CN106229230A - 电能表外置断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电能表外置断路器，包括一个以上的断路器单元及电操单元，电操单元与各断路器单元采用转轴转动方式联动，其中的每一断路器单元内设有线路板，相邻断路器单元通过插针或焊接连接实现各线路板信号传输。本发明通过在断路器单元内设置线路板，使电路控制模块化，断路器取电和信号反馈在各极中用插针连接，方便生产。

Description

电能表外置断路器
技术领域
本发明公开一种电能表外置断路器，按国际专利分类表(IPC)划分属于可远程控制分合闸的断路器制造技术领域。
背景技术
电能表外置断路器是配合智能电能表实现智能费控功能的关键器件，额定电流相对较大(>60A)的智能电能表一般采用外置断路器的方式来实现各种费控功能，以符合国家电网技术规范 （Q/GDW11421-2015）和南方电网技术规范要求。电能表外置断路器包括一个以上的断路器单元及电操单元，断路器单元内部元件紧凑，没有安装线路板的空间。中国文献CN204480979U公开一种可远程控制分合闸的断路器，在断路器前后端设置前端接线模块和后端接线模块，并将连线从上述的两个模块与分合闸模块连接，接线模块内设有前端线路板和后端线路板及连接导线，接线模块与断路器组合进一步挤压了断路器内部空间，并且安装维护不便，而导线连接繁锁。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种电能表外置断路器，在断路器内设置线路板并配合插针连接，具有模块化、方便生产等优点。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种电能表外置断路器，包括一个以上的断路器单元及电操单元，电操单元与各断路器单元采用转轴转动方式联动，其中的每一断路器单元内设有线路板，相邻断路器单元电连接实现各线路板信号传输。
进一步，所述线路板上设有控制取电模块和反馈采样模块，电操单元内设有主线路板，主线路板与各断路器单元内控制取电模块和反馈采样模块配合实现取电和信号反馈。
进一步，所述断路器通过两根传输线路实现三相加N线的取电，反馈时通过一根传输线路实现三相信号传输，各断路器单元之间及电操单元与断路器单元之间采用插针或引脚焊接方式实现各信号传输。
进一步，所述线路板设置在断路器单元内脱扣机构下方的空间内。
进一步，线路板分成取电线路板和反馈线路板并分别设置在断路器单元内进线或出线侧。
进一步，所述电操单元内设有电操机构，电操机构包括电机、齿轮组，齿轮组带动转轴或触动脱扣连杆实现断路器分闸操作。
进一步，所述齿轮组包括减速齿轮箱，齿轮箱的最后一级锥齿轮减速后与转轴端的齿轮盘配合带动内轴进行断路器合闸操作，齿轮盘的圆周侧设有弧状推柄，该推块带动推杆推动断路器机构脱扣来实现断路器分闸操作，齿轮盘套在转轴上，齿轮盘设有向内轴延伸的推块并与内轴上止挡部配合，齿轮盘转动时通过推块推动内轴止挡部以带动内轴转动，齿轮盘正面设有定位部，定位部外缘突出于齿轮盘圆周，定位部略高于齿轮盘的齿高。
进一步，所述齿轮盘上设有安装孔用于安装磁元件，主线路板上设有相配合的一个以上的霍尔元件，齿轮盘转动时通过霍尔元件感应磁元件定位断路器各状态位置。
作为另一优选例：电操单元内设有电操机构，电操机构包括电机、齿轮组和拨动齿轮，电机通过齿轮组与拨动齿轮啮合传动，拨动齿轮与转轴配合而使断路器合闸，所述拨动齿轮的正面设有第一凸点和第二凸点，转轴上设有上拨杆，第一凸点和第二凸点依次与上拨杆作用使转轴加速突变带动断路器快速合闸，拨动齿轮的背面设有第三凸点，转轴上设有相配合的下拨杆，拨动齿轮的第三凸点推动下拨杆及转轴继续转动，此时，转轴速度减速突变而完成断路器合闸，所述拨动齿轮的背面设有斜面凸起，该斜面凸起推动脱扣推杆使断路器分闸。
进一步，所述转轴上的上拨杆和下拨杆具有一定角度，上拨杆与拨动齿轮正面的两凸点作用后，下拨杆承接与拨动齿轮背面的凸点作用实现柔性控制快速合闸。
本发明通过在断路器单元内设置线路板，使断路器一体化，外观美观，防止恶意拆卸取电和反馈模块使断路器控制功能丧失，使断路器外形尺寸满足国家电网和南方电网要求，使电路控制模块化，断路器取电和信号反馈在各极中用插针连接，方便生产。
