CN108389759B - 带重合闸功能的n极断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带重合闸功能的N极断路器，包括壳体，以及电动分合闸机构、触头系统和控制电路板，触头系统包括静触头、动触头和传动机构，动触头通过传动机构与操作手柄联动，电动分合闸机构包括电机、减速齿轮组和脱扣触发杆，电机与控制电路板电连接，电机底部的电机轴上固定有蜗杆，减速齿轮组包括啮合传动的一级齿轮、二级齿轮和三级齿轮，一级齿轮与蜗杆啮合，三级齿轮包括圆形齿轮和不完全齿轮，操作手柄下部具有凸齿，圆形齿轮与脱扣触发杆联动，三级齿轮的一侧同轴固定有转盘，控制电路板电连接两个感应开关，转盘上设有触发部件。将该N极断路器拼装在断路器中，具有重合闸功能，无需另外拼装重合闸机构，能减小断路器整体厚度，并且具有防窃电功能。

Description

带重合闸功能的N极断路器

技术领域

本发明涉及一种带重合闸功能的N极断路器，属于断路器结构设计领域。

背景技术

根据我国供电网络智能化的需求，国家电网公司要求供电网络智能化。因此需要供电网络的终端执行机构——小型断路器执行上端信号具备跳闸、合闸功能。因此小型断路器目前的发展趋势是出了具备传统的手动分合闸及过流过载自动脱扣功能外，还需要具有重合闸功能，以实现远程控制；尤其是结合智能电表，实现欠费自动跳闸断电，充费自动合闸送电的功能。

专利文献CN106252176A中公开了一种自动重合闸断路器，包括断路器本体和自动重合闸驱动机构，路器本体包括一至四个小型断路器，各小型断路器包括塑壳和分合闸手柄，各分合闸手柄的转动中心处设有主轴孔，自动重合咋驱动机构包括传动涡轮、输出齿轮、输出主轴、脱扣联动件和具有中央控制电路的电路板；输出主轴联动输出齿轮和各分合闸手柄；传动涡轮设有凸轮联动部和涡轮从动部、齿轮驱动部和拨轮部，拨轮部的外周壁上设置有拨动凸台。上述专利文献中，自动重合闸驱动机构具有独立的壳体，在组装断路器时将该自动重合闸驱动机构拼装在断路器本体中N极断路器的侧部，这种断路器整体厚度相对较厚，不利于产品小型化。

发明内容

对此，本发明旨在提供一种带重合闸功能的N极断路器，将该N极断路器拼装在断路器中，无须另外在N极断路器外侧部拼装重合闸机构，从而能够减小断路器整体厚度。

实现本发明目的的技术方案是：

一种带重合闸功能的N极断路器，包括壳体，以及设置在所述壳体内的电动分合闸机构、触头系统和控制电路板，所述壳体内两侧端分别设置有第一接线端子和第二接线端子，所述触头系统包括静触头、动触头和传动机构，所述静触头与第一接线端子电连接，所述动触头与第二接线端子电连接，所述动触头通过所述传动机构与操作手柄联动，所述操作手柄通过手柄安装轴可转动安装在所述壳体顶部，所述电动分合闸机构包括电机、减速齿轮组和脱扣触发杆，所述电机与所述控制电路板电连接，电机底部的电机轴上固定有蜗杆，所述减速齿轮组包括啮合传动的一级齿轮、二级齿轮和三级齿轮，所述一级齿轮与所述蜗杆啮合，所述三级齿轮包括与所述二级齿轮相啮合的圆形齿轮和固定在所述圆形齿轮一侧的不完全齿轮，所述操作手柄下部具有适于与所述不完全齿轮啮合的凸齿，所述圆形齿轮与所述脱扣触发杆联动，所述三级齿轮的一侧同轴固定有转盘，所述控制电路板上与所述转盘对应的位置电连接有两个感应开关，所述转盘上设有触发部件，所述转盘转动过程中所述触发部件经过各感应开关时将相应感应开关触发，感应开关被触发后通过控制电路板控制所述电机停止转动，两个感应开关中一个为合闸位置感应开关，另一个为分闸位置感应开关，当所述触发部件触发所述合闸位置感应开关时，所述操作手柄可自由分合闸，当所述触发部件触发所述分闸位置感应开关时，所述脱扣触发杆适于将断路器脱扣轴触发使断路器脱扣。

