CN103177905A - 低压电器的控制及保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种低压电器的控制及保护装置，包括底座和控制及保护模块，控制及保护模块能够插拔于底座并具有互换性。底座包括基座和罩壳，底座内设置：动触头、静触头和流经主回路电流的电流导体；控制电磁铁和操作机构，依据控制信号控制电磁铁和操作机构控制动触头和静触头的分合，并维持动触头和静触头的分合状态；手动操作旋钮，提供控制动触头和静触头的分合的控制信号；控制触点，连接到手动操作旋钮；电流传感器，检测流经主回路电流导体的电流，生成感应信号；控制及保护模块内设置：信号处理单元，依据所述感应信号通过电气线路控制控制电磁铁的状态；脱扣跳闸装置，响应所述信号处理单元，以机械连接控制所述操作机构动作。

Description

低压电器的控制及保护装置

技术领域

本发明涉及低压电器技术领域，更具体地说，涉及一种低压电器的控制及保护装置。

背景技术

断路器可用于线路的不频繁转换及电动机的不频繁起动。在配电网络中用来分配电能，用于线路及电源设备的过载、短路和欠电压保护。也可用于电动机的不频繁起动和运转中分断以及过载、短路和欠电压保护。接触器可用于频繁接通、分断电路及接通、分断和承载规定的过载电流。接触器一般均具有频繁操作的能力和高的机电寿命。

对于用电设备的控制与保护一般可通过断路器、接触器和热继电器或电动机保护器、起动器等多个分立器件的组合来实现，也可用集控制与保护于一体的多功能电器来实现。由多个分立器件组成的控制与保护装置存在着各组成器件间的协调配合问题，并且其安装、连接繁杂，多种分立器件占用的空间较大，使制造和使用成本增加，不适合在体积较小的有限空间使用。

授权公告号C N1258798C，题为“具有接触器和断路器功能的装置”的中国专利申请揭示了一种具有接触器和断路器功能的装置的电气设备，包括控制磁铁和保护装置，他们各自能够通过一个多极装置分别响应人为控制和电气故障探测而作用在动触头上。电磁跳闸装置加到触头控制机构上。优选地是，可互换的保护装置通过控制线路连接到继电器磁铁上，通过跳闸线路连接到控制机构上，从而将电磁铁的电源输出到控制线路上，并在出现故障情况下，将一个跳闸信号输出到跳闸线路上。电磁铁是DC型，保护装置调节其电源电压。C N 1258798C揭示的方案中，在触头控制机构中添加电磁跳闸装置，保护装置通过控制线路连接到电磁铁上，并通过跳闸线路连接到控制机构上。由于其跳闸装置在保护装置外，跳闸装置与保护装置处于不同的模块中，故其电气连接需通过外接电气接头进行连接。通过连接件和电气线路传递电信号会由于连接的质量和电气干扰等因素而引起可靠性的降低。C N1258798C中还提及，保护装置包括探测流过电源导体的电流的装置，因为要探测流过电源导体的电流，电源导体必须通过检测装置，其使用时产生的较高热量，会大大降低保护装置中电子元器件的性能和使用寿命。

公开号为C N 101494143，题为“具有控制和保护功能的开关电器”的中国专利申请揭示了一种具有控制和保护功能的开关电器，采用交、直流可互换式模块化结构磁系统，脱扣器、辅助触头和通信模块分别为可互换的模块，而且多个辅助触头模块和通信模块可根据用户需要有选择地接入，既具有接触器的可频繁操作和寿命长的特点和功能，又具有断路器的控制、保护和快速分断的特点和功能。该发明的开关电器不仅具有可根据电压类型和额定电流选配脱扣器的功能，而且还具有可在现场自行设定过载和短路保护整定倍数、脱扣等级和负载电机极数的功能，适配性能极佳，附件接入具有极好的互换性，所需的产品型号少和附件的品种、类型少，开关整体结构紧凑、体积小、寿命长，大大方便了用户的使用和管理，提高了产品的适用范围和可靠性。C N101494143提及的具有控制与保护功能的开关电器，在控制电源端子与电磁铁之间串接一开关，通过对串接开关的控制来控制电磁铁的通/断。控制电源的电压类型为交流电压或直流电压，电磁铁的电压类型根据控制电源端子的电压类型选配；或者反之，电磁铁的电压类型为交流电压或直流电压，控制电源端子的电压类型根据电磁铁的电压类型配置。这样增加了产品使用时的限制条件，或为满足不同场合的使用要求使产品生产的种类增加，大大增加了生产和管理成本，并且缩小了使用范围。

