CN108321048B - 用于在费控断路器上加装微型电表的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在费控断路器上加装微型电表的装置，包括微型断路器、电动操作机构和微型电表，微型电表盒，以及将微型电表盒连接到费控断路器上的连接器。由于设置了连接器，通过连接器上设置的各种与微型断路器配套的凸卡扣、卡口、通孔等将连接器固定在费控断路器上，然后在将封装好的微型电表盒通过L型卡扣、底边卡子等固定在连接器上。本发明不需要长螺钉，在断路器上加智能控制部件方便快速，而且，加装的智能控制部件牢固稳定，不会因为卡子断裂而造成加装失败。此外，因为连接器能适用于各种厂家生产的断路器，解决了同一款智能控制部件无法适用不同厂家断路器的难题。

Description

用于在费控断路器上加装微型电表的装置

技术领域

本发明涉及一种费控断路器加装装置，具体的说是一种用于在费控断路器上加装微型电表的装置。

背景技术

电能作为人类生产和生活普遍使用的能源形式，在节能减排造福子孙的大背景下，智能电网和智能家居分别在供电侧和用电侧得到快速发展。无任是智能电网从供电侧向用电侧延伸，还是智能家居与供电侧信息互联，都绕不开用电关口电器—微型断路器。

用手机远程控制家用电器已经被普遍认知，物联网冰箱、物联网洗衣机、WIFI电风扇、WIFI电饭煲、云电视等已进入我们的日常生活。但是，建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器—微型断路器的智能化进程非常缓慢，微型断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。其主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放。也使自由脱扣机构动作。

费控断路器是能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。费控断路器一直未能智能化，其智能化缓慢的原因如下：

1、现有的费控断路器是一种机械开关电器，不具备智能化、信息化管理的条件；

2、既有的微型断路器标准、论证、研究、制造、安装等已形成完整体系，对费控断路器的智能化改造具有束缚；

3、费控断路器是强电产品，智能化是弱电产品，强弱电在微型断路器的融合存在人才、研发环境等约束；

4、费控断路器制造业企业已形成基于现有费控断路器标准的产品线，尚无智能化费控断路器标准，更无智能化费控断路器生产线，目前只能通过在现有费控断路器上加装智能化控制部件的方式来实现其智能化。

发明内容

为了解决上述技术和制造问题，本发明基于成熟的费控断路器产品，提出在费控断路器上加装微型电表实现遥测、摇调、遥信和遥控的4遥智能化产品，发明的重点：

1、适合加装在费控断路器的微型电表；

2、提出费控断路器与微型电表的组装形式。

具体而言，本发明提出一种用于在费控断路器上加装微型电表的装置，包括微型断路器、电动操作机构和微型电表；

所述微型断路器用于安全控制电路的闭合，包括进线端和出线端，该进线端包括第一卡槽、第二卡槽和接电口，该第一卡槽和该第二卡槽沿所述微型断路器的宽度方向并排设置，该出线端位于该微型断路器沿该微型断路器的高度方向的顶端；

所述电动操作机构用于控制微型断路器合闸与断闸，该电动操作机构与所述微型断路器融合组成费控断路器，所述电动操作机构对外具有电源输入端和控制反馈电气输入端，电源输入端的上部开有第三卡槽；

本发明所用费控断路器产品为市场上成熟的产品，现有费控断路器实现了，微型断路器与电动操作机构的融合，对既有微型断路器1极（1P）、2极（2P）、3极（3P）和4极（4P）产品通过增加电动操作机构（1P），形成对应的1极（2P）、2极（3P）、3极（4P）和4极（5P）的费控断路器或者说重合闸断路器，由电动操作机构提供控制和反馈信号与智能化设备（如：电表）配合，由电表控制其合闸/分闸；现有费控断路器标准对分闸/合闸的控制和反馈信号要求是AC200V。其内部结构与电气结构本发明不再累述，但是本发明所用费控断路器产品需满足以下条件：微型断路器具有进线端和出线端，进线端和出线端具有电气接口和机械连接接口，电动操作机构对外具有电源和控制反馈的电气接口。也就是说：