上述技术方案中，所述脱扣触发杆通过连接轴可转动安装在所述壳体内，所述脱扣触发杆的一端为与圆形齿轮联动连接的连接端，另一端为用于触发所述断路器脱扣轴脱扣的触发端；

所述圆形齿轮侧面上成型有环绕其中心设置有引导槽，所述连接端固定有连接柱体，所述连接柱体伸入所述引导槽内，在所述圆形齿轮转动时通过连接柱体在引导槽内相对移动从而带动所述脱扣触发杆动作。

上述技术方案中，所述引导槽包括同圆心且相向的大圆弧槽和小圆弧槽，以及平滑过渡连接所述大圆弧槽和小圆弧槽的过渡连接槽，所述大圆弧槽的半径大于所述小圆弧槽的半径。

上述技术方案中，所述大圆弧槽的圆心角α≥π。

上述技术方案中，所述静触头通过一导电板与所述第一接线端子连接，所述导电板布置在所述壳体的外部。

上述技术方案中，所述壳体的外侧面上成型有容纳导电板的容纳长槽。

上述技术方案中，所述壳体由底座和前盖对合构成，所述底座内两侧端分别成型有端子限位槽A和端子限位槽B，所述前盖内两侧端分别成型有端子限位槽C和端子限位槽D，所述端子限位槽A和端子限位槽C拼合适于容纳所述第一接线端子，所述端子限位槽B和端子限位槽D拼合适于容纳所述第二接线端子，所述底座内所述端子限位槽A和端子限位槽B之间的左侧上部为用于装设所述触头系统的第一安装槽区，所述第一安装槽区的前部设置有将触头系统遮挡的绝缘隔板，所述控制电路板设于所述绝缘隔板与所述前盖之间，且所述控制电路板与所述绝缘隔板之间具有适于容纳控制电路板上高度较低的电子元器件的容纳间隙，在所述底座内所述端子限位槽A和端子限位槽B之间的右侧为用于装设所述电动分合闸机构的第二安装槽区，在底座内所述端子限位槽A和端子限位槽B之间的左侧下部为适于容纳控制电路板上高度较高的电子元器件的容纳槽区，所述控制电路板上高度较高的电子元器件与所述容纳槽区对应设置，所述电机装设在所述第二安装槽区内邻近所述第一接线端子位置，所述一级齿轮、二级齿轮和三级齿轮在所述蜗杆与所述操作手柄的根部之间从下至上依序设置，所述底座上与所述电机对应的位置成型有通槽，所述电机的一部分位于所述通槽内。

上述技术方案中，所述触发部件为成型于所述转盘侧端面上的凸台，所述合闸位置感应开关和分闸位置感应开关为光电传感器。

本发明具有积极的效果：本发明中通过在N极断路器中加入电动分合闸机构使N极断路器具备自动重合闸功能，从而在组装断路器时无须在N极断路器的外侧部另外拼装重合闸机构，通过合理的设计能有效减小断路器整体的厚度，可节省一重合闸机构的厚度，从而有利于产品小型化，减小了断路器安装所需的空间，具有很好的使用效果。

