CN107452561A - 一种剩余电流保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开低压电器技术领域中的一种剩余电流保护装置，零序电流互感器的进线侧旁是与主电路连接的进线端接线端子组件、出线侧旁与主电路连接的出线端接线端子组件，进线端接线端子组件和零序电流互感器之间是第一绝缘件，出线端接线端子组件和零序电流互感器之间是第二绝缘件，第一绝缘件和第二绝缘件的四周外边缘均呈方形并且两者相互对合在一起形成一个矩形的空腔，零序电流互感器容纳在空腔内的一侧，空腔内的另一侧容纳的二次回路线路板，采用内外两层绝缘件相嵌的结构，对连接组件起到很好的绝缘效果，提高了相间绝缘性能，通过两个绝缘件把互感器、线路板、接线端子全部封装并绝缘开来，通过盖板使所有的散件形成一字型整体模块。

Description

一种剩余电流保护装置

技术领域

本发明属于低压电器技术领域，涉及带有剩余电流保护单元的塑壳断路器，具体是塑壳断路器的剩余电流保护装置。

背景技术

带有剩余电流保护单元的塑壳断路器，其剩余电流保护单元由以下几部分组成：线路板、剩余电流脱扣器、绝缘件、零序电流互感器和导电体。断路器的负载侧各极主电路导电体同时贯穿零序电流互感器的环状中心后与负载侧回路相连接。各极主电路导电体之间通过绝缘件相互隔离。带有剩余电流保护单元的断路器不但具有过载保护和短路保护功能，而且还具有剩余电流保护功能。当电路中发生触电或漏电故障时，零序电流互感器的二次侧输出零序电流，使所接二次线路上的执行机构动作以起到线路保护作用。

现有的这种剩余电流保护单元存在的问题是：一是接线端子、互感器和线路板这些部件都是分散安装的，没有形成整体，尤其是线路板，装配时要与互感器分别装入底座中。二是穿过零序电流互感器的各极主电路导电体之间绝缘性差，往往引起相间短路，因此需要在各极主电路导电体之间装配绝缘隔离件，使各极主电路导电体间被完全隔离而互不干涉，最传统的做法是在每相导电体上人工缠绕绝缘胶带，人工缠绕绝缘胶带有以下弊端：1、因导电体外形结构复杂，增加了缠绕的难度，一旦有地方没有缠绕到位就会引起相间短路；2、缠绕胶带后使原来的导电体体积变大，从而导致其难以穿过零序电流互感器的环状中心，甚至达到无法装配的程度。

中国专利号为ZL200720037073.3、名称为“带剩余电流电保护和液晶显示的断路器”的文献中提出的断路器结构，二次线路上的线路板都呈L型分布，安置于操作机构的右下方，信号处理器等功能件设在L型线路板上，信号处理器电连接剩余电流脱扣器，剩余电流脱扣器与操作机构联锁。此种结构有以下弊端：一是由于线路板的焊接及走线问题导致装配繁琐及装配困难；二是整个L型部分占用空间大，影响了整个断路器的绝缘及大盖等零件与普通热磁断路器的通用。

现有的带剩余电流保护单元的四极断路器，是将零序电流互感器放在B相，A相和C相的导电体结构对称设计，其存在的弊端是：当四极断路器的N相导电体同时穿过零序电流互感器时，由于穿过零序电流互感器的N相导体和A相导体不对称，进而导致零序电流互感器平衡特性较差，会产生误动作。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有带有剩余电流保护单元的塑壳断路器存在的上述问题，提出一种具有优异的相间绝缘性能、平衡性好且检测灵敏度和可靠性高的整体装配的剩余电流保护装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明具有一个零序电流互感器，零序电流互感器的进线侧旁是与主电路连接的进线端接线端子组件、出线侧旁与主电路连接的出线端接线端子组件，进线端接线端子组件和零序电流互感器之间是第一绝缘件，出线端接线端子组件和零序电流互感器之间是第二绝缘件，第一绝缘件和第二绝缘件的四周外边缘相互对合在一起形成一个空腔，空腔的顶面是敞口，其余侧面均由第一绝缘件和第二绝缘件封闭，顶面敞口以可拆卸式封盖封装，零序电流互感器容纳在空腔内的一侧，空腔内的另一侧容纳的二次回路线路板。