公开号为C N101924344，题为“一种多功能控制与保护开关电器”的中国专利申请揭示了一种多功能控制与保护开关电器，包括含主电路、控制电磁铁、脱扣电磁铁和操作机构的动力模块，所述操作机构通过机械控制触头通断控制电磁铁的电源回路，所述操作机构与信报触头模块和脱扣电磁铁机械关联，所述操作机构通过传动机构实现主电路的分断与闭合；含脱扣电磁铁驱动电路、电流传感器和信号处理控制单元的控制及保护模块；以及分别提供电源给控制电磁铁驱动电路、脱扣电磁铁驱动电路和信号处理控制单元的电源模块。该发明提供的多功能控制与保护开关电器，通过采用一体式模块化的结构设计，提供兼具接触器的控制功能、断路器的短路分断功能以及过载继电器的过载保护功能的开关电器。C N101924344提出的控制及保护模块包括脱扣电磁铁驱动电路和电流传感器；电流传感器的一次回路通过线夹或插头与主电路连接，电流传感器的二次回路的感应信号和信号处理控制单元相连，从而实现对主电路电流的检测和判断。由于控制及保护模块包括电流传感器，电流传感器在使用过程中的发热，会影响相邻元器件的使用性能和寿命；并且由于电流传感器的一次回路通过线夹或插头与主电路连接，其连接方式使得连接处的电阻和温升增加，其连接的可靠性会直接影响到电流传感器的测量精度，进而对整个产品产生影响。

公开号为C N101923988，题为“一种模块化的多功能电器”的中国专利申请揭示了一种模块化的多功能开关电器，包括：底座1、驱壳2、电磁传动机构5、操作机构4、主电路接触组3。主电路接触组3后端装有接线端子，可以通过导线或导电排连接到负载；驱壳2后端内表面与主电路接触组后3端的内表面相贴合。还可包括辅助模块、热磁脱扣器、数字化控制器、隔离机构。该模块化多功能电器采用模块化结构设计，选用不同的模块可以组成不同种类的产品构成，且体积小，产品内部实现控制与保护的协调配合，接线方便、可靠性较高、并且具有节能节材的特点，具有较高的经济效益和社会效益。C N 101923988揭示的模块化多功能电器的过载保护采用热磁脱扣，缺点是由于不同规格电流等级的保护需要不同电流规格的热磁脱扣器，使产品的数量增加，增加生产和管理成本。另外，数字化控制器除了需与热磁脱扣器相连外，还需通过螺钉的连接方式与接触组端子相连，这种连接方式除了使模块化的组装不直接、不方便外，还会影响连接的可靠性。

现有的保护装置为机械式的具有接触器和断路器功能的开关电器，因所需保护范围的电源电压和电流的不同，需要大量的开关。另外通过电磁铁控制主触头，具有接触器和断路器功能的开关电器，因电磁铁不能满足其作断路器功能时快速分断主触头的要求，因此其保护的范围有限，不能达到断路器的高分断性能。

