CN111370271A - 一种带有多类型检测模块的自动重合断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，包括设置在同一壳体内的断路器组件和自动重合组件，还包括设置在壳体内用于检测接入断路器组件内的线路故障的检测组件；所述检测组件检测到接入的线路发生故障后通过断路器组件直接脱扣或使自动重合组件间接脱扣；所述自动重合组件在故障消除后通过与断路器组件联动实现合扣。本发明的检测组件设置在原有的断路器壳体内，与断路器组件设置在同一空间内，并通过集成有的重合组件来实现断路之后的自动合闸，从而在具有较好的保护效果的同时又能够自动恢复通路。

Description

一种带有多类型检测模块的自动重合断路器

技术领域

本发明属于电路保护设备技术领域，具体涉及一种带有多类型检测模块的自动重合断路器。

或电路负载设备故障的常见供电线路因素引起的电气火灾，电气故障产生温度较高的

背景技术

引发电气火灾因素有两个，一是由于电流超额运行在导体上产生大量的热、造成绝缘损坏而引起火灾，例如短路故障或者严重过载；二是由故障电弧引起的电气火灾。故障电弧或电火花能够引燃周围的可燃物(一般为导线绝缘层材料)，从而进一步引起电气火灾，例如电气部件接触不良接地故障。其中的电流因素分为瞬时大流量和长时间过流的情况，而瞬时大流量即为断路情况，一般通过常用的电磁断路器即可起到保护电路的效果。自动开关和熔断器正常时要通过负荷电流，他们的动作保护值要避越正常负荷电流来整定，因此他们的主要作用是用来切断系统的相间短路故障(有的自动开关还具有过载保护功能)。而漏电保护器是利用系统的剩余电流反应和动作，正常运行时系统的剩余电流几乎为零，故动作整定值可以整定得很小(一般为mA级)，当系统发生人身触电或设备外壳带电时，出现较大的剩余电流，漏电保护器则通过检测和处理这个剩余电流后可靠地动作，切断电源。

而故障电弧是绝缘体被电压击穿后，由不导电变成导电并发光发热的自然现象，为了避免因为故障电弧引起线路起火，还需要单独设置AFDD故障电路检测器，在配电箱或者配电设施中常见有多个断路器组件并排设置，占用空间较大，且仅能够对故障进行检测并断闸，无法自动重合，需要维护人员现场进行合闸操作，费时费力。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种带有多类型检测模块的自动重合断路器。

本发明所采用的技术方案为：

一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，包括设置在同一壳体内的断路器组件和自动重合组件，还包括设置在壳体内用于检测接入断路器组件内的线路故障的检测组件；

所述检测组件检测到接入的线路发生故障后通过断路器组件给出危险信号、或者直接脱扣、或者使自动重合组件间接脱扣；

所述自动重合组件在故障消除后通过与断路器组件联动实现合扣。

断路器是一种具有保护电路功能的开关装置，本发明所涉及的是一种微型智能化断路器-即ZMCB。其中该断路器组件的常规结构中均包含有接入端子、接出端子、脱/合扣组件和电磁铁，而壳体内将接入的线路单独分出再经过电磁铁，电磁铁上单独设有连接接出端子的静触点，在脱扣组件上设有连接接入端子的动触点。

断路器组件在正常合扣状态下，动触点与静触点抵住形成通路。当电路出现短路等异常情况致使电流增大时，接入线路上的电磁铁所产生磁场强度增大致使脱扣组件内的金属拉杆移动，从而导致整个脱扣组件向一侧转动，此时动触点与静触点脱离接触形成断路，即为脱扣状态。

而原本断路器组件可自行检测接入线路的部分类型的故障，并自行动作断路保护负载电路。但由于现在的MCB中的电磁铁或其他故障动作机构仅能识别电流变化，而对于其他异常无法有效动作，则导致现在许多用电设备即使设置有断路器依然出现线路起火或负载电器受损等情况。为了提供较好的综合保护效果，则会设置具有更多功能的断路器实现多种保护效果。

现有技术中，因为原本的断路器中集成有部分功能部件，无法在原有的空间内设置其他结构，则为了集成多个检测模块，通常在断路器外部单独设置一个模块与断路器外壳卡接，且内部结构联动或电信号连接。这种常规方式导致整个断路器模块体积较大，有一定的限制条件，无法适用于安装空间较小的设备中。

本发明的检测组件设置在原有的断路器壳体内，与断路器组件设置在同一空间内，并通过集成有的重合组件来实现断路之后的自动合闸，从而在具有较好的保护效果的同时又能够自动恢复通路。

