CN113838713A - 一种断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器。所述断路器包括壳体；线路板，设置在壳体内，第一接线组件，设置在所述壳体内，所述第一接线组件包括第一接口以及与所述第一接口电连接的第一接线板；第二接线组件，设置在所述壳体内，所述第二接线组件包括第二接口以及与所述第二接口电连接的第二接线板和第三接线板；所述第一接线板、所述第二接线板或所述第三接线板与所述线路板电连接。本发明提供的断路器通过在壳体内设置线路板，以便于在线路板上设置电能计量单元和MCU等电子元件，实现对断路器的智能化精细控制，且结构紧凑简单。

Description

一种断路器

技术领域

本发明涉及配电器技术领域，尤其涉及一种断路器。

背景技术

相关技术中，5G通讯设备、数据中心在使用时，对体积、可更换、智能化有要求。现有的分路配电单元采用一块大线路板，上面分布有多路(如10路或者15路)控制计量单元，如果其中一路控制计量单元出现问题，则更换需要换整个线路板，而由于分路配电单元体积比较大，在现场进行更换操作比较困难。现有可插拔断路器的通断基本上是通过机构带动触头和手柄运动，实现短路的通断的，当线路出现故障时，在脱扣器或热脱扣器的推动下，机构带动触头打开切断电路，手柄由合闸位置变为分闸位置。

另外，现有断路器产品因是机械方式实现开合电流，不具有对电路的计量、监测、控制、通讯(即数据上传平台)等功能，也不能对电压、电流、电量、功率、漏电进行计量统计、实时监测、事件记录、定时通断控制、备电管理、本地或远程通讯、按时长、电压、电量下电，免责时段通断等功能。

在一些应用场景，比如说铁塔基站或者数据中心的配电中通常采用直流断路器作为过流或短路保护，采用接触器作为通断控制，因现有产品存在以上技术缺点，不能满足铁塔对负荷末端精细化管理的需求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本发明提出一种断路器，能够实现对断路器的智能化精细控制，结构紧凑且简单。

上述的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种断路器，包括：

壳体；

线路板，设置在所述壳体内；

第一接线组件，设置在所述壳体内，所述第一接线组件包括第一接口以及与所述第一接口电连接的第一接线板；

第二接线组件，设置在所述壳体内，所述第二接线组件包括第二接口以及与所述第二接口电连接的第二接线板和第三接线板；

所述第一接线板、所述第二接线板或所述第三接线板与所述线路板电连接。

可选地，所述第一接口设置在所述壳体的第一端，所述第一接线板的第一端与所述第一接口电连接，第二端与所述断路器的第一负载接口的电连接，所述第一接线板设置在所述线路板的一侧；

所述第二接口设置在所述壳体的第一端并与所述第一接口相对且间隔设置，所述第二接线板的第一端与所述第二接口电连接，第二端与所述线路板电连接，所述第三接线板第一端与所述线路板电连接，第二端与所述断路器的第二负载接口电连接，所述第二接线板与所述三接线板均设置在所述线路板的另一侧。

可选地，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体围合成腔体，所述线路板、所述第一接线组件以及所述第二接线组件均设置在所述腔体内，所述下壳体的第一端设置有第一限位框以及与所述第一限位框相对且间隔设置的第二限位框，所述上壳体的第一端设置有第三限位框和第四限位框，所述第一限位框与所述第三限位框对应设置并围合形成第一限位腔，所述第二限位框与所述第四限位框对应设置并围合形成第二限位腔，所述第一接口设置在所述第一限位腔内，所述第二接口设置在所述第二限位腔内。

可选地，还包括第一弹性端子和第二弹性端子，所述第一弹性端子设置在所述第一负载接口与所述第一接线板的第二端之间，所述第一接线板的第二端抵接在所述第一弹性端子侧面，所述第二弹性端子设置在第二负载接口与所述第三接线板的第二端之间，所述第三接线板的第二端抵接在所述第二弹性端子的侧面。