进一步地，第一绝缘件具有向零序电流互感器的中心通孔处突出的第一圆柱形凸台，第一圆柱形凸台穿过零序电流互感器的中心通孔，第一圆柱形凸台中心处开有连通进线侧和出线侧的中心通孔，第二绝缘件具有套在第一圆柱形凸台的中心通孔中的第二圆柱形凸台，第二圆柱形凸台中套有连接组件，连接组件的进线端固定连接进线端接线端子组件、出线端固定连接出线端接线端子组件。

更进一步地，第一绝缘件包括相互垂直的第一平板和第一圆柱形凸台，第一平板的四周外边缘呈方形且与零序电流互感器的进线侧表面相平行并相互贴紧，第一圆柱形凸台的中心通孔内固定连接将第一圆柱形凸台的中心通孔均匀分成了4个相同的扇形空腔的十字型筋；第二绝缘件包括相互垂直的第二平板和第二圆柱形凸台，第二平板的四周外边缘呈方形且和零序电流互感器的出线侧表面相平行并相互贴紧，第二圆柱形凸台上开有将第二圆柱形凸台均匀分成了4个相同的扇形凸台的十字型槽，所述的十字型筋紧密嵌入在所述的十字型槽内，4个相同的扇形凸台对应地紧密套在第一绝缘件的4个相同的扇形空腔内。

更进一步地，第二绝缘件的每个扇形凸台的中心均开有一个贯通扇形凸台的扇形通孔，4个相同的扇形通孔关于零序电流互感器的中心呈镜面对称布置；连接组件由4个相同的扇形导体组成，每个扇形导体上开有贯通扇形导体的通孔，每个所述的扇形通孔中紧密套有一个所述的的扇形导体。

本发明采用上述技术方案后具有的优点是：

1、本发明通过两个绝缘件把互感器、线路板、接线端子全部封装并绝缘开来，

通过盖板使所有的散件形成一个完整的一字型整体模块，这样不仅解决了这几大块之间的绝缘问题而且提高了生产效率。

2、本发明提供了线路板安装位置和绝缘，能提供线路板板到取电线到执行机构的所有走线的槽，这样除执行机构之外，线路部分和连接排等各部分都成为一个整体。

3、本发明采用内外两层绝缘件相嵌的结构，对连接组件这一导电体起到很好的绝缘效果，提高了相间绝缘性能。

4、本发明将A相连接组件与N相连接组件镜面对称，B相连接组件与C相连接组件镜面对称，各相连接组件都为一根铜排经折弯成型，减少开模难度，实现了断路器一次回路的每项电流在铁芯中产生的磁通的相互抵消，提升剩余电流的检测灵敏度及检测可靠性。

5、本发明将连接组件、绝缘件、二次回路线路板和零序电流互感器组装成一个整体，便于其装配维修，便于在断路器内的安装。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2是图1中两个绝缘件与连接组件装配合的剖面图；

图3是图1中两个绝缘件对合后的立体图；

图4是图1中去掉零序电流互感器和封盖后的俯视轴测图；

图5是图3中第一绝缘件的轴测示意图；

图6是图3中第二绝缘件的轴测示意图；

图7是图2中组成连接组件的单个扇形零件的放大轴测图。

图中：1.零序电流互感器；2.进线端接线端子组件；3.出线端接线端子组件；4.连接组件；5.第一绝缘件；6.第二绝缘件；7.线路板；8.封盖；9.空腔；41.扇形导体；52.第一平板；53.第一圆柱形凸台；54.十字型筋；55.扇形空腔；56.第一绝缘筋；62.第二平板；63.第二圆柱形凸台；64.十字型槽；65.扇形凸台；66.第二绝缘筋。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明具有一个零序电流互感器1，零序电流互感器1的一侧是进线侧，另一侧是出线侧，零序电流互感器1的中间是贯通进线侧和出线侧的中心通孔。