其中，自动重合组件与断路器组件机械联动，而自动重合组件、断路器组件均与所述检测组件电连接，通过检测模块检测接入电路的故障信息，检测模块会将反馈信号或控制信号传递至断路器组件中或者自动重合组件中，通过直接或间接的方式实现断路保护。通过上述机制和连接方式，一旦接入线路出现故障，会通过断路器组件自身、被动或联动动作的方式形成断路，则具有较好的保护效果。对于检测模块的信号输出方式，可通过直接的输出电流致使对应组件直接动作，或者通过输出控制信号到单独设置的控制芯片进行控制。

值得说明的是，现有技术中存在具备故障检测功能的断路器，但在同一断路器内同时集成有自动重合组件和检测组件的结构还未出现，主要原因是因为包含有完整分断功能的断路器内部的空间较小，且设置有检测组件已经占用了大量的空间，无法单独设置体积较大的自动重合组件。且市面上的单级断路器或两极断路器的尺寸大致相同，为了适用于现有的配电系统，增大原有的断路器壳体结构会使该产品无法应用于现有的配电系统中。

进一步的，所述检测组件包括剩余电流检测器、电弧故障检测器、端子温度检测器、电压检测器和环境条件检测器中的一种或多种。

其中，剩余电流检测器即为RCD，剩余电流是指低压配电线路中各相电流矢量和不为零的电流，当用电侧发生了事故，电流从带电体通过人体流到大地，使主电路进出线中的电流I相和I中的大小不相等，此时电流的瞬时矢量合成有效值称为剩余电流。而剩余电流检测器是检测剩余电流和接通及断开主电路电流的各种元件的组合体。

其工作原理：当电气设备漏电时，将呈现出异常的电流和电压信号。漏电保护装置通过检测此异常电流或异常电压信号，经信号处理，促使执行机构动作，借助断路器组件迅速切断电源。

而电弧故障检测器即为AFDD，其同样是针对接入电路对其电流波形特征值进行检测，而电弧故障是指带电线路中出现非人类意愿电弧的一种电气故障，一般分为三种，分别是串联电弧、并联电弧和对地电弧。则本发明将其作为模块单独设置在壳体内，对接入线路单独引线进行检测，从而在未改变原有断路器组件的前提下同时具有故障电弧检测的功能。

而所谓的端子温度检测器，是设置在接入端子或接出端子附近的温度传感器，因为接入线路本身出现故障时可能未产生故障电流信号，导致断路器组件和其他检测组件并未产生动作。但故障部分可能持续产生一定的热量传递至接线端子上，若温度持续增大可能会影响断路器内部设备的稳定性，则通过单独设有端子温度检测器能够进一步提高保险系数，并可通过外接或者内部设置通信模块将检测数据实时传输至后台服务器中，也能够远程进行状态检测。

而电压检测器是设置在接入电路上用于检测电压变化的传感器，包括接触式和非接触式两种，通过对电压的变化检测来预测接入电路可能发生的电路故障。

而环境条件检测器是对设置该检测器周围一定距离内的空间的多个环境指标进行检测的设备统称，既包括设有多个传感器构成一体式结构的方式，同样也包括采用多个独立的传感器进行检测的方式。其中的环境指标包括但不限于温度、湿度、气压。对该设备所在空间的环境进行检测，同样也能反馈整个设备运行的状态。例如，电路并未出现故障，但周围环境温度较高，可能会对设备的正常运行造成影响，则通过该检测器将检测值进行反馈并由内部设有的控制电路根据设定的阈值来对应进行动作，打开内部设有的排风系统或空调系统来调节室内温度。又例如检测到内部湿度较大可能会对电子设备造成影响时，也可以将检测值进行反馈，并控制内部对应的除湿设备动作降低湿度，从而自动或人工手动维持断路器运行的最佳环境。

进一步的，所述剩余电流检测器和电弧故障检测器均通过设有的互感器对接入断路器中的线路进行检测。

进一步的，所述检测组件同时包括剩余电流检测器、电弧故障检测器和端子温度检测器；

所述端子温度传感器设置在靠近断路器组件的接入和接出线路两端。

进一步的，所述自动重合组件的电控部分和检测组件均集成在同一控制电路板上。

进一步的，所述自动重合组件包括动力机构与传动机构；所述传动机构包括减速组件和换向组件；

其中所述动力机构与减速组件直接传动连接，通过减速组件放大转矩并传递至换向组件上，由所述换向组件将转动力传递至断路器组件进行联动。

值得说明的是，现有的自动重合组件均包括动力机构和传动机构，而动力机构通常为微型电机。由于微型电机的扭矩较小，而断路器组件中常用的脱扣组件的脱扣阻力较大，若采用直连的方式无法使脱扣组件动作分离。