1、微型电表必须安装在费控断路器的进线端；

2、费控断路器与微型电表的电气接口有断路器（1P、2P、3P和4P）进线端的取电、电动操作需要的电源接口（V+和V-）、控制接口（KC）和反馈接口（FC）。

3、费控断路器与微型电表的机械接口每极断路器提供卡槽。

所述在费控断路器上加装微型电表的装置核心的发明是微型电表，微型电表的特征：

1、微型电表的特征，对于模数为18的，长（n=1,2,3,4）*宽*厚=[(n+1)*18]*32*24;

对于模数为27的，长（n=1,2,3,4）*宽*厚=[(n+1)*27]*32*24;

2、电气接口特征，与断路器具有取电接口；与电动操作机构具有电源和控制接口（控制和反馈）；具有外置电流互感器接口；具有485接口。

3、机械接口特征，与断路器（1P、2P、3P和4P）采用连接器桥接。

由此，所述微型电表由连接器、计量控制组成，计量控制有底座、上盖、PCB计量板和PCB接口板组成。

所述微型电表用于计量用电量，与外部通讯，以及接收外部信号，对电动操作机构输出合闸与断闸控制信号，该微型电表包括计量板和电源板，电源板具有从断路器接电口取电的取电端，以及与电动操作机构电源输入端电连接的供电端；计量板具有与电动操作机构控制反馈电气输入端电信号连接的控制和反馈输出端，以及外置电流互感器接入端子和485端子；电源板上的取电端为取电片，计量板与电源板电信号连接；

还包括微型电表盒，以及将微型电表盒连接到费控断路器上的连接器；

所述连接器的A面具有与微型断路器第二卡槽相配套的凸卡扣，以及与微型断路器第一卡槽相配套的卡扣，所述凸卡扣的中部还设通孔；所述连接器的下侧还设有用于支撑微型电表盒的支撑座，支撑座的一端端面与连接器的A面重合，另一端端面与连接器B面平行，所述支撑座的两侧设有高度卡子锁止槽，所述连接器的顶部有加固块，加固块上开有用于固定微型电表盒的孔，连接器的下侧还开有卡扣槽；

连接器A面上的卡扣伸入微型断路器第一卡槽卡死，连接器A面上的凸卡扣伸入微型断路器第二卡槽卡死，采用锁紧螺钉穿过通孔契入微型断路器，将凸卡扣与第二卡槽锁死，从而将连接器固定在微型断路器进线端；

所述微型电表盒包括盒体和盖板，所述盒体呈L形，包括由第一壁板、第二壁板、第三壁板、第四壁板、第五壁板、第六壁板以及底板围成，第一壁壁板分别于第二壁板、第三壁板、底板垂直设置，第四壁板分别与第二壁板、第五壁板、底板垂直，第六壁板分别于第五壁板、第三壁板、底板垂直，第一壁板与底板相结处开有485端子槽、外置电流互感器接入端子槽以及电动操作机构电源输入端槽，第一壁板的边缘处还开有用于固定连接器的通孔，第五壁板的上端面还设有L型卡扣，底板还设有用于固定微型电表的螺纹销；所述盖板呈长方形，盖板上开有用于固定盖板的螺纹孔，以及电动操作机构控制反馈电气输入端相配套的控制反馈电气输入端插孔，所述盖板的下侧还设有与电源输入端上部第三卡槽相配套的底边卡子；

进一步的，所述凸卡扣包括固定在连接器A面上的基板，以及连接在基板两端的弹性臂，弹性臂的上端设有断面呈三角形的锁舌，弹性臂的中部还设有加强板，加强板的中部开有圆弧形槽；所述卡扣为固定在连接器上的长方体，长方体的上端呈台体状；所述凸卡扣与卡扣在同一条直线上。

