CN106783436A - 一种小型剩余电流动作断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型剩余电流动作断路器，极数为两极，由一体式整体结构的漏电脱扣单元与断路器单元组成，其中负载端漏电脱扣单元加长设计,中间基座采用电源端与负载端两段式结构，两极主电路均具有短路、过载和漏电保护功能，并设置相互独立的指示装置，互不干扰；漏电脱扣杆通过导向条在壳体导向槽中滑动，引弧装置采用折弯两面等距弧面板等创新引弧结构。本发明提供的一种小型剩余电流动作断路器，具有体积精巧、结构紧凑简洁合理、便于工业化自动化生产装配，工作状态指示清晰准确、工作稳定性和可靠性更高、分断能力强、使用寿命长、双重回路保护，更全面更安全。

Description

一种小型剩余电流动作断路器

技术领域

本发明涉及低压电气技术领域，具体是一种小型剩余电流动作断路器。

背景技术

剩余电流动作断路器是把检测剩余电流的功能和断开主电路的功能组合在一起，同时还可对线路进行过载和短路保护的一种多功能用途的断路器，其基本工作原理：漏电检测元件（剩余电流互感器）有一个环形铁心，铁芯上绕有次级线圈，原边线圈就是穿过铁芯内孔的导线。在正常用电时，如果三相用电是平衡的，其三相电流在互感器里产生的磁场正好抵消，这时零线上是没有电流的，即使三相用电不平衡，流过三相线路的不平衡电流和零线上的电流还是大小相等，方向相反，即剩余电流互感器原边线圈各导线相量和为零，此时铁芯中磁通和次级线圈中感压电动势均为零，当被保护电路中发生触电事故或不平衡漏电时，原边线圈中各导线电流相量之和不为零，此电流就是剩余电流，剩余电流在铁芯中产生交变磁通，在次级线圈中感应出电动势，电流经放大器放大至动作电流整定值时，脱扣器动作使主开关在额定时间内切断电源，保护人身安全。

目前国内传统的剩余电流动作断路器一般采用多级组合式结构，其中每一级为整体式结构，剩余电流元件、剩余电流脱扣装置和开关装置自成一体，相互独立，而且内部导线连接是采用接线螺钉方式，产品结构复杂，零部件多，体积庞大，生产装配稳定性和一致性不高，工作稳定性和可靠性不够好；此外，传统的剩余电流动作断路器产品目前只具有L极带过载和短路保护功能，N极则采用直通或可开闭中性极设计，随着国内城市和农村低压电网的快速发展，传统的剩余电流动作断路器不论外观大小以及产品性能已经不能很好满足不断发展的新变化，亟待开发出体积精巧、结构简洁合理、工作稳定性和可靠性高，且便于工业化自动生产装配的高性能小型剩余电流动作断路器。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种小型剩余电流动作断路器，具有体积精巧、结构简洁合理、工作稳定性和可靠性高、指示清晰准确，且便于工业化自动生产装配。

实现本发明的技术方案是：一种小型剩余电流动作断路器，极数为两极，由漏电脱扣单元与断路器单元组成，其中漏电脱扣单元与断路器单元采用一体式整体结构，负载端漏电脱扣单元加长设计,壳体由底座、中间基座和盖板组成；两极主电路均具有短路、过载和漏电保护功能，并设置相互独立的指示装置，互不干扰，判别故障清晰、准确；漏电脱扣单元的脱扣杆通过导向条在壳体导向槽中滑动，进而带动漏电脱扣机构动作；其中灭弧系统的引弧装置采用折弯两面等距的引弧板、S形动触头、弧形静触头、导磁弧板、导磁弧角、隔弧壁及导磁片等结构，引弧灭弧速度快时间短，不会对触头进行较大烧蚀，对切断大电流电路或短路分断能力效果明显。

上述技术方案中，其中漏电脱扣单元与断路器单元采用一体式整体结构，负载端漏电脱扣单元加长设计, 包括漏电脱扣机构、漏电脱扣器、电子组件板、脱扣杆、零序电流互感器等，避免了传统产品单级组合结构内部导线连接采用接线螺钉的方式，加工简便易操作，可有效减小接触电阻，降低产品温升，有效增加了配合可靠性并延长了产品使用寿命。

上述技术方案中，其中底座和盖板为一体结构，中间基座采用中间基座电源端和中间基座负载端的两段式分体结构，便于加工和自动化装配，两段内壁对应磁脱扣器的下方中心位置各设一个相通的等深的条形导向槽，导向槽深0.8mm至1.2mm，用作脱扣杆自由滑动的滑动槽。

