CN109326491A - 断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种断路器，包括：绝缘外壳，以及设置在所述绝缘外壳的内部的至少一个第一电流互感器；所述至少一个第一电流互感器的一次信号线用于获取所述断路器的主电路的信号，所述至少一个第一电流互感器的二次信号线与所述断路器的外部的仪表连接；所述至少一个第一电流互感器的额定二次电流标准值的范围为1A至5A，所述至少一个第一电流互感器的二次绕组漆包线线径及磁路截面积满足使所述至少一个第一电流互感器的额定输出功率为2.5VA。通过实现将第一电流互感器设置在断路器内部，能够简化配电柜内的走线及接线。

Description

断路器

技术领域

本发明涉及低压电器技术领域，尤其涉及一种断路器。

背景技术

断路器是目前最常用的工业及民用配电保护装置，其既能在电路正常的情况下接通、承载、分断电路，又能在电路出现短路、过负荷、欠压和失压等故障时跳闸保护电路。断路器通常安装在配电柜内作为主开关或分路开关，作为主开关时，其出线端通常同时配备多个电流互感器，电流互感器二次绕组与电表相连，实时计量、测量线路中的电力参数。

市场上常见的断路器，其出线端通过外接铜板串联多个电流互感器，且该些电流互感器安装固定在配电柜内。由于要考虑安装定位及绝缘防护，电流互感器安装在配电柜内会导致互感器的体积较大，配电柜内部空间占用多。而且，电流互感器安装在配电柜内会增加配电柜内铜排的布线及接线难度，提高了配电柜的安装制作成本。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种断路器，以简化配电柜内的走线及接线。

为实现上述目的，本发明采用以下方案：

在本发明一实施例中，一种断路器，包括：绝缘外壳，以及设置在所述绝缘外壳的内部的至少一个第一电流互感器；所述至少一个第一电流互感器的一次信号线用于获取所述断路器的主电路的信号，所述至少一个第一电流互感器的二次信号线与所述断路器的外部的仪表连接；所述至少一个第一电流互感器的额定二次电流标准值的范围为1A至5A，所述至少一个第一电流互感器的二次绕组漆包线线径及磁路截面积满足使所述至少一个第一电流互感器的额定输出功率为2.5VA。

在本发明一实施例中，在所述绝缘外壳的内部还设置有：用于形成所述主电路的至少一个动触头、至少一个静触头及至少一个连接排；所述至少一个第一电流互感器为穿心式互感器；所述至少一个静触头的一端与断路器进线端连接，另一端与所述至少一个动触头的一端可合分的连接；所述至少一个连接排穿过所述至少一个第一电流互感器的心部，且其一端与所述至少一个动触头的另一端连接，另一端与断路器出线端连接。

在本发明一实施例中，在所述绝缘外壳的内部还设置有：至少一个第二电流互感器、电子控制器、操作机构及过载脱扣器；所述电子控制器分别与所述至少一个第二电流互感器的二次信号线和所述过载脱扣器连接；所述过载脱扣器能够根据所述电子控制器输出的控制信号解锁所述操作机构，以分断所述至少一个动触头和所述至少一个静触头；所述至少一个第二电流互感器的数量和所述至少一个第一电流互感器的数量相同；所述至少一个第二电流互感器为穿心式电流互感器；所述至少一个第一电流互感器的二次信号线通过穿过所述至少一个第二电流互感器的心部与所述仪表连接。

在本发明一实施例中，所述至少一个第二电流互感器的额定电流比为所述至少一个第一电流互感器的额定二次电流标准值与所述电子控制器所需额定电流的比。

在本发明一实施例中，所述断路器，还包括：接线端子，其进线端与所述至少一个第一电流互感器的二次信号线连接，其出线端用于与所述仪表连接。

在本发明一实施例中，所述断路器，还包括：端子罩，罩设于所述接线端子的出线端。

在本发明一实施例中，所述端子罩为透明塑料材质。

在本发明一实施例中，在所述至少一个第一电流互感器为多个的情况下，所述至少一个第一电流互感器在所述断路器的长度方向、宽度方向或高度方向上平行排布或交错排布。

在本发明一实施例中，所述至少一个第二电流互感器的铁芯的材料包含非晶合金、超微晶合金或坡莫合金。

本发明的断路器，通过将与断路器外部的仪表连接的第一电流互感器设置在断路器的内部，能够简化配电柜内的走线及接线，从而避免电流互感器安装在配电柜内导致增加配电柜内铜排布线及接线难度的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明一实施例的断路器的外观立体结构示意图；