则现有技术中的自动重合组件常常使用多个齿轮组成能够放大扭矩的减速组件对微型电机进行扭矩放大，也就是将减速组件设置在微型电机与脱扣组件之间进行传动。但由于微型电机在轴线方向具有一定长度，且长度一般大于单级断路器壳体的宽度，则在使用时所述微型电机一般竖向放置在壳体内。

而为了实现较大的扭矩放大效果，不仅会设置多个齿轮传动连接，且每个齿轮的齿比较大，则齿轮的轴线与微型电机的轴线垂直，导致整个减速组件在竖向平面上具有较大的空间占用率，则一般采用单独壳体进行封装，并通过贴合在现有断路器一侧实现联动。

本发明为了将自动重合组件集成在断路器内，则对整个减速组件的设置方式进行调整，现有技术中的设置方式依次为微型电机—换向组件—减速组件；而本发明的设置方式依次为微型电机—减速组件—换向组件，由于微型电机的设置方式较为固定，将减速组件中的齿轮组的转动轴线与微型电机的转动轴线设置为平行关系，能够采用多组齿比较小的齿轮组多层堆叠，从而缩小空间占用率。

缩小空间占用率的原理：因为微型电机在轴线方向上具有一定长度，则不可避免的在断路器组件中至少要留出满足安装微型电机的预留空间。但如果采用换向组件先换向，导致减速组件的齿轮组的轴线必定与微型电机的轴线垂直，则无法利用原本由微型电机轴线方向上占用的部分。本文中所谓的降低空间占用率，是指尽可能保持在三条相互垂直的方向具有较为均一的延伸长度，则该空间占用尽可能缩小该结构的最大宽度值，避免在确定宽度的空间内尽可能不挤压其他部件的原有安装空间。则将减速组件的轴线方向设置与微型电机的轴线方向一致相较于现有技术的布置方式，具有较小的体积，能够安装在断路器壳体内。

进一步的，所述减速组件包括输出齿轮和多个减速齿轮，所述减速轮包括直径不同但同轴堆叠固定的大齿轮和小齿轮；

减速组件还包括两根相互平行设置的转轴，所述减速齿轮和输出齿轮均套设在对应的转轴上并能够独立转动，两根所述转轴上的减速齿轮交错叠加传动；

每组相互传动连接的大齿轮和小齿轮的圆心距等于两根所述转轴的间距值。

这里对减速组件进行优化限定，其中所述的同轴堆叠固定是指两个齿轮轴线共线且相互紧贴固定，形成同心圆结构。而所述的交错叠加传动是指两根转轴上均堆叠设置有多个减速齿轮，两根转轴的减速齿轮均是套设在转轴上并进行独立转动的单元。而动力机构与其最靠近的一个减速齿轮直接啮合传动，该减速齿轮再带动设置在另一根转轴上相互交错啮合的减速齿轮转动，且值得说明的是，两个减速齿轮啮合是大齿轮与小齿轮单独啮合，由于所有减速齿轮的设置方向一致，按照从动力机构一端开始进行扭矩放大的方式，所有减速齿轮均是小齿轮朝下，大齿轮朝上。

则动力机构先与减速齿轮中的小齿轮传动，并由该减速齿轮的大齿轮带动设置在另一根转轴上的减速齿轮的小齿轮转动，然后该齿轮又带动另一根转轴上的减速齿轮转动，则依次以一一串联的方式交错叠加传动。设置有的两种转轴是特殊的装配模式，且采用两根相互平行转轴的方式中所有的减速齿轮均为统一的尺寸标准，但同样也可以采用单独的减速齿轮机构组合传动。

例如，其中采用多种不同尺寸的减速齿轮，同样采用上下交错堆叠的方式，但由于减速齿轮的尺寸不一，则上下相邻的减速齿轮间距相同但不处于同一轴线上，而是在壳体内设有多个固定转轴的安装槽，每个减速齿轮均单独设有一根独立的转轴，仅需保证减速齿轮之间相互啮合即可。但由于本发明是在现有的2P断路器上进行改进，在不改变原有的壳体体积尺寸前提下需要增加多个模块，故采用统一尺寸的齿轮相互堆叠能够最大限度的提高体积占用率，避免空间浪费，才能够降低尺寸提高数量来保证较好的放大减速效果。

