CN103943427B - 便携式接地故障断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种便携式接地故障断路器，包括主壳体，其特征在于：还包括设于主壳体内由基座和基盖组成的内壳体，在内壳体内设置有动触头和静触头；静触头悬置于内壳体内，动触头设于失衡动触架上，动触架的一端设有跳扣，跳扣与一种可使动触头与静触头实现分合动作的锁扣相连；锁扣下端穿过基座与一种设于基座外底的电磁脱扣机构相接触，电磁脱扣机构与设于电路板上的主控制电路实现电连接。有效结果是：结构简单，体积小，使用方便，外形人体化设计，它同时具有负载侧漏电、触电、接地故障及中线接地故障防护功能、短路保护功能，能同时断开负载侧相线和中线。还具有防水保护功能；不产生电火花，寿命长，不宜发热等功能。
Description
技术领域
本发明涉及电器设备保护装置技术领域，尤其是涉及一种能够在发生短路、漏电、触电、接地故障和中线接地故障时可以自动分断负载侧电源、具有防水等保护功能的便携式接地故障断路器。
背景技术
近来，由于电器短路所引发的火灾时有发生，给人们的生命及财产造成了严重损失。伴随着科学技术的进一步发展，人们开始设计使用了一些用于电器器具设备保护的装置，但现有的这类装置一般情况下，保护性能比较差，使用范围比较狭窄，尤其是目前市面上出现的各类保护装置绝大部分不具备短路保护功能，或具有短路保护功能而因结构不够合理，比如不具备灭弧功能，合闸时产生电火花，瞬间损坏电路和负载。致使使用寿命及综合性能降低。
中国专利号“ZL200810147046.0”的发明专利，也公开了一种具有短路保护功能的“防火防漏电保护插头”，如图1（该专利技术中的脱扣装置结构示意图）、图2（该专利技术的电路原理图）所示：其包括安装在基板上的电磁脱扣装置和多功能保护辅助电路,且动铁芯和套装在其上的各脱扣线圈及骨架均安装在基板上,一绝缘板固定设置在动触片的中心位置上,一永久磁铁固定安装在绝缘板的能与插头壳体上的静铁芯吸合的位置上。当插头的负载端发生过载、过压、漏电、短路和/或插头内过热等故障时,保护电路控制动铁芯产生磁力，该磁力与永久磁铁的磁力相互排斥，该排斥力驱动永久磁铁带着绝缘板及动触片向下运动，进而迫使动触点与静触点分断，实现跳闸动作。
上述技术具有灵敏度高、断电速度快（可在25ms内完成断电,）等显著优点。但，其仅利用了电磁脱扣机构原理实现分闸，电磁脱扣机构存在一个致命性的不足就是需要一定的保持力，来实现分/合闸的保持状态。也就是说上述技术中，永久磁铁在带着动触片离开静触片后，动铁芯需要一直保持着不断产生一个强大的与永久磁铁相斥的磁力，才能确保分闸的安全。然而，一旦分闸实现后，电路中的强大电流将会不复存在，意味着动铁芯将会随之不断失去磁力，由于，上述技术中的动触片与基板固定的一端是具有弹性变形能力的U形构件，设置在该构件上的绝缘板上的永久磁铁，在没有持续相斥磁力作用的情况下，极有可能被静铁芯再次吸引而带着动触片与静触片再次接触实现合闸，进而造成极大安全隐患。
另，结合上述专利技术的电路原理图图2，不难看出，该技术中电磁脱扣机构的动作是通过一个可控硅来实现的，不管是短路，还是过载、过压、漏电、或过热。这样，可控硅的负担将会很重，不仅使用寿命受到影响，更重要的是，安全隐患加剧，尤其是当短路发生时。
上述技术还存在最大的不足是：动触片、静触片、以及安装在基板上的电磁脱扣装置和多功能保护辅助电路，均同处于一较小的空间内，当动触片与静触片合闸时产生的电弧，一定会影响甚至会烧毁电磁脱扣装置和多功能保护辅助电路。
为了解决现有技术所存在的不足，本案发明人结合自身多年技术经验，发明了一种既可以瞬间快速安全分闸，实现果断切断电路，又不需要持续电流供应，实现杜绝电能损耗，而且结构紧凑、科学的，同样具备过载、漏电、触电、接地故障和中线接地故障、短路、防水等多种保护功能的便携式接地故障断路器。
发明内容
为了实现上述功能，同时解决现有技术所存在的不足，本发明提供了一种新型的将电磁脱扣机理与杠杆机械脱扣机理巧妙而又科学结合的，具备极高稳定性能与灵敏度、不产生电火花、使用寿命长、不易发热的便携式接地故障断路器。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
便携式接地故障断路器，包括一主壳体，其特征在于：还包括一种设于所述主客体内由基座和基盖组成的内壳体，所述内壳体通过设于所述基座上的座脚固定于一种被设置于所述主壳体内的电路板上；
至少两个分别带有静触头的静触架焊设于所述电路板上，并分别置于所述基盖的两侧，所述静触头穿过所述基盖的上顶悬置于所述内壳体内；
