性连接线N在预付费电能表10内的那一端与主回路的中性线N连接，而断路器本体1中也有中性线N，将中性连接线5完全设置在图1所示的断路器本体1中，从而使预付费电能表10与断路器本体1之间只有一根信号控制线4。从图1可见，由于第一实施例的第一方案的表内继电器J1的触点回路连接在主电路的火线L与中心线N之间，所以内置式控制模块2的检测输入端23的电压和预付费电能表10的信号输出端101的电压均为标准电压，即主电路的火线L与中心线N之间的电网的标准电压。电表中表内继电器J1可选用常开触点或常闭触点，通过这种选择，电表继电器控制方式可以转换输出的欠费断电控制信号的方式。具体为：上电控制方式的表内控制电路102如果选配的表内继电器J1为常闭触点继电器，则从信号输出端101输出的欠费断电控制信号的方式为卸电控制方式(当然如选配的表内继电器J1为常开触点继电器，则从信号输出端101输出的欠费断电控制信号的方式仍为上电控制方式不变)；卸电控制方式的表内控制电路102如果选配的表内继电器J1为常闭触点继电器，则从信号输出端101输出的欠费断电控制信号的方式为上电控制方式(当然如选配的表内继电器J1为常开触点继电器，则从信号输出端101输出的欠费断电控制信号的方式仍为卸电控制方式不变)。总之，继电器控制方式--由表内继电器J1输出到信号输出端101的欠费断电控制信号的方式取决于表内控制电路102和表内继电器J1的配合，但不管表内控制电路102与表内继电器J1如何选配，信号输出端101的欠费断电控制信号的方式仍然只有上电控制方式和卸电控制方式两种。

参见图2，同理，由于图2中的中性连接线5在预付费电能表10内的那一端与表内控制电路102的控制信号输出端A2连接，而控制信号输出端A2在通常情况下是与主回路的中性线N连接，而断路器本体1中也有中性线N，将中性连接线5完全设置在图2所示的断路器本体1中，从而使预付费电能表10与断路器本体1之间只有一根信号控制线4，即使用户采用的现有的预付费电能表10仍然保留了图2所示的中性连接线N的连接端，但在它与图2所示的本发明的断路器本体1适配时，图2所示的中性连接线5完全可以替代预付费电能表10的中性连接线N。与图1所示的预付费电能表10相比，图2所示的预付费电能表10少了表内继电器J1，由于本发明的采用了开关装置21对控制电路22与中性线N之间进行了安全的电隔离，因此提高了不同控制电压信号的兼容性。由于图2所示的第一实施例的第二方案的信号输出端101直接与表内控制电路102的控制信号输出端A1连接，所以信号输出端101的电压为表内控制电路102输出的控制电压。而且由于表内控制电路102在通常情况是采用公知的标准化的电路，所以表内控制电路102输出的控制电压是相对固定的，或者说是在一定的有限的系列范围内。

图3是本发明的预付费电能表专用塑壳断路器第一实施例的一个典型结构示意框图，适用于第一方案或第二方案的内置式控制模块2和分励脱扣器3，其中内置式控制模块2的开关装置21为微动开关(见图6)，内置式控制模块2的控制电路22是由可控硅221和一些分立电子元器件构成的检测及控制电路，分励脱扣器3由辅助开关32、磁通线圈33和脱扣联动辅助机构34构成。图3所示的内置式控制模块2的控制电路22(见图1、2)采用了由可控硅221构成的失电控制开关电路，它适配信号输出端101输出的欠费断电控制信号为卸电控制方式的预付费电能表。图3所示的内置式控制模块2的开关装置21(见图1、2)优选采用由微动开关构成的开关电路，该开关电路还可以是含有晶体管、可控硅或MOSFET中一种器件的开关电路。图3所示的分励脱扣器3的磁通线圈33优选为电磁脱扣装置，可替代该方案的分励脱扣器3的磁通线圈33还可以是其它脱扣装置，如由双金属片构成的长延时热脱扣装置。