上述技术方案中，断路器L极、N极均带过载短路故障保护指示窗口，此外，在加长设计的负载端漏电脱扣单元一端，设置有复位按钮、复位弹簧、指示件和漏电指示窗口，可以准确、清晰的独立显示指示复位合闸与漏电开闸的状态，两种保护独立进行指示、互不干扰，判别故障更清晰、准确。

上述技术方案中，其中指示件由轴套、指示板和传动板构成，轴套安装在壳体的固定轴上，轴套为圆柱结构，轴套上部和锲形指示板相连，指示板上表面由弧形的复位指示面和分闸指示面构成，指示板下表面是一个水平的定位面，在合闸状态与漏电分闸状态下，当指示件与复位按钮相接触起到锁止定位作用，轴套下方和一个矩形传动板固定相连，传动板左右两侧分别是顶杆传动面、脱扣杆传动面。

上述技术方案中，其中复位按钮由按钮本体和锁止块组成，其中按钮本体是一个方形结构，在本体中下部和一个方形锁止块相连，锁止块为矩形开口槽结构，其中开口槽的上表面为复位锁止面、开口槽的立面为分闸锁止面，断路器合闸时，按下复位按钮，此时指示件的定位面与复位按钮的复位锁止面相锁止定位，指示件的复位指示面位于漏电指示的窗口下方，漏电指示显示为白色；当电路中有漏电电流且达到漏电设定动作值时，漏电分闸，复位按钮弹起，指示件的定位面与复位按钮的分闸锁止面相锁止定位，指示件的分闸指示面位于漏电指示的窗口下方，漏电指示显示为红色，表示断路器为电路漏电故障保护跳闸。

上述技术方案中，其中脱扣杆呈大“U”形设计，在“U”形两端折弯处各设置一个倒角，起到增强强度的作用，脱扣杆底部背面沿两个侧边设置两条导向条，可以有效降低脱扣杆在导向槽中自由滑动的摩擦力，脱扣杆位于磁脱扣器的下方，脱扣杆与磁脱扣器在断路器正常工作情况下过载短路和漏电保护状态下均无干涉影响。

上述技术方案中，灭弧系统的引弧板采用弧形面加延伸折弯设计，延伸折弯圆弧安装后与动触头间保持2.5－3.5mm的距离，折弯两面类似两等距弧面板，引弧板折弯下方沿弧形面设一条凸起引弧筋，该筋延伸至电弧进入灭弧室分割末端，另一尾端与导电系统焊接相连；其中动触头采用S形设计，在触头末端设有一长弧形引弧角，防止烧蚀触头并有利于引弧；引弧板下方与静触头内部各设置一导磁弧板和导磁弧角，引弧板顶面设有一个导磁片，静触头底面设有一个隔弧壁，导磁片设置在隔弧壁下方，起到产磁的作用。

上述技术方案中，在底座上设置一个独立的漏电开关，可以方便的实现漏电保护的开启和关闭，满足用户不同的使用功能需要。

上述技术方案中，在中间基座上设置一个试验按钮，在断路器正常工作时，按下试验按钮，断路器将重复漏电电流值达到预定保护值后的动作路径，定期检测产品漏电保护功能。

上述技术方案中，在漏电脱扣机构上设有一个手动脱扣压板，通过盖板上的快速脱扣窗可以实现测试试验时的手动内部脱扣分闸，在手动自由脱扣、脱扣慢复位和两极脱扣联动试验时使用。

本发明具有以下技术效果：漏电脱扣单元与断路器单元采用一体式整体结构，负载端加长设计,各个功能部件间的布置和连接更加紧凑合理，体积小，占用的空间小，能更好满足电器小型化的发展需要；中间基座壳体采用中间基座电源端和中间基座负载端的两段式分体结构，便于加工和自动化装配；脱扣系统中，通过脱扣杆、漏电指示件、复位按钮的创新设置，不仅结构简洁，而且采用滑动脱扣方式，脱扣更快更稳，不会发生误动作；断路器L极、N极两极均具有短路、过载和漏电保护功能，双重回路保护更全面更安全；而且采用独立互不干扰的主电路指示窗口和漏电指示窗口，使得断路器的工作状态指示更加准确、清晰、一目了然；灭弧系统的引弧板采用两端延伸的弧面折弯结构，引弧板下部设置导磁弧板，采用“S”形动触头，弧形静触头内部设置导磁弧角，引弧板和静触头的顶面和底面分别设置隔弧壁和导磁片，各功能部件结构简洁合理，加工装配便捷稳固，灭弧系统的引弧灭弧速度快、时间短，不会对触头造成较大烧蚀，对切断大电流电路或短路分断能力效果明显，电弧磁吹与气吹效率高，显著提高产品短路分断能力和使用寿命；设置独立的漏电保护开关，可以根据需要关启漏电保护功能；设置试验按钮，可以方便的检测产品漏电保护功能；设置手动脱扣压板，可以更好满足手动自由脱扣、脱扣慢复位和两极脱扣联动试验的使用需要。

