CN201616398U - 具有自动合闸功能的内置式智能断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其包括：一断路器本体，所述的断路器本体包括：一上盖，所述的上盖开设有一缺槽，所述的缺槽的两端对应断路器处于的开/关位置；一拨动杆伸出所述的缺槽；一底箱，所述的底箱上设置有断路器动作机构，以及进线端和出线端，所述的断路器通断动作机构通过所述的拨动杆触发；还包括：一承载板，所述的承载板设置于所述的上盖和底箱之间，并与一电动操作机构相结合，所述的电动操作机构具有一执行端，其与所述的拨动杆相连接，其在一自动合闸控制单元的控制下，通过所述的电动操作机构的运行，从而使所述的拨动杆在开/关状态之间切换。

Description

具有自动合闸功能的内置式智能断路器

技术领域

本实用新型涉及的是一种断路器，特别涉及的是一种能够实现自动合闸功能的拨动杆外露的断路器。

背景技术

对于电力部门而言开关断路设备，是保证用电安全、进行线路切换必不可少的设备，随着国家对智能电网计划的推出，断路器设备需要向智能话迈进是一个重要的方向。

请参阅图1所示，其为现有技术中的断路器，我们在本实用新型中将其称之为断路器本体，所述的断路器可以是三相的也可以是单相，可以是普通的微型断路器，也是可以是大开关，其都包括：一盒体，通常的盒体是有上盖和底箱组成，所述的上盖开设有一缺槽，所述的缺槽的两端对应断路器处于的开/关位置；一拨动杆伸出所述的缺槽；一底箱，所述的底箱上设置有断路器动作机构，以及进线端和出线端，所述的断路器通断动作机构通过所述的拨动杆触发；所述的断路器动作机构还包括与拨动杆相连接的联动组件，所述的联动组件的一联动杆下端铰接设置有动触臂，当在拨动杆的作用下联动组件转动，从而带动所述的动触臂转动，使所述的动触臂上的动触点与所述的静触片上的静触点相接触，所述的静触片与所述的底箱上的出线端相连接，从而实现将电流传出。

但是对于现有的断路器仍有如下缺陷：

1、在预付费系统中，用户补交电费后断路器不能够自动合闸，需要用电户自己处理，从而给用户带来不便；

2、在发生温度过高等异常用电状况时，现有的断路器断开速度较慢；

3、在用电异常情况没有排除的情况下，用户可以合闸，从而可能带来安全隐患。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种具有自动合闸功能的内置式智能断路器，用以克服上述缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其包括：一断路器本体，所述的断路器本体包括：一上盖，所述的上盖开设有一缺槽，所述的缺槽的两端对应断路器处于的开/关位置；

一拨动杆伸出所述的缺槽；

一底箱，所述的底箱上设置有断路器动作机构，以及进线端和出线端，所述的断路器通断动作机构通过所述的拨动杆触发；

还包括：一承载板，所述的承载板设置于所述的上盖和底箱之间，并与一电动操作机构相结合，所述的电动操作机构具有一执行端，其与所述的拨动杆相连接，其在一自动合闸控制单元的控制下，通过所述的电动操作机构的运行，从使所述的拨动杆在开/关状态之间切换。