图5所示的内置式控制模块2的开关装置21为由微动开关211构成的开关电路，控制电路22是由可控硅221和一些分立电子元器件构成的检测及控制电路分励脱扣器3的磁通线圈33为电磁脱扣装置，它们的动作顺序依次为：预付费电能表10输出的有/无电压信号进入到控制电路22进行比较判断并延时时间H后驱动可控硅221导通，使磁通线圈33触发脱扣联动辅助机构34动作以触动断路器本体1内的操作机构11脱扣，操作机构11脱扣动作驱动触头装置12分闸，同时操作机构11的分闸状态带动开关装置21的推杆212顶触微动开关211使其断开，以实现控制电路22与电源的隔离。本发明上电控制方式的预付费电能表10输出的有电压信号或卸电控制方式的预付费电能表10输出的无电压信号控制模块2与分励脱扣器3配合触动断路器本体1的操作机构11脱扣的，而不像现有技术通过脱扣线圈(相当于图2、图1中的瞬动脱扣装置13)、双金属元件(相当于图2、图1中的延时脱扣装置14)控制操作机构脱扣，所以本发明的分励脱扣器3能适配不同额定电流、不同保护功能的不同型号的断路器本体1。常规断路器本体1的瞬动脱扣装置13、延时脱扣装置14与断路器本体1的额定电流、保护功能密切相关，如不同的断路器本体1的额定电流In的范围约为6-125A，不同的断路器本体1的短路保护要求的瞬动脱扣电流的阈值范围约为5-50In，不同的断路器本体1的过载保护要求的延时脱扣电流的阈值范围约为3-10In，如果要利用原有的瞬动脱扣装置13、延时脱扣装置14脱扣，必须要生成满足瞬动脱扣或延时脱扣的环境，而生成瞬动脱扣或延时脱扣环境所要耗费的电能和断路器所要承受的负荷相当于脱扣电流所致的等级。由于本发明的预付费电能表专用塑壳断路器的由预付费电能表10输出的有/无电压信号控制的欠费断电脱扣无需通过瞬动脱扣装置13、延时脱扣装置14，所以不仅进一步满足了同一型号的模块单元能适配不同额定电流、不同保护功能的不同型号的断路器本体1的技术要求，而且还能满足分励脱扣器3的小型化、低电耗、安全性高的功能要求。

参见图6，开关装置21为分励脱扣器3的辅助开关32，分励脱扣器3的脱扣动作控制辅助开关32分断。附图所示的实施例的开关装置21优选采用了微动开关211，可替代该方案的其他方案是：所述的开关装置21为继电器、晶体管、可控硅或MOSFET中一种器件构成的开关电路。本发明由于采用了包含微动开关211或辅助开关32或开关装置21，所以使断路器本体1与预付费电能表10的信号输出端101之间形成了可靠的隔离，从而为断路器本体1的运行提供了安全保障。因为断路器本体1在处于长期跳闸或长期分闸状态期间，如果检测输入端23有电压，特别是220V以上的电压，则无疑是一种严重的安全隐患。由于本发明的控制电路22的控制输入端23具有在断路器本体1处于跳闸或分闸状态下与主回路可始终保持断开隔离状态，大大提高了对于控制模块2、分励脱扣器3和断路器本体1及其负载的安全保护等级。

参见图1至图5所示的实施例，控制模块2和分励脱扣器3为两个分别独立的模块单元，在这种方案下，控制模块2、分励脱扣器3与断路器本体1之间的安装结构为：断路器本体1内设有控制模块专用槽15和分励脱扣器专用槽16，内置式控制模块2可互换地安装在控制模块专用槽15内，分励脱扣器3可互换地安装在分励脱扣器专用槽16内。参见图6所示的实施例，内置式控制模块2安装在分励脱扣器3内，装有内置式控制模块2的分励脱扣器3为独立的模块单元，在这种方案下，内置式控制模块2、分励脱扣器3与断路器本体1之间的安装结构为：断路器本体1内设有分励脱扣器专用槽16，装有内置式控制模块2的分励脱扣器3可互换地安装在分励脱扣器专用槽16内。可替代的等同的方案是：断路器本体1内设有控制模块专用槽15和分励脱扣器专用槽16，在内置式控制模块2和分励脱扣器3为两个分别独立的模块单元情况下，内置式控制模块2可互换地安装在控制模块专用槽15内，分励脱扣器3可互换地安装在分励脱扣器专用槽16内。在内置式控制模块2安装在分励脱扣器3内的情况下，装有内置式控制模块2的分励脱扣器3可互换地安装在分励脱扣器专用槽16内，而控制模块专用槽15可冗余设置。