附图说明

图1 本发明实施例小型剩余电流动作断路器立体结构示意图。

图2 本发明实施例小型剩余电流动作断路器爆炸图。

图3 本发明实施例的中间基座两段式分体结构示意图。

图4 本发明实施例中指示件结构示意图。

图5 本发明实施例中复位按钮结构示意图。

图6 本发明实施例中复位按钮与指示件分闸状态结构示意图。

图7 本发明实施例中脱扣杆与磁脱扣器位置示意图。

图8 本发明实施例中分闸状态局部结构示意图。

图9 本发明实施例中漏电脱扣单元局部结构示意图。

图中 1漏电脱扣机构、11手动脱扣压板、2漏电脱扣器、3电子组件板、4脱扣杆、41导向条、5零序电流互感器、6指示件、61轴套、62指示板、6211复位指示面、6212分闸指示面、622定位面、63传动板、631顶杆传动面、632脱扣传动面、7复位按钮、8漏电开关、9试验按钮、10壳体、101底座、102中间基座、1021中间基座电源端、1022中间基座负载端、1023导向槽、103盖板、111 L极指示窗口、112 N极指示窗口、12漏电指示窗口、13快速脱扣窗、15磁脱扣器、16动触头、161引弧角、17静触头、18引弧板、181引弧筋、19导磁弧板、20导磁弧角、21导磁片、22隔弧壁。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种小型剩余电流动作断路器，如图1、图2所示，断路器极数为两极，由漏电脱扣单元与断路器单元组成，其中漏电脱扣单元与断路器单元采用一体式整体结构，负载端漏电脱扣单元加长设计，壳体10由底座101、中间基座102和盖板103组成；两极主电路均具有短路、过载和漏电保护功能，并设置相互独立的指示装置，互不干扰，判别故障清晰、准确；漏电脱扣单元的脱扣杆4通过导向条41在壳体10的导向槽1023中滑动，进而带动漏电脱扣机构1动作；如图8所示，其中灭弧系统的引弧装置采用折弯两面等距的引弧板18、S形动触头16、弧形静触头17、导磁弧板19、导磁弧角20、隔弧壁22及导磁片21，引弧灭弧速度快时间短，不会对触头进行较大烧蚀，对切断大电流电路或短路分断能力效果明显。

如图2所示，本发明实施例中，其中漏电脱扣单元与断路器单元采用一体式整体结构，负载端漏电脱扣单元加长设计, 包括漏电脱扣机构1、漏电脱扣器2、电子组件板3、脱扣杆4、零序电流互感器5等，避免了传统产品单级组合结构内部导线连接采用接线螺钉的方式，加工简便易操作，可有效减小接触电阻，降低产品温升，有效增加了配合可靠性并延长了产品使用寿命。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例中，其中底座101和盖板103为一体结构，中间基座102采用中间基座电源端1021和中间基座负载端1022的两段式分体结构，便于加工和自动化装配，两段内壁对应磁脱扣器15的下方中心位置各设一个相通的等深的条形导向槽1023，导向槽1023深1.0mm，用作脱扣杆4自由滑动的滑动槽。

本发明实施例中，断路器L极、N极均带过载短路故障保护指示窗口，即L极指示窗口111与 N极指示窗口112，此外，在加长设计的负载端漏电脱扣单元一端，设置有复位按钮7、指示件6和漏电指示窗口12，可以准确、清晰的独立显示指示复位合闸与漏电开闸的状态，两种保护独立进行指示、互不干扰，判别故障更清晰、准确。

如图4所示，本发明实施例中，其中指示件6由轴套61、指示板62和传动板63构成，轴套61安装在壳体1的固定轴上，轴套61为圆柱结构，轴套61上部和锲形指示板62相连，指示板62上表面由弧形的复位指示面6211和分闸指示面6212构成，指示板62下表面是一个水平的定位面622，在合闸状态与漏电分闸状态下，当指示件6与复位按钮7相接触起到锁止定位作用，轴套61下方和一个矩形传动板63固定相连，传动板63左右两侧分别是顶杆传动面631、脱扣杆传动面632。

