CN105070606A - 具有快速分闸功能的自动分合闸小型断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有快速分闸功能的自动分合闸小型断路器，包括断路器本体和自动分合闸驱动机构；各断路器包括塑壳、分合闸手柄和操作机构；各分合闸手柄的转动中心处设有主轴孔；断路器的操作机构包括分闸脱扣联动杆和分闸脱扣联动槽；塑壳壁体上设有联动孔，联动涡轮转动时，带动拨台拨动联动杆绕销轴转动，进而通过联动杆的拨杆部拨动分闸脱扣联动杆。本发明能够实现快速分闸。

Description

具有快速分闸功能的自动分合闸小型断路器

技术领域

本发明小型断路器技术领域，具体涉及一种具有快速分闸功能的自动分合闸小型断路器。

背景技术

根据我国供电网络智能化的需求，国家电网公司要求供电网络智能化。因此，需要供电网络的终端执行机构——小型断路器(或微型断路器)执行上端信号具备跳闸、合闸功能。因此小型断路器目前的发展趋势是除了具备传统的手动分合闸及过流过载自动脱扣功能外，还需要具有电动分合闸功能（俗称自动分合闸功能），以实现远程控制；尤其是结合智能电表，实现欠费自动跳闸断电，充费自动合闸送电的功能。

传统上的电动分合闸小型断路器，存在着结构较为复杂、易出故障和功能不全不能满足电力公司需求的缺陷，因此，对其结构进行不断改进以满足客户日益提升的要求，是本领域技术人员的工作重点和难点。

中国专利CN103928271公开了一种断路器的操作机构，包括其包括带齿转盘、传动块、传动机构和电路板，带齿转盘安装在传动块和电路板之间，所述的带齿转盘包括圆弧状凹槽、中空的圆孔、感应器和两个凸块，圆弧状凹槽位于两个凸块之间，感应器安装在带齿转盘的凸块上端，感应器与凸块分别位于带齿转盘两侧，所述的传动块上设有安装杆、第一凸台及第二凸台，安装杆位于传动块中心处，该安装杆一端穿过所述的圆孔且两者活动配合，另一端与传动机构配合固定，所述的第一凸台与第二凸台位于同直径上，第二凸台上设有凹槽，该凹槽内安装有活动杆和第一磁性块，活动杆置于圆弧状凹槽上，并活动于两个凸块之间，所述的电路板上设有传感器。该操作机构的工作过程是：带齿转盘转动带动传动块转动，从而带动断路器动作，当断路器处于合闸或分闸位置时，转动块上的磁铁转动到不同传感器的上方，从而确定断路器的合、分闸状态。断路器达到合闸位置时，带齿转盘将反向旋转，传感器感应磁铁的位置，当带齿转盘上转动到一定位置时，带齿转盘停止旋转，此时断路器可以自由分闸。该操作机构能够实现远程控制小型断路器的分合闸，但是该操作结构也存在以下不足之处：当用户欠费需要分闸时，

需要启转驱动电机并带动带齿转盘至预设位置后才能拨动传动块以进行分闸动作，齿轮转动的速度决定着这一过程需要的时间，故该种操作机构不能实现小型断路器的快速分闸，其结构尚存在亟需改进之处。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现欠费自动跳闸断电，充费能够实现自动送电，以及防止用户欠费私自合闸的自动分合闸小型断路器。

实现本发明目的的技术方案是：一种具有快速分闸功能的自动分合闸小型断路器，包括断路器本体和自动分合闸驱动机构；各断路器包括塑壳、分合闸手柄和操作机构；各分合闸手柄的转动中心处设有主轴孔；断路器的操作机构包括分闸脱扣联动杆和分闸脱扣联动槽；塑壳壁体上设有联动孔，其特征在于：

自动分合闸驱动机构包括壳体、设有驱动涡轮的驱动电机、联动涡轮、传动块、输出主轴、快速分闸联动组件和具有中央控制电路的电路板；联动涡轮和传动块同心设置；

联动涡轮的整个外周壁上设有和驱动涡轮适配的涡齿，联动涡轮和传动块邻接的一侧端设有两个凸出的拨台，联动涡轮设有中心滑孔，该中心滑孔的外侧上还设有弧形孔和用于安装感应器的安装孔，弧形孔和中心滑孔同心设置；