附图说明
图1是本发明第一实施例示意图。
图2是本发明第一实施例分解图。
图3是第一实施例断路器单元线路板装配示意图。
图4是本发明第一实施例电操单元。
图5是本发明第一实施例电操机构示意图。
图6是本发明第二实施例示意图。
图7是本发明第二实施例断路器单元线路板装配示意图。
图8是本发明第二实施例电操单元示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例：随着智能电网建设的推进，电能表费控系统作为量大面广的基础，受到国家电网公司和南网电网公司的重视，电能表外置断路器是配合智能电能表实现智能费控功能的关键器件，电能表外置断路器要符合《GB10963.1家用及类似场所过电流保护断路器》标准，符合国家电网和南方电网《电能表外置断路器技术规范》，符合中国CQC质量认证中心CQC1121-2016《电能表外置断路器技术规范》。本发明严格按照上述规范或要求设计。
请参阅图1至图8，一种电能表外置断路器，包括一个以上的断路器单元1及电操单元2，电操单元2与各断路器单元1采用转轴3转动方式联动，其中的每一断路器单元1内设有线路板4，相邻断路器单元通过插针5连接实现各线路板信号传输。断路器单元1可以是2、3、4或更多个。每一断路器单元1内的线路板4上设有控制取电模块和反馈采样模块，电操单元2内设有主线路板6，主线路板6与各断路器单元1内控制取电模块和反馈采样模块配合实现取电和信号反馈，电操单元2内主线路板6与相邻断路器单元内线路板4通过插针5连接。电能表外置断路器通过两根传输线路实现三相加N线的取电，反馈时通过一根传输线路实现三相信号传输，本发明也适用于更多相线路取电或反馈。本发明的线路板4设置在断路器单元1内脱扣机构下方的空间内，现有电能表外置断路器的内部元件紧凑，是没有安装线路板的空间，如背景技术涉及的CN204480979U文献，在断路器内部引线都有困难，可见各元件的紧凑程度，而本发明能把线路板设置在断路器单元内，是改变了脱扣机构中双金属片构造，从而得到安装线路板的空间。上述各断路器单元之间及电操单元与断路器单元之间除了采用插针连接外，还可以采用引脚焊接方式实现各信号传输。
请参阅图4及图5，本发明的电操单元2内设有电操机构，电操机构包括电机71、齿轮组72和拨动齿轮73，齿轮组72 由一级齿721和二级齿轮722组成，电机71通过齿轮组72与拨动齿轮73啮合传动，拨动齿轮73与转轴3配合而使断路器合闸，所述拨动齿轮73的正面设有第一凸点731和第二凸点732，转轴上设有上拨杆31，第一凸点和第二凸点依次与上拨杆作用使转轴加速突变带动断路器快速合闸，拨动齿轮73的背面设有第三凸点733，转轴上设有相配合的下拨杆32，拨动齿轮的第三凸点推动下拨杆及转轴继续转动，此时，转轴速度减速突变而完成断路器合闸，所述拨动齿轮73的背面设有斜面凸起734，该斜面凸起推动脱扣推杆74使断路器分闸。所述转轴3上的上拨杆31和下拨杆32具有一定角度，上拨杆与拨动齿轮正面的两凸点作用后，下拨杆承接与拨动齿轮背面的凸点作用实现柔性控制快速合闸。拨动齿轮73背面设有磁钢安装孔用于容置磁钢，该磁钢与电操机构一侧主线路板6上的一个以上霍尔元件配合定位。拨动齿轮73上的第一凸点和第二凸点连接形成连接体或第一凸点和第二凸点不连接形成分开的作用点。拨动齿轮73的斜面凸起734与第三凸点733连接形成凸台，凸台上设有磁钢安装孔。
请参阅图6及图7，当线路板分成取电线路板41和反馈线路板42，也可以分开安装在断路器单元内，可分别设置在断路器单元内进线或出线侧，各断路器单元内取电线路板41及电操单元内主线路板6通过插针51连接实现信号传输，各断路器单元内反馈线路板42及电操单元内主线路板6通过插针52连接实现反馈信号传输。
请参阅图6、图7、图8，本发明电操单元2内设有电操机构，电操机构包括电机201（可以是直流电机或等同功能电机）和减速齿轮箱202，齿轮箱的最后一级锥齿轮203减速后与转轴端的齿轮盘204配合带动转轴3进行断路器合闸操作，齿轮盘204的圆周侧设有弧状推柄2041，该推块带动推杆205推动断路器机构脱扣来实现断路器分闸操作。齿轮盘204套在转轴上，齿轮盘设有向转轴延伸的推块2042并与转轴上止挡部配合，齿轮盘204转动时通过推块推动转轴止挡部以带动转轴3转动，齿轮盘204正面设有定位部2043，定位部外缘突出于齿轮盘圆周，定位部略高于齿轮盘的齿高，定位部为光滑平面没有盘齿。在齿轮盘背面设有安装孔用于安装磁元件，主线路板6上设有相配合的一个以上的霍尔元件610，齿轮盘转动时通过霍尔元件感应磁元件定位断路器各状态位置。