可选地，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体围合成腔体，所述线路板、所述第一接线组件以及所述第二接线组件均设置在所述腔体内，所述下壳体的第二端设置有第五限位框以及与所述第五限位框体相对且间隔设置的第六限位框体，所述上壳体的第二端设置有第七限位框体以及与所述第七限位框体相对且间隔设置的第八限位框体，所述第五限位框体与所述第七限位框体对应设置并围合成第三限位腔，所述第六限位框体与所述第八限位框体对应设置并围合形成第四限位腔，所述第一弹性端子设置在所述第三限位腔内，所述第二弹性端子设置在所述第四限位腔内。

可选地，所述线路板上设置有电能计量单元，所述电能计量单元用于计算电量。

可选地，所述线路板上还设置有通信单元，所述通信单元用于将所述线路板的信息上传至终端平台中，以及收取所述终端平台发送的信号。

可选地，所述通信单元包括通信接口，所述通信接口设置在所述壳体的第一端并位于所述第一接口和所述第二接口之间，所述通信接口与线路板电连接。

可选地，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体围合成腔体，所述线路板、所述第一接线组件以及所述第二接线组件均设置在所述腔体内，所述下壳体的第一端设置有第九限位框体，所述上壳体的第一端设置有第十限位框体，所述第九限位框体与所述第十限位框体对应设置并围合成第五限位腔，所述通信接口设置在所述第五限位腔内。

可选地，所述通信单元为RS485或CAN。

可选地，所述线路板上还设置有过电流和短路保护单元，所述过电流和短路保护单元用于在所述断路器发生过电流或短路时，关闭断路器的总开关。

可选地，所述线路板上还设置有电源模块。

可选地，所述电源模块采用BUCK降压型DC-DC电路驱动所述线路板工作。

可选地，所述线路板包括主板和电源板，所述电源模块设置在电源板上，所述主板上设置有通信单元、电能计量单元、短路保护单元和MCU。

可选地，所述主板设置在所述壳体的底侧，所述电源板板设置在所述主板的上侧并与所述主板平行设置。

可选地，所述断路器的总开关为MOS开关，还包括位置检测结构，所述位置检测结构设置在所述壳体内并伸出所述壳体，用于检测所述断路器是否安装到位，当所述断路器安装到位前，所述MOS开关关闭，当所述断路器安装到位后，所述MOS开关打开。

可选地，所述位置检测结构包括：

微动开关；

运动件，设置在所述壳体内并能够在外力的作用下相对所述壳体朝靠近所述壳体中部的位置运动，以与所述微动开关抵接，以使所述微动开关断开，此时所述断路器断电；

弹性件，设置在所述运动件与所述壳体之间，当所述运动件朝靠近所述壳体的中部位置运动时，所述弹性件压缩，当所述运动件上的外力撤除时，所述运动件能够在所述弹性件的弹力的作用下朝靠近所述壳体的边沿的方向移动，以与所述微动开关脱离以使所述微动开关闭合，此时所述断路器通电。

可选地，还包括散热结构，所述散热结构设置在壳体上，用于对断路器进行散热。

与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：

本发明提供的断路器通过在壳体内设置线路板，以便于在线路板上设置电能计量单元和MCU等电子元件，实现对断路器的智能化精细控制，且结构紧凑简单。

附图说明

图1是本发明具体实施例提供的断路器的立体结构示意图；

图2是本发明具体实施例提供的断路器移除上壳体后的立体结构主视图；

图3是本发明具体实施例提供的断路器移除上壳体后的立体结构示意图；

图4是图3中A处的放大图；

图5是本发明具体实施例提供的断路器的上壳体的立体结构示意图；

图6是本发明具体实施例提供的断路器的控制原理示意图。

图中：

1、壳体；11、下壳体；12、上壳体；1201、第三限位框；1202、第四限位框；1203、第十限位框体；121、导向杆；122、第七限位框体；123、第八限位框体；13、散热槽；131、窗口；14、凸起纹路；