在所述内壳体内至少两个由绝缘板相互隔开的且带有动触头的动触片分别设置于一种失衡动触架上，在所述动触架的一端还设有一种跳扣，所述跳扣能与一种起平衡作用且可促使所述动触头与所述静触头实现分合动作的锁扣卡扣相连；
所述锁扣的上端通过一种旋转轴悬置于所述基盖上，所述锁扣下端穿过所述基座与一种设置于所述基座外底部的电磁脱扣机构相接触，所述电磁脱扣机构与设于所述电路板上的主控制电路实现电连接。
作为本发明的进一步技术创新在于：所述电磁脱扣机构包括线圈骨架、设于所述线圈骨架上的脱扣线圈和磁轭、动铁芯、套置于所述动铁芯一端的铁芯弹簧、以及环置于所述线圈骨架外的推杆框，其中，所述线圈骨架通过紧固装置吊装于所述基座的外底上；
在所述线圈骨架上还设置有用以放置所述推杆框的凸台，所述推杆框的其中两个边置于所述凸台上，并在由所述凸台与所述基座外底之间所形成空间内实现自由往复运动；
所述动铁芯的一端穿过所述线圈骨架和所述磁轭的一边并置于所述脱扣线圈内，所述动铁芯的另一端套置着所述铁芯弹簧置于所述脱扣线圈外，并与所述推杆框的一端实现卡配相连，所述推杆框的另一端与所述锁扣的下端自由接触。
本发明的再进一步技术创新在于：在所述锁扣的中部形成有一种具有斜面的凸起，所述凸起的底面呈水平状，以便于限定所述跳扣的活动；
所述锁扣的下端呈弯折状，一种锁扣弹簧的一端与所述锁扣的下端弹性自由接触，另一端固定于所述基盖上。
本发明的再进一步技术创新还在于：在所述基盖上还设有一种内空且上下通透的复位按钮固定座，在所述复位按钮固定座上还设有一个以上卡口；
一种复位按钮的一端穿过所述复位按钮固定座与所述动触架相接触，在所述复位按钮的该端还套设有一种复位弹簧，所述复位弹簧限制于所述复位按钮固定座内；
所述复位按钮的中部还设有一个以上与所述卡口相适配的弹性卡扣，所述弹性卡扣呈倒锥状设计，在便于所述复位按钮下移的同时，又能有效限制其随意上窜，确保合闸状态的稳定；
所述复位按钮的另一端穿过一种被设置于所述主壳体内部的密封件压板，并置于一种被设置于所述主壳体外的按钮防水密封件内。
本发明的再进一步技术创新还在于：在所述基盖上还设有试验触片，所述试验触片与所述静触架弹性接触，一种试验按钮的一端与所试验触片相接触，另一端穿过所述密封件压板与设于所述主壳体外的所述按钮防水密封件相连。
本发明的再进一步技术创新还在于：在所述基盖上还设有一种用以固定高亮度发光二极管的桶状体，在所述桶状体的两侧还分别开设有供焊针穿过的槽口，所述焊针的一端焊接于所述电路板上，另一端穿过所述槽口与固设于所述桶状体上的高亮度发光二极管相连接；
所述高亮度发光二极管穿过所述密封件压板置于一种被设置在所述主壳体外的指示灯罩内。
本发明的再进一步技术创新还在于：在所述基座的内底面上还形成有至少一个向内凹进的敞口槽，以便于所述动触架的落入，确保分闸安全间距；
在所述基座的内底面上还设置有两块向上延展且分别位于所述跳扣两侧的限位块，用以限制所述跳扣的水平摆动，确保分合闸的安全。
本发明的再进一步技术创新还在于：在所述基座的内底面上还设置有一种顶端呈半球状的杠杆支点，一种触头弹簧的一端套置于所述杠杆支点上，另一端固定于所述动触架的底部；
在所述基座的两侧还设置有用以限定所述动触架以及所述基盖位移的挡框，本技术方案优选设置两对所述挡框于所述基座的两侧，所述基盖与所述基座卡配相接形成所述内壳体，致使所述动触头与所述静触头在由所述内壳体构成的独立空间内实现分合闸动作，彻底杜绝因合闸时产生电弧而对所述电路板，以及所述电磁脱扣机构所产生电弧干扰。
本发明的再进一步技术创新还在于：所述主壳体由上盖、底座以及小底盖组成，其中，所述电路板通过一种固定柱设置于所述底座上，在所述小底盖上还设有一种挡板，接入负载的接线端子的一端设置于所述挡板上，接线端子的另一端与所述动触片相连接；
所述底座和所述小底盖通过一种环状密封体与所述上盖密闭相连，所述按钮防水密封件与所述指示灯罩均设于所述上盖上；
一种压线板通过紧固件吊设于所述上盖上，并位于所述小底盖的上方，用以固定输出导线；
一种导线密封圈通过一种卡置件密闭固设于所述小底盖与所述上盖之间，负责负载导线的密封连接。
本发明的再进一步技术创新还在于：在所述电路板上设置有外围电路A、试验电路B、电源开关电路C、工作指示电路D、检测感应电路E、主控制电路F、以及信号放大电路G，其中，所述检测感应电路E包括：漏电触电接地故障检测感应电路E1、中线接地故障检测电路E2、及短路检测电路E3；所述主控制电路F包括：漏电触电接地故障控制电路F1、中线接地故障控制电路F2、及短路控制电路F3。