本发明断路器采用的技术方案及效果如下：
1、电动操作机构和断路器之间采用转轴转动方式联动，可以是内轴也可心是外轴；
2、采用电机加齿轮箱再通过最后一级锥齿轮的方式实现减速，提高扭矩，可靠性高、寿命长；
3、通过电机带动齿轮转动，齿轮再带动转轴进行断路器合闸操作，用齿轮带动推杆推动断路器机构脱扣来实现断路器分闸操作；
4、用霍尔元件感应来做断路器分合闸及初始位置的定位，采用霍尔元件定位准确，方便电路实现；
5、本发明断路器取电采用在L极嵌入线路板和插针及N线传输插针的方式和在N极装入取电插针的方式，可以用两根传输线路实现三相加N线的取电；
6、本发明断路器反馈采用在L极嵌入线路板和插针的方式，可以用一根传输线路实现三相信号反馈，取电和信号反馈在各极中用插针连接，方便生产。
本发明实施例中电动操作机构，也称为电操机构。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (10)

1.一种电能表外置断路器，其特征在于：包括一个以上的断路器单元及电操单元，电操单元与各断路器单元采用转轴转动方式联动，其中的每一断路器单元内设有线路板，相邻断路器单元电连接实现各线路板信号传输。
2.根据权利要求1所述的电能表外置断路器，其特征在于：所述线路板上设有控制取电模块和反馈采样模块，电操单元内设有主线路板，主线路板与各断路器单元内控制取电模块和反馈采样模块配合实现取电和信号反馈。
3.根据权利要求1或2所述的电能表外置断路器，其特征在于：所述电能表外置断路器通过两根以上传输线路实现三相加N线的取电，反馈时通过一根传输线路实现三相信号传输，各断路器单元之间及电操单元与断路器单元之间采用插针或引脚焊接方式实现各信号传输。
4.根据权利要求1所述的电能表外置断路器，其特征在于：所述线路板设置在断路器单元内脱扣机构下方的空间内。
5.根据权利要求1所述的电能表外置断路器，其特征在于：所述线路板分成取电线路板和反馈线路板并分别设置在断路器单元内进线或出线侧。
6.根据权利要求1所述的电能表外置断路器，其特征在于：所述电操单元内设有电操机构，电操机构包括电机、齿轮组，齿轮组带动转轴或触动脱扣连杆实现断路器分闸操作。
7.根据权利要求6所述的电能表外置断路器，其特征在于：所述齿轮组包括减速齿轮箱，齿轮箱的最后一级锥齿轮减速后与转轴端的齿轮盘配合带动内轴进行断路器合闸操作，齿轮盘的圆周侧设有弧状推柄，该推块带动推杆推动断路器机构脱扣来实现断路器分闸操作，齿轮盘套在转轴上，齿轮盘设有向内轴延伸的推块并与内轴上止挡部配合，齿轮盘转动时通过推块推动内轴止挡部以带动内轴转动，齿轮盘正面设有定位部，定位部外缘突出于齿轮盘圆周，定位部略高于齿轮盘的齿高。
8.根据权利要求7所述的电能表外置断路器，其特征在于：所述齿轮盘上设有安装孔用于安装磁元件，主线路板上设有相配合的一个以上的霍尔元件，齿轮盘转动时通过霍尔元件感应磁元件定位断路器各状态位置。
9.根据权利要求6所述的电能表外置断路器，其特征在于：所述电机通过齿轮组与拨动齿轮啮合传动，拨动齿轮与转轴配合而使断路器合闸，所述拨动齿轮的正面设有第一凸点和第二凸点，转轴上设有上拨杆，第一凸点和第二凸点依次与上拨杆作用使转轴加速突变带动断路器快速合闸，拨动齿轮的背面设有第三凸点，转轴上设有相配合的下拨杆，拨动齿轮的第三凸点推动下拨杆及转轴继续转动，此时，转轴速度减速突变而完成断路器合闸，所述拨动齿轮的背面设有斜面凸起，该斜面凸起推动脱扣推杆使断路器分闸。
10.根据权利要求9所述的电能表外置断路器电动操作机构，其特征在于：所述转轴上的上拨杆和下拨杆具有一定角度，上拨杆与拨动齿轮正面的两凸点作用后，下拨杆承接与拨动齿轮背面的凸点作用实现柔性控制快速合闸。
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