CN115206742B - 一种非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，每个断路器单元设置有磁力线封闭式双组合电永磁分合闸机构，包括同轴共线设置的电磁铁、合闸永磁体以及分闸永磁体；电磁铁由铁芯以及缠绕在铁芯外部的电磁线圈构成，电磁铁的外部设置有电磁铁框架，动触头支架连接到所述电磁铁框架上；向电磁线圈输入正向电流或者逆向电流，电磁铁向合闸永磁体或分闸永磁体移动，动触头支架带动火线动触头机构和零线动触头机构动作，实现断路器的合闸或分闸动作，还设置中央微处理器单元以及PCB电子线路板，实现智能控制。本发明引用封闭磁力线的永磁体和电磁铁相结合的双组合分合闸技术，提高分合闸反应速度，有利于实现远距离智能化控制。

Description

一种非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱

技术领域

本发明涉及配电箱技术领域，特别是涉及一种非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱。

背景技术

如今家居与楼宇智能化需求越来越强烈，传统配电箱中的断路器均采用手动机械分合闸机构和自动机械脱扣机构，不可能实现智能化控制。对于市场上的智能配电箱，输出点基本都是采用半导体输出或者继电器输出，没有灭弧保护装置，输出点容易发生不可修复损坏；如果配电箱采用电机驱动的智能型断路器，体积庞大的断路器外加微电机控制单元，体积会大到无法想象，例如一个火线加零线30回路带漏电保护的智能配电箱长度尺寸将超过2000毫米，体积庞大到不可想象，最不可容忍的是微电机分合闸速度非常缓慢。至于国际电工委员会规定的手动自动兼容、触头自动快速闭合等等，传统机械式断路器很难同时满足要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，引用两套封闭磁力线的永磁体和电磁铁相结合的双组合分合闸技术，替代传统机械分合闸机构和脱扣机构，简化结构，缩小体积，大大提高分合闸反应速度，有利于实现远距离智能化控制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，包括：并排设置的总闸、开关电源、中央微处理器以及配电组合单元，所述总闸控制所述开关电源的通断，所述中央微处理器分别与所述开关电源和配电组合单元连接；

所述配电单元组合包括若干并排设置的断路器单元，每个断路器单元包括壳体以及安装在壳体内的磁力线封闭式双组合电永磁分合闸机构、火线输入接线端子、火线排、火线灭弧室、火线输出接线端子、火线静触头、动触头机构、零线输入接线端子、零线排、零线连接线、零线输出接线端子、零线输出接线片、电流传感器、火线连接线、零序互感器、P电子线路板；所述火线排和零线排分别贯穿若干断路器单元；所述火线静触头包括火线输出端接线片和静触头导弧板，所述火线输出端接线片与所述火线输出接线端子连接，所述静触头导弧板与所述火线灭弧室连接；所述火线灭弧室连接导弧板；

所述动触头机构包括动触头、动触头弹簧、动触头支架、连杆；所述火线连接线起点在火线排与火线输入接线端子的夹紧处，依次穿过电流传感器、零序互感器，最后连接到动触头；所述导弧板与火线排硬接触连接；所述零线连接线起点在零线输入接线端子与零线排的夹紧处，穿过零序互感器，最后连接到零线输出接线片；所述PCB电子线路板分别与所述电流传感器、零序互感器以及中央微处理器连接；

所述双组合电永磁分合闸机构包括电磁铁、合闸永磁体以及分闸永磁体，所述合闸永磁体、分闸永磁体分别固定安装在所述壳体上，所述电磁铁可滑动设置在所述合闸永磁体、分闸永磁体之间，所述分闸永磁体、电磁铁、合闸永磁体从左向右同轴共线设置，且所述分闸永磁体朝向所述电磁铁的开放吸合面的磁极性与所述合闸永磁体朝向所述电磁铁的开放吸合面的磁极性设置为相同极性；所述电磁铁由铁芯以及缠绕在铁芯外部的电磁线圈构成，所述电磁铁的外部设置有电磁铁支架；

所述连杆连接到所述电磁铁支架上，所述动触头支架与所述连杆活动连接，所述动触头支架内设置所述动触头弹簧，所述动触头弹簧连接所述动触头，所述动触头与所述火线静触头相对配合设置；若干所述断路器单元的合闸永磁体并排共线设置，构成合闸磁排，若干所述断路器单元的分闸永磁体并排共线设置，构成分闸磁排；