传动块的中心处设有用于插设在联动涡轮中心孔中的限位滑柱，传动快的两侧各设有一个传动凸台，其中一个传动凸台上设有磁石和导磁棒；导磁棒伸入联动涡轮的弧形孔中；输出主轴伸出自动分合闸机构的壳体，并插入至各断路器分合闸手柄的主轴孔中；

快速分闸联动组件包括销轴、联动杆和复位扭簧；联动杆绕销轴转动，联动杆的一端设有与联动涡轮拨台适配的受力杆部，另一端设有用于拨动分闸脱扣联动杆的拨杆部；复位扭簧套设在销轴上，其一端抵接在壳体内壁上的一个支柱上，另一端抵接在联动杆上；当拨台拨动联动杆且拨台随着联动涡轮继续转动至离开联动杆后，复位弹性件的复位弹力使得联动杆快速恢复原位；

联动涡轮转动时，带动拨台拨动联动杆绕销轴转动，进而通过联动杆的拨杆部拨动分闸脱扣联动杆。

上述方案中，拨杆部设有用于与拨台适配的三角形受力部。

本机构可以通过磁铁与传感器高精度定位，在合闸后使得联动涡轮行进到分闸临界点，也即其中一个拨台转动至即将拨动联动杆的位置停下，故可当接收到分闸讯号后联动涡轮迅速拨动联动杆，从而推动分闸脱扣联动杆，实现小型断路器快速分闸。

本发明具有以下技术效果：（1）能够实现快速分闸。（2）当用户线路需要维修时，可以把拔动开关拔到关闭位置，关掉智能中央控制电路，失去远程控制驱动电机的能力。远程信号控制失去控制能力，无法对小型断路器进行控制，防止误合闸导致维修时维修人员被电击。（3）自动分合闸驱动机构在和小型断路器组装过程中，电气连接由于选用接电弹簧和验电弹簧进行电连接，优选加设接电柱，同传统的使用引线（聚氯乙稀电缆线）连接相比，由于引线（聚氯乙稀电缆线）连接需要用烙铁焊接，组装及拆卸过程复杂。本发明则利用弹簧的弹性，自身的一端或把接电柱压紧在电路板的接触触点上，另一端亦利用弹簧弹性，自身或把接电柱小型断路器的引弧片上，从而不需要烙铁焊接，轻松进行电气连接，其组装及拆卸过程快捷、方便。

附图说明

图1为本发明的一种立体结构示意图；

图2为图1所示小型断路器移除部分自动分合闸驱动机构的一种立体结构示意图；

图3为图1所示小型断路器移除另一部分自动分合闸驱动机构的一种立体结构示意图；

图4为图3所示小型断路器的一种分解示意图；

图5为图4所示小型断路器从另一角度观察时的一种立体结构示意图；

图6为图1所示小型断路器中部分驱动机构的一种立体结构示意图；

图7为图6所示部分驱动机构移除传动块时的一种立体结构示意图；

图8为图1所示小型断路器中自动分合闸驱动机构的一种立体结构示意图；

图9为图8所示自动分合闸驱动机构的一种分解示意图；

图10为图1所示小型断路器在移除部分塑壳后的一种立体结构示意图；

图11为图10所示断路器从另一角度观察时的一种立体结构示意图；

图12为图11中A处的局部放大示意图。

具体实施方式

（实施例1）

下面结合附图对本实施例进行详细描述。

见图1所示，本实施例是一种具有快速分闸功能的自动分合闸小型断路器，包括断路器本体2和自动分合闸驱动机构1。本实施例中，断路器本体包括两个断路器20（也叫小型断路器或微型断路器）。在具体实践中，根据具体需求，组合成断路器本体的小型断路器的数量可以在一个至四个中任意选择。