零序电流互感器1的进线侧旁是与主电路连接的进线端接线端子组件2，零序电流互感器1的出线侧旁与主电路连接的出线端接线端子组件3。在进线端接线端子组件2和零序电流互感器1之间是第一绝缘件5，在出线端接线端子组件3和零序电流互感器1之间是第二绝缘件6。

结合图5，第一绝缘件5的四周外边缘呈方形，具有向零序电流互感器1的中心通孔处突出的第一圆柱形凸台53，第一圆柱形凸台53穿过零序电流互感器1的中心通孔，第一圆柱形凸台53的外径与零序电流互感器1的中心通孔的内径相等，第一圆柱形凸台53与零序电流互感器1的中心通孔紧密连接。第一圆柱形凸台53的中心处开有贯通的中心通孔,该中心通孔连通进线侧和出线侧。结合图6，第二绝缘件6具有向零序电流互感器1的中心通孔处突出的第二圆柱形凸台63，第二圆柱形凸台63套在第一圆柱形凸台53的中心通孔中，第二圆柱形凸台63的轴向长度等于第一圆柱形凸台53的中心通孔的轴向长度。第二圆柱形凸台63中套有连接组件4，连接组件4穿过第二圆柱形凸台63，连接组件4的进线端固定连接进线端接线端子组件2，连接组件4的出线端固定连接出线端接线端子组件3。这样，使连接组件4外部依序套有第二绝缘件6和第一绝缘件5这两层绝缘件。

参见图3和图4，第一绝缘件5和第二绝缘件6的外边缘均呈方形，相互对合在一起，形成一个矩形的空腔9，零序电流互感器1容纳在空腔9内。第一绝缘件5和第二绝缘件6之间的间距即空腔9的轴向长度等于零序电流互感器1的轴向长度。零序电流互感器1位于空腔9内的一侧，空腔9内的另一侧容纳的二次回路线路板7。

参见图1、3、4，空腔9的顶面是敞口，其余侧面均由第一绝缘件5和第二绝缘件6封闭。第一绝缘件5和第二绝缘件6的顶面即空腔9的顶面是敞口，敞口处用一块封盖8封住，封盖8与第一绝缘件5和第二绝缘件6为可拆卸式连接，线路板7与第一绝缘件5和第二绝缘件6也是可拆卸式连接，便于其维护。零序电流互感器1、线路板7、连接组件4、第一绝缘件5、第二绝缘件6组成一个一字型整件。

参见图5，第一绝缘件5为塑料制件，包括一个第一平板52和第一圆柱形凸台53，第一平板52与零序电流互感器1的进线侧表面相平行且相互贴紧。第一圆柱形凸台53与第一平板52相垂直，第一圆柱形凸台53的外径与零序电流互感器1的中心通孔相匹配，第一圆柱形凸台53同轴套在零序电流互感器1的中心通孔中。在第一圆柱形凸台53的中间同轴心开有贯通第一圆柱形凸台53和第一平板52的中心通孔，该的中心通孔内固定连接一个十字型筋54，十字型筋54的轴向长度等于第一平板52和第一圆柱形凸台53的轴向长度之和。十字型筋54将第一圆柱形凸台53的通孔均匀分成了4个相同的扇形空腔55，这4个相同的扇形空腔55沿圆周均匀分布，关于零序电流互感器1的中心呈镜面对称布置。