进一步的，所述连接器A面的左侧边上还开有宽度凹槽，所述微型电表盒第三壁板的上部设有与宽度凹槽相配套的宽度卡子。

进一步的，所述支撑座上开有凹槽，所述微型电表盒第六壁板的下侧设有与支撑座凹槽相配套的凸扣。

进一步的，所述支撑座与连接器连接部还设有用于防止支撑座断裂的圆弧形加强拱。

进一步的，所述微型电表的四角还设有椭圆形弧槽，所述微型电表盒的边角处还设有与微型电表椭圆形弧槽相配套的半圆柱体。用于固定微型电表以及安装微型电表时，将微型电表固定在一定区域内，安装方便，螺钉对准固定销孔方便。

进一步的，所述费控断路器分为2P、3P、4P三种，相应的所述连接器也分为2P、3P、4P三种，相应的所述微型电表也分为2P、3P、4P三种，相应的所述微型电表盒分为2P、3P、4P三种。

所述微型电表的模数为18，长（n=1,2,3,4）*宽*厚=[(n+1)*18]*32*24。

所述微型电表的模数为27，长（n=1,2,3,4）*宽*厚=[(n+1)*27]*32*24。

进一步的，所述盖板上还设有控制反馈电气输入端插孔加强板。用于加强控制反馈电气输入端插孔四周盖板的强度，防止盖板断裂。

有益效果：由于设置了连接器，通过连接器上设置的各种与微型断路器配套的凸卡扣、卡口、通孔等将连接器固定在费控断路器上，然后在将封装好的微型电表盒通过L型卡扣、底边卡子等固定在连接器上。本发明不需要长螺钉，在断路器上加智能控制部件方便快速，而且，加装的智能控制部件牢固稳定，不会因为卡子断裂而造成加装失败。此外，因为连接器能适用于各种厂家生产的断路器，解决了同一款智能控制部件无法适用不同厂家断路器的难题。

附图说明

图1为微型断路器与电动操作机构融合后结构示意图；

图2为微型电表结构示意图；

图3为连接器结构示意图；

图4为微型电表盒结构示意图；

图5为连接器A面结构示意图；

图6为连接器B面结构示意图；

图7为凸卡扣与卡扣结构示意图；

图8为微型电表盒安装在连接器上后视结构示意图；

图9为微型电表盒安装在连接器上立体结构示意图。

具体实施方式

实施例：如图1、2所示，一种用于在费控断路器上加装微型电表的装置，包括微型断路器100、电动操作机构200和微型电表300；

所述微型断路器100用于安全控制电路的闭合，包括进线端101和出线端102，该进线端包括第一卡槽103、第二卡槽104和接电口105，该第一卡槽103和该第二卡104槽沿所述微型断路器的宽度方向并排设置，该出线端102位于该微型断路器沿该微型断路器的高度方向的顶端；

所述电动操作机构200用于控制微型断路器合闸与断闸，该电动操作机构200与所述微型断路器100融合组成费控断路器。本发明所述费控断路器产品为市场上成熟的产品，电动操作机构200与所述微型断路器100融合技术，以及其内部结构与电气结构本发明不再累述。

所述电动操作机构200对外具有电源输入端201和控制反馈电气输入端202，电源输入端201的上部开有第三卡槽203。

所述微型电表用于计量用电量，与外部通讯，以及接收外部信号，对电动操作机构输出合闸与断闸控制信号，所述微型电表的特征如下：

1、微型电表的特征，对于模数为18的，长（n=1,2,3,4）*宽*厚=[(n+1)*18]*32*24;

对于模数为27的，长（n=1,2,3,4）*宽*厚=[(n+1)*27]*32*24;

2、电气接口特征，与微型断路器具有取电接口；与电动操作机构具有电源和控制接口（控制和反馈）；具有外置电流互感器接口；具有485接口。

3、机械接口特征，与断路器（1P、2P、3P和4P）采用连接器桥接。

如图2所示，该微型电表包括计量板和电源板，电源板具有从断路器接电口取电的取电端301，以及与电动操作机构电源输入端201电连接的供电端；计量板具有与电动操作机构控制反馈电气输入端电信号连接的控制和反馈输出端，以及外置电流互感器接入端子302和485端子303；电源板上的取电端301为取电片，计量板与电源板电信号连接；