发明内容

本发明旨在提出一种模块化、可互换、一体式的具有控制与保护功能的电器装置。

根据本发明的一实施例，提出一种低压电器的控制及保护装置，包括底座和控制及保护模块，控制及保护模块能够插拔并具有互换性，控制及保护模块插接在底座上。

底座包括基座和罩壳，底座内设置：

动触头、静触头和流经主回路电流的电流导体；

控制电磁铁和操作机构，依据控制信号控制电磁铁和操作机构控制动触头和静触头的分合，并维持动触头和静触头的分合状态；

手动操作旋钮，提供控制动触头和静触头的分合的控制信号；

控制触点，连接到手动操作旋钮；

电流传感器，检测流经主回路电流导体的电流，生成感应信号；

控制及保护模块内设置：

信号处理单元，依据所述感应信号通过电气线路控制控制电磁铁的状态；

脱扣跳闸装置，响应所述信号处理单元，以机械连接控制所述操作机构动作。

在一个实施例中，在基座内设置：

多极触头，多极触头包括静触头和动触头；

接触桥，动触头设置在接触桥上；

弹簧，接触桥连接到弹簧，弹簧向接触桥施加弹簧力使接触桥与动触头向静触头运动并使得动触头与静触头闭合；

触头支持件连接到接触桥，触头支持件使静触头与动触头分开；

流经主回路的第一电流导体和第二电流导体，静触头设置在流经主回路的第一电流导体和第二电流导体上，第一电流导体上设置电源端子，第二电流导体上设置负载端子；

灭弧室，灭弧室布置在动触头和静触头的两侧。

在一个实施例中，在基座内还设置隔板，隔板布置在第一电流导体和第二电流导体上，隔板将动触头、静触头、接触桥、触头支持件、灭弧室、第一电流导体和第二电流导体隔离在基座内。

在一个实施例中，罩壳连接到基座，罩壳与基座通过隔板互相隔离，罩壳内设置有：

电流传感器，电流传感器固定在隔板上，电流传感器连接到第二电源导体形成一次回路，电流传感器的二次回路输出感应信号传至信号处理控制单元；

控制电磁铁，控制电磁铁包括线圈和反力弹簧，反力弹簧通过传动件连接到触头支持件，反力弹簧通过传动件向触头支持件施加弹簧力使动触头和静触头分离；

操作机构，操作机构经由连杆通过传动件连接到触头支持件，操作机构通过连杆和传动件向触头支持件施加维持力维持动触头和静触头的分离；

控制触点，控制触点连接到手动操作旋钮，控制触点的状态与手动操作旋钮的状态位置相关联；

在一个实施例中，罩壳内还设置有辅助触头、信号触头和报警触头，辅助触头、信号触头和报警触头输出状态信号。

在一个实施例中，基座上置有控制电源电压的接线端子，接线端子的一端连接到控制触点。

在一个实施例中，手动操作旋钮能顺时针或逆时针转动，手动操作旋钮通过传动机构连接到操作机构，手动操作旋钮的状态位置与动触头和静触头的位置相关；逆时针转动手动操作旋钮使操作机构中的脱扣部件复位；手动操作旋钮的状态位置与控制及保护模块相关，手动操作旋钮的状态位置处于使动触头和静触头分离的位置时，控制及保护模块处于能插拔状态，手动操作旋钮处于使动触头和静触头的闭合的位置时，控制及保护模块处于锁定状态。

在一个实施例中，手动操作旋钮卡接在控制及保护模块中；或者手动操作旋钮包括一手柄，当手动操作旋钮使动触头和静触头闭合时，手动操作旋钮的手柄卡在控制及保护模块上，使得控制及保护模块锁定，当手动操作旋钮使动触头和静触头打开时，手动操作旋钮的与控制及保护模块分离，使得控制及保护模块能被插拔。

在一个实施例中，在控制及保护模块内设置：

信号输入端，信号输入端连接到电流传感器，接收电流传感器输出的感应信号；

信号处理单元，连接到信号输入端，从信号输入端接收电流传感器的感应信号，并输出脱扣指令；

脱扣跳闸装置，通过机械构件连接到操作机构，脱扣跳闸装置根据所述脱扣指令通过机械构件致动操作机构中的脱扣部件，进而打开动触头和静触头。

在一个实施例中，信号处理单元包括：

电子保护装置，电子保护装置保护脱扣跳闸装置；

电子控制装置，电子控制装置连接到控制电磁铁，电子控制装置通过连接线路连接到控制电磁铁的线圈，转换控制电磁铁的状态。

本发明的低压电器的控制及保护装置能充分协调装置的接触器和断路器的功能，具有高的分断能力和高的机电寿命，适用不同的控制电源电压和多种保护种类的场合，增加电气连接和使用的可靠性。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性能和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的一实施例的低压电器的控制及保护装置的结构示意图。