所述外围电路A，包括设置于所述电路板上的压敏电阻MOV、以及与电源相连的电源相线L和电源零线N，所述压敏电阻MOV接于所述电源相线L上，用以吸收电网中脉冲电压，保护电路安全。
所述试验电路B，包括设置于所述电路板上的试验电阻Rtest、试验开关Ktwst、以及导线，其中，所述电阻Rtest和导线焊在所述电路板上，所述试验开关Ktwst包括所述试验按钮和所述试验触片，用来检测便携式接地故障断路器的性能完好性。
所述电源开关电路C，包括设置于所述内壳体内具有自由脱扣机构的双刀单掷开关K、以及吊设于所述基座外底部的电磁脱扣机构（Solenoid），由所述电磁脱扣机构（Solenoid）直接控制所述双刀单掷开关K的断开，实现对电路和负载的保护。
所述工作指示电路D，包括设置于所述电路板上的限流电阻R7，以及通过所述焊针与所述电路板相连的所述高亮度发光二极管DL，用来显示工作状态，当所述高亮度发光二极管DL发亮，说明正常工作，不亮说明不通电，负载没有电源输出。
所述检测感应电路E包括：漏电触电接地故障检测感应电路E1、中线接地故障检测电路E2、及短路检测电路E3；其中，所述漏电触电接地故障检测感应电路E1和所述中线接地故障检测感应电路E2包括：焊在所述电路板上的零序电流互感器T1和T2、及穿过所述T1和T2的电源相线L和电源零线N、还包括有焊接于所述电路板上的电阻R1与R2、电容C与C2、电阻R5、电容C5与C6。当负载线路中发生漏电触电接地故障，以及中线接地故障情况时，所述T1和T2检测到这个信号，并进行放大输送给所述信号放大电路G；
所述短路检测电路E3包括：焊接在所述电路板上的环形互感器T3、和穿过所述T3的电源相线L、以及焊接在所述电路板上的电阻R6、电容C7、二极管D1-D4，其中，每两个二极管首尾串联，接于所述短路检测电路E3上，每个二极管的正向管压降为0.7V，当电路发生短路故障时，所述T3检测到此信号，进行检测，并由所述二极管D1-D4限压整流后传输给可控硅触发导通电磁脱扣机构动作打开动静触头，从而切断电源。
所述信号放大电路G包括：设置于所述电路板上的电阻R3、电容C3。集成电路IC，所述信号放大电路G将所述T1、T2的信号接收，进行检测放大，分析信号的正确与否，防止出现误信号，再将检测放大的正确信号输送给下一级所述主控制电路F。
所述主控制电路F包括：漏电触电接地故障控制电路F1、中线接地故障控制电路F2，及短路控制电路F3。其中，所述漏电触电接地故障控制电路F1和中线接地故障控制电路F2包括：设置于所述电路板上的可控硅SCR1、电阻R4、电容C4、以及桥式整流电路DB，其中所述桥式整流电路DB由4个二极管组成，所述漏电触电接地故障控制电路F1将上一级所述信号放大电路G的漏电触电接地故障信号接收，加载到所述可控硅SCR1上，当负载线路出现接地故障，或中线接地故障振荡频率时，为了保持环路增益以便能振荡（此频率由T2线圈200:1的互感器自感系数和C5、C6和RSENSE确定），将电阻RSENSE设置成增益和故障灵敏度的反馈电阻。在调整电阻RSENSE的时候遵循下面程序：应用期望的误差电流；调整电阻RSENSE阻值直到所述可控硅SCR1触发。同样也可以用固定电阻作为电阻RSENSE，因为±15％的灵敏度变化也能满足UL943中4-6mA规范的范围。中线接地故障灵敏度可以通过改变振荡频率实现可调。通过减小正反馈电路环路增益就能增加频率减小敏感度。当频率增加时，信号会被衰减，环路增益也减弱。电路发生中线接地故障时，阻抗为2Ω甚至更小。通过集成电路放大保护。尤其重要的是，本发明技术方案中所述可控硅SCR1的导通临界电压是0.6V，比现有技术中的可控硅感应速度快，所述可控硅SCR1让下一级电路畅通，所述电磁脱扣机构中的所述脱扣线圈通电，瞬间产生磁场，在所述磁轭作用下，集聚的磁力迅速吸动所述动铁芯，所述动铁芯带动所述推杆框朝向所述锁扣方向快速移动，所述推杆框推开所述锁扣，压迫所述锁扣弹簧，直至所述锁扣与所述跳扣脱离，在重力作用下所述动触架瞬间失衡，其带有动触头的一端迅速落入所述敞口槽中，所述动触头与所述静触头实现瞬间分离切断电路，实现保护的目的；
所述短路控制电路F3包括：设置于所述电路板上的可控硅（SCR2、及设置于所述电路板上的电阻R6、电容C7、二极管D1～D4，所述短路控制电路F3将所述信号放大电路G传输过来的短路信号接收，加载到所述可控硅（SCR2上，使之导通，尤其重要的是，本发明技术方案中所述可控硅（SCR2的导通临界电压也是0.6V，比现有技术中的可控硅感应速度快，所述可控硅SCR2让下一级电路畅通，所述电磁脱扣机构中的所述脱扣线圈通电，瞬间产生磁场，在所述磁轭作用下，集聚的磁力迅速吸动所述动铁芯，所述动铁芯带动所述推杆框朝向所述锁扣方向快速移动，所述推杆框推开所述锁扣，压迫所述锁扣弹簧，直至所述锁扣与所述跳扣脱离，在重力作用下所述动触架瞬间失衡，其带有动触头的一端迅速落入所述敞口槽中，所述动触头与所述静触头实现瞬间分离切断负载侧电路，实现保护的目的。