图2是图1所示断路器的内部立体结构示意图；

图3是图2所示断路器的移去第一电流互感器后的立体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1是本发明一实施例的断路器的外观立体结构示意图。图2是图1所示断路器的内部立体结构示意图。图3是图2所示断路器的移去第一电流互感器后的立体结构示意图。参见图1至图3，一些实施例中，断路器100，可包括：绝缘外壳101，以及设置在所述绝缘外壳101的内部的至少一个第一电流互感器107。所述至少一个第一电流互感器107的一次信号线用于获取所述断路器100的主电路的信号，所述至少一个第一电流互感器107的二次信号线与所述断路器100的外部的仪表200连接。所述至少一个第一电流互感器107的额定二次电流标准值的范围可为1A至5A，所述至少一个第一电流互感器107的二次绕组漆包线线径及磁路截面积可满足使所述至少一个第一电流互感器107的额定输出功率为2.5VA。

其中，该绝缘外壳101可以为塑料外壳，此时，该断路器100可以是塑料外壳式断路器。该第一电流互感器107的一次信号线可以用于获取所述断路器100的主电路的电流信号。第一电流互感器107的数量可以根据断路器100所连接电力的相数确定。例如，连接三相电时，该部件的数量可为三，连接两相电时，该部件的数量可为二，连接一相电(电力另一相接地)时，该部件的数量可为一。

该仪表200与第一电流互感器107的二次信号线连接，可通过互感获取主电路的电流信号，可以用于实时计量、测量线路中的电力参数，该仪表200可以为电表。第一电流互感器107根据仪表200的输入要求不同而具有不同的参数。

本实施例中，第一电流互感器不仅能够为通常标准规格的电表提供电流信号，而且具有合适的体积大小，便于设置在配电柜内。通过将与断路器外部的仪表连接的第一电流互感器设置在断路器的内部，能够简化配电柜内的走线及接线，从而避免电流互感器安装在配电柜内导致增加配电柜内铜排布线及接线难度的问题。

在一些实施例中，参见图2，在所述绝缘外壳101的内部还可设置有：用于形成所述主电路的至少一个动触头102、至少一个静触头103及至少一个连接排111。所述至少一个第一电流互感器107为穿心式互感器。所述至少一个静触头103的一端与该断路器100的进线端1001(断路器进线端)连接，所述至少一个静触头103的另一端与所述至少一个动触头102的一端可合分的连接。所述至少一个连接排111穿过所述至少一个第一电流互感器107的心部，且所述至少一个连接排111的一端与所述至少一个动触头102的另一端连接，所述至少一个连接排111的另一端与该断路器100的出线端1002(断路器出线端)连接。

其中，动触头102、静触头103、连接排111及第一电流互感器107等的数量可相同。具体地，上述各部件的数量均可以根据断路器100所连接电力的相数确定。所述至少一个第二电流互感器108基于所述断路器进线端和所述断路器出线端之间的通路获取电流信号。所述至少一个动触头102、所述至少一个静触头103、所述至少一个连接排110等可固定安装在绝缘外壳101的底座101C上，构成断路器100的主电路。该些出线端1002可以与所述至少一个连接排110连接，成为主电路的一部分。

本实施例中，第一电流互感器采用穿心式互感器，通过将连接排穿过第一电流互感器的心部，可以提供第一电流互感器107的一次侧输入，使第一电流互感器获取电路中的电流信号。而且由于主电路中的电流通常较大，所需第一电流互感器107的体积也可能较大，通过采用穿心式的第一电流互感器107，使第一电流互感器充分利用断路器的内部空间，从而能够尽可能减小断路器的体积。