所述PCB电子线路板连接所述电磁线圈，向所述电磁线圈输入不同方向电流，所述电磁铁向合闸永磁体或分闸永磁体移动，带动动触头机构动作，实现断路器的合闸或分闸动作。

进一步的，所述中央处理器处设置有火线输入端口、零线输入端口，分别用于接入火线和零线。

进一步的，所述智能配电箱还包括XG无线通信单元，所述XG无线通信单元设置在配电单元组合的外侧，并与所述中央处理器连接，所述中央处理器设置有第一通讯口，所述XG无线通信单元设置有第二通讯口。

进一步的，所述第一通讯口和第二通讯口为有线标准插口或光缆端口。

进一步的，每个断路器单元还设置有合闸按钮及合闸指示灯、分闸按钮及分闸指示灯、漏电测试按钮，所述合闸按钮、合闸指示灯、分闸按钮、分闸指示灯、漏电测试按钮分别与所述PCB电子线路板连接。

进一步的，所述合闸永磁体、分闸永磁体结构相同，均包括永磁铁以及具有开口的罐状槽，所述永磁铁设置在所述圆弧槽内，仅与所述圆弧槽底部吸合接触，并与所述圆弧槽四周保持一定的间隙，间隙由环氧树脂填充；所述永磁铁置于所述圆弧槽内的高度略低于所述圆弧槽的开口，形成高度差，所述高度差构成所述合闸永磁体、分闸永磁体与所述电磁铁吸合时产生的磁隙；由若干并排合闸永磁体构成的合闸磁排和由若干并排分闸永磁体构成的分闸磁排结构也相同。

进一步的，还包括配电箱面板、配电箱液晶显示屏、天线、面板合页、输入电源总线、输出分线、总控制箱、电动自行车充电插座；所述配电箱面板通过面板合页与总控制箱铰链连接起来；所述液晶显示屏安装在所述配电箱面板上；所述天线便于传输数据；所述输入电源总线接入总闸；所述输出分线有若干条，分别连接所述电动自行车充电插座。

根据本发明提供的具体实施例，本发明提供的非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，具有如下技术效果：每个断路器单元采用封闭磁力线的永磁体加电磁铁构成的双组合电永磁分合闸机构，仅需要给电磁铁的电磁线圈施加一个极其短暂的直流脉冲，就可以实现相关电路的通断控制，控制触点导通与断开，需要的力度更小，分合闸更加灵敏，更不容易发生误脱扣，因此，使用电永磁力替代机械力合闸、分闸与脱扣，可以大大提高分闸反应速度，脱扣灵敏性与抗震性都高于传统机械脱扣方案，而且，机械脱扣器的寿命仅仅是万次级，双组合电永磁分合闸机构的使用寿命可以达到百万级，并且，本发明不需要电机驱动机构，更便于对断路器进行远距离智能控制；本发明省去了体积庞大的机械分合闸机构和机械脱扣机构，省去了电机减速机传动机构，使得智能配电箱的整体尺寸大大压缩。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱的整体结构示意图；

