CN115472471A - 一种断路器以及组合开关电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器以及组合开关电器，包括用于实现脱扣分闸的脱扣机构，所述脱扣机构包括跳扣，还包括外部附件联动机构，外部附件联动机构包括第一联动件和第二联动件，第一联动件和跳扣同轴联动地连接，第二联动件可活动设于第一联动件的一侧并能够在跳扣解扣时接受第一联动件的推动，第二联动件上设有一耦合连接部，耦合连接部用于与外部附件进行耦合连接，使得第二联动件和外部附件的其中一个能够通过耦合连接的配合带动另一个产生动作。本发明通过设置外部附件联动机构，使得断路器能够模块化外接外部附件，且本发明的一套外部附件联动机构可以选配多种不同的外部附件，极大提高了断路器安装外部附件的灵活性。

Description

一种断路器以及组合开关电器

技术领域

本发明涉及断路器制造技术领域，具体涉及能够外接附件的断路器。

背景技术

目前，对具有脱扣分闸功能的断路器来说，单一的脱扣分闸功能已越来越不能满足当下的需要，例如需要断路器脱扣分闸时能产生报警功能，则还通常要为断路器配置一个报警装置；若需要断路器同时具备多种脱扣方式，则除断路器自带的脱扣器之外还需要配置其他类型的脱扣器。也就是说，断路器除了本体功能之外，越来越急切地需要具备模块化改进的能力，然而，断路器本体的内部安装空间是有限的，基于小型化的设计理念也通常不会留出再配置其他模块的安装空间，因此，能够灵活外接附件的断路器就成为了目前断路器结构研究的一个方向。而目前市面上能够外接附件的断路器往往具有结构复杂、灵活性低、通用性差等缺点。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提出一种结构优化的断路器以及具有该断路器的组合开关电器。

本发明采用如下技术方案实现：

本发明提出一种断路器，包括用于实现脱扣分闸的脱扣机构，所述脱扣机构包括跳扣，还包括外部附件联动机构，所述外部附件联动机构包括第一联动件和第二联动件，所述第一联动件和所述跳扣同轴联动地连接，所述第二联动件可活动设于所述第一联动件的一侧并能够在所述跳扣解扣时接受所述第一联动件的推动，所述第二联动件上设有耦合连接部，所述耦合连接部用于与外部附件进行耦合连接，使得所述第二联动件和外部附件的其中一个能够通过所述耦合连接的配合带动另一个产生动作。

其中，优选的，所述脱扣机构还包括用于锁定或解锁跳扣的解扣动作的锁扣，断路器还包括第三联动件，所述第三联动件可活动设于所述第二联动件的一侧，并能够接受第二联动件的推动而产生动作，所述锁扣设有延伸至第三联动件背离第二联动件一侧的拨动部，使得所述第二联动件推动所述第三联动件时能够进一步拨动所述拨动部从而解锁所述锁扣对跳扣的锁定，以发生脱扣分闸。

其中，优选的，所述外部附件包括与所述耦合连接部进行耦合连接的耦合配合部，所述外部附件是通过第一联动件推动第二联动件而触发所述耦合配合部的被动触发类附件，或者是通过所述耦合配合部主动带动所述第二联动件的主动带动类附件。

其中，优选的，所述耦合连接部和耦合配合部其中一个是插孔，另一个是插入在所述插孔中的插杆。

其中，优选的，所述耦合连接部是插孔，所述耦合配合部是插入在所述插孔中的插杆，且所述插孔的孔径大于所述插杆的杆径。

其中，优选的，所述第二联动件和第三联动件的相对侧各自设有互相朝对方凸伸靠近的第一凸伸部和第二凸伸部。

其中，优选的，还包括用于带动动触头的动触头转轴，所述第三联动件是一摆臂结构，所述第三联动件第一端可转动连接于所述动触头转轴，第二端在一弹性件作用下朝远离所述拨动部的方向抵向一固定接触点。

其中，优选的，所述第二联动件、第三联动件和动触头转轴的相对位置满足：所述动触头转轴分闸时能够带动所述第三联动件第一端朝远离第二联动件的方向偏转，以脱离所述第二联动件的行程范围。