20、第一限位框； 21、第一接口； 22、第一接线板；

30、第二限位框； 31、第二接口； 32、第二接线板；

4、线路板；41、电源板；42、主板；

51、第一弹性端子；511、第五限位框体；52、第二弹性端子；522、第六限位框体；

61、通信接口；62、第九限位框体；

71、运动件；711、导向槽；72、作用块；721、斜面；73、弹性件；

8、微动开关；

9、按键；

10、指示件；100、导光柱；200、第一负载接口；201、第二负载接口。

具体实施方式

以下实施例对本发明进行说明，但本发明并不受这些实施例所限制。对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

请参考图1-图6，本发明提供一种配电结构，包括断路器和多条配电电路，每条配电电路均设置有断路器。断路器包括壳体1、线路板4、第一接线组件和第二接线组件。线路板4设置在壳体1。第一接线组件2设置在壳体1内，第一接线组件2包括第一接口21以及与第一接口21电连接的第一接线板22。第二接线组件3设置在壳体1内，第二接线组件3包括第二接口31以及与第二接口31电连接的第二接线板32和第三接线板33，第一接线板22、第二接线板32或第三接线板33与线路板4电连接。

可选地，第一接口21与配电器的配电杆的正极电连接，第二接口31与配电器的配电杆的负极电连接。

第一接口21设置在壳体1的第一端，第一接线板22的第一端与第一接口21电连接，第二端与断路器的第一负载接口200的电连接，第一接线板22设置在线路板4的一侧。第二接口31设置在壳体1的第一端并与第一接口21相对且间隔设置，第二接线板32的第一端与第二接口31电连接，第二端与线路板4电连接，第三接线板33的第一端与接线板电连接，第二端与断路器的第二负载接口201电连接，第二接线板32与线路板4电连接并设置在线路板4的另一侧，结构紧凑且简单。

具体地，本实施例中，第一接口21与第一接线板22焊接，以实现第一接口21与第一接线板22之间的电连接。第二接口31与第二接线板32焊接，以实现第二接口31与第二接线板32之间的电连接。第二接线板32与线路板4焊接，以实现第二接线板32与线路板4之间的电连接。第三接线板33与线路板4焊接，以实现第三接线板33与线路板4之间的电连接。如此，简化了断路器的装配工序，降低了制备成本，并进一步简化了结构。

可选地，壳体1包括上壳体12和下壳体11，上壳体12与下壳体11围合成腔体，线路板4、第一接线组件2以及第二接线组件3均设置在腔体内，下壳体11的第一端设置有第一限位框20以及与第一限位框20相对且间隔设置的第二限位框30，上壳体12的第一端设置有第三限位框1201和第四限位框1202，第一限位框20与第三限位框1201对应设置并围合形成第一限位腔，第二限位框30与第四限位框1202对应设置并围合形成第二限位腔，第一接口21设置在第一限位腔内，第二接口31设置在第二限位腔内，以实现第一接口21和第二接口31在壳体1内的安装。

可选地，还包括第一弹性端子51和第二弹性端子52，第一弹性端子51设置在第一负载接口200与第一接线板22的第二端之间，第一接线板22的第二端抵接在第一弹性端子51侧面，以便于将第一接线板22和第一接口21安装在壳体1内。第二弹性端子52设置在第二负载接口201与第三接线板33的第二端之间，第三接线板33的一端抵接在第二弹性端子52的侧面，以便于将第三接线板33和第二接口31安装在壳体1内。

可选地，下壳体11的第二端设置有第五限位框511以及与第五限位框体511相对且间隔设置的第六限位框体522，上壳体12的第二端设置有第七限位框体122以及与第七限位框体122相对且间隔设置的第八限位框体123，第五限位框体511与第七限位框体122对应设置并围合成第三限位腔，第六限位框体522与第八限位框体123对应设置并围合形成第四限位腔，第一弹性端子51设置在第三限位腔内，第二弹性端子52设置在第四限位腔内。