图2为本发明实施例断路器单元的结构示意图；

图3为本发明实施例配电单元组合的结构示意图；

图4a为本发明实施例合闸磁排和分闸磁排成对结构图；

图4b为本发明实施例一对永磁体的结构示意图；

图5为本发明智能配电箱单元断路器电路原理图（含强弱电）；

图6为本发明断路器输出电动自行车集群充电总控制箱结构图；

图7为本发明断路器输出电动自行车集群充电总控制箱工作原理图；

附图标记：1-中央微处理器单元、2-开关电源、3-火线输入端口、4-零线输入端口、5a-第一通讯口、5b-第二通讯口、6-XG无线通信单元、7-配电组合单元、8-合闸按钮、8a-合闸指示灯、9-分闸按钮、9a-分闸指示灯、10-漏电测试按钮、11-分闸磁排、11a-分闸永磁体、11b-分闸罐状圆弧槽、12-合闸磁排、12a-合闸永磁体、12b-合闸罐状圆弧槽、13-电磁线圈、14-电磁铁、15-电磁铁支架、16-火线输入接线端子、17-火线排、18-火线灭弧室、18a-导弧板、19-火线输出接线端子、20-火线静触头、20a-火线输出端接线片、20b-静触头导弧板、21-动触头机构、21a-动触头、21b-动触头弹簧、21c-动触头支架、21d-连杆、22-零线输入接线端子、23-零线排、24-零线连接线、25-零线输出接线端子、26-零线输出接线片、27-电流传感器、28-火线连接线、29-零序互感器、30-PCB电子线路板、31-弱电控制线路接线端、32-总闸、33-配电箱面板、34-配电箱液晶显示屏、35-天线、36-面板合页、37-输入电源总线、38-输出分线（含火线，零线，地线）、39-总控制箱、40-电动自行车充电插座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，引用两套封闭磁力线的永磁体和电磁铁相结合的双组合分合闸技术，替代传统机械分合闸机构和脱扣机构，简化结构，缩小体积，大大提高分合闸反应速度，有利于实现远距离智能化控制。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图5所示，本发明提供的一种非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，包括：并排设置的总闸32、开关电源2、中央微处理器1以及配电组合单元7，所述总闸32控制所述开关电源2的通断，所述中央微处理器1分别与所述开关电源2和配电组合单元7连接；

所述配电组合单元7包括若干并排设置的断路器单元，根据需要回路的数量多少确定拼装多少所述断路器单元，所述断路器单元的分合闸机构并非传统断路器的机械结构，而是采用电磁永磁双组合控制断路器分合闸技术；具体地，每个断路器单元包括壳体以及安装在壳体内的双组合电永磁分合闸机构、火线输入接线端子16、火线排17、火线灭弧室18、火线输出接线端子19、火线静触头20、动触头机构21、零线输入接线端子22、零线排23、零线连接线24、零线输出接线端子25、零线输出接线片26、电流传感器27、火线连接线28、零序互感器29、PCB电子线路板30；所述火线排17和零线排23分别贯穿若干断路器单元；所述火线静触头20包括火线输出端接线片20a和静触头导弧板20b，所述火线输出端接线片20a与所述火线输出接线端子19连接，所述静触头导弧板20b与所述火线灭弧室18连接；所述火线灭弧室18连接导弧板18a；

所述动触头机构21包括动触头21a、动触头弹簧21b、动触头支架21c、连杆21d；所述火线连接线28起点在火线排17与火线输入接线端子16的夹紧处，依次穿过电流传感器27、零序互感器29，最后连接到动触头21a；所述导弧板18a与火线排17硬接触连接；所述零线连接线24起点在零线输入接线端子22与零线排23的夹紧处，穿过零序互感器29，最后连接到零线输出接线片26；所述PCB电子线路板30分别与所述电流传感器27、零序互感器29以及中央微处理器1连接；

所述双组合电永磁分合闸机构包括电磁铁14、合闸永磁体12a以及分闸永磁体11a，所述合闸永磁体12a、分闸永磁体11a分别固定安装在所述壳体上，所述电磁铁14可滑动设置在所述合闸永磁体12a、分闸永磁体11a之间，所述分闸永磁体11a、电磁铁14、合闸永磁体12a从左向右同轴共线设置，且所述分闸永磁体11a朝向所述电磁铁14的开放吸合面的磁极性与所述合闸永磁体12a朝向所述电磁铁14的开放吸合面的磁极性设置为相同极性；所述电磁铁14由铁芯以及缠绕在铁芯外部的电磁线圈13构成，所述电磁铁14的外部设置有电磁铁支架15；

所述连杆21d连接到所述电磁铁支架15上，所述动触头支架21c与所述连杆21d活动连接，所述动触头支架21c内设置所述动触头弹簧21b，所述动触头弹簧21b连接所述动触头21a，所述动触头21a与所述火线静触头相对配合设置；若干所述断路器单元的合闸永磁体12a并排共线设置，构成合闸磁排12，若干所述断路器单元的分闸永磁体11a并排共线设置，构成分闸磁排11；

所述PCB电子线路板30连接所述电磁线圈13，向所述电磁线圈13输入不同方向电流，所述电磁铁14向合闸永磁体12a或分闸永磁体11a移动，带动动触头机构21动作，实现断路器的合闸或分闸动作。

所述中央处理器1处设置有火线输入端口3、零线输入端口4，分别用于接入火线和零线。

所述智能配电箱还包括XG无线通信单元6，所述XG无线通信单元6设置在配电单元组合7的外侧，并与所述中央处理器1连接，所述中央处理器1设置有第一通讯口5a，所述XG无线通信单元6设置有第二通讯口5b。