对于所述的电动操作机构的不同作用原理，又分成三种实施方式，其中之一，所述的电动操作机构包括：一齿轮齿条机构以及一拨动部，所述的拨动部与所述的拨动杆相连接；

所述的底箱中设置有一电机，所述的齿轮齿条机构将所述的电机的转动转化为所述的拨动部的往复动作，从使所述的拨动杆在开/关状态之间切换。

第二种，所述的电动操作机构包括：一平动机构以及一拨动部，所述的拨动部与所述的拨动杆相连接；

所述的平动机构推动所述的拨动部的进行往复动作，从使所述的拨动杆在开/关状态之间切换。

第三种，所述的电动操作机构包括：所述的承载板上设置有一曲柄部以及一拨动部，所述的拨动部与所述的拨动杆相连接；

所述的底箱中设置有一电机，所述的曲柄部将所述的电机的转动转化为所述的拨动部的往复动作，从使所述的拨动杆在开/关状态之间切换。

所述的自动合闸控制单元包括：

一电源采集子单元，其从所述的相线上获取电力信号，并进行整流滤波处理；

一电机动作控制子单元，获取所述的电力信号，并在接到合闸命令时，使所述的电机动作，最终实现所述的断路动作机构产生合闸动作。

为了对短路或其他异常用电情况存在保护，所述的自动合闸控制单元还包括：

一短路侦测电路，其用以检测是否有短路发生，当发生短路时产生一脱扣控制信号；

一脱扣子单元，用以在接收到所述的脱扣控制信号时，使所述的断路动作机构产生断路动作。

为了防止在异常没有排除的情况下断路器自动合闸，所述的自动合闸控制单元还包括：

一自锁控制子单元，其与所述的电机动作控制子单元相连接，接收所述的短路侦测子单元输出一表征短路状况的自锁控制信号，从而使所述的电机动作控制子单元令所述的电机不产生动作。

为了实现远程控制以便于如预付费等功能的使用，还包括：一外控单元，其分别与所述的脱扣子单元和所述的电机动作控制子单元相连接，并接受外部控制信号，从而对所述的脱扣器和电机产生控制作用。

其中，所述的短路侦测电路包括：至少针对一条相线设置的一短路侦测元件，其与一判断元件相连接，所述的判断元件根据在发生短路异常情况下所述短路侦测元件的状态，产生所述的自锁控制信号和所述的脱扣控制信号。

针对温度过高的异常情况，还包括：一温度检测子单元，其检测相线温度，在所述温度达到一阈值时，产生一自锁控制信号和/或脱扣控制信号。

其中，所述的温度检测子单元包括：至少针对一条相线设置的一温度检测元件，其与一判断元件相连接，所述的判断元件根据在发生温度异常情况下所述温度检测元件的状态，产生所述的自锁控制信号和/或脱扣控制信号。

为了防止电机运动在超出一定位置后产生损害，还包括：一限位子单元，在所述的断路器合闸后，发出控制信号给所述的电机动作控制子单元，使电机停转。

所述的限位子单元的实施例之一是所述的限位子单元包括：一光电耦合器，其在断路器合闸后，其输出端产生一状态变化，并将其传给所述的电机动作控制子单元，使电机停转。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于，能够实现断路器的自动合闸，能够在发生如短路或是温度过高等异常用电状况时使断路器断开，并且在异常没有排除的情况下，不会自动合闸，适用于断路器的远程控制，是智能电网发展的基础产品。

附图说明

图1为现有断路器的分解图；

图2为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的主视图；

图3A为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例一取下上盖后的主视图；

图3B为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例一的立体分解图；

图4A为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例二取下上盖后的主视图；

图4B为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例二的立体分解图；

图5A为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例三取下上盖后的主视图；

图5B为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例三的立体分解图；

图6A为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例四取下上盖后的主视图；

图6B为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例四的立体分解图；

图7A为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例五取下上盖后的主视图；

图7B为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例五的立体分解图；

图8A为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例六取下上盖后的主视图；

图8B为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例六的立体分解图；

图9A为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例七取下上盖后的主视图；

图9B为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例七的立体分解图；

图10A为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例八取下上盖后的主视图；

图10B为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例八的立体分解图；

图11A为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例九取下上盖后的主视图；

图11B为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例九的立体分解图；

图12A为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例十取下上盖后的主视图；

图12B为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器自动合闸机械单元实施例十的立体分解图；

图13A为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的控制部分电路自动合闸控制子单元示意图一；

图13B为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的控制部分电路自动合闸控制子单元示意图二；

图13C为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的控制部分电路自动合闸控制子单元示意图三；

图13D为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的控制部分电路自动合闸控制子单元示意图四；

图13E为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的控制部分电路自动合闸控制子单元示意图五；

图13F为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的控制部分电路自动合闸控制子单元示意图六；

图13G为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的控制部分电路自动合闸控制子单元示意图七；

图13H为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制子单元对电机实现往复运动控制电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图2所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的内置式断路器的主视图，所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器包括一断路器本体，所述的断路器本体包括一盒体，盒体是由一上盖11、一承载板10和一底箱12构成，所述的底箱12设有进线端口115和出线端口113，用以实现所述的相线和零线接入和接出；每一进线(相线、零线)之间都设置有纵向隔离板进行分隔，并在内部与进线金属片相连接。