图3所示的失电控制开关电路224控制电路22包括延时电路(图中未示出)，延时电路可采用现有的模块化器件，也可集成到失电控制电路224中。当控制检测输入端23无电压时，失电控制电路224可经延时电路控制电路22延时一段时间后从控制输出端26输出脱扣信号，并致使分励脱扣器3脱扣，延时电路的延时时间大于预付费电能表10向检测输入端23重新供电所需的时间。控制电路22也可不采用延时电路，但有的卸电控制方式预付费电能表10在恢复通电时需要拖延一段时间后才能向信号输出端101(断路器本体1的检测输入端23)加载电压，如果所述的拖延时间比控制电路22驱动断路器本体1跳闸所需的时间长，则断路器本体1自动跳闸，当然，断路器本体1跳闸后经人为合闸操作仍可恢复正常，因此不延时则要避免可能出现在电网恢复通电的瞬间断路器本体1自动掉闸的问题。

本发明的预付费电能表专用塑壳断路器对于现有断路器通常具有的脱扣控制源不存在依赖或排斥的限制条件，断路器本体1包括了三个独立的脱扣控制源：一是瞬动脱扣装置13，它由公知的电磁脱扣器构成，用于短路保护脱扣；二是延时脱扣装置14，它一般由双金属片构成，用于过载保护脱扣；三是分励脱扣器3，它包括内置式控制模块2，用于欠费断电脱扣。这三个脱扣控制源中任意一个的脱扣动作可分别触动同一个操作机构11的脱扣件(图中未示出)，即三个脱扣控制源中任意一个脱扣控制源发出脱扣动作都会使操作机构11驱使触头装置12分断。每一个脱扣控制源的工作原理和控制过程是公知的，再结合附图和前述对本发明的预付费电能表专用塑壳断路器的说明，其工作原理和控制过程已经清楚。图1至图3给出了单相预付费电能表10的实施例，而图4给出了三相断路器本体1的实施例。由于本发明采用了内置式控制模块2和分励脱扣器3的可互换的模块单元，所以本发明的预付费电能表专用塑壳断路器的相数不受限制，它可以是单相，也可以是多相，只要由多相触头单元构成触头装置12的各相触头单元都受同一操作机构11的控制，那么不管预付费电能表专用塑壳断路器为多少相，它只需一套内置式控制模块2和分励脱扣器3就可实现，并且不管预付费电能表是几相，但它必然包括至少一个信号输出端101，因而，本发明的预付费电能表专用塑壳断路器都能与之兼容适配。

Claims (9)

1.一种预付费电能表专用塑壳断路器，包括装有操作机构(11)和触头装置(12)的断路器本体(1)，其特征在于，该断路器还包括：

分励脱扣器(3)，嵌置在断路器本体(1)内，其上装有辅助开关(32)、磁通线圈(33)和与辅助开关(32)联动的脱扣联动辅助机构(34)，当脱扣联动辅助机构(34)动作后便联动触发辅助开关(32)断开以保护磁通线圈(33)；

内置式控制模块(2)，包括开关装置(21)、控制电路(22)、检测输入端(23)、中性连接端(24)、电源供电输入端(25)和控制输出端(26)，所述的检测输入端(23)与预付费电能表(10)的信号输出端(101)连接，开关装置(21)串联连接控制电路(22)与中性连接端(24)之间，中性连接端(24)与主电路的中性线连接，控制电路(22)的控制输出端(26)接分励脱扣器(3)的脱扣控制输入端(31)、并控制分励脱扣器(3)的磁通线圈(33)触动断路器本体(1)内的操作机构(11)驱使触头装置(12)分断；