如图3、4所示，还包括微型电表盒400，以及将微型电表盒400连接到费控断路器上的连接器500，连接器500具有A面和B面；

如图5所示，所述连接器的A面具有与微型断路器第二卡槽104相配套的凸卡扣501，以及与微型断路器第一卡槽103相配套的卡扣502，所述凸卡扣501的中部还设通孔503；所述连接器500的下侧还设有用于支撑微型电表盒的支撑座504，支撑座504的一个作用是用于支撑微型电表盒，另一个作用是用于对进线端进行导流，防止因为取电端301插入微型断路器进线端101取电时线路断路。支撑座504的一端端面与连接器的A面重合，另一端端面与连接器B面平行，所述支撑座504的两侧设有高度卡子锁止槽505，所述连接器的顶部有加固块506，加固块上506开有用于固定微型电表盒的孔507；

将连接器连接到微型断路器上时，连接器A面上的卡扣502伸入微型断路器第一卡槽103卡死，连接器A面上的凸卡扣502伸入微型断路器第二卡槽104卡死，凸卡扣502多次使用时或者使用时间较长时容易断裂，而且仅用卡扣502，凸卡扣502加固并不是太牢靠，为了进一步增强连接器的稳固性，进一步的，采用锁紧螺钉穿过通孔503契入微型断路器，将凸卡扣502与第二卡槽104锁死，从而将连接器500牢牢的固定在微型断路器进线端；

如图4所示，所述微型电表盒400包括盒体401和盖板402，所述盒体401呈L形，包括由第一壁板402、第二壁板403、第三壁板404、第四壁板405、第五壁板406、第六壁板407以及底板408围成，第一壁壁板402分别于第二壁板403、第三壁板404、底板408垂直设置，第四壁板405分别与第二壁板403、第五壁板406、底板408垂直，第六壁板407分别于第五壁板406、第三壁板404、底板408垂直，第一壁板402与底板408相结处开有485端子槽409、外置电流互感器接入端子槽410，所述底板408还开有电动操作机构电源输入端槽411，第一壁板402的边缘处还开有用于固定连接器500的通孔412。采用固定螺丝，穿过通孔412旋入连接器上的孔507，这种接入方式能够将连接器500更牢靠的固定在微型电表盒上，再加上，第五壁板407的上端面还设有L型卡扣413，L型卡扣413与连接器高度卡子锁止槽505相配套，从而更加牢固的将微型电表盒固定在连接器上，从而实现了微型电表盒的加装。

底板408还设有用于固定微型电表的螺纹销414，用于固定微型电表。

所述盖板402呈长方形，盖板402上开有用于固定盖板的螺纹孔415，以及电动操作机构控制反馈电气输入端相配套的控制反馈电气输入端插孔416，所述盖板402的下侧还设有与电源输入端上部第三卡槽203相配套的底边卡子417；底边卡子417插入第三卡槽203内，使得微型电表盒直接卡在了微型电表上，从而有效解决了微型电表盒加装在连接器上时的定位问题，具体的说是通孔412能够与连接器上的孔507快速对准，此外，还能有效防止微型电表盒左右滑动。

如图7所示，进一步的，所述凸卡扣502包括固定在连接器A面上的基板502-1，以及连接在基板两端的弹性臂502-2，弹性臂502-2的上端设有断面呈三角形的锁舌502-3，弹性臂502-2的中部还设有加强板502-4，加强板502-4的中部开有圆弧形槽502-5。

所述卡扣501为固定在连接器上的长方体，长方体的上端呈台体状；所述凸卡扣502与卡扣501在同一条直线上。

如图3、5所示，进一步的，所述连接器A面的左侧边上还开有宽度凹槽508，所述微型电表盒第三壁板404的上部设有与宽度凹槽508相配套的宽度卡子418。

进一步的，所述支撑座504上开有凹槽，所述微型电表盒第六壁板407的下侧设有与支撑座凹槽相配套的凸扣419。

如图3所示，进一步的，所述支撑座504与连接器连接部还设有用于防止支撑座504断裂的圆弧形加强拱。

进一步的，所述微型电表的四角还设有椭圆形弧槽，所述微型电表盒的边角处还设有与微型电表椭圆形弧槽相配套的半圆柱体。用于固定微型电表以及安装微型电表时，将微型电表固定在一定区域内，安装方便，螺钉对准固定销孔方便。