所述的断路器动作机构是包括：拨动杆114，以及与拨动杆114相连接的联动组件，所述的联动组件的一联动杆下端铰接设置有动触臂，当在拨动杆114的作用下联动组件转动，从而带动所述的动触臂转动，使所述的动触臂上的动触点与所述的静触片上的静触点相接触，所述的静触片与所述的底箱上的出线端相连接，从而实现将电流传出(此为现有技术)；

所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器是有机械部分和控制部分组成，对于自动合闸功能而言，可以认为是由自动合闸机械单元和自动合闸控制单元组成。本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其包括：一断路器本体，所述的断路器本体包括：盒体，所述的盒体内设置有断路器动作机构，以及进线端115和出线端113，所述的断路器动作机构通过位于所述的盒体内的拨动杆实现触发。

请参阅图3A和图3B所示，其分别为本实用新型具有自动合闸功能的内置式断路器自动合闸机械单元实施例一取下上盖后的主视图以及立体分解图；所述的具有自动合闸功能的内置式断路器包括：一承载板10，所述的承载板设置于所述的上盖11和底箱12之间，并与一电动操作机构相结合，所述的电动操作机构具有一执行端，其与所述的拨动杆114相连接，其在一自动合闸控制单元的控制下，通过所述的电动操作机构的运行，从使所述的拨动杆114在开/关状态之间切换。

所述的电动操作机构包括：电机215以及中间传动机构，所述的中间传动机构置于所述的承载板10上，所述的中间传动机构包括：一齿轮齿条机构以及一拨动部43，所述的拨动部43与所述的拨动杆114相连接；所述的底箱12中设置有一电机215，其在一自动合闸控制单元的控制下，所述的齿轮齿条机构将所述的电机215的转动转化为所述的拨动部43的往复动作，从使所述的拨动杆114在开/关状态之间切换。

所述的拨动部43为一框体，所述的拨动杆114从所述的框体43中间穿过，所述的框体43两侧设置有能够沿所述滑槽214移动的滑轨。

所述的齿轮齿条机构包括：

一齿条41，其与所述的框体43相结合，能够带动框体43往复运动；

一第一齿轮42，其设置于所述的承载板10上，并与所述的齿条41相啮合，所述的电机215输出轴与所述的第一齿轮42相连接；

所述的框体43侧翼上设置有至少一导向限位槽，所述的导向槽为纵向的；

较佳的，还包括：一减速器，其设置于所述的电机215的输出轴上，则所述的减速器的输出轴与所述的第一齿轮42相固接。

较佳的，在所述的上盖11上设置有安检开关32，其与所述自动合闸控制单元上的对应闭锁开关对应，在检修时使用，防止在电机215作用断路器合闸。

较佳的，在所述的电路控制板3上设置有若干状态指示灯31，在安装所述上盖11后，与上盖11上预留出透孔相对应。

所述的箱底12还设置有一脱扣器15，所述的脱扣器15的动作端通过连杆与所述的联动组件的一联动杆相连接，在所述的脱扣器15获得来自所述的电路控制板3上相应的控制电路的控制信号时；产生脱扣动作，即所述脱扣器15的动作端推动所述的联动杆动作，从而使所述的动触点和所述的静触点分离。所述的脱扣器15为一电磁体，所述的动作端为其衔铁端。

在发生短路或是过流等异常情况时，较佳的，还可以包含一个机械自锁机构，其中包括：一限位杆2171，所述的限位杆2171一端设有一钩状部，其钩在一个轴向联动杆上设置的槽中，所述的轴向联动杆可以摆动，并且与所述的联动组件的一联动块相顶靠，所述的限位杆2171的另一端可以由所述的上盖11上设置的孔1111伸出(至少是与上述的孔1111对正而不伸出)；所述的限位杆2171中部设有一通槽，一固定件2172从下面与所述的上盖11相固结，并穿过所述的通槽，所述的通槽内设有复位弹簧；当出现异常状况，所述的脱扣器动作，触动所述的轴向联动杆转动，从而迫使所述的联动组件的一联动块转动，进而使所述的动触点和静触点分离，此时所述的限位杆2171钩状部，从所述的槽中滑出，由于所述的通槽内设有复位弹簧作用，所述的限位杆2171向上运动，从所述上盖的孔1111伸出，所述的钩状部顶靠在所述的轴向联动杆上，从而使其不能复位，即形成自锁。这种情况下，伸出的限位杆2171也起到的指示作用证明，目前的断路器断路状态是由异常造成的，如果想合闸就要人为的将伸出的限位杆2171通过杆2173按回去，使所述的钩状部从新嵌入槽中，从而实现解锁。