可选地，线路板4上设置有电能计量单元，电能计量单元用于计算电量。

本发明提供的断路器通过在线路板4上设置电能计量单元，使得该断路器具有单独计算配电结构中的任意配电电路的电量的功能，从而便于用户准确获取每一独立的配电电路使用的电量。且当配电结构中的其中一路配电电路或多条配电电路中的断路器出现问题时，只需更换或维修出现问题的断路器即可，进而解决了现有技术中，当其中一路的配电电路出现问题时，只能够更换整个配电结构的问题，有效降低了成本。

可选地，电能计量单元采用电能计量专用芯片，通过电阻分压、分流器和热敏电阻检测电压、电流和温度，实现高精度电能计量和温度保护。

可选地，第一接口21和第二接口31均为Y型弹性接口。

可选地，线路板4上还设置有通信单元，通信单元用于将线路板4的信息，例如计量单元计算所得的电量、线路板4控制断路器通断的信息，上传至终端平台中，以便于用户查阅，还能够收取平台发送的信号。例如，线路板4可以根据平台发送的信号控制断路器的通断。从而实现了对断路器的远程控制。

可选地，通信单元包括通信接口61。通信接口61设置在壳体的第一端并位于第一接口21和第二接口31之间。通信接口61与线路板4电连接。

可选地，通信接口61支持标准的MODBUS协议。

可选地，下壳体11的第一端设置有第九限位框体62，上壳体12的第一端设置有第十限位框体1203，第九限位框体62与第十限位框体1203对应设置并围合成第五限位腔，通信接口61设置在第五限位腔内，以实现通信接口61在壳体1内的安装。

可选地，壳体1内设置有第九限位框体62，通信接口61设置在第九限位框体62内。

可选地，通信单元为RS485或CAN，RS485和CAN的接口与线路板4的主回路具有电气隔离，保护电气安全。

可选地，线路板4上还设置有过电流和短路保护单元，短路保护单元用于在断路器发生过电流或短路时，关闭断路器的总开关，以保护断路器。

具体地，过电流和短路保护单元包括比较器和分流器，当发生短路故障时，分流器产生大电流信号，比较器快速动作关断总开关并锁定输出，当过电流或短路故障解除后，通过与断路器适配的软件能自动解除短路保护。

可选地，断路器还可以通过软件设定用户类型、容量大小、备电时长、过流(过载)量等实际应用需求。

可选地，断路器的总开关为MOS开关。

具体地，MOS开关采用大电流、低内阻的N沟道MOS开关，多个MOS开关并联，以最大程降低开关的损耗，降低温升。

可选地，还包括位置检测结构，位置检测结构设置在壳体1内并伸出壳体1，用于检测断路器是否安装到位，当断路器安装到位前，MOS开关关闭，当断路器安装到位后，MOS开关打开，从而实现了在安装断路器时的无电操作，保证操作人员的安全。

可选地，位置检测结构包括微动开关8、运动件71和弹性件73。运动件71设置在壳体1内并能够在外力的作用下相对壳体1朝靠近壳体1中部的位置运动，以与微动开关8抵接，以使微动开关8断开，此时断路器断电。弹性件73设置在运动件71与壳体1之间，当运动件71朝靠近壳体1的中部位置运动时，弹性件73压缩，当运动件71上的外力撤除时，运动件71能够在弹性件73的弹力的作用下朝靠近壳体1的边沿的方向移动，以与微动开关8脱离，以使微动开关8闭合，此时断路器通电。

具体地，位置检测结构还包括作用块72，作用块72安装在运动件1上，壳体1上还开设有通孔，作用块72穿过通孔从壳体1内伸出。作用块72的一侧设置有斜面721，当断路器安装至配电结构中时，配电结构挤压斜面721，使得作用块72朝靠近壳体1内部的方向移动，从而推动运动件71朝壳体1内部移动并与微动开关8抵接，使得微动开关8断开，断路器断电。

可选地，位置检测结构还包括导向结构，用于对运动件71进行导向。具体地，导向结构包括导向槽711和导向杆121，壳体1上设置有导向槽711和导向杆121中的一者，运动件71上设置有导向槽711和导向杆121中的另一者。导向槽711与导向杆121配合并相对运动，从而实现对运动件71在运动过程中的导向效果。