如图5、图6所示，本发明实施例中，其中复位按钮7由按钮本体71和锁止块72组成，其中按钮本体71是一个方形结构，在本体中下部和一个方形锁止块72相连，锁止块72为矩形开口槽结构，其中开口槽的上表面为复位锁止面721、开口槽的立面为分闸锁止面722，断路器合闸时，按下复位按钮7，此时指示件的定位面622与复位按钮7的复位锁止面721相锁止定位，指示件6的复位指示面6211位于漏电指示窗口12下方，漏电指示显示为白色；当电路中有漏电电流且达到漏电设定动作值时，漏电分闸，复位按钮7弹起，指示件6的定位面622与复位按钮7的分闸锁止面722相锁止定位，指示件6的分闸指示面6212位于漏电指示窗口12下方，漏电指示显示为红色，表示断路器为电路漏电故障保护跳闸。

如图7所示，本发明实施例中，其中脱扣杆4呈大“U”形设计，在“U”形两端折弯处各设置一个倒角，起到增强强度的作用，脱扣杆4底部背面沿两个侧边设置两条导向条41，可以有效降低脱扣杆4在导向槽1023中自由滑动的摩擦力，脱扣杆4位于磁脱扣器15的下方，脱扣杆4与磁脱扣器15在断路器正常工作情况下过载短路和漏电保护状态下均无干涉影响。

如图8所示，本发明实施例中，其中灭弧系统的引弧板18采用弧形面加延伸折弯设计，延伸折弯圆弧安装后与动触头16间保持2.5－3.5mm的距离，折弯两面类似两等距弧面板，引弧板18折弯左下方沿弧形面设一条凸起引弧筋181，该筋延伸至电弧进入灭弧室分割末端；其中动触头16采用S形设计，在触头末端设有一长弧形引弧角161，防止烧蚀触头并有利于引弧；引弧板18下方设置一个导磁弧板19，弧形静触头17内部设置一个导磁弧角20，引弧板18顶面设置一个导磁片21，静触头底面设有一个隔弧壁22，导磁片21设置在隔弧壁22下方，起到产磁的作用。

如图1、图2所示，本发明实施例中，在底座101上设置一个独立的漏电开关8，可以方便的实现漏电保护的开启和关闭，满足用户不同的使用功能需要。

如图1、图2所示，本发明实施例中，在中间基座102上设置一个试验按钮9，在断路器正常工作时，按下试验按钮9，断路器将重复漏电电流值达到预定保护值后的动作路径，定期检测产品漏电保护功能。

如图1、图9所示，本发明实施例中，在漏电脱扣机构1上设有一个手动脱扣压板11，通过盖板103上的快速脱扣窗13可以实现测试试验时的手动内部脱扣分闸，在手动自由脱扣、脱扣慢复位时和两极脱扣联动试验时使用。

本发明实施例中，通过向闭合方向移动操作件，使断路器合闸，动静触头闭合电路接通，在正常工作条件下，流过零序电流互感器5的原边电流的矢量和等于零，零序电流互感器5的副边没有输出；当电路中有漏电时，零序电流互感器5的原边电流的矢量和不再等于零，而是等于漏电电流，当漏电电流达到漏电设定动作值时，零序电流互感器5的副边输出一个电势，电子组件板3进行放大判别，发出指令给漏电脱扣器2，漏电脱扣器2产生磁场动铁芯吸合带动顶杆运动，顶杆推动指示件6，指示件6下部传动板62推动脱扣杆4，脱扣杆4通过导向条41在导向槽1023中滑动，进而带动漏电脱扣机构1动作，将动静触头打开电路断开，与此同时，指示件6上部的指示板62推动复位按钮7，复位按钮7弹起，指示件6与复位按钮7互相锁止定位，指示件6的分闸指示面6212位于漏电指示窗口12下方，漏电指示显示为红色，表示断路器为电路漏电故障保护跳闸。

当输电线路、用电设备或电动机发生过负载或短路故障时，热脱扣系统或磁脱扣系统动作，推动漏电脱扣机构1，将动静触头打开电路断开，双重回路同时具有过电流保护。在电路分断过程中会产生电弧，电弧将随着灭弧系统的引弧灭弧而熄灭。

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 (11)

1.一种小型剩余电流动作断路器，极数为两极，由漏电脱扣单元与断路器单元组成，其特征在于：其中漏电脱扣单元与断路器单元采用一体式整体结构，负载端漏电脱扣单元加长设计，壳体由底座、中间基座和盖板组成；两极主电路均具有短路、过载和漏电保护功能，并设置相互独立的指示装置，互不干扰；漏电脱扣单元的脱扣杆通过导向条在壳体导向槽中滑动，进而带动漏电脱扣机构动作；灭弧系统的引弧装置采用折弯两面等距的引弧板、S形动触头、弧形静触头、导磁弧板、导磁弧角、隔弧壁及导磁片等引灭弧结构。