当然上述为机械的自锁，如果采用电子的自锁，则通常不需要人为地解锁了，更加方便和及时。

请参阅图4A和图4B所示，其分别为本实用新型具有自动合闸功能的内置式断路器自动合闸机械单元实施例二取下上盖后的主视图以及立体分解图；其与实施例一得差别在于，这里采用了二级齿轮传动方式，还包括一第二齿轮45，所述的第二齿轮45设于所述的承载板10上，并与所述的第一齿轮42相啮合。其中位于底箱12中的所述电机215与所述的第二齿轮45相固接。

请参阅图5A和图5B所示，其分别为本实用新型具有自动合闸功能的内置式断路器自动合闸机械单元实施例三取下上盖后的主视图以及立体分解图；与上述实施例的差异主要在于，所述的电动操作机构包括：一平动机构以及一拨动部，其设置于所述的承载板上，所述的拨动部与所述的拨动杆114相抵靠；

所述的平动机构推动所述的拨动部进行往复动作，从使所述的拨动杆114在开/关状态之间切换。

其中，所述的拨动部为一拨叉51，所述的拨叉51一端设置有一拨口，所述的拨动杆114置于所述的拨口中，所述的拨叉51的另一端设置有一推动口。所述的承载板10上设置有一与所述缺槽11相平行的第一导槽103和第二导槽104，所述的拨叉51的底面设置有一第一凸起511和第二凸起512，所述的凸起嵌入到所述的导槽内。

所述的平动机构包括：

一电机215，其输出轴设置有一螺纹柱，所述的螺纹柱具有一端部，所述电机215底侧设置有一顶抵部；所述的承载板10上具有一缺口槽102，所述的电机215置于所述的缺口槽102中。

一导向支承座52，其置于承载板10上，所述的导向支承座52具有一内螺纹口，所述的螺纹柱旋入所述的内螺纹口内；

其中，所述的螺纹柱的端部和所述的顶抵部分别与所述拨叉51的推动口的两内侧壁相对应。

当所述的电机215转动时，则会相对于所述的导向支承座52平动，顶靠所述的拨叉51的推动口，使所述的拨叉51沿所述的第一、第二导槽103、104运动，从而实现所述的拨动杆114在开/关状态之间切换。

请参阅图6A和图6B所示，其分别为本实用新型具有自动合闸功能的内置式断路器自动合闸机械单元实施例四取下上盖后的主视图以及立体分解图；其与实施例三得差别在于，所述的拨动部为一拨叉51，所述的拨叉51一端设置有一拨口，所述的拨动杆114置于所述的拨口中，所述的拨叉的两翼分别设置有连接孔511，所述的拨叉51的中部与所述的承载板10相轴接。

所述的平动机构包括：一对电磁铁541、542，其分别固设在所述的承载板10上，每一所述的电磁铁541、542的衔铁端与一所述的连接孔511铰接，两个所述的电磁体541、542不处于相同的工作状态，即其中一个处于衔铁伸出状态，则另一个电磁铁则处于衔铁未伸出状态，这样就会使所述的平动机构和拨叉之间形成连杆机构，即由两个电磁铁541、542状态的交替变化，实现所述的拨动杆114在开/关状态之间切换。

请参阅图7A和图7B所示，其分别为本实用新型具有自动合闸功能的内置式断路器自动合闸机械单元实施例五取下上盖后的主视图以及立体分解图；与上述实施例的差异主要在于，所述的电动操作机构其包括：一曲柄部以及一拨动部，所述的拨动部与所述的拨动杆114相连接；所述的底箱12中设置有所述的电机215，其在所述的自动合闸控制单元的控制下，所述的曲柄部将所述的电机215的转动转化为所述的拨动部的往复动作，从使所述的拨动杆在开/关状态之间切换。

本实施例中所述的曲柄部为一棘轮棘爪机构和一连杆组成。其中所述的棘轮棘爪机构包括：外套，所述的外套具有内齿，所述的内齿为棘轮，在所述的外套的盘面上开有一连接孔；芯子，所述的芯子设置于所述的内齿中，芯子外缘设置有至少一棘爪，所述的棘爪和所述的芯子之间设置有弹性元件，其中所述的棘爪与所述的棘轮相对应；滚动轴承，设置于所述的外套和芯子之间。

