CN107248487B - 电子式漏电断路器的控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子式漏电断路器的控制器，包括：互感器，用于检测漏电电流；电子线路板，用于当漏电电流到达预定阈值时输出脱扣信号；脱扣执行器，用于在接收脱扣信号时执行脱扣动作；测试回路，用于模拟产生漏电电流；其中，互感器、脱扣执行器和测试回路均以刚性固定方式电气连接到电子线路板上。根据本发明的电子式漏电断路器的控制器，其包括的互感器、脱扣执行器、测试回路与电子线路板固定连接，彼此连接刚度好，互感器、脱扣执行器、测试回路与电子线路板之间不容易发生相对位置移动，避免出现电连接失效的情况。

Description

电子式漏电断路器的控制器

技术领域

本发明涉及低压电器领域，特别是涉及一种电子式漏电断路器的控制器。

背景技术

现代社会，随着电子电气技术的发展，越来越多的电力设备得到广泛普及。然而，电力是一把双刃剑，它在为人类社会做出巨大贡献的同时，也存在巨大的安全隐患，因此，为了保护社会财产以及人身安全，各种各样的安全用电设备开始应用到日常生活中。

电子式漏电断路器是一种在电路中漏电电流超过预定值时能自动动作的开关，主要用于当发生触电或漏电时，通过脱扣机构动作能迅速切断电源，从而保障人身安全，防止发生触电事故。有的漏电保护器还兼有过载、短路保护功能，进一步保证用电安全。

目前市面上常规的电子式漏电断路器的控制器包括互感器、脱扣执行器、线路板和漏电测试回路，其中，互感器、脱扣执行器、测试回路与线路板之间由柔性的导线锡焊连接。使用柔性的导线将各构件连接到一起的连接方式，接线和装配过程复杂，容易因接错导线而导致功能失效，装配的过程中还需要对导线进行反复梳理定型。这样就容易导致导线在焊接处折断，从而导致功能失效。

发明内容

本发明实施例可以解决的技术问题是为了克服现有技术中互感器、脱扣执行器、测试回路与线路板之间由柔性的导线锡焊连接后，在接线和装配过程中，容易导致导线在焊接处折断，从而导致功能失效的不足。

针对上述问题，本发明实施例一方面提出了一种电子式漏电断路器的控制器，包括：互感器，用于检测漏电电流；电子线路板，用于当漏电电流到达预定阈值时输出脱扣信号；脱扣执行器，用于在接收脱扣信号时执行脱扣动作；测试回路，用于模拟产生漏电电流；其中，互感器、脱扣执行器和测试回路均以刚性固定方式电气连接到电子线路板上。

根据本发明实施例的一个方面，电子线路板包括电连接部，脱扣执行器包括导电部，导电部焊接到电连接部上。

根据本发明实施例的一个方面，脱扣执行器还包括用于夹持电子线路板的夹持部，以在脱扣执行器的导电部固定连接到电子线路板的电连接部上时使脱扣执行器定位在电子线路板上的预定位置处。

根据本发明实施例的一个方面，导电部为导电针脚。

根据本发明实施例的一个方面，夹持部具有延伸部，延伸部与导电针脚相对地设置且设置成夹紧容纳在它们之间的电子线路板。

根据本发明实施例的一个方面，上述电子线路板包括凹口，当脱扣执行器夹持到电子线路板上时，脱扣执行器插入凹口中且脱扣执行器侧向移动受到该凹口的限制。

根据本发明实施例的一个方面，上述导电针脚沿插入方向延伸，使得导电针脚与电连接部至少部分地接触。

根据本发明实施例的一个方面，上述测试回路包括测试静触头和测试动触头，上述测试静触头和测试动触头均与电子线路板刚性连接。

根据本发明实施例的一个方面，测试动触头为导电扭簧，电子线路板上设置有用于固定导电扭簧的定位部。

根据本发明实施例的一个方面，定位部包括用于对导电扭簧的端部进行固定的定位孔和定位槽。

根据本发明实施例的电子式漏电断路器的控制器，其包括的互感器、脱扣执行器、测试回路与电子线路板固定连接，彼此连接刚度好。这样，在装配过程中，互感器、脱扣执行器、测试回路与电子线路板之间不容易发生相对位置移动，避免出现电连接失效的情况。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明实施例示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本发明实施例的电子式漏电断路器的控制器的结构示意图。