其中，优选的，所述第二联动件和第三联动件的相对侧各自设有互相朝对方凸伸靠近的第一凸伸部和第二凸伸部，所述第一凸伸部和第二凸伸部是前端逐渐收缩的尖角形状，以使得所述动触头转轴分闸时所述第二凸伸部能够快速脱离所述第一凸伸部的行程范围。

其中，优选的，还包括用于指示断路器状态的指示件，所述指示件是一端和动触头转轴转动连接的杠杆结构，所述固定接触点是所述指示件的转轴。

其中，优选的，所述第二联动件是一可转动设置的摆臂，在所述第二联动件朝靠近所述第一联动件运动方向的一侧固定设有限位柱，以限定第二联动件朝靠近所述第一联动件方向摆动的极限位置。

其中，优选的，还包括一安装基座，所述安装基座包括相对接合的第一侧板和第二侧板，所述脱扣机构设置在第一侧板和第二侧板之间，所述外部附件联动机构则安装设置在所述第一侧板的外侧面，使得外部附件联动机构与脱扣机构处于不同的安装层级。

基于上述的断路器，本发明还提出组合开关电器，包括如上所述的断路器以及与断路器耦合连接的外部附件。

本发明具有以下有益效果：本发明通过设置外部附件联动机构，使得断路器能够模块化外接外部附件，且本发明的一套外部附件联动机构可以选配多种不同的外部附件，极大提高了断路器安装外部附件的灵活性。

附图说明

图1是实施例1中断路器的整体示意图；

图2是实施例1中断路器的结构分解图；

图3是实施例1中断路器的立体示意图(隐去上盖)；

图4是实施例1中导电系统、操作机构和脱扣机构的示意图；

图5是实施例1中操作联动组件的结构分解图；

图6是实施例1中外部附件联动机构组配在断路器上的示意图(合闸状态)；

图7是实施例1中第一侧板的立体示意图；

图8是实施例1中第一联动件的示意图；

图9是实施例1中第二联动件的示意图；

图10是实施例1中第三联动件的示意图；

图11是实施例1中指示件的示意图；

图12是实施例1中外部附件通过插杆和第二联动件的插孔形成耦合连接的示意图；

图13是实施例1中第一联动件推动第二联动件进而触发被动触发类外部附件的示意图；

图14是实施例1中主动带动类外部附件推动第二联动件进而推动第三联动件触发脱扣分闸的示意图；

图15是实施例1中外部附件联动机构组配在断路器上的示意图(分闸状态)。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例1：

参阅图1-4所示，作为本发明的优选实施例，提供一种断路器，更具体的说是一种剩余电流动作断路器，包括外壳体100和导电系统3，该外壳体100是由上盖1001和底座1002接合固定形成的断路器外壳；导电系统3设于该外壳体100内部，参阅图4，导电系统3包括接线端子300、动触头301、静触头302和导电铜排等，以组成断路器的导电回路，其中动触头301相对静触头302具有一活动行程，以实现动触头301和静触头302的接触或分离，从而实现断路器的分、合闸。外壳体100内腔中还设有用于剩余电流测量的零序电流互感器1003、用于进行灭弧处理的灭弧栅片1004以及用于实现脱扣分闸的电磁脱扣器4，外壳体100上还安装有用于实现断路器漏电功能检测的测试按钮1005。

该断路器还包括操作联动组件2，参阅图4、5，操作联动组件2包括在左右方向对置的第一侧板22和第二侧板23，第一侧板22和第二侧板23相对接合以构成操作联动组件2的安装基座，操作联动组件2还包括安装设置在该安装基座上的操作机构、脱扣机构和外部附件联动机构，其中操作机构包括手柄11、第一连杆13、第二连杆14和第三连杆15；脱扣机构包括跳扣17、再扣18和锁扣20；外部附件联动机构包括第一联动件26、第二联动件27和第三联动件29。操作机构用于操控动触头301的分、合闸运动；脱扣机构联动连接于操作机构，用于配合电磁脱扣器4实现断路器的脱扣分闸。外部附件联动机构则用于断路器和外部附件(包括主动触发类附件和被动带动类附件)的联动。