附图说明

图1为本发明中N极断路器的结构示意图；

图2为图1所示N极断路器省去前盖后的结构示意图；

图3为图2所示装配体省去控制电路板后的结构示意图；

图4为图3所示装配体省去绝缘隔板后的结构示意图；

图5为图4所示装配体省去底座后的立体图；

图6为本发明中电动分合闸机构的结构示意图；

图7为图6所示电动分合闸机构中三级齿轮的结构示意图；

图8为从另一角度观察图7所示三级齿轮时的结构示意图；

图9为本发明中操作手柄的结构示意图；

图10为本发明中转盘的结构示意图；

图11为本发明中底座的内部示意图；

图12为本发明中底座的外部示意图；

图13为本发明中前盖的内部示意图。

图中所示附图标记为：1-壳体；111-容纳长槽；112-第一安装槽区；113-底座；114-端子限位槽A；115-端子限位槽B；116-端子限位槽C；117-端子限位槽D；118-前盖；119-容纳槽区；120-第二安装槽区；2-控制电路板；3-第一接线端子；4-第二接线端子；5-静触头；6-动触头；7-传动机构；8-通槽；9-操作手柄；91-凸齿；10-手柄安装轴；11-电机；12-减速齿轮组；13-脱扣触发杆；131-连接柱体；14-蜗杆；15-一级齿轮；16-二级齿轮；17-三级齿轮；18-圆形齿轮；181-引导槽；182-大圆弧槽；183-小圆弧槽；184-过渡连接槽；19-不完全齿轮；20-转盘；201-触发部件；21-合闸位置感应开关；22-分闸位置感应开关；23-导电板；24-绝缘隔板。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明中的具体结构做以说明：

一种带重合闸功能的N极断路器，如图1至图10所示，其包括壳体1，以及设置在所述壳体1内的电动分合闸机构、触头系统和控制电路板2，所述壳体1内两侧端分别设置有第一接线端子3和第二接线端子4，所述触头系统包括静触头5、动触头6和传动机构7(传动机构7的结构为现有技术，本实施例中对其结构不做赘述)，所述静触头5与第一接线端子3电连接，所述动触头6与第二接线端子4电连接，所述动触头6通过所述传动机构7与操作手柄9联动，所述操作手柄9通过手柄安装轴10可转动安装在所述壳体1顶部，在手动操作时，扳动该操作手柄通过传动机构7控制动触头6与静触头5接触和分离，所述电动分合闸机构包括电机11、减速齿轮组12和脱扣触发杆13，所述电机11与所述控制电路板2电连接，电机11底部的电机轴上固定有蜗杆14，所述减速齿轮组12包括啮合传动的一级齿轮15、二级齿轮16和三级齿轮17，所述一级齿轮15与所述蜗杆14啮合，所述三级齿轮17包括与所述二级齿轮16相啮合的圆形齿轮18和固定在所述圆形齿轮18一侧的不完全齿轮19，所述操作手柄9下部具有适于与所述不完全齿轮19啮合的凸齿91，所述圆形齿轮18与所述脱扣触发杆13联动，所述三级齿轮17的一侧同轴固定有转盘20，所述转盘20与所述三级齿轮17同步转动，所述控制电路板2上与所述转盘20对应的位置电连接有两个感应开关，所述转盘20上设有触发部件201，所述转盘20转动过程中所述触发部件201经过各感应开关时将相应感应开关触发，感应开关被触发后通过控制电路板控制所述电机11停止转动，两个感应开关中一个为合闸位置感应开关21，另一个为分闸位置感应开关22，当所述触发部件201触发所述合闸位置感应开关21时，所述操作手柄9可自由分合闸，当所述触发部件201触发所述分闸位置感应开关22时，所述脱扣触发杆13适于将断路器脱扣轴触发使断路器脱扣。本实施例中通过在N极断路器中加入电动分合闸机构使N极断路器具备自动重合闸功能，从而在组装断路器时无须在N极断路器的外侧部另外拼装重合闸机构，通过合理的设计有效减小断路器整体的厚度，可节省一重合闸机构的厚度，从而有利于产品小型化，减小了断路器安装所需的空间，具有很好的使用效果。