图2是本发明实施例的脱扣执行器的结构示意图。

图3是本发明实施例的脱扣执行器与电子线路板分解结构示意图。

图4是图3中A处局部放大图。

图5是本发明实施例的导电扭簧的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下文中，参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本发明实施例的电子式漏电断路器的控制器10包括脱扣执行器11、互感器13、测试回路以及电子线路板15。脱扣执行器11、互感器13、测试回路均与电子线路板15以刚性固定方式电气连接形成一个整体构件。脱扣执行器11或者互感器13与电子线路板15电气连接后，脱扣执行器11或者互感器13与电子线路板15的相对位置不发生变化。

测试回路包括测试按钮17、测试动触头19、与主回路电连接的测试静触头21、与测试动触头19电连接并穿过互感器13的导线23、与导线23以及主回路电连接的电阻25。电阻25、导线23的两个端部、测试动触头19和测试静触头21均与电子线路板15固定连接，保持位置稳定，相对位置不发生变化。

在如图1所示的实施例中，脱扣执行器11、互感器13、测试回路的测试动触头19、测试静触头21以及电阻25均直接固定连接到电子线路板15上以形成一个整体构件，连接刚度好。这样，在装配过程中，各个构件不容易发生位置移动，避免出现各个构件脱离电子线路板15而导致电连接失效的情况。另外，在将该整体构件安装到电子式漏电断路器的控制器10的壳体上的相应位置时，操作过程更加简单快捷。

测试动触头19的活动端设置在测试按钮17的移动路径上，使得按动测试按钮17时，测试按钮17能够促动活动端朝向测试静触头21移动并最终与测试静触头21电连接。此时，测试回路的导线23以及电阻25中产生漏电电流。互感器13检测到该漏电电流后发出漏电信号。电子线路板15对该漏电电流进行分析判断，当该漏电电流到达预定阈值时输出脱扣信号。脱扣执行器11接收到该脱扣信号后执行脱扣动作，使得电子式漏电断路器的控制器10断路，实现漏电保护。

电子线路板15包括电连接部。脱扣执行器10包括与电连接部固定连接以给脱扣执行器提供电能的导电部以及用于夹持电子线路板15的夹持部。在导电部固定连接到电连接部上时，脱扣执行器10通过夹持部定位在电子线路板15上的预定位置处，使得脱扣执行器10与电子线路板15彼此连接牢固，连接刚度高，从而保证两者相对位置的稳定。

如图2所示，本发明实施例的脱扣执行器11包括线圈支架、设置在线圈支架上的线圈111。电连接部包括电子线路板15上设置的第一电连接部151和第二电连接部152。导电部为导电针脚。导电针脚包括与线圈111电连接的第一导电针脚112和第二导电针脚113。第一导电针脚112和第二导电针脚113分别与第一电连接部151和第二电连接部152刚性连接。优选地，采用焊接连接实现该刚性连接。由于脱扣执行器11通过夹持部卡接到电子线路板15后，脱扣执行器11与电子线路板15的相对位置不会发生变化，从而方便将与线圈111电连接的第一导电针脚112和第二导电针脚113与电子线路板15上设置的第一电连接部151和第二电连接部152进行焊接操作，不需要其他辅助措施对第一导电针脚112和第二导电针脚113进行定位，简化连接操作步骤，降低连接操作的难度。

另外，由于脱扣执行器11通过夹持部卡接到电子线路板15后，脱扣执行器11与电子线路板15的相对位置不会发生变化，使得脱扣执行器11的第一导电针脚112和第二导电针脚113与电子线路板15的第一电连接部151和第二电连接部152不易发生分离而脱离电连接状态，因此，该整体构件中的脱扣执行器11与电子线路板15不会在搬运过程中出现分离，便于整体运输。在装配过程中，该整体构件容易与其他构件进行快速装配，提高组装工作的效率。

脱扣执行器10上可以设置多个夹持部。多个夹持部并排间隔设置且均匀分布。多个夹持部夹持电子线路板时能够保证夹持力分布均匀，脱扣执行器10夹持电子线路板15的夹持状态更加稳定。优选地，脱扣执行器10上设置两个夹持部，定位效果好，加工制造方便。

在一个实施例中，如图2所示，线圈支架包括支撑线圈111的中间部(图中未示出，被线圈111遮挡)以及设置在中间部两端的第一侧板114和第二侧板115。中间部通常设置为圆柱状，方便缠绕线圈111。第一侧板114和第二侧板115能够对线圈111形成限位，防止线圈111沿中间部的轴向发生移动。