进一步的，所述壳体内还设置有用于检测断路器开闭状态的反馈组件。

进一步的，所述断路器为两级断路器，包括设置在同一壳体内的两个断路器组件；所述自动重合组件和检测组件设置两个断路器组件之间。

进一步的，所述断路器为两级断路器，包括两个壳体，每个所述壳体内均设有断路器组件；

两个所述壳体之间设有留空区域，所述自动重合组件和检测组件设置在留空区域内。

进一步的，所述检测组件根据检测到的断路器内的运行参数和接入线路参数生成分析结果并将分析结果发送至后端的服务器中进行反馈。

各类传感器采集的电压、电流、端子温度、动作次数等参数，通过物联模块将电路运算、分析结果传给后台，给出智能化MCB的用电功率曲线、故障电弧信号、漏电流值、触头磨损、接线端子运行温度、剩余寿命等；也就是说，整个检测组件除互感器外还包含有其他多种不同的传感器，可检测断路器的多种运行参数，并通过控制电路板上集成的MCU进行数据分析。而分析过程是通过预设有的分析计算模型，对所有运行的参数进行汇总分析，判断是否已经或可能出现故障，而后台根据实时数据和分析结果判断是否需要对该断路器进行维护。

同时后端的服务器也能够采集一定时间内的断路器数据并分析得到该段时间内的断路器运行状态，不仅可以对接入的电路进行数据分析，判断正常情况下接入电路的用电负载情况，并且可以模拟出该类断路器的正常运行寿命，从而指导同类断路器的使用。

所谓的两级断路器，是指断路器同时控制零线和火线，可同时开闭，从而达到双极控制。原本的两级断路器包括采用同一壳体结构的一体式构型和采用单独的单级断路器扣合联动形成两级构型。采用统一壳体的方案中，其内部设有隔板将两侧的断路器组件隔开并达到屏蔽隔断的效果，为了设置检测组件和自动重合组件，会对内部的断路器组件的位置进行调整，使其尽可能朝两侧移动，在壳体的中部留出空间，则既能够达到较好的隔断效果，避免两侧的断路器组件互相影响，同时又能够有足够的空间设置两个功能组件。

由于检测组件中可以包含有多种基于电流特征值的检测单元，则一般该检测单元均采用互感器作为检测部件，使得单独引出的通电导体穿过互感器的中心，并由互感器将数据传输至每个模块的处理IC中，再由处理IC分析处理数据并判断是否出现故障，一旦出现故障则控制断路器组件动作断闸或者控制自动重合组件动作间接断闸。

本发明的有益效果为：

(1)本发明通过在不改变现有的单级或多级断路器尺寸前提下，在内部集成有自动重合组件和检测组件，既保留了电磁断路器的功能，同时又能够对接入电路进行其他运行状态进行检测，还能够在故障消除后自动重合，从而在保持小体积的前提下具有多个保护功能；

(2)本发明通过设有的剩余电流检测模块能够对接入线路的电流特征值进行检测，规避了现有电磁断路器无法识别漏电故障的缺点；

(3)本发明通过设置有单独的故障电弧检测模块，能够在接入线路出现故障电弧时切断电源保护负载设备；

(4)本发明通过单独在端子附近设有温度传感器，通过实时检测端子的温度避免发生火灾，因为在电流未出现异常情况时，其相邻或连接电路上发生故障发热并传递至接入导体上时，该断路器的检测单元未检测到故障信号，则不会断开电路，通过设有的温度传感器能够进一步保证线路安全稳定运行。