2.根据权利要求1所述的一种小型剩余电流动作断路器，其特征在于：其中漏电脱扣单元与断路器单元采用一体式整体结构，负载端漏电脱扣单元加长设计，包括漏电脱扣机构、漏电脱扣器、电子组件板、脱扣杆、零序电流互感器。

3.根据权利要求1所述的一种小型剩余电流动作断路器，其特征在于：其中底座和盖板为一体结构，中间基座采用中间基座电源端和中间基座负载端的两段式分体结构，便于加工和自动化装配，两段内壁对应磁脱扣器的下方中心位置各设一个相通的等深的条形导向槽，导向槽深0.8mm至1.2mm，用作脱扣杆自由滑动的滑动槽。

4.根据权利要求1所述的一种小型剩余电流动作断路器，其特征在于：断路器L极、N极均带过载短路故障保护指示窗口，此外，在加长设计的负载端漏电脱扣单元一端，设置有复位按钮、复位弹簧、指示件和漏电指示窗口。

5.根据权利要求4所述的一种小型剩余电流动作断路器，其特征在于：其中指示件由轴套、指示板和传动板构成，轴套安装在壳体的固定轴上，轴套为圆柱结构，轴套上部和锲形指示板相连，指示板上表面由弧形的复位指示面和分闸指示面构成，指示板下表面是一个水平的定位面，在合闸状态与漏电分闸状态下，当指示件与复位按钮相接触起到锁止定位作用，轴套下方和一个矩形传动板固定相连，传动板左右两侧分别是顶杆传动面、脱扣杆传动面。

6.根据权利要求4所述的一种小型剩余电流动作断路器，其特征在于：其中复位按钮由按钮本体和锁止块组成，其中按钮本体是一个方形结构，在本体中下部和一个方形锁止块相连，锁止块为矩形开口槽结构，其中开口槽的上表面为复位锁止面、开口槽的立面为分闸锁止面，断路器合闸时，按下复位按钮，此时指示件的定位面与复位按钮的复位锁止面相锁止定位，指示件的复位指示面位于漏电指示的窗口下方，漏电指示显示为白色；当电路中有漏电电流且达到漏电设定动作值时，漏电分闸，复位按钮弹起，指示件的定位面与复位按钮的分闸锁止面相锁止定位，指示件的分闸指示面位于漏电指示的窗口下方，漏电指示显示为红色，表示断路器为电路漏电故障保护跳闸。

7.根据权利要求1所述的一种小型剩余电流动作断路器，其特征在于：其中脱扣杆呈大“U”形设计，在“U”形两端折弯处各设置一个倒角，起到增强强度的作用，脱扣杆底部背面沿两个侧边设置两条导向条，可以有效降低脱扣杆在导向槽中自由滑动的摩擦力，脱扣杆位于磁脱扣器的下方，脱扣杆与磁脱扣器在断路器正常工作情况下过载短路和漏电保护状态下均无干涉影响。

8.根据权利要求1所述的一种小型剩余电流动作断路器，其特征在于：灭弧系统的引弧板采用弧形面加延伸折弯设计，延伸折弯圆弧安装后与动触头间保持2.5－3.5mm的距离，折弯两面类似两等距弧面板，引弧板折弯下方沿弧形面设一条凸起引弧筋，该筋延伸至电弧进入灭弧室分割末端，另一尾端与导电系统焊接相连；其中动触头采用S形设计，在触头末端设有一长弧形引弧角，防止烧蚀触头并有利于引弧；引弧板下方与静触头内部各设置一导磁弧板和导磁弧角，引弧板顶面设有一个导磁片，静触头底面设有一个隔弧壁，导磁片设置在隔弧壁下方，起到产磁的作用。

9.根据权利要求1所述的一种小型剩余电流动作断路器，其特征在于：在底座上设置一个独立的漏电开关，可以方便的实现漏电保护的开启和关闭，满足用户不同的使用功能需要。

10.根据权利要求1所述的一种小型剩余电流动作断路器，其特征在于：在中间基座上设置一个试验按钮，在断路器正常工作时，按下试验按钮，断路器将重复漏电电流值达到预定保护值后的动作路径，定期检测产品漏电保护功能。

11.根据权利要求1所述的一种小型剩余电流动作断路器，其特征在于：在漏电脱扣机构上设有一个手动脱扣压板，通过盖板上的快速脱扣窗可以实现测试试验时的手动内部脱扣分闸，在手动自由脱扣、脱扣慢复位和两极脱扣联动试验时使用。