进一步的，所述费控断路器分为2P、3P、4P三种，相应的所述连接器也分为2P、3P、4P三种，相应的所述微型电表也分为2P、3P、4P三种，相应的所述微型电表盒分为2P、3P、4P三种。

根据实际情况，所述微型电表的模数为18时，微型电表长（n=1,2,3,4）*宽*厚=[(n+1)*18]*32*24。

根据实际情况，所述微型电表的模数为27时，微型电表长（n=1,2,3,4）*宽*厚=[(n+1)*27]*32*24。

进一步的，所述盖板上还设有控制反馈电气输入端插孔加强板。用于加强控制反馈电气输入端插孔四周盖板的强度，防止盖板断裂。

如图8、9所示，工装时，首先，将连接器A面上的卡扣502伸入微型断路器第一卡槽103卡死，连接器A面上的凸卡扣502伸入微型断路器第二卡槽104卡死，采用锁紧螺钉穿过通孔503契入微型断路器，将凸卡扣502与第二卡槽104锁死，从而将连接器500牢牢的固定在微型断路器进线端。

其次，将微型电表300封装在微型电表盒400内，采用螺丝将微型电表固定在螺纹销414上，螺纹销414有多个，所述螺纹销414的数量与位置与微型电表上的螺纹孔304相配套，相一致，从而将微型电表300牢固的固定在微型电表盒400内，微型电表上的485端子303从微型电表盒485端子槽409内伸出，微型电表上的外置电流互感器接入端子302从微型电表盒外置电流互感器接入端子槽410内伸出，所述底板408还开有电动操作机构电源输入端槽411，电动操作机构200电源输入端201从微型电表电源输入端槽411内伸出。

然后，将盖板402 用紧固螺丝固定在微型电表盒上。

接着，将盖板402下侧的底边卡子417插入微型电表第三卡槽203内，将第五壁板407的上端面L型卡扣413卡入连接器高度卡子锁止槽505，进一步的将凸扣419插入支撑座凹槽，将连接器A面的左侧边上宽度凹槽508固定在微型电表盒宽度卡子418上。

将取电端301插入微型断路器进线端101内，完成取电。再采用螺钉穿过微型电表盒上侧的通孔412旋入连接器孔507，从而将封装有微型电表的微型电表盒固定在连接器上。

最后，连接各种电器线路，将微型电表的供电端与电动操作机构电源输入端201电连接，将微型电表的控制和反馈输出端与电动操作机构的控制反馈电气输入端202电信号连接，采用相应的线路分别于微型电表的外置电流互感器接入端子以及485端子电信号连接。由此实现了微型电表的加装。

Claims (10)

1.一种用于在费控断路器上加装微型电表的装置，其特征在于：包括微型断路器、电动操作机构和微型电表；

所述微型断路器用于安全控制电路的闭合，包括进线端和出线端，该进线端包括第一卡槽、第二卡槽和接电口，该第一卡槽和该第二卡槽沿所述微型断路器的宽度方向并排设置，该出线端位于该微型断路器沿该微型断路器的高度方向的顶端；

所述电动操作机构用于控制微型断路器合闸与断闸，该电动操作机构与所述微型断路器融合组成费控断路器，所述电动操作机构对外具有电源输入端和控制反馈电气输入端，电源输入端的上部开有第三卡槽；

所述微型电表用于计量用电量，与外部通讯，以及接收外部信号，对电动操作机构输出合闸与断闸控制信号，该微型电表包括计量板和电源板，电源板具有从断路器接电口取电的取电端，以及与电动操作机构电源输入端电连接的供电端；计量板具有与电动操作机构控制反馈电气输入端电信号连接的控制和反馈输出端，以及外置电流互感器接入端子和485端子；电源板上的取电端为取电片，计量板与电源板电信号连接；

