CN111640628B - 一种微型漏电断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型漏电断路器，包括被中间基板分隔成N极和L极的外壳，N极设有N极触头装置和电子式漏电保护模块或电磁式漏电保护模块；N极触头装置设有N极触头支持；L极设有操作机构、L极触头装置、短路脱扣装置、灭弧装置和过载脱扣装置，操作机构设有跳扣，L极触头装置设有L极触头基座；N极触头支持、L极触头基座和跳扣通过连接轴同轴驱动。本发明，N极触头支持和L极触头支持与操作机构的跳扣同轴联动，提高了断路器的分断能力和产品稳定性；N极的漏电保护模块可以为电子式或电磁式，采用二合一功能模块设计，降低生产成本。

Description

一种微型漏电断路器

技术领域

本发明涉及微型断路器技术领域，具体涉及一种微型漏电断路器。

背景技术

漏电断路器(Residual Current Circuit Breaker)是电路中漏电电流超过预定值时自动动作的开关，用于防止人身触电，具有过载、短路和漏电保护的功能，常见的电流漏电短路器分为电子式和电磁式。1P+N漏电断路器是一种小型断路器，包括一个L极断路单元和一个N极断路单元，主要适用于交流50Hz/60Hz、额定电流至63A的线路中。

现有的整体式1P+N电子式漏电断路器是将1P+N断路器和漏电单元组合在一起，通常将断路器L极和N极布置在一个模数内，将漏电动作机构、线路板和零序互感器布置在另一个模数内，于是将产品压缩为两个模数宽，从而缩小了产品的体积，然而，由于受空间限制，额定电流也受到限制，目前的两个模数款的整体式1P+N断路器电流基本只做到40A额定电流。也就是说，在电流大于40A时，现有的整体式1P+N断路器的温升、分断能力等指标不能满足安全要求，其安全载流能力不能达到63A，这是因为在原来的两个模数宽的1P+N断路器中增加了漏电脱口单元的一系列构建，使有限的空间内构件超负荷拥挤，而拥挤必然导致与安全载流能力相关的参数(如安全爬电距离、隔弧距离等)发生改变，故而导致安全载流能力的下降。

为此，中国发明专利CN107146745A提供了一种电子式漏电断路器，包括外壳，设置在外壳内的隔板将外壳分隔形成两层空腔，两层空腔为用于布设L极断路模块的第一空腔，以及用于布设N极断路模块和电子式漏电断路器的漏电保护模块的第二空腔。上述电子式漏电断路器，充分利用产品内部空间，在提高额定电流时能避免出现温升偏高等不合格现象，能够确保其安全载流能力和额定电流达到63A。

但是上述电子式漏电断路器存在以下问题：

(1)只能用于布置电子式漏电断路器的漏电保护模块，不能布置电磁式漏电保护模块；

(2)漏电保护模块在N极后闭先断，分断能力和稳定性能较差。

有鉴于此，急需对现有微型漏电断路器的结构进行改进，以适应不同类型的漏电断路器、提高其分断能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有微型漏电断路器只能适用于电子式漏电保护模块、分断能力和稳定性能差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种微型漏电断路器，包括外壳，所述外壳被中间基板分隔成N极和L极，

所述N极设有N极触头装置和电子式漏电保护模块或电磁式漏电保护模块；所述N极触头装置设有N极触头支持；

所述L极设有操作机构、L极触头装置、短路脱扣装置、灭弧装置和过载脱扣装置，所述操作机构设有跳扣，所述L极触头装置设有L极触头基座；所述L极触头基座的顶面上设有指示模块，用于指示微型漏电断路器是否跳闸；

所述N极触头支持、所述L极触头基座和所述跳扣通过连接轴同轴驱动。

在本方案中，所述电子式漏电检测模块包括：

零序互感器，采用超微晶材料，用于检测漏电电流；

晶体管电子板，采用MOS布局，用于放大所述漏电电流形成动作电信号；

脱扣器，根据所述动作电信号推动所述N极触头装置动作。

本方案中，所述电磁式漏电检测模块包括：

零序互感器，采用超微晶材料，用于检测漏电电流；

电磁式漏电脱扣器，根据所述漏电电流形成动作电信号推动所述N极触头装置动作。

在本方案中，所述L极触头基座的外端面设置L极触头支持，其内端面上设有锁扣，所述L极触头支持的底端设有L极动触头，L极静触头设置在所述L极动触头与所述短路脱扣装置之间。