图2揭示了根据本发明的一实施例的低压电器的控制及保护装置的结构示意图。

图3揭示了根据本发明的一实施例的低压电器的控制及保护装置的外部示意图。

具体实施方式

本发明的主要设计思想如下：

提出一种模块化、可互换、一体式的具有控制与保护功能的电器装置。检测流经导体的电流检测装置采用电流传感器的形式，由主回路电流导体直接通过电流传感器构成一次回路，电流传感器的二次回路的感应信号和信号处理控制单元相连，所述的信号处理控制单元包括电子保护装置与电子控制装置。电子保护装置包括用于保护的脱扣跳闸装置，用于控制的电磁铁控制装置通过连接线路与电子控制装置相连。

该具有控制与保护功能的电器装置包括：底座；可插拔，具有互换性的控制及保护模块。底座包括一个基座和罩壳，设置有可分离的动、静触头和流经主回路电流的电流导体；一个用于控制可分离的动、静触头分合的控制电磁铁，控制电磁铁可响应人为控制信号；一个操作机构，用于控制可分离的动、静触头的分合，操作机构可响应人为控制信号使动、静触头分合；一个手动操作旋钮，可通过手动操作控制动、静触头的分合；一个控制触点，可通过手动操作旋钮控制其开闭；一个电流传感器，可检测流经主回路电流导体的电流，并将检测到的信号传至信号处理控制单元。控制及保护模块内设置一个用于保护的脱扣跳闸装置，脱扣跳闸装置响应控制及保护模块中的信号处理控制单元发出的信号，并通过机械致动机构致动底座中的操作机构使动、静触头分离；一个信号处理控制单元，信号处理控制单元可通过电气线路提供控制电磁铁的电源和操控控制电磁铁的状态。

控制及保护模块为可插拔，具有互换性。控制及保护模块的信号输入端与电流传感器的输出信号相连，输入流经导体的电流检测的电信号；其输出端可输出两种方式的状态转换，一种状态为机械动作的状态转换，用于控制操作机构的机械构件的状态，另一种是电信号的状态转换，用于控制控制电磁铁的状态转换。本发明的电流传感器置于底座中，使得主回路的电流导体直接通过电流传感器，引出的是电流传感器二次回路的感应信号，而感应的弱电信号的引入不会引起控制及保护模块内周边温升的升高，进而不会影响相关元器件的性能和寿命，而且可大大降低插拔模块的插拔力，有利于结构布局及机械性能的提高。

由于模块为可插拔，具有互换性，因此可根据使用的场合和类别设置不同的控制及保护模块。优选的是控制及保护模块可根据保护功能的不同，设置有不同形式的模块，例如具有短路保护、过载保护、断相保护、直接起动等基本保护功能的设置为标准型模块；将带有通讯和液晶显示的、具有双电源保护等多功能的设置为多功能型模块。

本发明还提出一种具有控制与保护功能的电器装置，包括设置在底座的下端基座，通过一个绝缘隔板将其隔离，基座中设置有可分离的动、静触头和电源导体以及与可分离的动、静触头和电源导体相关联的灭弧室；操作机构设置有传动机构，传动机构一方面传递机械信号至手动操作旋钮，另一方面传递机械信号至动触头；动触头通过触头支持与操作机构的传动机构相关联；在基座和绝缘隔板以上在所述装置的操作机构两端，一端设置有控制电磁铁，另一端设置有电流传感器，优选的是将控制电磁铁设置在电源导体的上进线端，将电流传感器设置在电源导体的下进线端。通过一个罩壳单元将设有动、静触头、灭弧室、主回路电源导体的基座，与操作机构、控制电磁铁和电流传感器以及相关的传动机构和隔离件、连接件相关联，形成一个封闭的底座。

本发明还提出一种具有控制与保护功能的电器装置，优选的是在底座中设置一隔离结构，无需在装置外额外增加一个隔离模块，通过手动控制机构可靠地使动、静触头处于断开状态，且其动静触头间的开距能够满足隔离要求。

本发明还提出一种具有控制与保护功能的电器装置，提供带有通讯功能的通讯模块；带有剩余电流保护的剩余电流控制及保护模块；外接辅助模块，外接信号和报警模块。优选的是：通讯模块设置在多功能型的控制及保护模块中；在所述的具有控制与保护功能的电器装置中，内置一对辅助触点和一对信报触点；外接辅助模块和信号、报警模块可设置在电器装置的上端或两端。