本发明具有的有益效果是：结构简单，体积小，使用方便，外形人体化设计，它同时具有漏电、触电、接地故障及中线接地故障防护功能、短路防护功能，能同时断开负载侧火线和中线。还具有防水保护功能；不产生电火花，寿命长，不宜发热。
附图说明
图1为现有专利技术中的脱扣装置结构示意图；
图2为现有专利技术中的电路原理图；
图3为本发明：便携式接地故障断路器的整体装配结构示意图；
图4为本发明：便携式接地故障断路器中电磁脱扣机构结构示意图；
图5为本发明：便携式接地故障断路器中动触头整体结构示意图；
图6为本发明：便携式接地故障断路器中内壳体的基盖结构示意图；
图7为本发明：便携式接地故障断路器中内壳体的基座结构示意
图8为本发明：便携式接地故障断路器的电路原理图；
图9为本发明：便携式接地故障断路器实施例2中改进结构示意图；
图10为本发明：便携式接地故障断路器实施例3的电路原理图；
图11为本发明：便携式接地故障断路器实施例3的电路原理图。
其中：101-主壳体、102-内壳体、103-电磁脱扣机构、1-上盖、2-底座、3-小底盖、4-密封体、5-按钮防水密封件、6-指示灯罩、7-卡槽、8-导线密封圈卡置口、9-导线密封圈、10-卡置件、11-压线板、12-固定柱、13-电路板、14-插脚、15-插脚穿孔、16-静触架、17-静触头、18-挡板、19-接线框、20-连接板、21-基座、22-基盖、23-基脚、24-杠杆支点、25-触头弹簧、26-动触架、27-动触片、28-绝缘隔板、29-动触头、30-跳扣、31-锁扣、32-旋转轴、33-凸起、34-锁扣弹簧、35-复位按钮固定座、36-卡口、37-复位按钮、38-复位弹簧、39-弹性卡扣、40-密封件压板、41-试验触片、42-试验按钮、43-高亮度发光二极管、44-桶状体、45-焊针、46-槽口、47-线圈骨架、48-脱扣线圈、49-磁轭、50-动铁芯、51-铁芯弹簧、52-推杆框、53-凸台、54-敞口槽、55-限位块、56-挡框。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1，参照图3-7所示，便携式接地故障断路器，包括主壳体101，主壳体101由上盖1、底座2以及小底盖3共同组成。其中，底座2和小底盖3通过环状密封体4与上盖1密闭相连，在上盖1的顶部设有按钮防水密封件5，以及指示灯罩6。在上盖1的末端还开设有带有卡槽7的导线密封圈卡置口8，导线密封圈9通过设置于其上的卡置件10卡置于导线密封圈卡置口8内，实现负载导线的密封连接。在导线密封圈卡置口8的内侧亦即小底盖3的上方设有压线板11，该压线板11通过紧固件固定于上盖1的内部，以便于固定输出导线。
在底座2的内部中间还设置有固定柱12，用以支撑和固定电路板13，在底座2上还开设有供插脚14穿过的插脚穿孔15，插脚14的一端穿过插脚穿孔15置于底座2之外，另一端与焊接在电路板13上的静触架16相接触，在静触架16上还设有静触头17。其中，插脚14包括电源相线插脚L和电源零线插脚N，以及接地插脚E。电源相线插脚L和电源零线插脚N与电路板13上的两个静触架16对应相接形成电源输入端。
在小底盖3上还设置有挡板18，在挡板18上装配有负责接入负载的接线框19，在接线框19上设置有连接板20。
在主壳体101内还设有内壳体102，内壳体102由基座21和基盖22所构成。其中，基盖22采用聚酰胺6（PA6）材质制成，可以吸收因合闸所产生的电弧，防止出现电路事故。静触架16带着静触头17分别从基盖22的两侧穿过基盖22，伸置于基盖22内并处于悬空状态。基座21通过设置于其底部的三根基脚23可自由拆卸地固定在电路板13上。在基座21的内底面上还设置有一顶端呈半球状的杠杆支点24，一种触头弹簧25的一端套置于杠杆支点24上，另一端固定于一动触架26的底部，并致使动触架26在没有外力平衡作用的情况下始终处于失衡状态。
在动触架26的两侧分别设置有一个动触片27，两个动触片27之间通过绝缘隔板28相互隔开，动触片27的一端设置有动触头29，另一端通过软连接与连接板20相连，形成电源输出端，与负载相连。