在本方案中，所述锁扣包括：

L极脱扣部，设置在所述锁扣的外端面上，与所述L极触头支持相抵，用于推动所述L极触头支持动作；

漏电脱扣部，设置在所述锁扣的内端面上并穿过所述中间基板，与所述漏电保护模块相对设置；

锁扣安装孔，所述L极触头基座的内端面上设有锁孔安装轴，与所述锁孔安装孔相适配。

在本方案中，所述L极触头支持上设有：

触头支持安装孔，所述L极触头基座上设有触头基座安装孔，第二连接轴穿过所述触头支持安装孔和所述触头基座安装孔与所述L极触头基座连接固定；

短路制动部，设置在所述L极触头支持与所述短路脱扣装置相对的端面上；

锁扣制动部，设置在所述L极触头支持的内端面上，与所述L极脱扣部相抵；

基座驱动部，用于驱动所述L极触头基座转动。

在本方案中，所述N极内设有漏电脱扣复位装置，设置在所述漏电保护模块与所述N极触头装置之间，包括：

脱扣拨片，其顶端设有安装圈，转动设置在所述中间基板上的安装轴上，与所述漏电保护模块相对设置；

漏电脱扣复位部，设置在所述N极触头支持的上部，与所述脱扣拨片相对设置，分闸时，所述漏电脱扣复位部随N极触头支持的转动驱动所述脱扣拨片复位。

在本方案中，所述锁扣的外端面上设有塑料弹簧，其外端面上设有凹槽和通孔，所述L极触头基座的外端面上设有弹簧固定轴，与所述通孔相适配。

在本方案中，所述N极内设有漏电试验电路，包括：

漏电中盖，设置在所述漏电保护模块外侧，可拆卸地安装在所述中间基板上；

试验按钮，设置在所述外壳的顶面上；

导电扭簧，设置在所述漏电中盖上，其水平端设置在所述试验按钮的下方，其垂直端向上弯折；

试验静片，设置在所述导电扭簧的水平端的下方，固定在所述漏电中盖上；

试验电阻，设置在所述漏电中盖上与所述导电扭簧的垂直端和所述漏电保护模块电连接。

在本方案中，所述L极动触头通过热铆焊接与所述L极触头支持固定。

与现有技术相比，本发明提供的微型断路器，N极触头支持、脱扣和L极触头基座通过第一连接轴连接，实现L极触头装置与N极触头装置的同轴联动；L极触头装置与N极触头装置双轴联动，采用两极储能结构，提高了断路器的分断能力以及其性能稳定性。N极的漏电保护模块可以为电子式或电磁式，采用二合一的功能模块设计，降低成本。

附图说明

图1为本发明中微型漏电断路器的外形示意图；

图2和图3为本发明中微型断路器的漏电保护模块和N极断路模块的结构示意图；

图4为本发明中微型断路器的L极断路模块的结构示意图；

图5为本发明中N极触头装置的结构示意图；

图6为本发明中锁扣的示意图；

图7为本发明中L极触头支持的示意图；

图8为本发明中电子式漏电检测模块的电路图。

其中，图1-图8中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1外壳，10中间基板，11N极，12L极，13连接轴，2N极断路模块，30漏电动作模块，21N极触头支持，22N极动触头，23N极静触头，210漏电脱扣复位部，31脱扣拨片，5漏电试验电路，51漏电中盖，52试验按钮，53导电扭簧，54试验静片，41操作机构，42L极触头装置，43短路脱扣装置，44灭弧装置，411手柄，412连接杆，413跳扣，421L极触头基座，422L极触头支持，423锁扣，424L极动触头，425L极静触头，4231L极脱扣部，4232漏电脱扣部，4233锁扣安装孔，4234塑料弹簧，4221触头支持安装孔，4222短路制动部，4223锁扣制动部，4224基座驱动部，4225动触头安装部。

具体实施方式

本发明提供了一种微型漏电断路器，漏电保护模块和N极触头装置设置在N极的上部，漏电保护模块可以适用于电子式和电磁式漏电检测模块；N极和L极通过连接轴与跳扣同轴联动，提高了漏电断路器的分断能力和产品稳定性。下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细说明。

如图1、图2所示，本发明提供的微型漏电断路器包括外壳1，外壳1被中间基板10分隔成N极11和L极12，N极11用于布置N极断路模块2和漏电保护模块，L极12用于布置L极断路模块。