在一些实施例中，在所述绝缘外壳101的内部还可设置有：操作机构105、过载脱扣器106、至少一个第二电流互感器108及电子控制器109；所述电子控制器109分别与所述至少一个第二电流互感器10的二次信号线和所述过载脱扣器106连接。所述过载脱扣器106能够根据所述电子控制器109输出的控制信号解锁所述操作机构105，以分断所述至少一个动触头102和所述至少一个静触头103。

所述至少一个第二电流互感器108的数量和所述至少一个第一电流互感器107的数量相同。所述至少一个第二电流互感器108为穿心式电流互感器。所述至少一个第一电流互感器107的二次信号线通过穿过所述至少一个第二电流互感器108的心部与所述仪表200连接。

其中，第二电流互感器108的数量可根据断路器100所连接电力的相数确定。第二电流互感器108可根据电子控制器109的输入要求不同而可以具有不同的参数。过载脱扣器106可以为热磁式脱扣器、电子式脱扣器等，可以根据所述电子控制器109依据所述电流信号输出的控制信号解锁所述操作机构105。

所述至少一个动触头102通过与所述操作机构105的联动实现与所述至少一个静触头103的合分。具体地，动触头102和操作机构105之间可以通过连杆连接105A连接，实现联动。例如，当操作机构105的手柄105B转到不同的合分位置时，通过操作机构105各部分之间的传动，动触头102在底座101C内转动来实现与静触头103间的合分，从而实现电路的合分功能。

本实施例中，第一电流互感器107的二次信号线穿过第二电流互感器108的心部(可指铁芯所在空间，例如可以为中心位置)，此时，利用第一电流互感器107的二次侧输出作为第二电流互感器108一次侧电流输入。在此情况下，第一电流互感器107的二次侧输出可以较小，所以，第二电流互感器108的体积可以较小，以此可以进一步减小断路器100的体积，同时，可以提高其电流测量精度，满足更多场合使用要求。

另一些实施例中，所述至少一个第二电流互感器108为穿心式电流互感器。可以通过其他方式为第二电流互感器108提供一次侧输入。例如，每一个第二电流互感器108可以各每一个第一电流互感器107共用一个连接排110，此时，连接排110可同时为第二电流互感器108和第一电流互感器107提供一次侧电流输入。

在其他实施例中，在所述绝缘外壳101的内部还可设置有：至少一个灭弧室104。其中，灭弧室104的数量可以与动触头102、静触头103、第一电流互感器107、连接排111及第二电流互感器108等各部件的数量相同，即，可以是一一对应的关系，并可与电力的每相相对应。所述至少一个静触头103的另一端可以经由所述至少一个灭弧室104与所述至少一个动触头102的一端连接。

在一些实施例中，所述至少一个第二电流互感器108的额定电流比可为所述至少一个第一电流互感器107的额定二次电流标准值与所述电子控制器所需额定电流的比。所述至少一个第二电流互感器108的额定电流比可以指第二电流互感器108的一次侧和二次侧的额定电流比。

具体地，例如，当第一电流互感器107的额定二次电流标准值为1A，电子控制器109所需额定电流为Is时，第二电流互感器108的额定电流比为1A：Is；当第一电流互感器107的额定二次电流标准值为5A，电子控制器109所需额定电流为Is时，第二电流互感器108的额定电流比为5A：Is。以此，能够满足电子控制器109的电流信号要求。

在一些实施例中，所述至少一个第二电流互感器108可以包含铁芯，所述至少一个第二电流互感器108的铁芯的材料可包含非晶合金、超微晶合金或坡莫合金。以此可以使电子控制器109达到更高的感测精度，满足电流测量精度误差可达到±2％以内的要求。