具体的，手柄11以及跳扣17、再扣18和锁扣20均为可转动设置在该安装基座上；第一连杆13一端和手柄11铰接，另一端和第二连杆14、第三连杆15铰接在同一铰点；第二连杆14还同时铰接在跳扣17上；第三连杆15还同时和动触头转轴16铰接；该动触头转轴16同时还铰接在外壳体100上，动触头301是安装设置在动触头转轴16上，并跟随动触头转轴16的运动而运动，例如动触头301可以是固接或铰接在动触头转轴16上。在本实施例中，动触头301铰接在动触头转轴16上，动触头301一端通过一弹性件限位在动触头转轴16的限位位置上，在动触头30超行程运动过程中，动触头301的另一端被静触头302限制住时，动触头301的一端在弹性件的作用下离开动触头转轴16的限位位置。

脱扣机构中，锁扣20压扣配合于再扣18，再扣18又压扣配合于跳扣17，以限制跳扣17的转动。手动分、合闸时，跳扣17处在和再扣18、锁扣20受力平衡的锁定状态。而由于跳扣17被锁定，因此手动分、合闸时，第二连杆14将以其与再扣18的铰接点A为支点转动，从而带动第三连杆15、动触头转轴16以及动触头301活动。当锁扣20解锁时，此受力平衡状态就会被打破，从而造成脱扣分闸，跳扣17解锁(解扣)，快速地带动第二连杆14以跳扣17和安装基座的铰接点B为转轴转动，进而带动动触头301脱扣分闸，快速实现分断工作。通过跳扣和锁扣搭接形成的脱扣机构是断路器中常见的技术，但本实施例中加入了再扣18，使得锁扣20先锁定再扣18，再扣18再锁定跳扣17，换言之，跳扣17是先施力于再扣18，再扣18再施力于锁扣20。因此通过再扣18间接加长了跳扣17对锁扣20施力的力臂，在跳扣17扭矩不变的前提下，跳扣17作用在锁扣20上的力就更小，要解锁锁扣20所需的电磁脱扣器4的解扣力也变小，确保在发生漏电故障时，触头能够自动断开。

操作机构和脱扣机构均设置在第一侧板22和第二侧板23之间，外部附件联动机构则安装设置在第一侧板22的外侧面，使得外部附件联动机构与操作机构和脱扣机构处于不同的安装层级，提高断路器内部空间的利用率和结构的紧凑性。且第一侧板22隔开外部附件联动机构，使得功能更为独立的外部附件联动机构能够更少地干涉到操作机构和脱扣机构。

参阅图6-11，第一联动件26可转动设置在安装基座上，且和跳扣17同轴联动地连接。本实施例中第一联动件26是一半圆形板状件，第一联动件26以其设有的中心孔2601铰接在第一侧板22所设有的转轴2206上，该转轴2206和跳扣17的转点B同轴线；第一联动件26上还设有联接孔2602，一联锁轴穿过该联接孔2602插入配合于跳扣17，从而通过该联锁轴实现跳扣17和第一联动件26的同步联动。其他实施例中也可以采用其他的联接方式来连接跳扣17和第一联动件26，例如将二者固连在同一支转轴上。第一联动件26用于在跳扣17解扣运动时拨动第二联动件27，因此其他实施例中该第一联动件26也可以是一摆臂。

第二联动件27是一可转动连接在安装基座上的摆臂，其转动中心为点C。具体的，第二联动件27以其转轴2701铰接在第一侧板22的孔2207上，第二联动件27的自由端靠近于第一联动件26设置，并能接受第一联动件26的拨动。第一弹性件28一端作用于安装基座，另一端作用于第二联动件27以对提供第二联动件27提供朝靠近所述第一联动件26方向摆动的复位弹力。本实施例中该第一弹性件28是扭簧。在第二联动件27朝靠近所述第一联动件26运动方向的一侧固定设有限位柱33，以限定第二联动件27朝靠近所述第一联动件26方向摆动的极限位置。在其他实施例中第二联动件27也可设置成上下直动式结构。

指示件31是一杠杆结构，其长度中部位置设有可转动连接在第一侧板22的孔2209中的转轴3101，指示件31一端通过U型卡槽3102和动触头转轴16铰接，在动触头转轴16转动时驱动指示件31另一端偏转到不同位置以指示断路器的状态。

第三联动件29也是一摆臂结构，该第三联动件29第一端铰接于动触头转轴16，具体的，第三联动件29第一端设有的孔2901和转轴16上设有的一凸柱(未示出)转动连接。第三联动件29设于第二联动件27的一侧，并能够接受第二联动件27的推动而产生动作，锁扣20设有一穿过第二侧板22凸伸至第三联动件29背离第二联动件27一侧的拨动部201。