在第一平板52上还设有与第一平板52相垂直的第一绝缘筋56，第一绝缘筋56向出线侧方向突出，将空腔9分隔成容纳零序电流互感器1和容纳线路板7两部分。

参见图6，第二绝缘件6为塑料制件，其四周外边缘呈方形，包括一块第二平板62和第二圆柱形凸台63，第二平板62和零序电流互感器1的出线侧表面相平行且相互贴紧。第二圆柱形凸台63和第二平板62相垂直，第二圆柱形凸台63的轴向长度等于第一绝缘件5的第一圆柱形凸台53和第一平板52的轴向长度之和。但第二圆柱形凸台63的外径要小于第一圆柱形凸台53的中心通孔内径。在第二圆柱形凸台63上开有一个贯通第二圆柱形凸台63的十字型槽64，十字型槽64将第二圆柱形凸台63均匀分成了4个相同的扇形凸台65，4个相同的扇形凸台65沿圆周均匀分布，关于零序电流互感器1的中心通孔的中心呈镜面对称布置。该十字型槽64与第一绝缘件5 上的十字型筋54相配合，扇形凸台65的外壁形状与第一绝缘件5的扇形空腔55的内壁形状相匹配，4个相同的扇形凸台65对应地紧密套在第一绝缘件5的4个相同的扇形空腔55内，十字型筋54紧密嵌入在十字型槽64内，这样使第二绝缘件6套入第一绝缘件5中，与第一绝缘件5固定相连接。

在第二平板62上还设有与第二平板62相垂直的第二绝缘筋66，第二绝缘筋66向进线侧方向突出，第二绝缘筋66与第一绝缘件5上突出的第一绝缘筋56相互交错并连接在一起，共同将空腔9分隔成容纳零序电流互感器1和容纳线路板7的绝缘封闭的两部分。

参见图7，连接组件4由4个完全一样扇形导体41组成，在每个扇形导体41上开有贯通扇形导体41的通孔。连接组件4的轴向长度与第一绝缘件5和第二绝缘件6的轴向长度之和相等。

参见图2、图6和图7所示，在第二绝缘件6的每个扇形凸台65的中心均开有一个贯通扇形凸台65的扇形通孔，共有4个相同的扇形通孔，这4个相同的扇形通孔沿圆周均匀分布，关于零序电流互感器1的中心呈镜面对称布置。在每个扇形通孔中紧密套有连接组件4中的一个扇形导体41，4个扇形导体41关于零序电流互感器1的中心轴呈轴对称布置。4个扇形导体41的进线端通过其通孔用螺钉固定连接进线端接线端子组件2，4个扇形零件41的出线端通过其通孔用螺钉固定连接出线端接线端子组件3，

参见图1和图4，进线端接线端子组件2由A相进线端子、B相进线端子、C相进线端子和N相进线端子组成，A相进线端子和N相进线端子的结构相同且相对于零序电流互感器1的中心轴对称设置，B相进线端子和C相进线端子的结构相同且相对于零序电流互感器1的中心轴对称设置。出线端接线端子组件3由A相出线端子、B相出线端子、C相出线端子和N相出线端子组成，A相出线端子和N相出线端子的结构相同且相对于零序电流互感器1的中心轴对称设置，B相出线端子和C相出线端子的结构相同且相对于零序电流互感器1的中心轴对称设置。进线端接线端子组件2的每相进线端子和出线端接线端子组件3的每相出线端子都为L型平板件，进线端接线端子组件2的L型平板件的一端用于连接主回路的进线，另一端用于连接连接组件4的进线端，出线端接线端子组件3的L型平板件的一端用于连接主回路的出线，另一端用于连接连接组件4的出线端。A相进线端子、B相进线端子、C相进线端子和N相进线端子这四相进线端子的另一端分别一一对应地连接4个扇形导体41的进线端，连接后的四相进线端子相对于零序电流互感器1的中心轴对称设置。A相出线端子、B相出线端子、C相出线端子和N相出线端子这四相出线端子的另一端分别一一对应地各连接4个扇形导体41的出线端，连接后的四相出线端子相对于零序电流互感器1的中心轴对称设置。

Claims (6)