进一步，所述脱扣触发杆13通过连接轴可转动安装在所述壳体1内，所述脱扣触发杆13的一端为与圆形齿轮18联动连接的连接端，另一端为用于触发所述断路器脱扣轴脱扣的触发端；所述圆形齿轮18侧面上成型有环绕其中心设置有引导槽181，所述连接端固定有连接柱体131，所述连接柱体131伸入所述引导槽181内，在所述圆形齿轮18转动时通过连接柱体131在引导槽181内相对移动从而带动所述脱扣触发杆13动作。上述脱扣触发杆13通过所述引导槽181与连接柱体131相配合实现与圆形齿轮18的联动，结构简单合理，且具有很好的稳定性。

再进一步，所述引导槽181包括同圆心且相向的大圆弧槽182和小圆弧槽183，以及平滑过渡连接所述大圆弧槽182和小圆弧槽183的过渡连接槽184，所述大圆弧槽182的半径大于所述小圆弧槽183的半径。采用上述结构，在所述圆形齿轮18转动过程中，当连接柱体131在大圆弧槽1823内移动时脱扣触发杆13的触发端保持不动且与断路器脱扣轴分离，当连接柱体131在过渡连接槽184内且向小圆弧槽183内移动时带动脱扣触发杆13动作使触发端逐渐靠近断路器脱扣轴使断路器脱扣，当连接柱体停留在小圆弧槽183内时触发端则抵压在断路器脱扣轴上使断路器脱扣杆无法合闸，进而断路器无法合闸，当连接柱体131在过渡连接槽184内且向大圆弧槽182内移动时带动脱扣触发杆13动作使触发端逐渐远离断路器脱扣轴，从而不干扰断路器的合闸。具体的，在本实施例中存在这样的对应关系：当所述转盘上的触发部件触发所述合闸位置感应开关时，所述连接柱体处于所述大圆弧槽内某一位置，以使脱扣触发杆的触发端与断路器脱扣轴分开，所述转盘上的触发部件触发所述分闸位置感应开关时，所述连接柱体则处以所述小圆弧槽内，以使脱扣触发杆的触发端抵压在所述断路器脱扣轴上。

本实施例中，所述大圆弧槽182的圆心角α≥π，如设定所述大圆弧槽182的圆心角α为π。

进一步，所述静触头5通过一导电板23与所述第一接线端子3连接，所述导电板23布置在所述壳体1的外部；进一步，所述壳体1的外侧面上成型有容纳导电板23的容纳长槽111，具体参看图1和图12所示，采用这种结构设计能避免导电板布置在壳体内部时对安装电动分合闸机构所产生的干涉影响，从而便于电动分合闸机构的安装，使壳体内部布局更为合理。

再参看图1至图4及图11至图13所示，在本实施例中，所述壳体1由底座113和前盖118对合构成，所述底座113内两侧端分别成型有端子限位槽A114和端子限位槽B115，所述前盖113内两侧端分别成型有端子限位槽C116和端子限位槽D117，所述端子限位槽A114和端子限位槽C116拼合适于容纳所述第一接线端子3，所述端子限位槽B115和端子限位槽D117拼合适于容纳所述第二接线端子4，所述底座113内所述端子限位槽A114和端子限位槽B115之间的左侧上部为用于装设所述触头系统的第一安装槽区112，所述第一安装槽区112的前部设置有将触头系统遮挡的绝缘隔板24，所述控制电路板2设于所述绝缘隔板24与所述前盖118之间，且所述控制电路板2与所述绝缘隔板24之间具有适于容纳控制电路板2上高度较低的电子元器件的容纳间隙，在所述底座113内所述端子限位槽A114和端子限位槽B115之间的右侧为用于装设所述电动分合闸机构的第二安装槽区120，在底座113内所述端子限位槽A114和端子限位槽B115之间的左侧下部为适于容纳控制电路板2上高度较高的电子元器件的容纳槽区119，所述控制电路板2上高度较高的电子元器件与所述容纳槽区119对应设置，所述电机11装设在所述第二安装槽区内邻近所述第一接线端子3位置，所述一级齿轮15、二级齿轮16和三级齿轮17在所述蜗杆14与所述操作手柄9的根部之间从下至上依序设置，所述底座113上与所述电机11对应的位置成型有通槽8，所述电机11的一部分位于所述通槽8内。在第一安装槽区的前部设置绝缘隔板将触头系统与控制电路板分隔开，从而将强弱电分离保证使用安全可靠性，并且控制电路板上高度较低的电子元器件对应设置在容纳间隙中，高度较高的电子元器件对应设置在容纳槽区中，加之将电动分合闸机构的合理布置，从而将壳体内部空间合理利用，内部结构紧凑合理，将壳体内部空间合理利用，更加有利于断路器的小型化。