还包括微型电表盒，以及将微型电表盒连接到费控断路器上的连接器；

所述连接器的A面具有与微型断路器第二卡槽相配套的凸卡扣，以及与微型断路器第一卡槽相配套的卡扣，所述凸卡扣的中部还设通孔；所述连接器的下侧还设有用于支撑微型电表盒的支撑座，支撑座的一端端面与连接器的A面重合，另一端端面与连接器B面平行，所述支撑座的两侧设有高度卡子锁止槽，所述连接器的顶部有加固块，加固块上开有用于固定微型电表盒的孔，连接器的下侧还开有卡扣槽；

连接器A面上的卡扣伸入微型断路器第一卡槽卡死，连接器A面上的凸卡扣伸入微型断路器第二卡槽卡死，采用锁紧螺钉穿过通孔契入微型断路器，将凸卡扣与第二卡槽锁死，从而将连接器固定在微型断路器进线端；

所述微型电表盒包括盒体和盖板，所述盒体呈L形，包括由第一壁板、第二壁板、第三壁板、第四壁板、第五壁板、第六壁板以及底板围成，第一壁板分别于第二壁板、第三壁板、底板垂直设置，第四壁板分别与第二壁板、第五壁板、底板垂直，第六壁板分别于第五壁板、第三壁板、底板垂直，第一壁板与底板相结处开有485端子槽、外置电流互感器接入端子槽以及电动操作机构电源输入端槽，第一壁板的边缘处还开有用于固定连接器的通孔，第五壁板的上端面还设有L型卡扣，底板还设有用于固定微型电表的螺纹销；所述盖板呈长方形，盖板上开有用于固定盖板的螺纹孔，以及电动操作机构控制反馈电气输入端相配套的控制反馈电气输入端插孔，所述盖板的下侧还设有与电源输入端上部第三卡槽相配套的底边卡子。

2.根据权利要求1所述的用于在费控断路器上加装微型电表的装置，其特征在于：所述凸卡扣包括固定在连接器A面上的基板，以及连接在基板两端的弹性臂，弹性臂的上端设有断面呈三角形的锁舌，弹性臂的中部还设有加强板，加强板的中部开有圆弧形槽；所述卡扣为固定在连接器上的长方体，长方体的上端呈台体状；所述凸卡扣与卡扣在同一条直线上。

3.根据权利要求1所述的用于在费控断路器上加装微型电表的装置，其特征在于：所述连接器A面的左侧边上还开有宽度凹槽，所述微型电表盒第三壁板的上部设有与宽度凹槽相配套的宽度卡子。

4.根据权利要求1所述的用于在费控断路器上加装微型电表的装置，其特征在于：所述支撑座上开有凹槽，所述微型电表盒第六壁板的下侧设有与支撑座凹槽相配套的凸扣。

5.根据权利要求1所述的用于在费控断路器上加装微型电表的装置，其特征在于：所述支撑座与连接器连接部还设有用于防止支撑座断裂的圆弧形加强拱。

6.根据权利要求1所述的用于在费控断路器上加装微型电表的装置，其特征在于：所述微型电表的四角还设有椭圆形弧槽，所述微型电表盒的边角处还设有与微型电表椭圆形弧槽相配套的半圆柱体。

7.根据权利要求1所述的用于在费控断路器上加装微型电表的装置，其特征在于：所述费控断路器分为2P、3P、4P三种，相应的所述连接器也分为2P、3P、4P三种，相应的所述微型电表也分为2P、3P、4P三种，相应的所述微型电表盒分为2P、3P、4P三种。

8.根据权利要求1所述的用于在费控断路器上加装微型电表的装置，其特征在于：所述微型电表的模数为18，长（n=1,2,3,4）*宽*厚=[(n+1)*18]*32*24。

9.根据权利要求1所述的用于在费控断路器上加装微型电表的装置，其特征在于：所述微型电表的模数为27，长（n=1,2,3,4）*宽*厚=[(n+1)*27]*32*24。

10.根据权利要求1所述的用于在费控断路器上加装微型电表的装置，其特征在于：所述盖板上还设有控制反馈电气输入端插孔加强板。