N极断路模块2包括N极触头装置，漏电保护模块为电子式漏电保护模块或电磁式漏电保护模块，电子式漏电保护模块包括零序互感器、晶体管电子板和脱扣器。电磁式漏电保护模块包括零序互感器和电磁式漏电脱扣器。零序互感器采用超微晶材料，用于检测漏电电流，降低了漏电检测模块待机的能耗；晶体管电子板的电路图如图6所示，用于放大零序互感器检测到的漏电电流，并形成动作电信号传递到脱扣器，由脱扣器根据动作电信号推动N极断路模块2动作。晶体管电子板采用MOS布局，增强了ESD效果，提高了抗干扰性能，具有良好的线路稳定性，提高了电路的输出延时效果，优于市场同类产品，满足不同客户的需求。电磁式漏电脱扣器根据零序互感器检测到的漏电电流形成动作电信号，推动N极断路模块2动作。在本方案中，电子式漏电保护模块与电磁式漏电保护模块占据的模块大小一致，漏电保护模块采用二合一模块设计，适用于电磁式和电子式漏电保护模块，降低了生产成本。电磁式漏电脱扣器或晶体管电子板和脱扣器为漏电动作模块30

如图2、图3、图4和图5所示，N极触头装置包括N极触头支持21、N极动触头22和N极静触头23，N极触头支持21的底端面上设有N极动触头22，N极触头支持21的上部设有漏电脱扣复位部210。N极静触头23设置在N极动触头22和漏电动作模块30之间，与N极接线装置电连接。

脱扣器或电磁式漏电脱扣器与N极触头装置之间设有脱扣拨片31，脱扣拨片31的顶端设有安装圈，安装圈套设在中间基板10上的安装轴上，使脱扣拨片31可以根据漏电脱扣器的动作发生转动。

N极11内还设有漏电试验电路5，包括漏电中盖51、试验按钮52、导电扭簧53、试验静片54和试验电阻。漏电中盖51设置在漏电动作模块30的外侧，可拆卸地安装在中间基板11上，其外端面设有导电扭簧53、试验静片54和试验电阻(图中未画出)，试验按钮52设置在外壳10的顶面上，其底端传出外壳10，伸入N极11内。导电扭簧53的水平端设置在试验按钮52的下端，其垂直端向上弯折，与试验电阻电连接。

L极断路模块包括操作机构41、L极触头装置42、短路脱扣装置43、灭弧装置44和过载脱扣装置(图中未画出)。

操作机构41包括手柄411、连接杆412和跳扣413，手柄411设置在外壳1的顶面上，通过连接杆412驱动跳扣413。跳扣413上设有第一连接轴孔。

L极触头装置42包括L极触头基座421，L极触头基座421的外端面上设置L极触头支持422，内端面上设置锁扣423。L极触头支持422的底端设置L极动触头424，L极静触头425设置在L极动触头424与短路脱扣装置43之间。

L极触头基座421上设有贯穿L极触基座421的第二连接轴孔，第一连接轴13穿过跳扣413上的第一连接轴孔，两端分别与N极触头支持21和L极触头基座421的内端面连接，形成第一联动。L极触头基座421的内端面上设有锁扣安装轴。L极触头基座421的顶面设有指示模块4211，外壳1的顶面上设有与指示模块相对设置的指示孔，合闸时，L极触头基座转动，通过指示孔可以看到指示模块由跳闸状态转换成合闸状态；跳闸时，L极触头基座反向转动，通过指示孔可以看到指示模块由合闸状态转换成跳闸状态。通过指示模块，可以显示断路器的合闸或跳闸状态。

如图6所示，锁扣423包括L极脱扣部4231、漏电脱扣部4232和锁扣安装孔4233，L极脱扣部4231设置在锁扣423的外端面上，与L极触头支持422相抵，用于推动L极触头支持422动作。漏电脱扣部4232设置在锁扣423的内端面上并穿过中间基板11，与脱扣拨片31相对设置。锁扣安装孔4233与锁孔安装轴相适配，用于将锁扣423安装在L极脱扣基座421上。

锁扣423的外端面上还设有塑料弹簧4234，其外端面上设有凹槽和通孔，通孔用于与L极触头基座外端面上的弹簧固定轴固定，凹槽用于与其他外接断路开关组件连接，实现与其他断路开关组件的联动。

如图7所示，L极触头支持422包括触头支持安装孔4221、短路制动部4222、锁扣制动部4223、基座驱动部4224和动触头安装部4225。触头支持安装孔4221贯穿L极触头支持422，第二连接轴依次穿过触头支持安装孔4221、L极触基座421上的第二连接轴孔将L极触头支持422固定在L极触头基座421上。短路制动部4222设置在L极触头支持422与短路脱扣装置43相对的端面上，受短路脱扣装置43驱动发生动作。锁扣制动部4223设置在L极触头支持422的内端面上，与锁扣43上L极脱扣部4231相抵。基座驱动部4224用于驱动L极触头基座321转动。L极动触头424与动触头安装部4225采用热铆焊接的方式进行固定连接。L极触头支持422上设有U型拉杆，U型拉杆的末端与过载装置的双金属片相对设置。