每个断路器单元还设置有合闸按钮8及合闸指示灯8a、分闸按钮9及分闸指示灯8a、漏电测试按钮10，所述合闸按钮8、合闸指示灯8a、分闸按钮9、分闸指示灯8a、漏电测试按钮10分别与所述PCB电子线路板30连接。

如图4b所示，所述合闸永磁体12a、分闸永磁体11a结构相同，均包括永磁铁以及具有开口的罐状槽，所述永磁铁设置在所述圆弧槽内，仅与所述圆弧槽底部吸合接触，并与所述圆弧槽四周保持一定的间隙，间隙由环氧树脂填充；所述永磁铁置于所述圆弧槽内的高度略低于所述圆弧槽的开口，形成高度差，所述高度差构成所述合闸永磁体12a、分闸永磁体11a与所述电磁铁14吸合时产生的磁隙；由若干并排合闸永磁体12a构成的合闸磁排12和由若干并排分闸永磁体11a构成的分闸磁排11结构也相同。其中，合闸永磁体12a的永磁铁设置在合闸罐状圆弧槽12b中，分闸永磁体11a的永磁铁设置在分闸罐状圆弧槽11b。

所述合闸磁排12和分闸磁排11是两套外形一致，内部按照相同极性放置了若干个永磁铁，所述若干数量也是根据所述配电箱的零线火线回路数量确定，所述分闸磁排11包括圆弧状条形铁槽以及放置其内的若干个永磁铁；所述合闸磁排12为同样的结构，包括圆弧状条形铁槽以及置于槽内部的若干个永磁铁。

所述PCB电子线路板30的功能是处理对应的断路器单元回路的数据处理和漏电流信号放大电路，所述中央微处理器单元1的弱电控制指令和弱电电源通过每一个所述配电组合单元7都配置的所述弱电控制线路接线端31（例如插头、插座接线结构）传输到所在断路器单元内部的所述PCB电子线路板30，同时也传输到XG无线通信单元6；所述电磁线圈13、电流传感器27、零序互感器29、合闸按钮8及合闸指示灯8a、分闸按钮9及分闸指示灯9a、漏电测试按钮10都通过导线和所述PCB电子线路板30相连；所述第一通讯口5a和第二通讯口5b可以是有线标准插口，也可以是光缆端口。

所述的中央微处理器单元1实际上是一个微型计算机处理器，首先具备配电箱自身的数据处理能力，比如对各个断路器回路用电异常监控，对配电周围环境监控，对所述环境传感器参数进行处理，将所述处理监控的数据通过无线网络通讯单元6向操控者传递，操控者也可以通过所述单元6向所述智能配电箱发出指令。

每个回路断路器的弱电部分的工作原理为：所述配电组合单元7是由若干回路断路器单元叠加拼合而成，根据需要回路的数量多少拼装7.1~7.X断路器单元；所述的每一个断路器单元构成一个独立零线火线回路的断路器，每个所述断路器的内部结构以及零部件完全相同；所述火线排17、零线排23的结构尺寸完全相同，在长度方向上贯串所有断路器单元，从7.1~7.X，其头部深入到中央微处理器单元1内部，尾部深入到XG无线通信单元6内部；每一个所述断路器（7.1~7.X）所需要的强电就是通过所述火线排17和零线排23输送进来；每一个所述断路器（7.1~7.X）所需要的弱电电源和控制指令都是通过所述弱电控制线路接线端31输送进来，所述弱电控制线路接线端31的插头为排针结构，焊接安装在PCB电子线路板30上，每一个所述断路器单元的弱电都是通过上述插头和插座相互连接起来（所述连接方法为公知）。