附图说明

图1是本发明的采用两级断路器方案的装配轴侧示意图A；

图2是图1结构的俯视图；

图3是本发明的采用两级断路器方案的装配轴侧示意图B；

图4是本发明采用两级断路器方案时将一侧断路器的壳体拆开后的内部结构立体轴侧图；

图5是本发明图4结构的平面正视图；

图6是本发明采用两级断路器方案时将一侧断路器完整拆开后的部件侧结构展示图；

图7是本发明采用两级断路器方案时将一侧断路器完整拆开后的留空区域结构展示图；

图8是本发明中自动重合组件与检测组件的拆分结构示意图；

图9是本发明图8中的A局部放大示意图；

图10是本发明图8结构的下侧示意图；

图11是本发明图8结构的正视图；

图12是本发明图11中的B局部放大示意图；

图13是本发明图8结构的另一侧结构示意图；

图14是本发明将传动轴与联动套管拆开后的结构示意图。

图中：1-壳体，2-控制电路板，3-减速组件，3.1-减速齿轮，3.2-输出齿轮，3.3-转轴，4-换向组件，4.1-第一伞齿轮，4.2-第二伞齿轮，5-操作手柄，6-剩余电流检测器，7-电弧故障检测器，8-端子温度检测器，9-电机，10-留空区域，11-第一霍尔传感器，12-第二霍尔传感器，13-指示灯，14-控制开关，15-传动轴，16-联动套管，17-重合组件外壳，18-接入端子，19-接出端子，20-脱扣组件，21-电磁铁，22-灭弧组件，23-引弧组件。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例公开一种断路器，原本断路器组件可自行检测接入线路的部分类型的故障，并自行动作断路保护负载电路。但由于现在的MCB中的电磁铁21或其他故障动作机构仅能识别电流变化，而对于其他异常无法有效动作，则导致现在许多用电设备即使设置有断路器依然出现线路起火或负载电器受损等情况。为了提供较好的综合保护效果，则会设置具有更多功能的断路器实现多种保护效果。

现有技术中，因为原本的断路器中集成有部分功能部件，无法在原有的空间内设置其他结构，则为了集成多个检测模块，通常在断路器外部单独设置一个模块与断路器外壳卡接，且内部结构联动或电信号连接。这种常规方式导致整个断路器模块体积较大，有一定的限制条件，无法适用于安装空间较小的设备中。

本实施例通过将检测用的机构设置在原有的断路器壳体1内，与断路器组件设置在同一空间内，并通过集成有的重合组件来实现断路之后的自动合闸，从而在具有较好的保护效果的同时又能够自动恢复通路。

具体来说，本实施例公开一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，包括设置在同一壳体1内的断路器组件和自动重合组件，同时还包括设置在壳体1内用于检测接入断路器组件内的线路故障的检测组件。

检测组件检测到接入的线路发生故障后通过断路器组件直接脱扣或使自动重合组件间接脱扣；所述自动重合组件在故障消除后通过与断路器组件联动实现合扣。其中，自动重合组件与断路器组件机械联动，而自动重合组件、断路器组件均与所述检测组件电连接，通过检测模块检测接入电路的故障信息，一旦出现故障，检测模块会将反馈信号或控制信号传递至断路器组件中或者自动重合组件中，通过直接或间接的方式实现断路保护。

通过上述机制和连接方式，一旦接入线路出现故障，会通过断路器组件自身、被动或联动动作的方式形成断路，则具有较好的保护效果。对于检测模块的信号输出方式，可通过直接的输出电流致使对应组件直接动作，或者通过输出控制信号到单独设置的控制芯片进行控制。

具体地，本实施例的检测组件包括剩余电流检测器6、电弧故障检测器7和端子温度检测器8。

其中，剩余电流检测器6是当电气设备漏电时，将呈现出异常的电流和电压信号。漏电保护装置通过检测此异常电流或异常电压信号，经信号处理，促使执行机构动作，借助断路器组件迅速切断电源。

而电弧故障检测器7同样是针对接入电路对其电流波形特征值进行检测，而电弧故障是指带电线路中出现非人类意愿电弧的一种电气故障。则实施例将其作为模块单独设置在壳体1内，对接入线路单独引线进行检测，从而在未改变原有断路器组件的前提下同时具有故障电弧检测的功能。而所谓的端子温度检测器8，是设置在接入端子18或接出端子19附近的温度传感器，因为接入线路本身出现故障时可能未产生故障电流信号，导致断路器组件和其他检测组件并未产生动作。

但故障部分可能持续产生一定的热量传递至接线端子上，若温度持续增大可能会影响断路器内部设备的稳定性，则通过单独设有端子温度检测器8能够进一步提高保险系数，并可通过外接或者内部设置通信模块将检测数据实时传输至后台服务器中，也能够远程进行状态检测。

具体地，剩余电流检测器6和电弧故障检测器7均通过设有的互感器对接入断路器中的线路进行检测。

实施例2：

本实施例公开一种断路器，如图1-14所示，其中图1-3中展示了该断路器的整体装配示意图，可以看到本实施例中为一种双极断路器，也就是两级断路器结构，由两个单级断路器组成。包括两个壳体1相互扣合而成，每个壳体1内均单独设有断路器组件，形成接入单独一根线路的完整断路器结构。

如图4和图5所示，断路器组件包括接入端子18、接出端子19、操作手柄5、脱扣组件20、电磁铁21、灭弧组件22和引弧组件23，上部穿出壳体1的是操作手柄5，操作手柄5与壳体1转动连接，并通过一根金属杆与脱扣组件20连接。而采用的脱扣组件20是多个部件组合形成的转动机构，其下部设有活动触点，并通过软质的线缆与接入端子18电连接。脱扣组件20内设有锁扣机构，当推动操作手柄5使其朝向合闸的方向运动时，锁扣组件会上锁，在未受到外力影响下克服脱扣组件20内的复位弹簧的回复力而保持在合闸状态。