在动触架26上还设有跳扣30，跳扣30与一个能起平衡作用，且可促使动触头29与静触头17实现分合动作的锁扣31卡扣相连。锁扣31的上端通过旋转轴32悬置于基盖22上，其下端穿过基座21与吊装于基座21外底部的电磁脱扣机构103相接触。在锁扣31的中部形成有具有斜面的凸起33，凸起33的底面呈水平状，以便于限定跳扣30的活动。锁扣31的下端呈弯折状设计，一种锁扣弹簧34的一端与锁扣31的下端弹性自由接触，另一端固定在基盖22上。
在基盖22的上顶还形成有一个上下通透的复位按钮固定座35，复位按钮固定座35上还设有一个以上卡口36。复位按钮37的一端穿过复位按钮固定座35与动触架26相接触，在复位按钮37与动触架26相接触的该端还套设有复位弹簧38，复位弹簧38被限制于复位按钮固定座35内，以便于实现复位按钮37的回弹。在复位按钮37的中部还设有一个以上与卡口36相适配的弹性卡扣39，弹性卡扣39呈倒锥状设计，在便于复位按钮37下移的同时，又能有效限制其随意上窜，确保合闸状态的稳定；复位按钮37的另一端穿过一个被设置在上盖1内部的密封件压板40，并置于按钮密封件5内。
在基盖22上还设有试验触片41，试验触片41与静触架16弹性接触，试验按钮42的一端与试验触片41相接触，另一端穿过密封件压板40与按钮防水密封件5相连。
在基盖22上还设有固定高亮度发光二极管43的桶状体44，在桶状体44的两侧还分别开设有供焊针45穿过的槽口46，焊针45的一端焊接于电路板13上，另一端穿过槽口46与固设于桶状体44上的高亮度发光二极管43相连接，高亮度发光二极管43穿过密封件压板40置于指示灯罩6内。
本发明中的电磁脱扣机构103，包括线圈骨架47、设于线圈骨架47上的脱扣线圈48和磁轭49、动铁芯50、套置于动铁芯50一端的铁芯弹簧51、以及环置于线圈骨架47外的推杆框52，其中，线圈骨架47通过紧固装置吊装于基座21的外底上。
在线圈骨架47上还设置有用以放置推杆框52的凸台53，推杆框52的其中两个边置于凸台53上，并在由凸台53与基座21外底之间所形成的空间内实现自由往复运动。
动铁芯50的一端穿过线圈骨架47和磁轭49的一边并置于脱扣线圈48内，动铁芯50的另一端套置着铁芯弹簧51置于脱扣线圈48外，并与推杆框52的一端实现卡配相连，推杆框52的另一端与锁扣31的下端自由接触。
在基座21的内底面上还形成有至少一个向内凹进的敞口槽54，以便于动触架26的落入，确保分闸安全间距。
在基座21的内底面上还设置有两块向上延展且分别位于跳扣30两侧的限位块55，用以限制跳扣30的水平摆动，确保分合闸的安全。
在基座21的两侧还设置有用以限定动触架26以及基盖22位移的挡框56，本技术方案优选设置两对挡框56于基座21的两侧，基盖22与基座21卡配相接形成内壳体102，致使动触头29与静触头17在由内壳体102构成的独立空间内实现分合闸动作，彻底杜绝因合闸时产生电弧而对电路板13，以及电磁脱扣机构103所产生电弧干扰。
参照图8所示，在电路板13上设置有外围电路A、试验电路B、电源开关电路C、工作指示电路D、检测感应电路E、主控制电路F、以及信号放大电路G，其中，检测感应电路E包括：漏电触电接地故障检测感应电路E1、中线接地故障检测电路E2，及短路检测电路E3；主控制电路F包括：漏电触电接地故障控制电路F1、中线接地故障控制电路F2，以及短路控制电路F3。
外围电路A包括：设置于电路板13上的压敏电阻MOV、以及与电源相连的电源相线L、电源中线N，压敏电阻MOV接于电源侧电源相线L和电源中线N上，用以吸收电网中脉冲电压，保护电路安全。
试验电路B包括：设置于电路板13上的试验电阻Rtest、试验开关Ktwst、以及导线，其中，电阻Rtest和导线焊在电路板13上，试验开关Ktwst包括试验按钮42和试验触片41，用来检测便携式接地故障断路器的性能完好性。
电源开关电路C包括：设置于内壳体102内的双刀单掷开关K、以及吊设于基座21外底部的电磁脱扣机构103（Solenoid），由电磁脱扣机构103（Solenoid）直接控制单刀双掷开关K的断开，实现对电路和负载的保护。
工作指示电路D包括：设置于电路板13上的限流电阻R7，以及通过焊针45与电路板13相连的高亮度发光二极管43（DL），用来显示工作状态，当高亮度发光二极管43（DL）发亮，说明正常工作，不亮说明不通电，负载没有电源输出。