在一些实施例中，再参见图2，断路器100可包括：接线端子112。该接线端子112的进线端112A与所述至少一个第一电流互感器107的二次信号线连接，该接线端子112的出线端112B用于与所述仪表200连接。

接线端子112的出线端112B可以通过导线201与仪表200相连，从而将主电路的实时电流数据传输给仪表200，从而通过仪表200实时计量、测量线路中电力参数。通过接线端子112将第一电流互感器107的二次信号线连接至仪表200，连接较为方便。

进一步，参见图2，断路器100还可包括：端子罩112C。该端子罩112C罩设于所述接线端子112的出线端112B。以此，可以防止断路器外部的导电物体接触接线端子112的导电部分。再进一步地，所述端子罩112C可以为透明塑料材质，以此，不仅可以起到绝缘作用，还可以方便地看到端子罩112C内部的出线端112B的接线情况。

在一些实施例中，在所述至少一个第一电流互感器107为多个的情况下，所述至少一个第一电流互感器107在所述断路器100的长度方向、宽度方向或高度方向上平行排布或交错排布。对于断路器，其中或多或少存在富余空间，可以根据富余空间的具体情况排布第一电流互感器107，例如在一些情况下可以平行排布第一电流互感器107，在另一些情况下可以交错排布第一电流互感器107。其中，平行排布例如可以是将多个第一电流互感器107平行地一字排开。交错排布可以包括多种非平行排布的情况，例如，分两排排布两个或三个第一电流互感器107。

一个实施例中，断路器100，至少设置有绝缘外壳101、多个动触头102，多个静触头103、多个灭弧室104、操作机构105、过载脱扣器106，在绝缘外壳断路器100内还设置有多个穿心式、额定二次电流标准值：1A至5A、二次绕组漆包线线径及磁路截面积满足额定输出功率2.5VA的第一电流互感器107。一个实施例中，所述的第一电流互感器107的二次信号线107A可外接至计量、测量仪表200，可通过接线端子112转接后与计量、测量仪表200相连，也可直接与计量、测量仪表200相连。一个实施例中，所述的第一电流互感器107的二次信号线107A可穿过第二电流互感器108进行第二次互感作用，第二次互感输出的电流信号通过电流信号线108A输送给断路器100的电子控制器109作为电流保护之用。一些实施例中，所述的第一电流互感器107可以在断路器100的内平行或交错的排布。一些实施例中，所述的接线端子112设置有进线端112A及出线端112B，进线端112A在断路器100内部与第一电流互感器107的二次信号线107A相连，出线端112B在断路器100外部与仪表200相连。一些实施例中，接线端子112出线端112B设置有端子罩112C，防止外部工具与接线端子112出线端112B接触，端子罩112C材料优选透明塑料。一些实施例中，第二电流互感器108的结构形式采用穿心式，额定电流比Kn＝5A：Is或Kn＝1A:Is,Is为电子控制器109所需的额定电流。一些实施例中，所述的第二电流互感器108的铁芯材料宜选用非晶合金、超微晶合金或坡莫合金的，可以达到更高的测量精度，满足电流测量精度误差在±2％内要求。

一个实施例中，提供一种塑料外壳式断路器。该塑料外壳式断路器主要由外壳、多个动触头、多个静触头、多个灭弧室、操作机构、过流脱扣器、多个电流互感器A、多个电流互感器B、电子控制器、多个穿心连接排及多个出线排等部分组成。其中所述的外壳通常由面盖、中盖及底座三部分组成。多个动触头、多个静触头、多个穿心连接排及多个出线排安装固定在底座上，构成塑料外壳式断路器的主回路，操作机构通过连杆与动触头联动，当操作机构手柄转到不同的合分位置时，通过机构之间的传动，动触头在底座内转动来实现与静触头间的合分，从而实现电路的合分功能。

多个电流互感器A安装固定在底座上，布置在断路器出线端位置，多个穿心连接排穿过多个电流互感器A中心，一端与多个动触头相连，另一端与多个出线排相连，多个电流互感器A的二次信号线穿过多个电流互感器B中心后与接线端子的进线端相连，接线端子的出线端通过导线与电表相连，从而将主电路的实时电流数据传输给电表，通过电表可以实时计量、测量线路中电力参数。