而电磁铁21设置在壳体1中部，其下部设有固定触点，电磁铁21上设有活动的推杆，在接入电路中出现瞬时短路电流时，电磁铁21将推杆向外推动致使脱口组件下部受到推力从而脱扣断闸，使得固定触点与活动触点脱离接触形成断路。而在壳体1下部设有灭弧组件22，通过引弧组件23将产生的电弧引入灭弧组件22中，防止在断路器中产生电弧。

与现有的单级断路器不同的是，本实施例中的断路器设有检测组件与自动重合组件，如图6和图7中所示的，两个壳体1之间设有留空区域10，而自动重合组件和检测组件设置在留空区域10内。

为了设置检测组件和自动重合组件，会对内部的断路器组件的位置进行调整，使其尽可能朝两侧移动，在壳体1的中部留出空间，则既能够达到较好的隔断效果，避免两侧的断路器组件互相影响，同时又能够有足够的空间设置两个功能组件。

其中，检测组件可同时对两级接入线路进行检测，只需在两个接入端子18上单独引出用于检测的线路即可。由于检测组件中可以包含有多种基于电流特征值的检测单元，则一般该检测单元均采用互感器作为检测部件，使得单独引出的通电导体穿过互感器的中心，并由互感器将数据传输至每个模块的处理IC中，再由处理IC分析处理数据并判断是否出现故障，一旦出现故障则控制断路器组件动作断闸或者控制自动重合组件动作间接断闸。

相较于现有技术，本实施例通过将两侧的断路器组件向外侧移动，并缩小部分功能部件(电磁铁21和引弧组件23)体积，使得两个断路器的壳体1扣合时，如图6和图7所示，在中间位置形成一个留空区域10。则将检测组件与自动重合组件均设置在该留空区域10中，因为互感器体积较大，则通常设置在底部，而该位置两侧是断路器组件的引弧组件23部分，该部分体积较小，可以尽可能缩小空间。在图7中可以看到，其中右侧的断路器壳体1下部设有用于安装互感器的两个弧形凹槽。

因为两侧的断路器为对称设置，但因为留空区域10中包含有多个功能部件，且多个功能部件均集成在同一控制电路板2上，则考虑到互感器和自动重合组件的厚度，如图6所示，控制电路板2为偏置方式安装在留空区域10内，而大部分功能部件均设置在同侧，包括电源控制IC、多个检测IC、互感器和自动重合组件。

如图8-图14所示，上述图中对自动重合组件和检测组件进行结构展示。在图8中可以看到，所有部件均集成在同一控制电路板2上，并设置在同一侧。所述检测组件包括剩余电流检测器6、电弧故障检测器7和端子温度检测器8，上述三种检测器的数据处理芯片均集成在控制电路板2上，而剩余电流检测器6采用零序电流互感器作为检测部件，该互感器设置在控制电路板2的下部。为了便于检测，通过从接入端子18上单独引出一根检测线缆进行检测，其中两个接入端子18上的检测线缆均经过剩余电流检测器6的互感器，而连接火线的接入端子18上的检测线缆还同时穿过了电弧故障检测器7的互感器。由两个互感器将数据实时发送至控制电路板2中进行反馈，而一旦出现故障特征值，则由控制电路板2操作断路器组件内的电磁铁21动作实现断路，并在故障解除后通过自动重合组件进行合闸。

同时，壳体1外设有单独用于指示该断路器的运行状态的指示灯13，若正常合闸状态下，则绿灯常亮，而如果断路则为红灯常亮，若内部组件失效或出现未知故障或自动重合组件长时间无法合闸时，则为黄灯闪烁。

本实施例中采用指示灯进行简单指示，同样也可以采用小型的单色液晶显示屏进行显示，且能够将检测到的电流大小或电功率大小实时显示进行反馈。

而其中的端子温度检测器8单独设置在壳体1靠近两个端子的位置，如图11所示，在该平面图中展示了端子温度检测器8的放置位置。

在控制电路板2上，还设有用于反馈运行状态的信号灯，信号灯包括三个灯泡，通过不同的颜色在不打开外壳的前提下能够了解到该设备现在是否断闸，或者是否出现故障。而在信号灯一侧设有控制开关14，该控制开关14能够关闭重合闸。为了进一步提高该设备的稳定性和可操作性，在控制电路板2上还设有单独的无线传输模块，用于将运行状态发送至远端的服务器中，而服务器能够远程操控自动重合组件进行合闸或断闸。