检测感应电路E包括：漏电触电接地故障检测感应电路E1、中线接地故障检测电路E2，以及短路检测电路E3。其中，漏电触电接地故障检测感应电路E1和中线接地故障检测电路E2包括：焊在电路板13上的零序电流互感器T1和互感器T2，及穿过T1和T2的电源相线L和电源零线N、还有焊接于电路板13上的电阻R1与R2电容C1与C2、电阻R5、电容C5与C6。当负载线路中发生漏电、触电，接地故障及中线接地故障情况时，T1、T2检测到这个信号，并进行放大输送给信号放大电路G；
短路检测电路E3包括：焊接在电路板13上的环形互感器T3、和穿过T3的电源相线L、以及焊接在电路板13上的电阻R6、电容C7、二极管D1-D4，其中，每两个二极管首尾串联，接于短路检测电路E3上，每个二极管的正向管压降为0.7V，当电路发生短路故障时，T3检测到此信号，进行检测放大，并由所述二极管D1-D4限压整流后传输可控硅SCR1，可控硅SCR1触发导通后电磁脱扣机构动作打开动静触头，从而切断电源。
信号放大电路G包括：设置于电路板13上的电阻R3电容C3。集成电路IC，信号放大电路G将T1、T2以及T3输送来的信号接收，进行检测放大，分析信号的正确与否，防止出现误信号，再将检测放大的正确信号输送给下一级主控制电路F。
主控制电路F包括：漏电触电接地故障控制电路F1、中线接地故障控制电路F2，及短路控制电路F3。其中，漏电触电接地故障控制电路F1和中线接地故障控制电路F2包括：设置于电路板13上的可控硅SCR1、及设于电路板13上的电阻R4、电容C3与C4、乃至桥式整流电路DB，其中桥式整流电路DB由4个二极管组成，漏电触电接地故障控制电路F1和中线接地故障控制电路F2，将上一级信号放大电路G的漏电触电接地故障和中线接地故障信号接收，加载到可控硅SCR1上，使之导通，尤其重要的是，本发明技术方案中可控硅SCR1的导通临界电压是0.6V，比现有技术中的可控硅感应速度快，可控硅SCR1让下一级电路畅通，电磁脱扣机构103中的脱扣线圈48通电，瞬间产生磁场，在磁轭49作用下，集聚的磁力迅速吸动动铁芯50，动铁芯50带动推杆框52朝向锁扣31方向快速移动，推杆框52推开锁扣31，压迫锁扣弹簧34，直至锁扣31与跳扣30脱离，在重力作用下动触架26瞬间失衡，其带有动触头29的一端迅速落入敞口槽54中，动触头29与静触头17实现瞬间分离切断电路，实现保护的目的；
短路控制电路F3包括：设置于电路板13上的可控硅SCR2、及设置于电路板13上的电阻R6、电容C7、二极管D1～D4，短路控制电路F2将信号传输过来的短路信号接收，加载到可控硅SCR2上，使之导通，尤其重要的是，本发明技术方案中可控硅SCR2的导通临界电压也是0.6V，比现有技术中的可控硅感应速度快，可控硅SCR2让下一级电路畅通，电磁脱扣机构103中的脱扣线圈48通电，瞬间产生磁场，在磁轭49作用下，集聚的磁力迅速吸动动铁芯50，动铁芯50带动推杆框52朝向锁扣31方向快速移动，推杆框52推开锁扣31，压迫锁扣弹簧34，直至锁扣31与跳扣30脱离，在重力作用下动触架26瞬间失衡，其带有动触头29的一端迅速落入敞口槽54中，动触头29与静触头17实现瞬间分离切断电路，实现短路保护的目的。
下文将进一步阐述本发明创造的工作原理与步骤：按上述技术方案完成便携式接地故障断路器的装配，确保主控制电路F与电磁脱扣机构103实现电连接，并使便携式接地故障断路器与负载相连。
按下复位按钮37，在复位按钮37的推动下触头弹簧25与锁扣弹簧34同时被压迫，动触架26带着跳扣30沿着锁扣31的中部斜面下滑，直至跳扣30越过凸起33，在锁扣弹簧34的弹力作用下跳扣30稳固于锁扣31中部凸起33的水平底面，此时，在杠杆支点24的作用下动触架26带着动触头29与悬空在内壳体102内的静触头17紧密接触，实现合闸，此时，复位按钮37上的弹性卡扣39卡置于卡口36上。如若便携式接地故障断路器已经接入电源，则电路导通，显而易见的是，本发明创造也可以先按下复位按钮37实现合闸，然后再使便携式接地故障断路器接入电源。
当电路发生漏电、触电、接地故障及中线接地故障及短路等故障时，检测感应电路E最先检测到相关信息，并将该信息传输给信号放大电路G，由信号放大电路G进行检测放大，分析信号的正确与否，然后将正确信号传给主控制电路F，主控制电路F控制可控硅SCR1或SCR2导通，使得电磁脱扣机构103中的脱扣线圈48通电，瞬间产生磁场，在磁轭49作用下，集聚的磁力迅速吸动动铁芯50，动铁芯50带动推杆框52朝向锁扣31方向快速移动，推杆框52推开锁扣31，压迫锁扣弹簧34，直至锁扣31与跳扣30脱离，在重力作用下动触架26瞬间失衡，其带有动触头29的一端迅速落入敞口槽54中，动触头29与静触头17实现瞬间分离切断电路，实现保护目的。