依据上述的设计思想，本发明提出如下的技术方案：

一种低压电器的控制及保护装置，包括底座和控制及保护模块，控制及保护模块能够插拔并具有互换性，控制及保护模块插接在底座上。

底座包括基座和罩壳，底座内设置：动触头、静触头和流经主回路电流的电流导体、控制电磁铁和操作机构、手动操作旋钮、控制触点和电流传感器。

按照一个实施例，在底座的基座内设置如下的部件：

多极触头，多极触头包括静触头和动触头。

接触桥，动触头设置在接触桥上。

弹簧，接触桥连接到弹簧，弹簧向接触桥施加弹簧力使接触桥与动触头向静触头运动并使得动触头与静触头闭合。

触头支持件连接到接触桥，触头支持件使静触头与动触头分开。

流经主回路的第一电流导体和第二电流导体，静触头设置在流经主回路的第一电流导体和第二电流导体上，第一电流导体上设置电源端子，第二电流导体上设置负载端子。

灭弧室，灭弧室布置在动触头和静触头的两侧。

隔板，布置在第一电流导体和第二电流导体上，隔板将动触头、静触头、接触桥、触头支持件、灭弧室、第一电流导体和第二电流导体隔离在基座内。

按照一个实施例，罩壳连接到基座，罩壳与基座通过隔板互相隔离，在罩壳内设置有如下的部件：

电流传感器，电流传感器固定在隔板上，电流传感器连接到第二电源导体形成一次回路，电流传感器的二次回路输出感应信号传至信号处理控制单元。

控制电磁铁，控制电磁铁包括线圈和反力弹簧，反力弹簧通过传动件连接到触头支持件，反力弹簧通过传动件向触头支持件施加弹簧力使动触头和静触头分离。

操作机构，操作机构经由连杆通过传动件连接到触头支持件，操作机构通过连杆和传动件向触头支持件施加维持力维持动触头和静触头的分离。

控制触点，控制触点连接到手动操作旋钮，控制触点的状态与手动操作旋钮的状态位置相关联。在一个实施例中，基座上置有控制电源电压的接线端子，接线端子的一端连接到控制触点。

辅助触头、信号触头和报警触头，辅助触头、信号触头和报警触头输出状态信号。

控制电磁铁和操作机构，依据控制信号控制电磁铁和操作机构控制动触头和静触头的分合，并维持动触头和静触头的分合状态。

手动操作旋钮，提供控制动触头和静触头的分合的控制信号。手动操作旋钮能顺时针或逆时针转动，手动操作旋钮通过传动机构连接到操作机构，手动操作旋钮的状态位置与动触头和静触头的位置相关；逆时针转动手动操作旋钮使操作机构中的脱扣部件复位；手动操作旋钮的状态位置与控制及保护模块相关，手动操作旋钮的状态位置处于使动触头和静触头分离的位置时，控制及保护模块处于能插拔状态，手动操作旋钮处于使动触头和静触头的闭合的位置时，控制及保护模块处于锁定状态。为了实现上述的功能，手动操作旋钮可以具有如下的结构：手动操作旋钮卡接在控制及保护模块中；或者手动操作旋钮包括一手柄，当手动操作旋钮使动触头和静触头闭合时，手动操作旋钮的手柄卡在控制及保护模块上，使得控制及保护模块锁定，当手动操作旋钮使动触头和静触头打开时，手动操作旋钮的与控制及保护模块分离，使得控制及保护模块能被插拔。

电流传感器，检测流经主回路电流导体的电流，生成感应信号。

控制及保护模块内设置信号处理单元和脱扣跳闸装置。信号处理单元依据感应信号通过电气线路控制控制电磁铁的状态。脱扣跳闸装置响应所述信号处理单元，以机械连接控制所述操作机构动作。

在一个实施例中，在控制及保护模块内设置如下的部件：

信号输入端，信号输入端连接到电流传感器，接收电流传感器输出的感应信号。

信号处理单元，连接到信号输入端，从信号输入端接收电流传感器的感应信号，并输出脱扣指令。信号处理单元包括电子保护装置和电子控制装置。电子保护装置保护脱扣跳闸装置。电子控制装置连接到控制电磁铁，电子控制装置通过连接线路连接到控制电磁铁的线圈，转换控制电磁铁的状态。