所述的拨动部为一框体211，所述的拨动杆114从所述的框体211中间穿过，所述的框体211两侧设置有能够沿所述滑槽214移动的滑轨，所述的框体211上设置有连接孔。所述的连杆212置于所述的外套的连接孔和所述的框体211的连接孔之间，所述的电机215的输出轴置于所述的芯子的轴孔内；从而在所述的电机215转动时，芯子带动外套转动，从而使所述的连杆212拉动或推动所述的拨动部沿所述的滑槽214移动，进而使所述的拨动杆114在开/关状态之间切换。

请参阅图8A和图8B所示，其分别为本实用新型具有自动合闸功能的内置式断路器自动合闸机械单元实施例六取下上盖后的主视图以及立体分解图；本实施与实施例五得差别在于，在所述的外套上不再设置偏置的连接孔，而是增加了一转接杆219，其一端固设于所述的外套中部上，在其另一端设置有一连接孔，所述的连杆212设置于所述的转接杆219的连接孔和所述的框体211的连接孔之间，所述的电机215的输出轴置于所述的芯子的轴孔内；从而在所述的电机转动时，芯子带动外套转动，从而使所述的转接杆219带动所述的连杆212拉动或推动所述的拨动部沿所述的滑槽214移动，进而使所述的拨动杆114在开/关状态之间切换。

请参阅图13A和图13B所示，其分别为本实用新型具有自动合闸功能的内置式断路器自动合闸机械单元实施例七取下上盖后的主视图以及立体分解图；本实施与实施例五得差别在于，在所述的外套2131上不再设置偏置的连接孔，而是增加了一圆盘2132，其固设于所述的外套2131上，在所述圆盘2132的一侧偏置一个连接孔，所述的连杆212设置于所述的圆盘2132的连接孔和所述的框体211的连接孔之间，所述的电机215的输出轴置于所述的芯子的轴孔内；从而在所述的电机215转动时，芯子带动外套2132转动，从而使所述的圆盘2132带动所述的连杆212拉动或推动所述的拨动部沿所述的滑槽214移动，进而使所述的拨动杆114在开/关状态之间切换。

请参阅图10A和图10B所示，其分别为本实用新型具有自动合闸功能的内置式断路器自动合闸机械单元实施例八取下上盖后的主视图以及立体分解图；本实施与实施例七得差别在于，还包括一齿轮218，所述的齿轮218设于所述的承载板10上，并与所述的电机215输出轴相连接，所述的外套2131的外缘设有齿，所述的齿轮218与所述的外套2131相啮合。在所述的电机215转动时，带动齿轮218转动，从而带动外套2131转动，进而使所述的圆盘2132带动所述的连杆212拉动或推动所述的拨动部沿所述的滑槽214移动，最终使所述的拨动杆114在开/关状态之间切换。

请参阅图11A和图11B所示，其分别为本实用新型具有自动合闸功能的内置式断路器自动合闸机械单元实施例九取下上盖后的主视图以及立体分解图；本实施与实施例七得差别在于，所述的棘轮棘爪机构的位置和齿轮的位置发生了调换，在所述的齿轮2131上固定设置有圆盘2132，所述的圆盘2132偏置有连接孔，芯子与所述的电机相固接(实际上也可以在齿轮2131上偏置有连接孔就不需要圆盘2132了)，在所述的电机215转动时，从而带动芯子转动，芯子带动外套210转动，从而带动齿轮2131转动，进而使所述的圆盘2132带动所述的连杆212拉动或推动所述的拨动部沿所述的滑槽214移动，最终使所述的拨动杆114在开/关状态之间切换。

请参阅图12A和图12B所示，其分别为本实用新型具有自动合闸功能的内置式断路器自动合闸机械单元实施例十取下上盖后的主视图以及立体分解图；这里的曲柄部和拨动部与上述实施例五到实施例十有了差异，所述的拨动部为一拨叉211，其中部轴设于所述的承载板10上，所述的拨叉211一端设置有一拨口，所述的拨动杆114置于所述的拨口中，所述的拨叉211的另一端设置有一推动口。对于棘轮棘爪机构的外套212偏置有一推杆2123；在所述的电机215转动时，带动芯子转动，从而带动外套212转动，进而使所述的推杆2123推动所述的推动口，带进而使所述的拨叉211绕所述的轴转动，最终使位于所述拨口中所述的拨动杆114在开/关状态之间切换。