本发明的使用方法(工作过程)如下：

合闸/分闸操作过程：当操作手柄411向合闸方向操作时，操作手柄411通过连接杆412驱动跳扣413转动，带动N极触头支持21和L极触头基座421转动，N极触头支持21带动N极动触头22与N极静触头23接触，N极触头装置闭合；L极触头基座421转动带动L极触头支持422转动，使L极动触头424与L极静触头425接触，L极触头装置闭合。

当操作手柄向分闸方向操作时，操作手柄411通过连接杆412驱动跳扣413转动，带动N极触头支持21和L极触头基座421转动，N极触头支持21带动N极动触头22与N极静触头23断开，N极触头装置分断；L极触头基座421转动带动L极触头支持422转动，使L极动触头424与L极静触头423断开，L极触头装置分断。手动合闸、分闸时，N极触头装置会先于L极触头装置闭合，先于L极触头装置分断。

短路跳闸过程：当主电路出现短路故障时，短路电磁脱扣装置43产生电磁力驱动推杆使其触动L极触头支持422上的短路制动部4222，使L极触头支持422带动L极动触头424、锁扣423、L极触头基座421以及跳扣413转动，L极动触头424与L极静触头425分断；L极触头基座421和跳扣413通过第一连接轴驱动N极触头支持21转动，N极动触头22与N极静触头23分断。短路跳闸时，N极触头装置会后于L极触头装置分断。

过载跳闸过程：当主电路出现短路故障时，过载脱扣装置的双金属片发生弯曲，在弯曲达到脱扣力值后，双金属片拉动U形拉杆驱动解锁，使L极触头支持422带动L极动触头424、锁扣423、L极触头基座421以及跳扣413转动，L极动触头424与L极静触头425分断；L极触头基座421和跳扣413通过第一连接轴驱动N极触头支持21转动，N极动触头22与N极静触头23分断。短路跳闸时，N极触头装置会后于L极触头装置分断。

漏电脱扣跳闸过程：当主电路出现漏电电流时，漏电保护模块的零序互感器感应到该漏电信电流并控制晶体管电子板或电磁式漏电脱扣器产生激励电信号，激励脱扣器或电磁式漏电脱扣器的推杆推动脱扣拨片31，脱扣拨片31推动锁扣423的漏电脱扣部4232使锁扣423转动，锁扣423上的L极脱扣部4231推动L极触头支持422的锁扣制动部4223使L极触头支持422转动，带动L极动触头424、L极触头基座421以及跳扣413转动，L极动触头424与L极静触头425分断；L极触头基座421和跳扣413通过第一连接轴驱动N极触头支持21转动，N极动触头22与N极静触头23分断。漏电跳闸时，N极触头装置会后于L极触头装置分断。

漏电复位过程：当发生漏电跳闸时，随着N触头支持21的转动，N极触头支持21上的漏电脱空复位部210推动脱扣拨片31的上端，使脱扣拨片31反向转动，恢复到与脱扣器或电磁式漏电脱扣器的推杆接触的位置。

漏电测试过程：人为按下漏电试验回路的试验按钮52，使导电扭簧53与试验静片54接触，漏电试验回路接通，形成模拟漏电电流，零序互感器感应到该模拟漏电电流并形成漏电信号，如果漏电保护模块正常，则该漏电信号会导致漏电脱扣跳闸动作，如果漏电保护模块异常，则该漏电信号不能导致漏电脱扣跳闸动作。松开按钮，导电弹簧的弹力使其与试验静片分断，使漏电试验回路分断并回到正常。

与现有技术相比，本发明提供的微型漏电断路器，具有以下优点：

(1)集过载、短路、剩余电流动作特性功能于一体设计，N极带开闭极不带保护级的漏电模块，L极带过载、短路保护模块；

(2)L极触头装置与N极触头装置通过连接轴与操作机构的跳扣同轴连接，N极触头装置先于L极触头装置闭合，后于L极触头装置分断，采用两极储能结构，提高了漏电断路器的分断能力和产品性能的稳定性；

(3)漏电保护模块为电子式漏电保护模块或电磁式漏电保护模块，零序互感器采用超微晶材料，漏电保护模块适用于电子式或电磁式漏电保护模块，晶体管电子板采用MOS布局模式，增强了ESD效果，提高了抗干扰性能，具有良好的线路稳定性，提高了电路的输出延时效果，优于市场同类产品，满足不同客户的需求，降低了微型漏电断路器的待机能耗和生产成本；