见图1至图7所示，各断路器包括塑壳21、分合闸手柄22、动触头、静触头、操作机构25、进电接线端子26、出电接线端子27和灭弧机构28；各分合闸手柄的转动中心处设有主轴孔221；

断路器的操作机构包括分闸脱扣联动杆251和分闸脱扣联动槽252；塑壳壁体上设有联动孔211，两个断路器邻接时，其中一个断路器的分闸联动脱扣杆穿过相应联动孔后插设在另一个断路器中的分闸脱扣联动槽中；本实施例中，是距离自动分合闸驱动机构较远的一个断路器中的分闸联动脱扣杆，穿过相应联动孔后插设在距离自动分合闸驱动机构较近的一个断路器中的分闸脱扣联动槽中。

各分闸脱扣联动杆具有两个状态位置，第一是当断路器合闸后，其分闸脱扣联动杆处于准脱扣位；第二是当断路器分闸时，其分闸脱扣联动杆处于原始位；当断路器处于合闸状态时，若将分闸脱扣联动杆向原始位拨动，将会导致操作机构带动分合闸手柄进行分闸（俗称跳闸）动作；当断路器处于分闸状态时，若不扳动分合闸手柄，仅试图将分闸脱扣联动杆向准脱扣位拨动，并不能够实现合闸动作；若此时锁定分闸脱扣联动杆，即使外力将分合闸手柄扳动至合闸位置，操作机构也不能进行合闸动作，动静触头也不能闭合，且一旦撤去外力，分合闸手柄将自动回复至分闸位置，故在分闸状态下，通过锁定分闸脱扣联动杆，可使断路器不能实现合闸动作。这些结构和技术效果是本领域技术人员的公知技术，故不再在此对操作机构的结构进行详细描述。

当断路器的数量是两个以上时，通过拨动其中一个分闸脱扣联动杆，即可同步带动其他所有分闸脱扣联动杆，进行同步分闸动作。

自动分合闸驱动机构1包括壳体3、设有驱动涡轮41的驱动电机4、联动涡轮5、传动块6、输出主轴7、快速分闸联动组件8和具有中央控制电路的电路板9；本实施例中的输出主轴的截面形状选用三角形；联动涡轮和传动块同心设置；

联动涡轮5的整个外周壁上设有和驱动涡轮41适配的涡齿51，联动涡轮和传动块邻接的一侧端设有两个凸出的拨台52，联动涡轮设有中心滑孔53，该中心滑孔的外侧上还设有弧形孔54和用于安装感应器56的安装孔55，弧形孔54和中心滑孔53同心设置；

传动块6的中心处设有用于插设在联动涡轮中心孔中的限位滑柱61，传动快的两侧各设有一个传动凸台62，其中一个传动凸台上设有磁石63和导磁棒64；导磁棒伸入联动涡轮的弧形孔中；输出主轴设置在传动块的中心处，且输出主轴伸出自动分合闸机构的壳体，并插入至各断路器分合闸手柄的主轴孔中。

联动涡轮转动时，带动其拨台，拨台在转动过程中再拨动传动块中相应的传动凸台，从而通过输出主轴带动各断路器实现分合闸动作；所述联动涡轮、传动块和输出主轴的结构以及自动合闸的动作方式均和专利文献CN103928271公开的断路器的操作机构基本相同，故本实施例不再对其进行具体阐释。

快速分闸联动组件8包括销轴81、联动杆82和复位扭簧83；联动杆绕销轴转动，联动杆的一端设有与联动涡轮拨台适配的受力杆部821，另一端设有用于拨动分闸脱扣联动杆的拨杆部822；复位扭簧套设在销轴上，其一端抵接在壳体内壁上的一个支柱上，另一端抵接在联动杆上；当拨台拨动联动杆且拨台随着联动涡轮继续转动至离开联动杆后，复位弹性件的复位弹力使得联动杆快速恢复原位。