可选地，壳体1包括上壳体12和下壳体11，线路板4、第一接线组件、第二接线组件、第一弹簧端子、第二弹簧端子以及第九限位框体62均设置在下壳体11内。导向结构的导向杆121设置在上壳体12内，导向槽711设置在运动件71上。

可选地，线路板4上还设置有电源模块。

可选地，电源模块采用BUCK降压型DC-DC电路驱动线路板4工作。

可选地，还包括指示件10和导光柱，指示件10设置在壳体1上并通过导光柱与线路板4电连接。

可选地，还包括按键9，按键9设置在壳体1，用于控制断路器的开合，断开，长按按键9还可以进行地址配置。

可选地，壳体1上还设置有散热结构，用于对断路器进行散热。

可选地，散热结构包括散热槽13，散热槽13凹设在壳体1的侧面上。散热槽13中开设有窗口131，以便于断路器的散热。

可选地，壳体1上还设置在有凸起纹路14，起到在产品插拔时对操作人员的手指增加摩擦力的作用。

可选地，线路板4包括主板42和电源板41。其中，电源模块设置在电源板41上，主板42上设置有通信单元、电能计量单元、过电流和短路保护单元和MCU。

可选地，主板42设置在壳体1的底侧，电源板41设置在主板42的上侧并与主板42平行设置。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种断路器，其特征在于，包括：

壳体(1)；

线路板(4)，设置在所述壳体(1)内；

第一接线组件(2)，设置在所述壳体(1)内，所述第一接线组件(2)包括第一接口(21)以及与所述第一接口(21)电连接的第一接线板(22)；

第二接线组件(3)，设置在所述壳体(1)内，所述第二接线组件(3)包括第二接口(31)以及与所述第二接口(31)电连接的第二接线板(32)和第三电路板(33)；

所述第一接线板(22)、所述第二接线板(32)或第三接线板(33)与所述线路板(4)电连接。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述第一接口(21)设置在所述壳体(1)的第一端，所述第一接线板(22)的第一端与所述第一接口(21)电连接，第二端与所述断路器的第一负载接口(200)的电连接，所述第一接线板(22)设置在所述线路板(4)的一侧；

所述第二接口(31)设置在所述壳体(1)的第一端并与所述第一接口(21)相对且间隔设置，所述第二接线板(32)的第一端与所述第二接口(31)电连接，第二端与所述线路板(4)电连接，所述第三接线板(33)第一端与所述线路板(4)电连接，第二端与所述断路器的第二负载接口(201)电连接，所述第二接线板(32)和第三接线板(33)均设置在所述线路板(4)的另一侧。

3.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述壳体(1)包括上壳体(12)和下壳体(11)，所述上壳体(12)与所述下壳体(11)围合成腔体，所述线路板(4)、所述第一接线组件(2)以及所述第二接线组件(3)均设置在所述腔体内，所述下壳体(11)的第一端设置有第一限位框(20)以及与所述第一限位框(20)相对且间隔设置的第二限位框(30)，所述上壳体(12)的第一端设置有第三限位框(1201)和第四限位框(1202)，所述第一限位框(20)与所述第三限位框(1201)对应设置并围合形成第一限位腔，所述第二限位框(30)与所述第四限位框(1202)对应设置并围合形成第二限位腔，所述第一接口(21)设置在所述第一限位腔内，所述第二接口(30)设置在所述第二限位腔内。

4.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，还包括第一弹性端子(51)和第二弹性端子(52)，所述第一弹性端子(51)设置在所述第一负载接口(200)与所述第一接线板(22)的第二端之间，所述第一接线板(22)的第二端抵接在所述第一弹性端子(51)侧面，所述第二弹性端子(52)设置在第二负载接口(201)与所述第三接线板(33)的第二端之间，所述第三接线板(33)的第二端抵接在所述第二弹性端子(52)的侧面。