在一个实施例中，夹持部包括与导电针脚间隔设置的延伸部。延伸部与导电针脚相对地设置。导电针脚与延伸部之间形成夹持间隙。导电针脚与延伸部设置成夹紧容纳在夹持间隙之间的电子线路板15。

在如图2所示实施例中，第一侧板114包括第一支脚。第一支脚设置在第一侧板114背向中间部的外侧表面上。第一支脚凸出第一侧板114的表面。第一支脚包括用于固定第一导电针脚112的支承部117。支承部117上设置有供第一导电针脚112插入并穿过的孔。第一导电针脚112为直杆状。延伸部包括与支承部117相连接的第一凸起118。第一导电针脚112与第一凸起118间隔设置。第一凸起118比支承部117更靠近电子线路板15。第一凸起118的顶部与支承部117朝向电子线路板15的端面之间形成台阶状。从该端面穿出的第一导电针脚112与第一凸起118上朝向第一导电针脚112的表面之间形成第一夹持间隙。第一夹持间隙的最窄处的尺寸小于电子线路板15的厚度，使得电子线路板15与第一夹持间隙过盈配合。第一凸起118朝向第一导电针脚112的表面与电子线路板15朝向该表面的表面贴合，避免出现受力不均匀的情况，保证两个表面贴合接触后的紧密性，提高电子线路板15卡接到第一夹持间隙后的位置稳定性。

本实施例中的第一导电针脚112需要保证足够的刚度，避免在电子线路板15插入到第一夹持间隙时或者运输安装过程中受力发生弯曲变形，进而导致不能与第一凸起118共同夹持电子线路板15，使得脱扣执行器11在电子线路板15上的定位失效。在电子线路板15插接到第一夹持间隙中以后，第一导电针脚112会与电子线路板15上设置的第一电连接部151对齐，两者贴合接触，进入电连接状态，从而方便对第一导电针脚112与第一电连接部151进行固定连接操作，例如对第一导电针脚112和第一电连接部151进行焊接操作。

第一导电针脚112与第一电连接部151以面接触的贴合接触方式电连接。第一导电针脚112的一端设置为扁平状。这样，扁平状的端部能够与第一电连接部151形成面接触，增大了接触面积，保证电连接的可靠性，同时也提高了与第一凸起118共同夹持电子线路板15时的稳定性。

第一导电针脚112朝向电子线路板15延伸的长度要大于第一凸起118朝向电子线路板15延伸的长度。当以电子线路板15为参照时，第一导电针脚112的顶部比第一凸起118的顶部更加接近电子线路板15。这样，第一导电针脚112增大与第一电连接部151的接触面积，提高了与第一凸起118共同夹持电子线路板15时的稳定性。

当第一侧板114上设置第一支脚后而形成有第一夹持间隙时，第二侧板115上也可以设置为其它用于夹持电子线路板15的结构。如下一个实施例：

第二侧板115包括第二支脚。第二支脚设置在第二侧板115背向中间部的外侧表面上。第二支脚凸出第二侧板115的表面。第二支脚包括用于固定第二导电针脚113的支承部117。支承部117上设置有供第二导电针脚113插入并穿过的孔。第二导电针脚113为直杆状。延伸部还包括与支承部117相连接的第二凸起119。第二导电针脚113与第二凸起119间隔设置。第二导电针脚113与第二凸起119上朝向第二导电针脚113的表面之间形成与第一夹持间隙结构相同的第二夹持间隙，从而电子线路板15插接到第一夹持间隙和第二夹持间隙而使得脱扣执行器11与电子线路板15相对位置得到固定。

在一个实施例中，如图2所示，第一侧板114和第二侧板115、第一支脚和第二支脚、第一凸起118和第二凸起119、第一导电针脚112和第二导电针脚113的结构相同，第一导电针脚112在第一支脚上的安装位置与第二导电针脚113在第二支脚的安装位置相同。这样，设置有相同结构相同的第一侧板114和第二侧板115的线圈支架以及第一导电针脚112和第二导电针脚113加工制造方便，降低生产工艺复杂度。