而自动重合组件的电控部分和检测组件均集成在同一控制电路板2上。

自动重合组件包括动力机构与传动机构；而动力机构设置在重合组件外壳17内。传动机构包括减速组件3和换向组件4；其中所述动力机构与减速组件3直接传动连接，通过减速组件3放大转矩并传递至换向组件4上，由所述换向组件4将转动力传递至断路器组件进行联动。

减速组件3包括输出齿轮3.2和多个减速齿轮3.1，所述减速轮包括直径不同但同轴堆叠固定的大齿轮和小齿轮；减速组件3还包括两根相互平行设置的转轴3.3，所述减速齿轮3.1和输出齿轮3.2均套设在对应的转轴3.3上并能够独立转动，两根所述转轴3.3上的减速齿轮3.1交错叠加传动；每组相互传动连接的大齿轮和小齿轮的圆心距等于两根所述转轴3.3的间距值。

其中所述的同轴堆叠固定是指两个齿轮轴线共线且相互紧贴固定，形成同心圆结构。而所述的交错叠加传动是指两根转轴3.3上均堆叠设置有多个减速齿轮3.1，两根转轴3.3的减速齿轮3.1均是套设在转轴3.3上并进行独立转动的单元。而动力机构与其最靠近的一个减速齿轮3.1直接啮合传动，该减速齿轮3.1再带动设置在另一根转轴3.3上相互交错啮合的减速齿轮3.1转动，且值得说明的是，两个减速齿轮3.1啮合是大齿轮与小齿轮单独啮合，由于所有减速齿轮3.1的设置方向一致，按照从动力机构一端开始进行扭矩放大的方式，所有减速齿轮3.1均是小齿轮朝下，大齿轮朝上。

则动力机构先与减速齿轮3.1中的小齿轮传动，并由该减速齿轮3.1的大齿轮带动设置在另一根转轴3.3上的减速齿轮3.1的小齿轮转动，然后该齿轮又带动另一根转轴3.3上的减速齿轮3.1转动，则依次以一一串联的方式交错叠加传动。设置有的两种转轴3.3是特殊的装配模式，且采用两根相互平行转轴3.3的方式中所有的减速齿轮3.1均为统一的尺寸标准，但同样也可以采用单独的减速齿轮3.1机构组合传动。

若采用多种不同尺寸的减速齿轮3.1，同样采用上下交错堆叠的方式，但由于减速齿轮3.1的尺寸不一，则上下相邻的减速齿轮3.1间距相同但不处于同一轴线上，而是在壳体1内设有多个固定转轴3.3的安装槽，每个减速齿轮3.1均单独设有一根独立的转轴3.3，仅需保证减速齿轮3.1之间相互啮合即可。

但由于本实施例是在现有的2P断路器上进行改进，在不改变原有的壳体1体积尺寸前提下需要增加多个模块，故采用统一尺寸的齿轮相互堆叠能够最大限度的提高体积占用率，避免空间浪费，才能够降低尺寸提高数量来保证较好的放大减速效果。

图9中展示了该自动重合组件在去掉重合组件外壳17后的状态图，可以看到输出齿轮3.2与外部的第一伞齿轮4.1传动连接，而第一伞齿轮4.1与第二伞齿轮4.2传动连接构成换向组件4。

壳体1内还设置有用于检测断路器开闭状态的反馈组件。本实施例中，如图9所示，其中可以看到在控制电路板2上部设有用于避让换向组件4的圆形开槽，而在圆形开槽上设有反馈组件。本实施例中的反馈组件包括第一霍尔传感器11和第二霍尔传感器12，并在换向组件4上的第二伞齿轮上设有两个磁体。

由于在第二伞齿轮与操作手柄5套设在同一传动轴15上，且第二伞齿轮相对于传动轴15可独立转动，则第二伞齿轮上设有推动块，操作手柄5上设有固定块；当动力机构动作时由推动块转动与固定块接触并推动固定块转动从而控制操作手柄5动作；在断路器处于合闸状态时所述固定块与所述推动块之间弧长大于等于断路器从合闸到断闸状态中所述固定块的转动弧长。