如图4a所示，所述分闸磁排11、合闸磁排12的结构和尺寸完全一致，长度方向由多个圆弧槽构成一串圆弧形状的铁质长槽，所述的每一个圆弧构成形状完全一致的一节，每个所述圆弧圆心之间的距离为一个节距，在立体视觉上看，所述一串圆弧形状的铁质长槽的每一节构成一个圆弧槽，所述圆弧槽的槽底直径略大于槽口直径；在所述每一个圆弧槽内安装一个圆锥台柱状永磁铁，所述圆锥的锥度非常小，所述永磁铁与所述圆弧槽底部接触的磁极极性完全相同，所述圆柱状永磁铁和圆弧槽壁之间留有等距间隙，所述间隙由树脂材料填充，上述结构设置的目的是保证永磁铁永久封固在上述圆弧槽内；所述永磁铁的圆柱高度略小于所述铁质长槽的槽深度，目的是将永磁体磁场限制在一定的范围之内，目的是将永磁体磁场限制在一定的范围之内，避免两个面面相对的永磁体磁力线相互交集，电磁铁14在两个磁场之间来回震荡；所述分闸磁排11与合闸磁排12贯穿于所有所述的断路器单元，从7.1~7.X，每个断路器单元都含有一节分闸磁排和一节合闸磁排；所述两种磁排的开口面面对面放置，并且拉开一段距离，面面相对的磁极性相同，在这段距离之内放置一套可以受控移动的电磁线圈13、电磁铁14、电磁铁支架15、所述受控移动的距离即为所述动触头21a的开合距离，整个动触头机构21通过动触头支架21c、连杆21d与电磁铁支架15相连在一起，所述电磁线圈13包在所述电磁铁14的外侧，所述电磁铁14又镶嵌在所述电磁铁支架15内部。

从上述结构安排可以看出，只要电磁铁14左右移动就必然带动电磁铁支架15、连杆21d、动触头支架21c、动触头21a一起做开关触头的左右分闸与合闸动作，所以，这种分合闸动作之源来自电磁铁14的电磁极性的改变，设置为左N右S，或者左S右N，这种磁极性的产生和转换都是极其短暂的，都是PCB电子线路板30给出的直流脉冲导致的，带磁的时间长短也是由上述脉冲宽度确定的，带磁的磁极性也是由所述脉冲是正向还是负向决定的。正常情况下，电磁线圈13不带电流，电磁铁14等效是一块无磁性的铁质体，当所述断路器合闸时，电磁铁14就吸附在合闸磁排12一侧，由于分闸磁排11与合闸磁排12为左右对称放置结构，面面相对的磁开放面又为相同的极性，由就近吸合原则，无磁性的电磁铁14在合闸状态下，必然与合闸磁排12吸合，所述断路器才能够处于导通状态，当所述电磁铁14外侧缠绕的线圈13被通上一个正向脉冲时，假如电磁铁14显现的电磁极性与正在吸合的合闸磁排12磁极性相同，磁力必然相斥，由前所述，一定与远处的分闸磁排11磁极性相异，磁力相吸，上述脉冲就等效一个断电分闸脉冲，其作用就是使得所述断路器断电分闸；反之，当所述断路器处于分闸断电状态时，电磁线圈13上不带电，等效为铁质体的电磁铁14就吸附在分闸磁排11一侧，远处相同极性的合闸磁排12虽然也对铁质体的电磁铁14具有吸合力，由就近吸合原则，此时的电磁铁14必然与邻近的分闸磁排11吸合在一起，如果此时在电磁线圈13上施加一个负向脉冲，所述电磁铁14必然显现电磁极性与正在吸合的分闸磁排11的磁极性相同，磁力相斥，一定与远处的合闸磁排12迎合磁面极性相异，磁力相吸，所述脉冲此时等效一个通电合闸脉冲，其作用是使得所述断路器通电合闸。

所述断路器（7.1~7.X）的短路保护功能、限流功能都是通过电流传感器27感知测量，通过PCB电子线路板30的微处理器对上述感知信号进行处理，向电磁线圈13输出分闸断电脉冲来执行的。同理，漏电保护功能也是所述微处理器对零序互感器获得的漏电信号进行处理之后，向所述电磁线圈13输出断电分闸脉冲来执行的。至于所述断路器的灭弧功能以及其它功能都属于公共知道，不在此累述。

本发明应用于30回路的智能配电箱，整体长度可以设置约400毫米，若是传统漏电断路器配微电机驱动方式，其体积长度将达到2000毫米。本发明可以根据实际需求任意增减断路器回路单元，每个单元都做到了标准化，模数化，非常适合于大规模工业化生产。当需要增减一个回路单元时，仅仅增减一片所述的断路器单元，内部的零线排、火线排、分闸磁排、合闸磁排同时增减一节。组合断路器的上部设置有30对零火线输出端子，每个输出端子都受到智能化的分合闸控制。8和9为手动分合闸按钮，能够做到手动自动兼容，并且，每个按钮内部带有LED指示灯，指示此断路器处于什么工作状态。10为漏电测试按钮。5a、5b为通讯口可以是铜质线缆，也可以是光缆。6为XG无线网络数据通讯单元，外部的控制指令，内部各个用电回路的数据，每个回路的工作状态，都是通过这个单元6传输交换的。紧挨着中央微处理器单元的断路器为7.1，最后第30个断路器代号为7.30，附图标记的7.X代表最后一个回路断路器代码。开关电源2为所述智能配电箱中的所有电子电路提供低压工作电源。