如图3所示，电子线路板15上设置有用于供脱扣执行器11插入的凹口27。当脱扣执行器11的线圈支架插入到该凹口27内时，形成凹口27的相对的两个侧部的电子线路板15会分别钳制住第一侧板114和第二侧板115的外侧表面，或者形成凹口27的相对的两个侧部的电子线路板15会分别钳制住第一侧板114上和第二侧板115的支承部117的外侧表面，从而在沿线圈支架的中间部的轴向方向对脱扣执行器11形成限位，避免脱扣执行器11沿自身的轴向方向发生侧向移动。这样，凹口27对脱扣执行器11形成沿脱扣执行器11的侧向移动的限位，同时脱扣执行器11的夹持部夹持到电子线路板15上后形成沿与脱扣执行器11的轴向垂直方向上的限位，从而电子线路板15对脱扣执行器11形成双限位，定位效果好。在将脱扣执行器11与电子线路板15进行组装时，能够更加准确地将脱扣执行器11安装到电子线路板15上并保持位置稳定，方便快速将两者进行组装连接，降低组装工作难度。

在将脱扣执行器11插入凹口27后，脱扣执行器11的夹持部最终也会夹持到电子线路板15上的预定位置，使得第一导电针脚112和第二导电针脚113能够与电子线路板15上设置的第一电连接部151和第二电连接部152对齐并贴合接触，进入电连接状态，从而方便将第一导电针脚112和第二导电针脚113与电子线路板15上设置的第一电连接部151和第二电连接部152进行连接操作(例如焊接操作)，简化连接操作步骤，降低电连接操作的难度。

上述的电子线路板15上设置的第一电连接部151和第二电连接部152可以设置成片状的第一导电片和第二导电片。这样，第一导电片和第二导电片具有更大的接触表面积。当第一导电针脚112和/或第二导电针脚113在生产过程或者运输过程中发生位置偏移时的偏移量在允许范围内时，脱扣执行器11的第一导电针脚112和第二导电针脚113仍然能够与第一导电片和第二导电片贴合接触，提高脱扣执行器11的第一导电针脚112和第二导电针脚113与第一电连接部151和第二电连接部152实现电连接的可靠性。第一导电片和第二导电片在电子线路板15上的布置位置需要保证在脱扣执行器11与电子线路板15插接组装后，脱扣执行器11的第一导电针脚112和第二导电针脚113能够与第一导电片和第二导电片贴合接触。在一个实施例中，第一导电片和第二导电片均包括锡制的表层，方便与第一导电针脚112和第二导电针脚113锡焊连接，加工简单，操作方便。

本发明实施例的脱扣执行器11与电子线路板15不再使用柔性导电线缆电连接，而是脱扣执行器11与电子线路板15集成组装成一个整体构件后，彼此之间连接刚度高，连接可靠性好，不易发生分离，方便运输和装配。脱扣执行器11与电子线路板15集成组装成一个整体构件后的整体结构紧凑，占用空间体积小，从而有利于电子式漏电断路器的控制器10的小型化设计。

本发明实施例的电子式漏电断路器的控制器10还包括测试回路。在长期使用电子式漏电断路器的控制器10后，测试回路用于对电子式漏电断路器的控制器10是否可以进行正常工作进行检测。测试回路包括测试按钮17、测试动触头19、测试静触头21、导线23以及电阻25。在对电子式漏电断路器的控制器10进行检测时，按动测试按钮17，测试按钮17能够推动测试动触头19与测试静触头21电连接，从而接通测试回路。由于测试回路中的导线23穿过互感器13，测试回路导通后会产生漏电信号。当电子式漏电断路器的控制器10能够正常工作时，在互感器13检测到该漏电信号后，互感器13能够使得脱扣执行器11执行脱扣动作，从而电子式漏电断路器的控制器10能够切换到断开状态。

如图4所示，本实施例中的测试动触头19包括导电扭簧29。电子式漏电断路器的控制器10的壳体上设置有用于对导电扭簧29主体部分进行位置限定的容纳孔或者定位柱。如图5所示，导电扭簧29包括与导线23电连接的第一端部291和作为测试动触头19的第二端部292。第一端部291设置为“U”型结构，包括尾端的末端弯折段292a、中部弯折段292b以及起始弯折段292c。电子线路板15上设置有固定导电扭簧29的定位部。本实施例中的定位部包括定位孔153。第一端部291的尾端的末端弯折段292a插入到定位孔153中以实现导电扭簧29在电子线路板15上的固定。第二端部292设置在测试按钮17的移动路径上，促动测试按钮17时，测试按钮17能够促动第二端部292朝向测试静触头21所在位置移动。完成测试后，释放测试按钮17，测试按钮17在第二端部292弹性回复力的作用下自动复位。