(4)L极动触头采用热铆焊接技术，提高了L极动触头与L极触头支持之间的整体性能和结构的耐冲击性，增强了其结构强度，提高了L极触头装置的稳定性和分断能力；

(5)N极内设有漏电脱扣复位装置，分闸时随N极触头支持的转动，漏电脱扣复位装置推动脱扣拨片自动回位，无需用户进行手动漏电复位，提高了微型漏电断路器使用的便捷性；

(6)L极内设有漏电中盖，所述试验静片、导电弹簧和试验电阻设置在所述漏电中盖上，提高了漏电检测电路在L极内的布局合理性，提高了微型漏电断路器的性能的稳定性。

本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种微型漏电断路器，包括外壳，所述外壳被中间基板分隔成N极和L极，其特征在于，

所述N极设有N极触头装置和漏电保护模块；所述漏电保护模块为电子式漏电保护模块或电磁式漏电保护模块；所述N极触头装置设有N极触头支持；

所述L极设有操作机构、L极触头装置、短路脱扣装置、灭弧装置和过载脱扣装置，所述操作机构设有跳扣，所述L极触头装置设有L极触头基座；所述L极触头基座的外端面设置L极触头支持，其内端面上设有锁扣，所述L极触头支持的底端设有L极动触头，L极静触头设置在所述L极动触头与所述短路脱扣装置之间；所述L极触头基座上设有指示模块，所述外壳的顶面上设有与指示模块相对设置的指示孔，用于指示微型漏电断路器是否跳闸；

所述N极触头支持、所述L极触头基座和所述跳扣通过连接轴同轴驱动；

所述N极内设有漏电脱扣复位装置，设置在所述漏电保护模块与所述N极触头装置之间，包括：

脱扣拨片，其顶端设有安装圈，转动设置在所述中间基板上的安装轴上，与所述漏电保护模块相对设置；

漏电脱扣复位部，设置在所述N极触头支持的上部，与所述脱扣拨片相对设置，分闸时，所述漏电脱扣复位部随N极触头支持的转动驱动所述脱扣拨片复位。

2.根据权利要求1所述的微型漏电断路器，其特征在于，所述电子式漏电保护模块包括：

零序互感器，采用超微晶材料，用于检测漏电电流；

晶体管电子板，采用MOS布局，用于放大所述漏电电流形成动作电信号；

脱扣器，根据所述动作电信号推动所述N极触头装置动作。

3.根据权利要求1所述的微型漏电断路器，其特征在于，所述电磁式漏电保护模块包括：

零序互感器，采用超微晶材料，用于检测漏电电流；

电磁式漏电脱扣器，根据所述漏电电流形成动作电信号推动所述N极触头装置动作。

4.根据权利要求1所述的微型漏电断路器，其特征在于，所述锁扣包括：

L极脱扣部，设置在所述锁扣的外端面上，与所述L极触头支持相抵，用于推动所述L极触头支持动作；

漏电脱扣部，设置在所述锁扣的内端面上并穿过所述中间基板，与所述漏电保护模块相对设置；

锁扣安装孔，所述L极触头基座的内端面上设有锁孔安装轴，与所述锁扣安装孔相适配。

5.根据权利要求4所述的微型漏电断路器，其特征在于，所述L极触头支持上设有：

触头支持安装孔，所述L极触头基座上设有触头基座安装孔，第二连接轴穿过所述触头支持安装孔和所述触头基座安装孔与所述L极触头基座连接固定；

短路制动部，设置在所述L极触头支持与所述短路脱扣装置相对的端面上；

锁扣制动部，设置在所述L极触头支持的内端面上，与所述L极脱扣部相抵；

基座驱动部，用于驱动所述L极触头基座转动。

6.根据权利要求1所述的微型漏电断路器，其特征在于，所述锁扣的外端面上设有塑料弹簧，其外端面上设有凹槽和通孔，所述L极触头基座的外端面上设有弹簧固定轴，与所述通孔相适配。

7.根据权利要求1所述的微型漏电断路器，其特征在于，所述N极内设有漏电试验电路，包括：

漏电中盖，设置在所述漏电保护模块外侧，可拆卸地安装在所述中间基板上；

试验按钮，设置在所述外壳的顶面上；

导电扭簧，设置在所述漏电中盖上，其水平端设置在所述试验按钮的下方，其垂直端向上弯折；

试验静片，设置在所述导电扭簧的水平端的下方，固定在所述漏电中盖上；

试验电阻，设置在所述漏电中盖上与所述导电扭簧的垂直端和所述漏电保护模块电连接。

8.根据权利要求1所述的微型漏电断路器，其特征在于，所述L极动触头通过热铆焊接与所述L极触头支持固定。

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