脱扣跳闸装置，通过机械构件连接到操作机构，脱扣跳闸装置根据所述脱扣指令通过机械构件致动操作机构中的脱扣部件，进而打开动触头和静触头。

下面结合图1～图3介绍根据本发明的一实施例的低压电器的控制及保护装置的具体实例。其中图1揭示了根据本发明的一实施例的低压电器的控制及保护装置的结构示意图。图2也揭示了根据本发明的一实施例的低压电器的控制及保护装置的结构示意图。图3揭示了根据本发明的一实施例的低压电器的控制及保护装置的外部示意图。

如图1～图3所示，该低压电器的控制及保护装置包括底座100和可插拔、可互换的控制及保护模块200。

底座100包括基座70，基座70设置有多极触头，这些多极触头配置有动触头10和静触头11。动触头10布置在接触桥上，动触头10可在弹簧16的弹簧力作用下，与静触头11闭合，并通过施加在触头支持17上力的作用下，与静触头11分开。静触头11布置在流经主回路的第一电源导体13和第二电源导体14上。电源端子135连接在第一电源导体13上，负载端子246连接在第二电源导体14上。灭弧室12与动触头10和静触头11相关联，布置在基座70的腔体中。在基座70中的第一电源导体13和第二电源导体14上布置隔板18、19，隔板18、19将动触头10、静触头11和灭弧室12及与其相关联的部件隔离在基座70之中。

底座100还包括罩壳71，罩壳71与基座70相关联。罩壳71中设置有电流传感器15，第二电源导体14直接从电流传感器15穿过形成一次回路，电流传感器15的二次回路的感应信号通过连接件101与控制及保护模块200中的信号处理控制单元相连，电流传感器15可固定在隔板19上。罩壳71中设置有控制电磁铁20，控制电磁铁20包括线圈21和反力弹簧22，反力弹簧22的作用力通过传动件42施加到触头支持17上，可使动触头10与静触头11分离，控制电磁铁20设计成为所需的电源电压与额定控制电源电压无关，也就是说，额定控制电源电压可选用交流或直流，如额定控制电源电压为24V或220V，只要选配不同电压等级的控制及保护模块2，无需更换线圈21。罩壳71中还设置有操作机构30，操作机构30上的连杆32通过传动件42施加一个维持力到触头支持17上，可使动触头10与静触头11分离并维持分离状态。罩壳71中还设置有一个控制触点63，控制触点63的状态与手动操作旋钮40的状态位置相关联。罩壳71中还可设置一对辅助触头60，一对信号触头61和一对报警触头62，可供装置输出状态信号。罩壳71中还可设置一隔离结构，隔离结构位置与动触头10和静触头11的状态位置相关联，通过手动操作机构，改变隔离结构的状态位置。

底座100还包括手动操作旋钮40，手动操作旋钮40可作顺时针和逆时针转动。在一个实施例中，手动操作旋钮40也可用两个按钮来替代，手动操作旋钮40通过传动机构41与操作机构30相关联。手动操作旋钮40的状态位置与动触头10和静触头11的状态位置相关联。手动操作旋钮40的状态位置还与控制触点63的状态位置相关联，可通过手动操作旋钮40来控制所述装置的开、关。手动操作旋钮40的状态位置还可与控制及保护模块200相关联，当手动操作旋钮40的状态位置处于使动触头10和静触头11的状态相分离的位置时，控制及保护模块200处于可插拔状态；当手动操作旋钮40处于使动触头10和静触头11的状态相闭合的位置时，控制及保护模块200处于被锁定状态。实现上述功能，可通过手动操作旋钮40中的结构件卡接在控制及保护模块200中实现；也可通过将手动操作旋钮40的手柄设置成一定长度，当手动操作旋钮40使动触头10和静触头11的状态处于闭合时，手动操作旋钮40的手柄的一部分卡在控制及保护模块200上，使得控制及保护模块200在动触头10和静触头11处于闭合状态时不可插拔；还可以联合使用上述两种结构，使卡接更牢固。