如图4所示，定位部还包括设置在电子线路板15上朝向定位孔153延伸的定位槽154。定位槽154的开口位于电子线路板15的边缘处，使得第一端部291的卡接段从开口处插入并移动到定位槽154的底部。定位槽154的底部靠近定位孔153。在将卡接段插入到定位槽154的底部后，再移动第一端部291以将第一端部291的尾端的末端弯折段292a插入到定位孔153中，从而完成导电扭簧29在电子线路板15上的固定操作。卡接段包括第一端部291的起始弯折段292c。另外，也可以在电子线路板15上设置对第一端部291的中部弯折段292b形成限位的限位结构，从而进一步保证导电扭簧29的位置稳定性。这样，在第二端部292在被测试按钮17促动的过程中，导电扭簧29的位置基本不会位置变化，避免发生导电扭簧29位置偏移而导致第二端部292无法移动或者不能与测试静触头21接触的情况。

测试回路的测试静触头21设置在电子线路板15上。测试静触头21与主回路电连接。测试静触头21与电子线路板15固定连接。本发明实施例的测试静触头21包括固定连接到电子线路板15上的导电件。导电件设置在导电扭簧29的第二端部292的移动路径上。在使用测试回路对电子式漏电断路器的控制器10进行检测时，按动测试按钮17，测试按钮17能够促动第二端部292向导电件移动并最终与导电件接触，使得测试回路处于导通状态。

在一个实施例中，如图4所示，导电件包括中空状的铜管铆钉31。铜管铆钉31导电性能优良。铜管铆钉31包括钉体311以及钉帽312。钉帽312的径向尺寸大于钉体311。电子线路板15上设置有供铜管铆钉31的钉体311穿插的通孔。钉帽312的径向尺寸大于通孔的径向尺寸。铜管铆钉31的钉体311插入并穿过该通孔。钉帽312能够对铜管铆钉31的位置形成定位，避免铜管铆钉31穿出通孔，方便安装铜管铆钉31并对钉帽312和电子线路板15进行焊接操作。

容易理解地，导电件并不限于上述的铜管铆钉31，由导电材料加工制造的其他结构件也可作为替代铜管铆钉31的结构件。

本实施例的互感器13与电子线路板15之间不再需要导电线缆柔性连接。互感器13包括导电支脚。电子线路板15上设置有供导电支脚插入的孔。在将互感器13的导电支脚插入电子线路板15上的孔后，进行焊接方式将导电支脚与电子线路板15固定连接起来，连接刚度高，连接可靠性好。完成焊接固定后，互感器13与电子线路板15的相对位置的稳定性好，保证运输或装配过程中，两者不易分离而导致电连接失效，保证了运输过程的构件完整性，提高了装配效率。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种电子式漏电断路器的控制器，包括：

互感器，用于检测漏电电流；

电子线路板，用于当所述漏电电流到达预定阈值时输出脱扣信号；

脱扣执行器，用于在接收所述脱扣信号时执行脱扣动作；

测试回路，用于模拟产生所述漏电电流；

其中，所述互感器、所述脱扣执行器和所述测试回路均以刚性固定方式电气连接到所述电子线路板上；

所述电子线路板包括电连接部，所述脱扣执行器包括导电部，所述导电部焊接到所述电连接部上；

所述脱扣执行器还包括用于夹持所述电子线路板的夹持部，以在所述脱扣执行器的导电部固定连接到所述电子线路板的电连接部上时使所述脱扣执行器定位在所述电子线路板上的预定位置处；

所述导电部为导电针脚；

所述夹持部具有延伸部，所述延伸部与所述导电针脚相对地设置且设置成夹紧容纳在它们之间的所述电子线路板。

2.根据权利要求1所述的电子式漏电断路器的控制器，其中，所述电子线路板包括凹口，当所述脱扣执行器夹持到所述电子线路板上时，所述脱扣执行器插入所述凹口中且所述脱扣执行器侧向移动受到所述凹口的限制。

3.根据权利要求2所述的电子式漏电断路器的控制器，其中，所述导电部沿所述插入方向延伸，使得所述导电部与所述电连接部至少部分地接触。

4.根据权利要求1所述的电子式漏电断路器的控制器，其中，所述测试回路包括测试静触头和测试动触头，所述测试静触头和所述测试动触头均与所述电子线路板刚性连接。

5.根据权利要求4所述的电子式漏电断路器的控制器，其中，所述测试动触头为导电扭簧，所述电子线路板上设置有用于固定所述导电扭簧的定位部。

6.根据权利要求5所述的电子式漏电断路器的控制器，其中，所述定位部包括用于对所述导电扭簧的端部进行固定的定位孔和定位槽。

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