上述图1至图2是对智能配电箱第一实的描述。下面图6和图7是本发明的第二个实施例，配电箱部分基本相同，仅仅是输出负载全部改成了标准的电动自行车充电插座，本发明可以充当电动自行车集群式充电总控制箱，包括：上述所有部件1-32、配电箱面板33、配电箱液晶显示屏34、天线35、面板合页36、输入电源总线37、输出分线（含火线，零线，地线）38、总控制箱39、电动自行车充电插座40；所述配电箱面板33通过面板合页36与总控制箱39铰链连接起来；所述液晶显示屏34安装在所述配电箱面板33上；所述天线35便于传输数据；所述输入电源总线37接入总闸32；所述输出分线38有若干条，分别连接所述电动自行车充电插座40；其特征在于所述电流传感器27不仅充当保护电流传感器，还充当电流计量传感器，用于电动自行车充电收费计量，所述中央微处理器1增加收费处理功能；所述XG无线通信单元6通过天线35将用电户信息数据上传云端收费管理系统，用电户通过扫描上述充电插座40扣盖表面上的二维码，通过云端识别身份确认该用户已经将电费预付之后，由云端通知本发明的智能配电箱向该输出端送电，当预付电费用尽或者用户提前终止充电，本发明智能配电箱即刻分闸所述断路器切断终端电源余额汇回。

综上，本发明提供的非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，给出的合闸与分闸方案并非采用传统的机械传动技术，而是采用封闭磁力线的永磁体加电磁铁双组合脱扣方案，使用电永磁力替代机械力合闸、分闸与脱扣，可以大大的提高分闸反应速度，脱扣灵敏性与抗震性都高于传统机械脱扣方案，而且，机械脱扣器的寿命仅仅是万次级，本发明的双组合方案寿命可以达到百万级；并且，本发明的相关结构不需要电机驱动机构，对于断路器向智能化方向发展非常有利；本发明省去了体积庞大的机械分合闸机构和机械脱扣机构，省去了电机减速机传动机构，使得智能配电箱的整体尺寸大大压缩，体积降低到电机驱动方案的1/6，例如一个火线加零线30回路带漏电保护的智能配电箱长度尺寸将超过2000毫米，而采用本方案仅仅400毫米；另外，分合闸反应速度快（微电机合闸速度非常缓慢），更方便远距离智能化控制。

本文中应用了具体特例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，包括：并排设置的总闸（32）、开关电源（2）、中央微处理器（1）以及配电组合单元（7），所述总闸（32）控制所述开关电源（2）的通断，所述中央微处理器（1）分别与所述开关电源（2）和配电组合单元（7）连接；

所述配电组合单元（7）包括若干并排设置的断路器单元，每个断路器单元包括壳体以及安装在壳体内的磁力线封闭式双组合电永磁分合闸机构、火线输入接线端子（16）、火线排（17）、火线灭弧室（18）、火线输出接线端子（19）、火线静触头（20）、动触头机构（21）、零线输入接线端子（22）、零线排（23）、零线连接线（24）、零线输出接线端子（25）、零线输出接线片（26）、电流传感器（27）、火线连接线（28）、零序互感器（29）、PCB电子线路板（30）；所述火线排（17）和零线排（23）分别贯穿若干断路器单元；所述火线静触头（20）包括火线输出端接线片（20a）和静触头导弧板（20b），所述火线输出端接线片（20a）与所述火线输出接线端子（19）连接，所述静触头导弧板（20b）与所述火线灭弧室（18）连接；所述火线灭弧室（18）连接导弧板（18a）；

所述动触头机构（21）包括动触头（21a）、动触头弹簧（21b）、动触头支架（21c）、连杆（21d）；所述火线连接线（28）起点在火线排（17）与火线输入接线端子（16）的夹紧处，依次穿过电流传感器（27）、零序互感器（29），最后连接到动触头（21a）；所述导弧板（18a）与火线排（17）硬接触连接；所述零线连接线（24）起点在零线输入接线端子（22）与零线排（23）的夹紧处，穿过零序互感器（29），最后连接到零线输出接线片（26）；所述PCB电子线路板（30）分别与所述电流传感器（27）、零序互感器（29）以及中央微处理器（1）连接；