多个电流互感器B的二次信号线与电子控制器相连，电流互感器B通过对电流互感器A的二次信号线中电流进行二次互感，来将主回路的实时的电流信号传递给电子控制器，电子控制器对接收到信号进行分析处理，如果收到的信号已经超出预设的保护阈值，电子控制器就发送一个信号给过流脱扣器，使过流脱扣器释放，解锁操作机构，使断路器跳闸，从而实现过电流等故障保护。

本实施例的塑料外壳式断路器，断路器可内置多个电流互感器A，电流互感器A的二次绕组可外接电表，实时计量、测量线路中的电力参数。

为使本领域技术人员更容易了解本发明，下面将以一具体实施例说明本发明的实施方式，但所述内容并不限定本发明的保护范围。

如图1所示，一实施例的断路器100外接仪表200，该断路器100可以为塑料外壳式断路器，该仪表200可以为电表。

如图1至图3所示，该断路器100主要由绝缘外壳101、多个动触头102、多个静触头103、多个灭弧室104、操作机构105、过载脱扣器106、多个第一电流互感器107、多个第二电流互感器108、电子控制器109、多个穿心的连接排110及多个出线排111等部分组成。其中，所述的绝缘外壳101可由面盖101A、中盖101B及底座101C三部分组成。多个动触头102、多个静触头103、多个穿心的连接排110及多个出线排111安装固定在底座101C上，构成断路器100的主回路，操作机构105通过连杆105A与动触头102联动，当操作机构105手柄105B转到不同的合分位置时，通过机构之间的传动，动触头102在底座101C内转动来实现与静触头103间的合分，从而实现电路的合分功能。该过载脱扣器106可以为过流脱扣器。

如图2和图3所示，多个第一电流互感器107安装固定在底座101C上，布置在断路器100出线端位置，多个穿心的连接排110穿过多个第一电流互感器107中心，一端与多个动触头102相连，另一端与多个出线排111相连。多个第一电流互感器107的二次信号线107A穿过多个第二电流互感器108中心后与接线端子112的进线端112A相连，接线端子112的出线端112B通过导线201与仪表200(电表)相连，从而将主电路的实时电流数据传输给电表，通过电表可以实时计量、测量线路中电力参数。

如图2和图3所示，多个第二电流互感器108的二次信号线108A通过转接线路板109A与电子控制器109相连，第二电流互感器108通过对第一电流互感器107的二次信号线107A中电流进行二次互感，来将主回路的实时的电流信号传递给电子控制器109。电子控制器109可以对接收到信号进行分析处理，如果收到的信号已经超出预设的保护阈值，电子控制器109就可以发送一个信号给过载脱扣器106，使过载脱扣器106释放，解锁操作机构105，使断路器100跳闸，从而实现过电流等故障保护。

优选的，所述的多个第一电流互感器107结构形式采用穿心式，额定二次电流标准值可为：1A至5A，二次绕组漆包线线径及磁路截面积满足额定输出功率可为2.5VA。

优选的，所述的多个第一电流互感器107的二次信号线107A可外接至计量、测量仪表200；其二次信号线107A可通过接线端子112转接后与计量、测量仪表200相连，也可直接与计量、测量仪表200相连，本实施例中可采用接线端子112转接的方式。

优选的，所述的多个第一电流互感器107可以根据断路器100的内部空间平行或交错地布置于断路器100内部。本实施例中可采用平行排布的方式。

优选的，所述的多个第二电流互感器108可以对多个第一电流互感器107的二次信号线107A进行二次互感器作用，第二次互感输出的电流信号通过电流信号线108A输送给断路器100的电子控制器109作为电流保护之用。

优选的，所述的多个第二电流互感器108的结构形式采用穿心式，额定电流比Kn＝5A：Is或Kn＝1A:Is，其中Is为电子控制器109所需的额定电流，一般可选取50mA-60mA，本实施例中可选取60mA。