第二联动件27上设有一耦合连接部，用于耦合连接外部附件。此外部附件是指设于断路器本体外的能够和断路器产生连带反应的部件，在本实施例中主要为两大类，一类为被动触发类附件，例如辅助触点装置、报警触点装置等，另一类为主动带动类附件，例如欠压脱扣器、过压脱扣器、分励脱扣器等。此外部附件设有一耦合配合部，该耦合配合部与第二联动件27的耦合连接部耦合连接，使得第二联动件27和外部附件的其中一个能够通过耦合配合部和耦合连接部的配合带动另一个产生动作。如图12，示出了一外部附件500和第二联动件27耦合连接的示意图，本实施例中，该耦合连接部是设于第二联动件27上的插孔2705，耦合配合部是插入到插孔2705中的插杆600，当然其他实施例中也可以是反过来耦合配合部是插孔，而耦合连接部是插入到插孔中的插杆。本实施例中插孔2705的孔径大于插杆600的杆径，使得插孔2705能够适配更多尺寸规格的插杆，提高适用性。

接下来说明该外部附件联动机构的原理，参阅图6和图13，若该外部附件500是被动触发类附件，例如是报警触点装置，当断路器跳扣17解扣时，第一联动件26随跳扣17运动而运动，并进一步推动第二联动件27摆动，接着第二联动件27通过插孔2705和插杆600的插接配合推动插杆600运动，从而触发该报警触点装置的触点闭合产生报警信号。参阅图6和图14，若该外部附件500是主动带动类附件，如欠压脱扣器，该欠压脱扣器检测到欠压时，插杆600主动动作，通过插孔2705和插杆600的插接配合推动第二联动件27运动，第二联动件27进一步推动第三联动件29，而第三联动件29拨动锁扣20的拨动部201使得断路器本体发生脱扣分闸。本实施例通过设置外部附件联动机构，使得断路器能够模块化外接外部附件，并且，本实施例的一套外部附件联动机构可以选配多种不同的外部附件，极大提高了断路器安装外部附件的灵活性。

如图6、9、10，在第二联动件27和第三联动件29的相对侧各自设有互相朝对方凸伸靠近的第一凸伸部2704和第二凸伸部2904，通过第一凸伸部2704和第二凸伸部2904的相互靠近，提高第二联动件26和第三联动件29推抵联动时的响应速度。

除了插孔和插杆的配合，在其他实施例中耦合连接部和耦合配合部也可以采用其他的耦合连接结构，如磁吸连接、铰接、可拆卸固定连接。

继续参阅图6、9、10，第三联动件29第二端2902在第二弹性件30的作用下朝远离拨动部201的方向抵向指示件31的转轴3101，以免第三联动件29误触动锁扣20。第三联动件29第二端在其他实施例中也可以不是抵向转轴3101，只要设有一固定接触点供第三联动件29第二端抵接即可，例如该固定接触点可以是从第二侧板22上延伸凸出设置。且本实施例中，第三联动件29第一端是铰接于动触头转轴16，在第三联动件29第二端2902抵接于该固定接触点的情况下，如图15，本实施中，动触头转轴16转动至分闸位置时能够带动第三联动件29第一端朝远离第二联动件27的方向偏转，以脱离第二联动件27的行程范围。这时第二联动件27不论如何动作都不能接触到第三联动件29，以保证断路器能够顺利合闸(在产品合闸过程中，若外部附件的插杆600是静止的，则第二联动件27静止在限位柱33处，第三联动件28随着动触头转轴16运动到靠近第二联动件27的位置。外部附件动作时，插杆600推动第二联动件27，进而第二联动件27通过推动第三联动件29，从而推动锁扣解锁，产品动作分闸；若外部附件的插杆600是随着附件合闸而运动的，则第二联动件27会跟着插杆600运动到限位柱33处，在此过程中第三联动件28也会随着动触头转轴16运动，且始终与第二联动件27保持一定间隙，确保断路器与附件的合闸顺利进行)。

本实施例中，第一凸伸部2704和第二凸伸部2904均是前端收缩的尖角形状，从而第三联动件29朝远离第二联动件27的方向偏转产生角度发生变化时第一凸伸部2704和第二凸伸部2904能够快速错开，第二凸伸部2904可以更快地脱离第一凸伸部2704的行程范围，更能保住二者不会再接触。