底座100设置有控制电源电压的接线端子80，接线端子80可以设置为一组，也可以设置为两组。接线端子80的一端设置有一控制触点63，将电源电压通过连接件102提供给控制及保护模块200。当接线端子80设置为一组时，例如此时接线端子80由A1/A2端子组成，其在A1/A2端子外可接入一控制触点，例如在A1/A2端子外连接一个控制按钮，通过操控控制按钮来控制电源电压的状态。接线端子还可设置为两组，例如可以由A1/A2、A3/A4两组端子组成，其中一组端子如A3/A4接入的电源电压直接供给控制及保护模块200，另一组端子A1/A2的使用方法与只设置一组端子时的使用方法相同，此时当外接控制触点关断时，保证控制及保护模块200的状态可不受外接触点状态的影响，与A3/A4保持一致。

控制及保护模块200为可插拔，具有互换性，包括与电流传感器15的输出信号相连的信号输入端101，输入流经主回路的第二电流导体14的电流的电信号至信号处理控制单元。信号处理控制单元包括电子保护装置51与电子控制装置52。电子保护装置51包括用于保护的脱扣跳闸装置50。脱扣跳闸装置50用于检测信号的信号处理单元，脱扣跳闸装置50与操作机构30相关联的机械构件31，在信号处理单元检测到故障信号后，转换脱扣跳闸装置50的状态，由脱扣跳闸装置50上的机械构件31致动操作机构30中的脱扣部件，通过相关联的传动机构41和触头支持17使动触头10和静触头11快速打开。通过手动操作旋钮40逆时针转动，使操作机构30中的脱扣部件复位；电子控制装置52包括，用于控制电磁铁20的控制单元，并通过连接线路103与控制电磁铁的线圈21相连，通过信号处理控制单元中的控制部件发出信号指令，转换控制电磁铁20的状态。为减少强弱电信号的干扰，信号处理控制单元通常可至少做成强弱电分开设置的两部分，通过连接件501传递电源和信号。

控制及保护模块200为可插拔，具有互换性，可根据使用的场合和类别设置不同的控制及保护模块200。控制及保护模块200设置有适配不同的电源电压的模块，例如DC24V、AC24V，DC48V、AC48V，DC 110V、AC110V，DC220V、AC220V，在本实施例中将控制及保护模块200做成交直流通用型，即只需选配不同的电压等级，而无需考虑电压的交直流类型。还设置有可根据保护功能的不同类型，选配不同形式的控制及保护模块200，例如具有短路保护、过载保护、断相保护、直接起动等基本保护功能的设置为标准型的控制及保护模块200；将带有通讯和液晶显示的、具有双电源保护等多功能的设置为多功能型控制及保护模块200；还可以根据特殊场合的使用要求定制特殊功能保护的控制及保护模块200，例如适合消防场合使用的。为有利于生产管理，降低生产和管理成本，有利的方式是将信号处理控制单元中除基本功能以外的拓展功能单独做成一部分53，电源和信号可通过连接件502实现。

在本发明的低压电器的控制及保护装置中，可以内置一对辅助触点60和一对信报触点61、62；还可以外接辅助模块和信号、报警模块以及可逆模块、电压控制及保护模块等拓展模块，并且可将这些模块设置在电器装置的上端或左右两端，也可设置在装置的前后两端或分立并行安装。

本发明的低压电器的控制及保护装置能充分协调装置的接触器和断路器的功能，具有高的分断能力和高的机电寿命，适用不同的控制电源电压和多种保护种类的场合，增加电气连接和使用的可靠性。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种低压电器的控制及保护装置，其特征在于，包括：