不难看出的是，动触架26在带着动触头29落入敞口槽54中以后，若想回弹抬升，其必须克服以下三个阻力：1、锁扣31中部斜面对跳扣30的阻力；2、压迫锁扣弹簧34的力；3、推动复位按钮37的力。因此，一旦动触头29与静触头17实现瞬间分离，将不可能自动再次回弹实现合闸，如若合闸必须通过人工驱使复位按钮37来实现，而且合闸动作是在由内壳体102构成的独立空间内实现的，不会对电路板13或电磁脱扣机构103带来任何干扰，分合闸都非常安全可靠。
实施例2，参照图9所示，本实施例2与上述实施例1相比，在主体结构及原理上均没有做出改变，因此本实施例的主体描述可借鉴上文所述，以下将详细描述本实施例的改进之处：
本实施例的改进在于：将所述动触架26通过一根固定轴57架设于所述挡框56上。亦即，所述固定轴57穿过所述基盖22、动触片27、动触架26，其两端分别固定于设置在所述基座21两边的所述挡框56的顶端，并使所述动触片27与动触架26实现自由转动，所述复位按钮37与所述跳扣30相接触。按下复位按钮37同样可以轻松实现合闸。这样就可以省去触头弹簧25和杠杆支点24，降低成本的同时，还可以减少重量。
实施例3，参照图10、11所示，本实施例2与上述实施例1相比，在主体结构部件上没有做出改变，因此本实施例的主体部件结构描述可借鉴上文所述，以下将详细描述本实施例的改进之处：
本实施例的改进在于：在电路板13上设置有外围电路A、试验电路B、电源开关电路C、工作指示电路D、检测感应电路E、主控制电路F、以及信号放大电路G，其中，检测感应电路E中设有漏电触电接地故障检测感应电路E1和中线接地故障检测电路E2，但不设置短路检测电路E3；主控制电路F中设有漏电触电接地故障控制电路F1和中线接地故障控制电路F2，但不设置短路控制电路F3。
外围电路A，包括设置于电路板13上的压敏电阻MOV、以及与电源相连的电源相线L和电源中线N，压敏电阻MOV接于电源相线L和电源中线上，用以吸收电网中脉冲电压，保护电路安全。
试验电路B，包括设置于电路板13上的试验电阻Rtest、试验开关Ktwst、以及导线，其中，电阻Rtest和导线焊在电路板13上，试验开关Ktwst包括试验按钮42和试验触片41，用来检测便携式接地故障断路器的性能完好性。
电源开关电路C，包括设置于内壳体102内的单刀双掷开关K、以及吊设于基座21外底部的电磁脱扣机构103（Solenoid），由电磁脱扣机构103（Solenoid）直接控制单刀双掷开关K的断开，实现对电路和负载的保护。
工作指示电路D，包括设置于电路板13上的限流电阻R7，以及通过焊针45与电路板13相连的高亮度发光二极管43（DL），用来显示工作状态，当高亮度发光二极管43（DL）发亮，说明正常工作，不亮说明不通电，负载没有电源输出。
漏电触电接地故障检测感应电路E1和中线接地故障检测电路E2，包括焊在电路板13上的零序电流互感器T1和T2，及穿过T1和T2的电源相线L和电源零线N、还有焊接于电路板13上的电阻R1、电容C1与C2、电阻R5、电容C5与C6。当负载线路中发生漏电、触电接地故障和中线接地故障情况时，T1、T2检测到这个信号，并进行放大输送给信号放大电路G；
信号放大电路G，包括设置于电路板13上的电阻R2与R3、电容C3。集成电路IC，信号放大电路G将T1、T2输送来的信号接收，进行检测放大，分析信号的正确与否，防止出现误信号，再将检测放大的正确信号输送给下一级主控制电路F。
漏电触电接地故障控制电路F1和中线接地故障检测电路F2，包括：设置于电路板13上的可控硅SCR1、及设于电路板13上的电阻R4、电容C3、C4、乃至桥式整流电路DB，其中桥式整流电路DB由4个二极管组成，漏电触电接地故障控制电路F1将上一级信号放大电路G的漏电触电接地故障信号接收，加载到可控硅SCR1上，使之导通，尤其重要的是，本发明技术方案中可控硅SCR1的导通临界电压是0.6V，比现有技术中的可控硅感应速度快，可控硅SCR1让下一级电路畅通，电磁脱扣机构103中的脱扣线圈48通电，瞬间产生磁场，在磁轭49作用下，集聚的磁力迅速吸动动铁芯50，动铁芯50带动推杆框52朝向锁扣31方向快速移动，推杆框52推开锁扣31，压迫锁扣弹簧34，直至锁扣31与跳扣30脱离，在重力作用下动触架26瞬间失衡，其带有动触头29的一端迅速落入敞口槽54中，动触头29与静触头17实现瞬间分离切断电路，实现保护的目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (13)