优选的，所述的第二电流互感器108的铁芯材料可选用非晶合金、超微晶合金或坡莫合金，以此可以达到更高的测量精度，能够满足测量精度误差在±2％内要求。

优选的，所述的过载脱扣器106可以为热磁式脱扣器，也可以为电子式脱扣器，本实施例中可为电子式脱扣器。

优选的，所述的接线端子112设置有进线端112A及出线端112B，进线端112A在断路器100内部与第一电流互感器107的二次信号线107A相连，出线端112B在断路器100外部与仪表200相连，所述出线端112B上设置有端子罩112C，以防止外部工具接触接线端子112。

本实施例的断路器能够带来有益效果：将原来装在配电柜内的第一电流互感器107小型化内置于断路器100，便于配电柜内走线及接线，同时可以节省铜板的用量，降低成本。进一步，第一电流互感器107的二次信号线107A穿过第二电流互感器108可以在缩小第二电流互感器108的体积同时提高其电流测量精度，满足更多场合使用要求。

综上所述，本发明实施例的断路器，通过将与断路器外部的仪表连接的第一电流互感器设置在断路器的内部，能够简化配电柜内的走线及接线，从而避免电流互感器安装在配电柜内导致增加配电柜内铜排布线及接线难度的问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本发明的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种断路器，其特征在于，包括：绝缘外壳，以及设置在所述绝缘外壳的内部的至少一个第一电流互感器；所述至少一个第一电流互感器的一次信号线用于获取所述断路器的主电路的信号，所述至少一个第一电流互感器的二次信号线与所述断路器的外部的仪表连接；所述至少一个第一电流互感器的额定二次电流标准值的范围为1A至5A，所述至少一个第一电流互感器的二次绕组漆包线线径及磁路截面积满足使所述至少一个第一电流互感器的额定输出功率为2.5VA。

2.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，在所述绝缘外壳的内部还设置有：用于形成所述主电路的至少一个动触头、至少一个静触头及至少一个连接排；所述至少一个第一电流互感器为穿心式互感器；

所述至少一个静触头的一端与断路器进线端连接，另一端与所述至少一个动触头的一端可合分的连接；所述至少一个连接排穿过所述至少一个第一电流互感器的心部，且其一端与所述至少一个动触头的另一端连接，另一端与断路器出线端连接。

3.如权利要求2所述的断路器，其特征在于，在所述绝缘外壳的内部还设置有：至少一个第二电流互感器、电子控制器、操作机构及过载脱扣器；

所述电子控制器分别与所述至少一个第二电流互感器的二次信号线和所述过载脱扣器连接；所述过载脱扣器能够根据所述电子控制器输出的控制信号解锁所述操作机构，以分断所述至少一个动触头和所述至少一个静触头；

所述至少一个第二电流互感器的数量和所述至少一个第一电流互感器的数量相同；所述至少一个第二电流互感器为穿心式电流互感器；所述至少一个第一电流互感器的二次信号线通过穿过所述至少一个第二电流互感器的心部与所述仪表连接。

4.如权利要求3所述的断路器，其特征在于，所述至少一个第二电流互感器的额定电流比为所述至少一个第一电流互感器的额定二次电流标准值与所述电子控制器所需额定电流的比。

5.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，还包括：接线端子，其进线端与所述至少一个第一电流互感器的二次信号线连接，其出线端用于与所述仪表连接。

6.如权利要求5所述的断路器，其特征在于，还包括：端子罩，罩设于所述接线端子的出线端。

7.如权利要求6所述的断路器，其特征在于，所述端子罩为透明塑料材质。

8.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，在所述至少一个第一电流互感器为多个的情况下，所述至少一个第一电流互感器在所述断路器的长度方向、宽度方向或高度方向上平行排布或交错排布。

9.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述至少一个第二电流互感器的铁芯的材料包含非晶合金、超微晶合金或坡莫合金。