所述的内置式控制模块(2)是嵌置在断路器本体(1)内的独立的模块单元，所述的内置式控制模块(2)的开关装置(21)与断路器本体(1)的操作机构(11)连接，操作机构(11)的合闸动作控制开关装置(21)接通，操作机构(11)的分闸或跳闸动作控制开关装置(21)分断；或者，

所述的内置式控制模块(2)嵌置在分励脱扣器(3)内，所述的内置式控制模块(2)的开关装置(21)与分励脱扣器(3)连接，分励脱扣器(3)的合闸动作控制开关装置(21)接通，分励脱扣器(3)的分闸或跳闸动作控制开关装置(21)分断。

2.根据权利要求1所述的预付费电能表专用塑壳断路器，其特征在于：所述的内置式控制模块(2)的控制电路(22)是由可控硅和分立电子元器件构成的检测及控制电路，所述的控制电路(22)根据预付费电能表(10)输出的有/无电压信号执行接通/分断，且所述的控制电路(22)的接通/分断信号控制分励脱扣器(3)的磁通线圈(33)是否触发脱扣动作。

3.根据权利要求1所述的预付费电能表专用塑壳断路器，其特征在于：所述的开关装置(21)包括微动开关(211)和控制微动开关(211)执行接通/分断切换动作的推杆(212)，断路器本体(1)的脱扣动作或内置式分励脱扣器(3)的脱扣动作推动推杆(212)并触动微动开关(211)分断。

4.根据权利要求1所述的预付费电能表专用塑壳断路器，其特征在于：所述的内置式控制模块(2)的开关装置(21)是由微动开关、继电器、可控硅或MOSFET中一种器件构成的开关控制电路，且该开关控制电路的分断受所述的控制电路(22)的控制输出端(26)输出的脱扣信号控制。

5.根据权利要求1所述的预付费电能表专用塑壳断路器，其特征在于：

所述的断路器本体(1)内设有控制模块专用槽(15)和分励脱扣器专用槽(16)，内置式控制模块(2)可互换地安装在控制模块专用槽(15)内，分励脱扣器(3)可互换地安装在分励脱扣器专用槽(16)内；或者

所述的断路器本体(1)内设有分励脱扣器专用槽(16)，装有内置式控制模块(2)的分励脱扣器(3)可互换地安装在分励脱扣器专用槽(16)内。

6.根据权利要求1所述的预付费电能表专用塑壳断路器，其特征在于：所述的内置式控制模块(2)的控制电路(22)的控制输入端(23)的电压为预付费电能表(10)输出的标准电压，或者为预付费电能表(10)的表内控制电路(102)输出的控制电压。

7.根据权利要求1所述的预付费电能表专用塑壳断路器，其特征在于：所述的内置式控制模块(2)的控制电路(22)为可控硅和多个分立电子元器件构成的检测及控制电路，并且控制电路(22)包括延时电路，在检测输入端(23)有电压时，控制电路(22)保持常态并不妨碍分励脱扣器(3)和断路器本体(1)的合闸；当检测输入端(23)无电压时，控制电路(22)经延时时间H后，从控制输出端(26)输出脱扣信号并致使分励脱扣器(3)脱扣。

8.根据权利要求7所述的预付费电能表专用塑壳断路器，其特征在于：所述的控制电路(22)的延时电路当检测输入端(23)无电压时动作的延时时间H大于预付费电能表(10)向检测输入端(23)供电所需的时间。

9.根据权利要求1所述的预付费电能表专用塑壳断路器，其特征在于：所述的内置式控制模块(2)的开关装置(21)为分励脱扣器模块(3)的辅助触点(32)，分励脱扣器模块(3)的脱扣动作控制所述的辅助触点(32)分断。