1.便携式接地故障断路器，包括主壳体，其特征在于：还包括设于所述主壳体内且由基座和基盖组成的内壳体，所述内壳体通过设于所述基座上的座脚固定于被设置在所述主壳体内的电路板上；
至少两个分别带有静触头的静触架设置于所述电路板上，其中，所述静触头穿过所述基盖的上顶悬置于所述内壳体内；
在所述内壳体内至少两个由绝缘板相互隔开的且带有动触头的动触片分别设置于一种失衡动触架上，在所述动触架的一端还设有一种跳扣，所述跳扣能与一种起平衡作用且可促使所述动触头与所述静触头实现分合动作的锁扣卡扣相连；
所述锁扣的上端通过一种旋转轴悬置于所述基盖上，所述锁扣下端穿过所述基座与一种设置于所述基座外底部的电磁脱扣机构相接触，所述电磁脱扣机构与设于所述电路板上的主控制电路实现电连接。
2.根据权利要求1所述的便携式接地故障断路器，其特征在于：所述电磁脱扣机构包括线圈骨架、设于所述线圈骨架上的脱扣线圈和磁轭、动铁芯、套置于所述动铁芯一端的铁芯弹簧、以及环置于所述线圈骨架外的推杆框，其中，所述线圈骨架通过紧固装置吊装于所述基座的外底上；
在所述线圈骨架上还设置有用以放置所述推杆框的凸台，所述推杆框的其中两个边置于所述凸台上；
所述凸台与所述基座外底之间形成一个可以使所述推杆框自由往复运动的空间；
所述动铁芯的一端穿过所述线圈骨架和所述磁轭的一边并置于所述脱扣线圈内，所述动铁芯的另一端套置着所述铁芯弹簧置于所述脱扣线圈外并与所述推杆框的一端实现卡配相连；
所述推杆框的另一端与所述锁扣的下端自由接触。
3.根据权利要求1所述的便携式接地故障断路器，其特征在于：在所述锁扣的中部形成有一种具有斜面的凸起，所述凸起的底面呈水平状；
所述锁扣的下端呈弯折状，一种锁扣弹簧的一端与所述锁扣的下端弹性自由接触，另一端固定于所述基盖上。
4.根据权利要求1所述的便携式接地故障断路器，其特征在于：在所述基盖上还设有内空且上下通透的复位按钮固定座，在所述复位按钮固定座上还设有一个以上卡口；
一种复位按钮的一端套置着复位弹簧穿过所述复位按钮固定座与所述动触架相接触，另一端穿过一种被设置于所述主壳体内部的密封件压板，并置于一种被设置于所述主壳体外的按钮密封件内；
所述复位按钮的中部还设有一个以上与所述卡口相适配的弹性卡扣，所述弹性卡扣呈倒锥状设计；
所述复位弹簧限制于所述复位按钮固定座内。
5.根据权利要求4所述的便携式接地故障断路器，其特征在于：在所述基盖上还设有试验触片，一种试验按钮的一端与所述试验触片相接触，另一端穿过所述密封件压板置于所述按钮密封件内。
6.根据权利要求1所述的便携式接地故障断路器，其特征在于：在所述基盖上还设有一种固定高亮度发光二极管的桶状体，在所述桶状体的两侧还开设有供焊针穿过的槽口，所述焊针的一端焊接于所述电路板上，另一端穿过所述槽口与固设于所述桶状体上的高亮度发光二极管相连接。
7.根据权利要求1所述的便携式接地故障断路器，其特征在于：在所述基座的内底面上还形成有至少一个向内凹进的敞口槽。
8.根据权利要求1所述的便携式接地故障断路器，其特征在于：在所述基座的内底面上还设置有向上延展且分别位于所述跳扣两侧的限位块。
9.根据权利要求1所述的便携式接地故障断路器，其特征在于：在所述基座的内底面上还设置有一种顶端呈半球状的杠杆支点，一种触头弹簧的一端套置于所述杠杆支点上，另一端固定于所述动触架的底部。
10.根据权利要求1所述的便携式接地故障断路器，其特征在于：在所述基座的两侧还设置有用以限定所述动触架以及所述基盖位移的挡框。
11.根据权利要求10所述的便携式接地故障断路器，其特征在于：所述动触架通过一根固定轴架设于所述挡框上。
12.根据权利要求1所述的便携式接地故障断路器，其特征在于：所述主壳体由上盖、底座以及小底盖组成，其中，所述电路板通过一种固定柱被设置于所述底座上；
在所述小底盖上还设有挡板，一种用以接入负载的接线端子的一端设置于所述挡板上，所述接线端子的另一端与所述动触片相连接；
在所述小底盖的上方一种压线板被吊设于所述上盖上；
所述底座和所述小底盖通过一环状密封体与所述上盖密闭相连。
13.根据权利要求1所述的便携式接地故障断路器，其特征在于：在所述电路板上设置有外围电路A、试验电路B、电源开关电路C、工作指示电路D、检测感应电路E、主控制电路F、以及信号放大电路G，其中，所述检测感应电路E包括：漏电触电接地故障检测感应电路E1、中线接地故障检测电路E2、以及短路检测电路E3；
所述主控制电路F包括：漏电触电接地故障控制电路F1、中线接地故障控制电路F2、以及短路控制电路F3。
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