底座，底座包括基座和罩壳，所述底座内设置：

动触头、静触头和流经主回路电流的电流导体；

控制电磁铁和操作机构，依据控制信号控制电磁铁和操作机构控制动触头和静触头的分合，并维持动触头和静触头的分合状态；

手动操作旋钮，提供控制动触头和静触头的分合的控制信号；

控制触点，连接到手动操作旋钮；

电流传感器，检测流经主回路电流导体的电流，生成感应信号；

控制及保护模块，控制及保护模块能够插拔并具有互换性，控制及保护模块插接在底座上，所述控制及保护模块内设置：

信号处理单元，依据所述感应信号通过电气线路控制控制电磁铁的状态；

脱扣跳闸装置，响应所述信号处理单元，以机械连接控制所述操作机构动作。

2.如权利要求1所述的低压电器的控制及保护装置，其特征在于，所述基座内设置：

多极触头，多极触头包括静触头和动触头；

接触桥，动触头设置在接触桥上；

弹簧，接触桥连接到弹簧，弹簧向接触桥施加弹簧力使接触桥与动触头向静触头运动并使得动触头与静触头闭合；

触头支持件连接到接触桥，触头支持件使静触头与动触头分开；

流经主回路的第一电流导体和第二电流导体，静触头设置在流经主回路的第一电流导体和第二电流导体上，第一电流导体上设置电源端子，第二电流导体上设置负载端子；

灭弧室，灭弧室布置在动触头和静触头的两侧。

3.如权利要求2所述的低压电器的控制及保护装置，其特征在于，所述基座内还设置：

隔板，布置在第一电流导体和第二电流导体上，隔板将动触头、静触头、接触桥、触头支持件、灭弧室、第一电流导体和第二电流导体隔离在基座内。

4.如权利要求1所述的低压电器的控制及保护装置，其特征在于，所述罩壳连接到基座，罩壳与基座通过隔板互相隔离，罩壳内设置有：

电流传感器，电流传感器固定在隔板上，电流传感器连接到第二电源导体形成一次回路，电流传感器的二次回路输出感应信号传至信号处理控制单元；

控制电磁铁，控制电磁铁包括线圈和反力弹簧，反力弹簧通过传动件连接到触头支持件，反力弹簧通过传动件向触头支持件施加弹簧力使动触头和静触头分离；

操作机构，操作机构经由连杆通过传动件连接到触头支持件，操作机构通过连杆和传动件向触头支持件施加维持力维持动触头和静触头的分离；

控制触点，控制触点连接到手动操作旋钮，控制触点的状态与手动操作旋钮的状态位置相关联。

5.如权利要求4所述的低压电器的控制及保护装置，其特征在于，所述罩壳内还设置有辅助触头、信号触头和报警触头，辅助触头、信号触头和报警触头输出状态信号。

6.如权利要求4所述的低压电器的控制及保护装置，其特征在于，所述基座上置有控制电源电压的接线端子，接线端子的一端连接到所述控制触点。

7.如权利要求1所述的低压电器的控制及保护装置，其特征在于，

所述手动操作旋钮能顺时针或逆时针转动，手动操作旋钮通过传动机构连接到操作机构，手动操作旋钮的状态位置与动触头和静触头的位置相关；逆时针转动手动操作旋钮使操作机构中的脱扣部件复位；

所述手动操作旋钮的状态位置与控制及保护模块相关，手动操作旋钮的状态位置处于使动触头和静触头分离的位置时，控制及保护模块处于能插拔状态，手动操作旋钮处于使动触头和静触头的闭合的位置时，控制及保护模块处于锁定状态。

8.如权利要求7所述的低压电器的控制及保护装置，其特征在于，

手动操作旋钮卡接在控制及保护模块中；或者

手动操作旋钮包括一手柄，当手动操作旋钮使动触头和静触头闭合时，手动操作旋钮的手柄卡在控制及保护模块上，使得控制及保护模块锁定，当手动操作旋钮使动触头和静触头打开时，手动操作旋钮的与控制及保护模块分离，使得控制及保护模块能被插拔。

9.如权利要求1所述的低压电器的控制及保护装置，其特征在于，所述控制及保护模块内设置：

信号输入端，信号输入端连接到电流传感器，接收电流传感器输出的感应信号；

信号处理单元，连接到信号输入端，从信号输入端接收电流传感器的感应信号，并输出脱扣指令；

脱扣跳闸装置，通过机械构件连接到操作机构，脱扣跳闸装置根据所述脱扣指令通过机械构件致动操作机构中的脱扣部件，进而打开动触头和静触头。

10.如权利要求9所述的低压电器的控制及保护装置，其特征在于，所述信号处理单元包括：

电子保护装置，电子保护装置保护脱扣跳闸装置；

电子控制装置，电子控制装置连接到控制电磁铁，电子控制装置通过连接线路连接到控制电磁铁的线圈，转换控制电磁铁的状态。

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