请参阅图13A所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制单元示意图一，本实施例以三相为例的，所述的控制电路包括：一电源采集子单元，其从所述的相线上获取电流信号，所述的电源采集子单元主要涉及对相线电流的整流滤波作用，这里采用三个二极管D1～D3分别与相线A～C相连接，并采用电容C3进行滤波；

一稳压电路，其包括：一稳压管DW1以及与之并联的电容C1、C2，其中所述的电容C1的负极接地，其正极与所述的电源采集子单元的输出端相连接；

一脱扣子单元，用以在接收到一脱扣控制信号时，使断路器产生断路动作；其包括一电磁铁，其电磁线圈TQXQ的一端从所述的电源采集电路获取一单向电压(电流)，其另一端通过一可控硅SCR接地，所述的可控硅SCR控制端和地之间设置有一电容C4；

一短路侦测电路，其用以检测是否有短路发生，当发生短路时输出一控制信号，所述的短路侦测电路包括：三组短路侦测元件以及判断元件，所述的短路侦测元件用以在发生短路异常时产生一变化量(这里以干簧管Sa、Sb、Sc为例)，所述的判定元件(这里采用比较器IC1-1～IC1-3为例)由所述的短路侦测元件处获取一变化量并与一预先设定的基准进行比较，(两者的数量和相线数目一致)，所述的干簧管Sa、Sb、Sc的一端与所述的比较器IC1-1～IC1-3的同相端相连接；所述干簧管Sa、Sb、Sc的另一端，与所述的电源采集子单元的输出端相连接，作为所述的比较器IC1-1～IC1-3的比较信号；所述的比较器IC1-1～IC1-3的反相端获取一稳定的电压信号，作为基准电压；本实施例里是通过一组分压电阻R3、R4获取的，其中，所述分压电阻R3的一端与所述的稳压电路中的电容C1阴极相连接，另一端与所述的电源采集子单元的输出端相连接；每一比较器IC1-1～IC1-3的输出端和正相端之间设置有二极管D7、D10、D13；所述的每一短路检测电路的干簧管Sa、Sb、Sc通过一二极管D5、D9、D12与所述的可控硅SCR的控制端相连接，用以向所述的可控硅SCR输出脱扣控制信号；

一自锁控制子单元，其接收所述的短路侦测子单元的输出的表征短路状况的信号，从而使所述的电机不产生动作；其包括：一第一三极管Q2，所述第一三极管Q2的集电极与所述的电源采集子单元的输出端相连接，所述第一三极管Q2的发射极接地，一上拉电阻R5获取所述的比较器IC1-1～IC1-3的输出信号，并有所述的第一三极管Q2的基极相连接，且所述的基极通过电阻R6与地相连，所述的第一三极管Q2的发射极和集电极之间连接有一电阻R7；

一电机自动合闸控制子单元，其包括：一第二三极管Q1，所述第二三极管Q1的基极与所述的第一二极管Q2的集电极相连接，所述第二三极管Q1的发射极接地；所述的电机M一端与所述的电源采集子单元的输出端相连接，另一端与所述的第二三极管Q1的集电极相连接；