1.一种剩余电流保护装置，具有一个零序电流互感器（1），零序电流互感器（1）的进线侧旁是与主电路连接的进线端接线端子组件（2）、出线侧旁与主电路连接的出线端接线端子组件（3），其特征是：进线端接线端子组件（2）和零序电流互感器（1）之间是第一绝缘件（5），出线端接线端子组件（3）和零序电流互感器（1）之间是第二绝缘件（6），第一绝缘件（5）和第二绝缘件（6）的四周外边缘相互对合在一起形成一个空腔（9），空腔（9）的顶面是敞口，其余侧面均由第一绝缘件（5）和第二绝缘件（6）封闭，顶面敞口以可拆卸式封盖（8）封装，零序电流互感器（1）容纳在空腔（9）内的一侧，空腔（9）内的另一侧容纳的二次回路线路板（7）。

2.根据权利要求1所述的一种剩余电流保护装置，其特征是：第一绝缘件（5）具有向零序电流互感器（1）的中心通孔处突出的第一圆柱形凸台（53），第一圆柱形凸台（53）穿过零序电流互感器（1）的中心通孔，第一圆柱形凸台（53）中心处开有连通进线侧和出线侧的中心通孔，第二绝缘件（6）具有套在第一圆柱形凸台（53）的中心通孔中的第二圆柱形凸台（63），第二圆柱形凸台（63）中套有连接组件（4），连接组件（4）的进线端固定连接进线端接线端子组件（2）、出线端固定连接出线端接线端子组件（3）。

3.根据权利要求2所述的一种剩余电流保护装置，其特征是：第一绝缘件（5）包括相互垂直的第一平板（52）和第一圆柱形凸台（53），第一平板（52）的四周外边缘呈方形且与零序电流互感器（1）的进线侧表面相平行并相互贴紧，第一圆柱形凸台（53）的中心通孔内固定连接将第一圆柱形凸台（53）的中心通孔均匀分成了4个相同的扇形空腔（55）的十字型筋（54）；第二绝缘件（6）包括相互垂直的第二平板（62）和第二圆柱形凸台（63），第二平板（62）的四周外边缘呈方形且和零序电流互感器（1）的出线侧表面相平行并相互贴紧，第二圆柱形凸台（63）上开有将第二圆柱形凸台（63）均匀分成了4个相同的扇形凸台（65）的十字型槽（64），所述的十字型筋（54）紧密嵌入在所述的十字型槽（64）内，4个相同的扇形凸台（65）对应地紧密套在第一绝缘件（5）的4个相同的扇形空腔（55）内。

4.根据权利要求3所述的一种剩余电流保护装置，其特征是：第二绝缘件（6）的每个扇形凸台（65）的中心均开有一个贯通扇形凸台（65）的扇形通孔，4个相同的扇形通孔关于零序电流互感器（1）的中心呈镜面对称布置；连接组件（4）由4个相同的扇形导体（41）组成，每个扇形导体（41）上开有贯通扇形导体（41）的通孔，每个所述的扇形通孔中紧密套有一个所述的的扇形导体（41）。

5.根据权利要求4所述的一种剩余电流保护装置，其特征是：进线端接线端子组件（2）和出线端接线端子组件（3）各自均由A、B、C、N相端子组成，A相出线端子和N相出线端子的结构相同且相对于零序电流互感器（1）的中心轴对称设置，B相出线端子和C相出线端子的结构相同且相对于零序电流互感器（1）的中心轴对称设置，进线端接线端子组件（2）的每相进线端子和出线端接线端子组件（3）的每相出线端子都为L型平板件，一端连接主回路，另一端分别一一对应地连接4个所述的扇形导体（41）的对应端。

6.根据权利要求3所述的一种剩余电流保护装置，其特征是：在第一平板52上设有与第一平板（52）相垂直的第一绝缘筋（56），第一绝缘筋（56）向出线侧方向突出，第二平板（62）上设有与第二平板（62）相垂直的第二绝缘筋（66），第二绝缘筋（66）向进线侧方向突出，第二绝缘筋（66）与第一绝缘筋（56）相互交错相连接，共同将空腔（9）分隔成容纳零序电流互感器（1）和容纳线路板（7）两部分。