拨杆部822设有用于与拨台适配的三角形受力部8221，这样无论联动涡轮正转还是反转，该三角形受力部都能够顺利被拨台拨动。

电路板上设有与导磁棒和感应器适配的多个感应开关，导磁棒和感应器随着联动涡轮转动至预设位置时触发相应一个感应开关，从而给中央控制电路一个信号，中央控制电路可根据信号的变化判断联动涡轮和传动块的转动位置。

与自动分合闸驱动机构邻接的一个断路器中的分闸联动脱扣杆，伸入自动分合闸驱动机构的壳体中；自动分合闸驱动机构可以通过拨动该分闸联动脱扣杆使得各断路器同步进行快速分闸动作；

本实施例在置于电表箱中使用时，一般而言，由于电表箱中的导轨是沿水平线竖直设置；故断路器本体通过设有卡轨的底壁卡接固定在导轨上，其设有分合闸手柄的一侧面作为正面正对使用者，以便于搬动分合闸手柄；设有进电接线端子的一侧端作为顶端，设有出电接线端子的一侧端作为底端，另外两侧面分别作为左侧端和右侧端；按照此种置放状态，本实施例中的自动分合闸驱动机构中壳体的左侧壳壁上设有脱扣联动孔31、接电凹槽33和多个接电孔32。

壳体的正面设有用于启动或关掉中央控制电路的拨动开关34；壳体的上端设有信号接线端子35，中央控制电路和信号接线端子35相连。

本实施例的自动分合闸驱动机构还包括一个进电弹簧92和两个验电弹簧93；进电弹簧电连接电路板以及与自动分合闸驱动机构邻接的一个断路器中的进电接线端子，该进电弹簧用于从该断路器中接电，用于为电路板提供工作电源；各验电弹簧电连接电路板以及各断路器中的出电接线端子，各验电弹簧用于从各断路器中取电，供中央控制电路判断断路器处于合闸还是分闸状态，当验电弹簧带电时，可认为相应的断路器处于合闸状态，当验电弹簧不带电时，可认为相应的断路器处于分闸状态。在具体实践中，进电弹簧和验电弹簧的数量可根据电路控制的具体需要而定。

具体来说，见图14所示，本实施例中的电路板上设有多个接电触点，所述各接电触点是设置在电路板上的焊点、焊孔或铜片，因为传统电路板上的焊孔的外周边缘涂覆有环形的导电层，可以作为一个接电触点使用，故本实施例优选电路板上的预设焊孔作为接电触点。

本实施例中的进电弹簧92，为了避开驱动电机、联动涡轮、联动齿轮和脱扣联动件的安装位置，采用了Z字形结构方式，中间部分是直线杆体923，一端是用于抵接在电路板上相应一个接电触点上的第一螺纹弹簧体921，另一端是用于抵接在与自动分合闸驱动机构邻接的一个断路器中的导电部件上的第二螺纹弹簧体922，该导电部件需和该断路器中的进电接线端子电连接。进电弹簧92的直线杆体923嵌置在接电凹槽33中，防止其阻碍自动分合闸驱动机构的壳体和邻接一个断路器的塑壳的并排安装。

本实施例中的验电弹簧93采用直线螺纹弹簧结构，其一端抵接在电路板上相应一个接电触点，另一端抵接在各断路器中的导电部件上，该导电部件需和该断路器中的出电接线端子电连接。

进一步的优选方案是在进电弹簧和验电弹簧的一端或两端上加设接电柱95；本实施例中，接电柱的中端部分是圆柱状，两端中心处各设有一个凸柱，一端的凸柱插入电路板上相应一个作为接电触点的焊孔，另一端伸入进电弹簧的第一螺纹弹簧体921中或者伸入验电弹簧中；这种方案也是可行的，且具有更好的导电和定位性能。

本实施例中，与自动分合闸驱动机构邻接的一个断路器的操作机构包括具有金属框架253的电磁脱扣机构254，该金属框架和该断路器中的进电接线端子电连接；进电弹簧的一端抵接在相应一个接电触点上，另一端依次穿过自动分合闸驱动机构的壳体以及该断路器的塑壳后抵接在该金属框架上；各断路器中的灭弧机构中设有灭弧室283、与进电接线端子电连接的上引弧片281以及与出电接线端子相连的下引弧片282；相应一个验电弹簧的一端抵接在相应一个接电触点上，另一端依次穿过自动分合闸驱动机构的壳体以及断路器的塑壳后抵接在相应一个下引弧片上。