较佳的，为了与机械结构中的结果相吻合，在所述的电机自动合闸控制子单元的线路上设置有限位开关K1，用以控制电机M达到预定位置后停转，从而确保断路器合闸位置；

较佳的在所述的电机自动合闸控制子单元的线路上设置有一人工开闭的检修开关K3(也称为闭锁)，即在该开关K3处于断开状态时，所述的电机M在任何状态下都不会动作；

还包括：一脱扣子单元复位电路，其包括：一复位键REST，其第一端与所述的可控硅SCR的控制端相连接，其第二端接地；

较佳的在所述的比较器IC1-1～IC1-3的输出端设置有一发光二极管LEDa、LEDb、LEDc，用以起到指示作用。

请参阅图13B所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制子单元示意图二，本示意图与示意图一得区别在于，增加了外控子单元，其目的可以满足如预付费用电管理系统的需要，所述的外控子单元包括：设置有一单向电流元件，如二极管D16，以及控制元件，所述的控制元件即包括对脱扣子单元的控制也包括对电机自动合闸控制子单元的控制，所述的自动合闸控制子单元包括：一第三三极管Q4，其基极接收外控信号，其发射极和集电极之间连接有一电容C5，其中电容C5的阴极和所述第三三极管Q4的发射极接地，所述的第三三极管Q4的集电极通过一二极管D15与所述的可控硅SCR的控制端相连接；即在外控信号为高电位的情况下，所述的脱扣器不产生脱扣动作；一第四三极管Q3，所述的第四三极管Q3(PNP型)的发射极和集电极设置于所述的电机M自动合闸控制子单元电路上，所述的第四三极管Q3的基极与所述的第三三极管Q4的集电极相连接，即在外控信号为高电位的情况下，所述的第四三极管Q3是导通的；在所述的外控信号为低电位的情况下，所述的脱扣子单元产生脱扣动作，同时所述的第四三极管Q3处于截止状态，即电机自动合闸控制子单元不会动作。

较佳的还设置有外控指示电路，其包括：一发光二极LED管，其一端接地，另一端与一电阻R11相连接，在外控信号为高电压时，其处于点亮状态，反之则熄灭。

请参阅图13C所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制子单元示意图三，本实施例与上述示意图一的差异主要在于，其相应的增加了一个限位子单元，而不采用限位开关，从而节省了空间；所述的限位子单元包括：一光电耦合器IC，其中所述的光电耦合器IC的一输入端通过一单向电流元件这里采用二极管D14和降压电阻R7与所述的相线相连接，另一输入端接地，所述的光电耦合器IC的一个输出端接地，另一输出端与所述的第二三极管Q1的基极相连接；即在所述的电机M实现自动合闸后，所述的光电耦合器IC的输出端输出低电位，从而使所述的第二三极管Q1因基极获得低电位而截止，进而使所述的电机M自动合闸控制子单元断路，最终电机停转。

请参阅图13D所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制子单元示意图四，本实施例与上述示意图一的差异主要在于，本实施例是针对过流进行检测，因此不在使用干簧管Sa、Sb、Sc而是采用电流采集元件，这里采用的是电流互感器TAa、Tab、Tac，其分别设置在每一相线上，并将其转换为电压信号，传输给所述的比较器IC1-1～IC1-3，同时所述的比较器IC1-1～IC1-3不仅将输出的信号传输给所述的自锁自动合闸控制子单元，同时将其传输给所述的脱扣子单元的可控硅SCR的控制端，即在产生过流异常时，所述的比较器IC1-1～IC1-3输出高电位信号给所述的可控硅SCR的控制端，从而使其产生脱扣动作，需要说明的是所述的比较器IC1-1～IC 1-3的反相端的基准电压由于采用了滑动变阻器w，所以过流比较的阈值是可调的。

请参阅图13E所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制子单元示意图五，本实施例与上述示意图一的差异主要在于，其相应的增加了一个温度检测子单元，用以在温度达到一定阈值的情况下，使所述的断路器断路，并且对电机产生自锁功能；所述的温度检测子单元包括：至少针对一条相线设置的一温度检测元件(这里以采用温度传感器ta、tb、tc为例)，其与一判断元件(这里以采用比较器IC1-1～IC1-3为例)相连接，所述的判断元件根据在发生温度异常情况下所述温度检测元件的状态，产生一自锁控制信号和脱扣控制信号至少其中之一。具体针对本实施设有三组温度传感器ta、tb、tc和比较器IC2-1～IC2-3(两者的数量和相线数目一致)，所述的温度传感器ta、tb、tc的一端与所述的比较器IC2-1～IC2-3的同相端相连接；所述温度传感器ta、tb、tc的另一端，与所述的电源采集子单元的输出端相连接，作为所述的比较器IC2-1～IC2-3的比较信号；所述的比较器IC2-1～IC2-3的反相端获取一稳定的电压信号，作为基准电压；本实施例里是通过一组分压电阻R2、R3获取的，其中，所述分压电阻R2的一端与所述的稳压电路中的电容C1阴极相连接，另一端与所述的电源采集子单元的输出端相连接(与所述的短路自锁子单元共用)；每一比较器IC2-1～IC2-3的输出端和正相端之间设置有二极管D22、D19、D16；所述的温度检测子单元通过一二极管D21、D17、D14与所述的可控硅SCR的控制端相连接，用以向所述的可控硅SCR输出脱扣控制信号；较佳的在所述的比较器IC2-1～IC2-3的输出端也设置一个发光二极管LEDTa～LEDTb用以起到指示作用。