而在本实施例中，如图13和14所示，可以看到图中所展示的传动轴15为六边形结构，传动轴15上套设有三个部件，其中包括两个断路器组件中的操作手柄5和一个联动套管16，而该操作手柄5与联动套管16上均设有内六角通孔，则与传动轴15同时转动。而联动套管16一端端部设有扇形结构的凸块，该凸块即为固定块，所述联动套管16外壁为圆柱形结构，而第二伞齿轮则套设在联动套管16外部并可沿联动套管16的轴线单独转动，而推动块同样也为扇形结构并设置在第二伞齿轮的背面。当零部件装配时，即图13中所展示的状态，可以看到此时第二伞齿轮的背面靠近联动套管16设有固定块一端，且固定块与推动块大致处在同一圆上，并相差π弧度。

图13中的状态是两个操作手柄5均处在断闸位置，而固定块和推动块外侧表面均设有磁体，在推动块一侧设有第一霍尔传感器11，而在固定块位置设有第二霍尔传感器12。两个霍尔传感器此时都感应到磁场，则标记为断闸状态。而控制电路板2上的控制IC通过自动重合组件推动第二伞齿轮转动在图13的状态下顺时针转动，并使得两侧的断路器组件合闸，若导致断闸的故障被排出了，则断路器组件能够成功合闸，且被检测一侧的操作手柄5保持合闸状态后，所述固定块便脱离第二霍尔传感器12的检测范围，此时判定为合闸状态，第二伞齿轮也反转并恢复原位。

但同时还可以将固定块在合闸状态下固定在第二霍尔传感器12的位置，则反馈组件可以对电机9进行反馈，断闸时固定块则脱离第二霍尔传感器12的检测范围，通过推动块推动使其朝向第二霍尔传感器12位置转动并在第二霍尔传感器12检测到磁场后便停止转动并恢复到初始位置。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (11)

1.一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，其特征在于：包括设置在同一壳体(1)内的断路器组件和自动重合组件，还包括设置在壳体(1)内用于检测接入断路器组件内的线路故障的检测组件；

所述检测组件检测到接入的线路发生故障后通过断路器组件直接脱扣或使自动重合组件间接脱扣；

所述自动重合组件在故障消除后通过与断路器组件联动实现合扣。

2.根据权利要求1所述的一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，其特征在于：所述检测组件包括剩余电流检测器、电弧故障检测器、端子温度检测器、电压检测器和环境条件检测器中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，其特征在于：所述剩余电流检测器和电弧故障检测器均通过设有的互感器对接入断路器中的线路进行检测。

4.根据权利要求3所述的一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，其特征在于：所述检测组件同时包括剩余电流检测器、电弧故障检测器和端子温度检测器；

所述端子温度传感器设置在靠近断路器组件的接入和接出线路两端；

接入线路穿过电弧传感器和剩余电流传感器，且穿过剩余电流传感器为接入线路构成完整回路。

5.根据权利要求1所述的一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，其特征在于：所述自动重合组件的电控部分和检测组件均集成在同一控制电路板(2)上。

6.根据权利要求1所述的一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，其特征在于：所述自动重合组件包括动力机构与传动机构；所述传动机构包括减速组件(3)和换向组件(4)；

其中所述动力机构与减速组件(3)直接传动连接，通过减速组件(3)放大转矩并传递至换向组件(4)上，由所述换向组件(4)将转动力传递至断路器组件进行联动。

7.根据权利要求6所述的一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，其特征在于：所述减速组件包括输出齿轮(3.2)和多个减速齿轮(3.1)，所述减速轮(3.1)包括直径不同但同轴堆叠固定的大齿轮和小齿轮；

减速组件还包括两根相互平行设置的转轴(3.3)，所述减速齿轮(3.1)和输出齿轮(3.2)均套设在对应的转轴(3.3)上并能够独立转动，两根所述转轴(3.3)上的减速齿轮(3.1)交错叠加传动；

每组相互传动连接的大齿轮和小齿轮的圆心距等于两根所述转轴的间距值。

8.根据权利要求1所述的一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，其特征在于：所述壳体(1)内还设置有用于检测断路器开闭状态的反馈组件。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，其特征在于：所述断路器为两级断路器，包括设置在同一壳体(1)内的两个断路器组件；所述自动重合组件和检测组件设置两个断路器组件之间。

10.根据权利要求1-8任一项所述的一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，其特征在于：所述断路器为两级断路器，包括两个壳体(1)，每个所述壳体(1)内均设有断路器组件；

两个所述壳体(1)之间设有留空区域，所述自动重合组件和检测组件设置在留空区域内。

11.根据权利要求1-8任一项所述的一种带有多类型检测模块的自动重合断路器，其特征在于：所述检测组件根据检测到的断路器内的运行参数和接入线路参数生成分析结果并将分析结果发送至后端的服务器中进行反馈。

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