本实施例中，所述触发部件201为成型于所述转盘20侧端面上的凸台，所述合闸位置感应开关21和分闸位置感应开关22为光电传感器。

上述N极断路器应用于断路器时的工作过程如下：

在正常状态下，控制电路板输出信号控制所述电机转动，当所述触发部件201随转盘20转动触发所述合闸位置感应开关21时，所述电机11停止转动，此时所述凸齿91不与所述不完全齿轮19啮合，所述操作手柄9可自由分合闸，并通过操作手柄控制电路的通断电。

当用户电表欠费后，控制电路板输出信号控制所述电机继续转动，当所述触发部件201被转盘20带动由所述合闸位置感应开关21向分闸位置感应开关22移动时，所述圆形齿轮18带动脱扣触发杆13向下转动并将断路器脱扣轴向下抵压，使断路器脱扣分闸，当所述触发部件201触发所述分闸位置感应开关22时所述控制电路板控制所述电机停止转动，此时所述脱扣触发杆13抵压住所述断路器脱扣轴使其无法复位，此时用户扳动操作手柄也无法正常合闸，从而能够避免用户在未交电费的情况下自行取电，达到防窃电的目的。

当用户续交电费后，所述控制电路板输出信号控制所述电机继续转动，当所述触发部件201被转盘20带动由所述分闸位置感应开关22向合闸位置感应开关移动时，所述圆形齿轮18带动所述脱扣触发杆13向上转动并解除对所述断路器脱扣轴的约束，同时在触发部件触发合闸位置感应开关22前通过所述不完全齿轮19与所述凸齿91的配合驱使所述操作手柄转动至合闸位置，给用户正常供电，当触发部件触发合闸位置感应开关22时通过所述控制电路板控制所述电机停止转动。

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 (6)

1.一种带重合闸功能的N极断路器，其特征在于，包括壳体（1），以及设置在所述壳体（1）内的电动分合闸机构、触头系统和控制电路板（2），所述壳体（1）内两侧端分别设置有第一接线端子（3）和第二接线端子（4），所述触头系统包括静触头（5）、动触头（6）和传动机构（7），所述静触头（5）与第一接线端子（3）电连接，所述动触头（6）与第二接线端子（4）电连接，所述动触头（6）通过所述传动机构（7）与操作手柄（9）联动，所述操作手柄（9）通过手柄安装轴（10）可转动安装在所述壳体（1）顶部，所述电动分合闸机构包括电机（11）、减速齿轮组（12）和脱扣触发杆（13），所述电机（11）与所述控制电路板（2）电连接，电机（11）底部的电机轴上固定有蜗杆（14），所述减速齿轮组（12）包括啮合传动的一级齿轮（15）、二级齿轮（16）和三级齿轮（17），所述一级齿轮（15）与所述蜗杆（14）啮合，所述三级齿轮（17）包括与所述二级齿轮（16）相啮合的圆形齿轮（18）和固定在所述圆形齿轮（18）一侧的不完全齿轮（19），所述操作手柄（9）下部具有适于与所述不完全齿轮（19）啮合的凸齿（91），所述圆形齿轮（18）与所述脱扣触发杆（13）联动，所述三级齿轮（17）的一侧同轴固定有转盘（20），所述控制电路板（2）上与所述转盘（20）对应的位置电连接有两个感应开关，所述转盘（20）上设有触发部件（201），所述转盘（20）转动过程中所述触发部件（201）经过各感应开关时将相应感应开关触发，感应开关被触发后通过控制电路板（2）控制所述电机（11）停止转动，两个感应开关中一个为合闸位置感应开关（21），另一个为分闸位置感应开关（22），当所述触发部件（201）触发所述合闸位置感应开关（21）时，所述操作手柄（9）可自由分合闸，当所述触发部件（201）触发所述分闸位置感应开关（22）时，所述脱扣触发杆（13）适于将断路器脱扣轴触发使断路器脱扣；