进一步的优选方案是：各下引弧片上设有垂直于该引弧片且平行于电路板的平直的接电板部284，各验电弹簧的一端抵接在相应一个接电触点上，另一端抵接在一个接电板部上。

本实施例的工作过程如下：首先通过信号线连接信号接线端子35和外接智能电表，并将自动分合闸驱动机构壳体正面上的拨动开关34拨动至“开”的位置，使得中央控制电路正常工作。

当需要对用户线路进行检修时，需要把断路器处于分闸状态，此时优选将拨动开关拨动至“关”位，这样的好处是关掉中央控制电路，失去控制驱动电机运转的能力，防止在检修过程中，因受到远程信号的控制使得断路器进行合闸动作，造成触电事故。

本发明具有以下技术效果：（1）能够实现快速分闸。（2）当用户线路需要维修时，可以把拔动开关拔到关闭位置，关掉智能中央控制电路，失去远程控制驱动电机的能力。远程信号控制失去控制能力，无法对小型断路器进行控制，防止误合闸导致维修时维修人员被电击。（3）自动分合闸驱动机构在和小型断路器组装过程中，电气连接由于选用接电弹簧和验电弹簧进行电连接，优选加设接电柱，同传统的使用引线（聚氯乙稀电缆线）连接相比，由于引线（聚氯乙稀电缆线）连接需要用烙铁焊接，组装及拆卸过程复杂。本发明则利用弹簧的弹性，自身的一端或把接电柱压紧在电路板的接触触点上，另一端亦利用弹簧弹性，自身或把接电柱小型断路器的引弧片上，从而不需要烙铁焊接，轻松进行电气连接，其组装及拆卸过程快捷、方便。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种具有快速分闸功能的自动分合闸小型断路器，包括断路器本体和自动分合闸驱动机构；各断路器包括塑壳、分合闸手柄和操作机构；各分合闸手柄的转动中心处设有主轴孔；断路器的操作机构包括分闸脱扣联动杆和分闸脱扣联动槽；塑壳壁体上设有联动孔，其特征在于：

自动分合闸驱动机构包括壳体、设有驱动涡轮的驱动电机、联动涡轮、传动块、输出主轴、快速分闸联动组件和具有中央控制电路的电路板；联动涡轮和传动块同心设置；

联动涡轮的整个外周壁上设有和驱动涡轮适配的涡齿，联动涡轮和传动块邻接的一侧端设有两个凸出的拨台，联动涡轮设有中心滑孔，该中心滑孔的外侧上还设有弧形孔和用于安装感应器的安装孔，弧形孔和中心滑孔同心设置；

传动块的中心处设有用于插设在联动涡轮中心孔中的限位滑柱，传动快的两侧各设有一个传动凸台，其中一个传动凸台上设有磁石和导磁棒；导磁棒伸入联动涡轮的弧形孔中；输出主轴伸出自动分合闸机构的壳体，并插入至各断路器分合闸手柄的主轴孔中；

快速分闸联动组件包括销轴、联动杆和复位扭簧；联动杆绕销轴转动，联动杆的一端设有与联动涡轮拨台适配的受力杆部，另一端设有用于拨动分闸脱扣联动杆的拨杆部；复位扭簧套设在销轴上，其一端抵接在壳体内壁上的一个支柱上，另一端抵接在联动杆上；当拨台拨动联动杆且拨台随着联动涡轮继续转动至离开联动杆后，复位弹性件的复位弹力使得联动杆快速恢复原位；

联动涡轮转动时，带动拨台拨动联动杆绕销轴转动，进而通过联动杆的拨杆部拨动分闸脱扣联动杆。

2.根据权利要求1所述的具有快速分闸功能的自动分合闸小型断路器，其特征在于：拨杆部设有用于与拨台适配的三角形受力部。