第一弹性件28和第二弹性件30在本实施例中是扭簧，但在其他实施例中也可以是拉簧、压簧等其他弹性件，只是安装方式需要做适应性变更，以确保具有同等运动效果的势能。

实施例2：

本实施例提供一种组合开关电器，包括实施例1中的断路器，以及与该断路器耦合连接的外部附件。由于本实施例采用了实施例1中的断路器，因此具有实施例1中断路器的同等技术效果。耦合连接的外部附件包括而不限于：辅助触点装置、报警触点装置、欠压脱扣器、过压脱扣器、分励脱扣器。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种断路器，包括用于实现脱扣分闸的脱扣机构，所述脱扣机构包括跳扣，其特征在于：还包括外部附件联动机构，所述外部附件联动机构包括第一联动件和第二联动件，所述第一联动件和所述跳扣同轴联动地连接，所述第二联动件可活动设于所述第一联动件的一侧并能够在所述跳扣解扣时接受所述第一联动件的推动，所述第二联动件上设有耦合连接部，所述耦合连接部用于与外部附件进行耦合连接，使得所述第二联动件和外部附件的其中一个能够通过所述耦合连接的配合带动另一个产生动作。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述脱扣机构还包括用于锁定或解锁跳扣的解扣动作的锁扣，断路器还包括第三联动件，所述第三联动件可活动设于所述第二联动件的一侧，并能够接受第二联动件的推动而产生动作，所述锁扣设有延伸至第三联动件背离第二联动件一侧的拨动部，使得所述第二联动件推动所述第三联动件时能够进一步拨动所述拨动部从而解锁所述锁扣对跳扣的锁定，以发生脱扣分闸。

3.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于：所述外部附件包括与所述耦合连接部进行耦合连接的耦合配合部，所述外部附件是通过第一联动件推动第二联动件而触发所述耦合配合部的被动触发类附件，或者是通过所述耦合配合部主动带动所述第二联动件的主动带动类附件。

4.根据权利要求3所述的断路器，其特征在于：所述耦合连接部和耦合配合部其中一个是插孔，另一个是插入在所述插孔中的插杆。

5.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于：所述耦合连接部是插孔，所述耦合配合部是插入在所述插孔中的插杆，且所述插孔的孔径大于所述插杆的杆径。

6.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于：所述第二联动件和第三联动件的相对侧各自设有互相朝对方凸伸靠近的第一凸伸部和第二凸伸部。

7.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于：还包括用于带动动触头的动触头转轴，所述第三联动件是一摆臂结构，所述第三联动件第一端可转动连接于所述动触头转轴，第二端在一弹性件作用下朝远离所述拨动部的方向抵向一固定接触点。

8.根据权利要求7所述的断路器，其特征在于：所述第二联动件、第三联动件和动触头转轴的相对位置满足：所述动触头转轴分闸时能够带动所述第三联动件第一端朝远离第二联动件的方向偏转，以脱离所述第二联动件的行程范围。

9.根据权利要求8所述的断路器，其特征在于：所述第二联动件和第三联动件的相对侧各自设有互相朝对方凸伸靠近的第一凸伸部和第二凸伸部，所述第一凸伸部和第二凸伸部是前端逐渐收缩的尖角形状，以使得所述动触头转轴分闸时所述第二凸伸部能够快速脱离所述第一凸伸部的行程范围。

10.根据权利要求7所述的断路器，其特征在于：还包括用于指示断路器状态的指示件，所述指示件是一端和动触头转轴转动连接的杠杆结构，所述固定接触点是所述指示件的转轴。

11.根据权利要求1或8或9所述的断路器，其特征在于：所述第二联动件是一可转动设置的摆臂，在所述第二联动件朝靠近所述第一联动件运动方向的一侧固定设有限位柱，以限定第二联动件朝靠近所述第一联动件方向摆动的极限位置。

12.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：还包括一安装基座，所述安装基座包括相对接合的第一侧板和第二侧板，所述脱扣机构设置在第一侧板和第二侧板之间，所述外部附件联动机构则安装设置在所述第一侧板的外侧面，使得外部附件联动机构与脱扣机构处于不同的安装层级。

13.组合开关电器，其特征在于：包括如权利要求1-12任一所述的断路器以及与所述断路器耦合连接的外部附件。

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