5.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于，所述壳体(1)包括上壳体(12)和下壳体(11)，所述上壳体(12)与所述下壳体(11)围合成腔体，所述线路板(4)、所述第一接线组件(2)以及所述第二接线组件(3)均设置在所述腔体内，所述下壳体(11)的第二端设置有第五限位框(511)以及与所述第五限位框体(511)相对且间隔设置的第六限位框体(522)，所述上壳体(12)的第二端设置有第七限位框体(122)以及与所述第七限位框体(122)相对且间隔设置的第八限位框体(123)，所述第五限位框体(511)与所述第七限位框体(122)对应设置并围合成第三限位腔，所述第六限位框体(522)与所述第八限位框体(123)对应设置并围合形成第四限位腔，所述第一弹性端子(51)设置在所述第三限位腔内，所述第二弹性端子(52)设置在所述第四限位腔内。

6.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述线路板(4)上设置有电能计量单元，所述电能计量单元用于计算电量。

7.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于，所述线路板(4)上设置有通信单元，所述通信单元用于将所述线路板(4)的信息上传至终端平台中，以及收取所述终端平台发送的信号。

8.根据权利要求7所述的断路器，其特征在于，所述通信单元包括通信接口(61)，所述通信接口(61)设置在所述壳体(1)的第一端并位于所述第一接口(21)和所述第二接口(31)之间，所述通信接口(61)与所述线路板(4)电连接。

9.根据权利要求8所述的断路器，其特征在于，所述壳体(1)包括上壳体(12)和下壳体(11)，所述上壳体(12)与所述下壳体(11)围合成腔体，所述线路板(4)、所述第一接线组件(2)以及所述第二接线组件(3)均设置在所述腔体内，所述下壳体(11)的第一端设置有第九限位框体(62)，所述上壳体(12)的第一端设置有第十限位框体(1203)，所述第九限位框体(62)与所述第十限位框体(1203)对应设置并围合成第五限位腔，所述通信接口(61)设置在所述第五限位腔内。

10.根据权利要求7所述的断路器，其特征在于，所述通信单元为RS485或CAN。

11.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述线路板(4)上设置有短路保护单元，所述短路保护单元用于在所述断路器发生过电流或短路时，关闭断路器的总开关。

12.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述线路板(4)上设置有电源模块。

13.根据权利要求12所述的断路器，其特征在于，所述电源模块采用BUCK降压型DC-DC电路驱动所述线路板(4)工作。

14.根据权利要求12所述的断路器，其特征在于，所述线路板(4)包括主板(42)和电源板(41)，所述电源模块设置在电源板(41)上，所述主板(42)上设置有通信单元、电能计量单元、过电流和短路保护单元和MCU。

15.根据权利要求14所述的断路器，其特征在于，所述主板(42)设置在所述壳体(1)的底侧，所述电源板(41)设置在所述主板(42)的上侧并与所述主板(42)平行设置。

16.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述断路器的总开关为MOS开关，还包括位置检测结构，所述位置检测结构设置在所述壳体(1)内并伸出所述壳体(1)，用于检测所述断路器是否安装到位，当所述断路器安装到位前，所述MOS开关关闭，当所述断路器安装到位后，所述MOS开关打开。

17.根据权利要求16所述的断路器，其特征在于，所述位置检测结构包括：

微动开关(8)；

运动件(71)，设置在所述壳体(1)内并能够在外力的作用下相对所述壳体(1)朝靠近所述壳体(1)中部的位置运动，以与所述微动开关(8)抵接，以使所述微动开关(8)断开，此时所述断路器断电；

弹性件(73)，设置在所述运动件(71)与所述壳体(1)之间，当所述运动件(71)朝靠近所述壳体(1)的中部位置运动时，所述弹性件(73)压缩，当所述运动件(71)上的外力撤除时，所述运动件(71)能够在所述弹性件(73)的弹力的作用下朝靠近所述壳体(1)的边沿的方向移动，以与所述微动开关(8)脱离以使所述微动开关(8)闭合，此时所述断路器通电。

18.根据权利要求1-17任一项所述的断路器，其特征在于，还包括散热结构，所述散热结构设置在壳体上，用于对断路器进行散热。

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