所述磁力线封闭式双组合电永磁分合闸机构包括电磁铁（14）、合闸永磁体（12a）以及分闸永磁体（11a），所述合闸永磁体（12a）、分闸永磁体（11a）分别固定安装在所述壳体上，所述电磁铁（14）可滑动设置在所述合闸永磁体（12a）、分闸永磁体（11a）之间，所述分闸永磁体（11a）、电磁铁（14）、合闸永磁体（12a）从左向右同轴共线设置，且所述分闸永磁体（11a）朝向所述电磁铁（14）的开放吸合面的磁极性与所述合闸永磁体（12a）朝向所述电磁铁（14）的开放吸合面的磁极性设置为相同极性；所述电磁铁（14）由铁芯以及缠绕在铁芯外部的电磁线圈（13）构成，所述电磁铁（14）的外部设置有电磁铁支架（15）；

所述连杆（21d）连接到所述电磁铁支架（15）上，所述动触头支架（21c）与所述连杆（21d）活动连接，所述动触头支架（21c）内设置所述动触头弹簧（21b），所述动触头弹簧（21b）连接所述动触头（21a），所述动触头（21a）与所述火线静触头相对配合设置；若干所述断路器单元的合闸永磁体（12a）并排共线设置，构成合闸磁排（12），若干所述断路器单元的分闸永磁体（11a）并排共线设置，构成分闸磁排（11）；

所述PCB电子线路板（30）连接所述电磁线圈（13），向所述电磁线圈（13）输入不同方向电流，所述电磁铁（14）向合闸永磁体（12a）或分闸永磁体（11a）移动，带动动触头机构（21）动作，实现断路器的合闸或分闸动作。

2.根据权利要求1所述的非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，其特征在于，所述中央处理器（1）处设置有火线输入端口（3）、零线输入端口（4），分别用于接入火线和零线。

3.根据权利要求1所述的非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，其特征在于，所述智能配电箱还包括XG无线通信单元（6），所述XG无线通信单元（6）设置在配电组合单元（7）的外侧，并与所述中央处理器（1）连接，所述中央处理器（1）设置有第一通讯口（5a），所述XG无线通信单元（6）设置有第二通讯口（5b）。

4.根据权利要求3所述的非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，其特征在于，所述第一通讯口（5a）和第二通讯口（5b）为有线标准插口或光缆端口。

5.根据权利要求1所述的非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，其特征在于，每个断路器单元还设置有合闸按钮（8）及合闸指示灯（8a）、分闸按钮（9）及分闸指示灯（8a）、漏电测试按钮（10），所述合闸按钮（8）、合闸指示灯（8a）、分闸按钮（9）、分闸指示灯（8a）、漏电测试按钮（10）分别与所述PCB电子线路板（30）连接。

6.根据权利要求1所述的非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，其特征在于，所述合闸永磁体（12a）、分闸永磁体（11a）结构相同，均包括永磁铁以及具有开口的圆弧槽，所述永磁铁设置在所述圆弧槽内，仅与所述圆弧槽底部吸合接触，并与所述圆弧槽四周保持一定的间隙，间隙由环氧树脂填充；所述永磁铁置于所述圆弧槽内的高度略低于所述圆弧槽的开口，形成高度差，所述高度差构成所述合闸永磁体（12a）、分闸永磁体（11a）与所述电磁铁（14）吸合时产生的磁隙；由若干并排合闸永磁体（12a）构成的合闸磁排（12）和由若干并排分闸永磁体（11a）构成的分闸磁排（11）结构也相同。

7.根据权利要求1-6任一所述的非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱，其特征在于，还包括配电箱面板（33）、配电箱液晶显示屏（34）、天线（35）、面板合页（36）、输入电源总线（37）、输出分线（38）、总控制箱（39）、电动自行车充电插座（40）；所述配电箱面板（33）通过面板合页（36）与总控制箱（39）铰链连接起来；所述液晶显示屏（34）安装在所述配电箱面板（33）上；所述天线（35）便于传输数据；所述输入电源总线（37）接入总闸（32）；所述输出分线（38）有若干条，分别连接所述电动自行车充电插座（40）。