所述脱扣触发杆（13）通过连接轴可转动安装在所述壳体（1）内，所述脱扣触发杆（13）的一端为与圆形齿轮（18）联动连接的连接端，另一端为用于触发所述断路器脱扣轴脱扣的触发端；

所述圆形齿轮（18）侧面上成型有环绕其中心设置有引导槽（181），所述连接端固定有连接柱体（131），所述连接柱体（131）伸入所述引导槽（181）内，在所述圆形齿轮（18）转动时通过连接柱体（131）在引导槽（181）内相对移动从而带动所述脱扣触发杆（13）动作；

所述触发部件（201）为成型于所述转盘（20）侧端面上的凸台，所述合闸位置感应开关（21）和分闸位置感应开关（22）为光电传感器。

2.根据权利要求1所述的带重合闸功能的N极断路器，其特征在于，所述引导槽（181）包括同圆心且相向的大圆弧槽（182）和小圆弧槽（183），以及平滑过渡连接所述大圆弧槽（182）和小圆弧槽（183）的过渡连接槽（184），所述大圆弧槽（182）的半径大于所述小圆弧槽（183）的半径。

3.根据权利要求2所述的带重合闸功能的N极断路器，其特征在于，所述大圆弧槽（182）的圆心角α≥π。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的带重合闸功能的N极断路器，其特征在于，所述静触头（5）通过一导电板（23）与所述第一接线端子（3）连接，所述导电板（23）布置在所述壳体（1）的外部。

5.根据权利要求4所述的带重合闸功能的N极断路器，其特征在于，所述壳体（1）的外侧面上成型有容纳导电板（23）的容纳长槽（111）。

6.根据权利要求5所述的带重合闸功能的N极断路器，其特征在于，所述壳体（1）由底座（113）和前盖（118）对合构成，所述底座（113）内两侧端分别成型有端子限位槽A（114）和端子限位槽B（115），所述前盖（118）内两侧端分别成型有端子限位槽C（116）和端子限位槽D（117），所述端子限位槽A（114）和端子限位槽C（116）拼合适于容纳所述第一接线端子（3），所述端子限位槽B（115）和端子限位槽D（117）拼合适于容纳所述第二接线端子（4），所述底座（113）内所述端子限位槽A（114）和端子限位槽B（115）之间的左侧上部为用于装设所述触头系统的第一安装槽区（112），所述第一安装槽区（112）的前部设置有将触头系统遮挡的绝缘隔板（24），所述控制电路板（2）设于所述绝缘隔板（24）与所述前盖（118）之间，且所述控制电路板（2）与所述绝缘隔板（24）之间具有适于容纳控制电路板（2）上高度较低的电子元器件的容纳间隙，在所述底座（113）内所述端子限位槽A（114）和端子限位槽B（115）之间的右侧为用于装设所述电动分合闸机构的第二安装槽区（120），在底座（113）内所述端子限位槽A（114）和端子限位槽B（115）之间的左侧下部为适于容纳控制电路板（2）上高度较高的电子元器件的容纳槽区（119），所述控制电路板（2）上高度较高的电子元器件与所述容纳槽区（119）对应设置，所述电机（11）装设在所述第二安装槽区内邻近所述第一接线端子（3）位置，所述一级齿轮（15）、二级齿轮（16）和三级齿轮（17）在所述蜗杆（14）与所述操作手柄（9）的根部之间从下至上依序设置，所述底座（113）上与所述电机（11）对应的位置成型有通槽（8），所述电机（11）的一部分位于所述通槽（8）内。