请参阅图13F所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制子单元示意图六，本实施例是与上述的机械断路自锁相配合的，因此在电路的结构上与上述示意图二的差异主要在于，这里不再设置有短路侦测单元和自锁自动合闸控制子单元，而是仅仅采用机械自锁即从电路上体现为短路锁K4的形式达到本实用新型的目的。

请参阅图13G所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制子单元示意图七，本示意图体现了在现有控制技术中通过处理器实现智能化的一个例子，其中，通过电流互感器TAa、TAb、TAc从电力线A、B、C上获取每条相线上的电流值，并通过一模数转换电路，转换为相应的数字信号，传输给所述的处理器MCU，所述的处理器MCU中预设的程序，能够对获取的用电信息进行判定，判定过流/短路等异常问题，从而输出相应的控制信号；一个模拟电源电路，其由分压电阻R1～R6组成，从每条相线处获得电压值给所述的模数转换电路；一数字电源电路，通过电压互感器BT从电力线上获取电源信号后，经过稳压芯片D的处理后，与所述的处理器MCU相连接，为其提供电源信号，在所述的数字电源电路与处理器MCU之间设置有一开关K3，用以切断对所述的处理器MCU的电力供应，从而在检修的时候，避免因处理器MCU的不合理控制造成意外；还可以包括：一组温度传感器IC1～IC3，其检测各相线节点处的温度值，并将其转换为一数字信号传输给所述的处理器MCU，有所述的处理器MCU判定温度高过一阈值时输出一控制信号；一整流滤波电路由三个二极管D1～D3以及电容C2电阻R8组成，其为一脱扣器TQXQ提供电源供应，所述的脱扣器的脱口线圈通过一可控硅SCR连接地，所述的可控硅SCR的控制端与所述的处理器MCU的一输出端相连接；本实用新型为了增加新的智能化功能，所述的处理器MCU还可以与一通信电路相连接，其可以通过有线/无线的方式与其他的通信设备进行数据的交互，因而可以接收到外端的控制信号；一存储器，用以存储断路器中的各项数据；一显示电路用以显示断路器所检测到的各种状态信息，在断路器的盒体上设置有相应的显示屏；一时钟电路以及一键盘电路，其分别用以向所述的处理器MCU提供时钟信号和输入命令；上述所述的这些功能电路从具体实现而言对应的电路有很多种，都是广泛公知的，本领域技术人员可以根据需要具体选用，这里就不在赘述了；所述的处理器MCU的输出端PX.1、PX.2用以和上面实施例中的自锁控制子单元相连接，进而控制电机自动合闸控制子单元的动作，也可以直接和所述的电机自动合闸控制子单元连接，由所述的处理器MCU根据目前的电力异常情况是否解除，来判定是否需要让所述的自动合闸控制子单元的动作。

请参阅图13H所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制子单元对电机实现往复运动控制电路示意图，本示意图中，有四组PNP的三极管Q5、Q6、Q8、Q9和保护二极管D10、D11、D13、D14，其集电极和保护二极管的阳极相连接，其发射极和二极管的阴极相连接，并且电机的正相端连接有两组PNP的三极管Q6、Q9和保护二极管D11、D14集电极，且两组的之间的发射极连接在一起；所述的电机的反相端连接有另外两组PNP的三极管Q5、Q8和保护二极管D10、D13集电极，且两组的之间的发射极连接在一起；一第一单向二极管D9，其阳极与所述的电机的正相端相连接，其阴极与处理器一控制端PX.2相连接；一第二单向二极管D12，其阳极与所述的电机的反相端相连接，其阴极与处理器一控制端PX.1相连接(请参阅图13G所示)，所述的PNP三极管Q9的基极与一PNP三极管Q7的发射极相连接，所述的PNP三极管Q7的基极与所述控制端PX.1相连接；所述的PNP三极管Q8的基极与一PNP三极管Q4的发射极相连接，所述的PNP三极管Q4的基极与所述的控制端PX.2相连接，所述的PNP三极管Q4的集电极极与所述的PNP三极管Q6基极相连接；所述的PNP三极管Q5基极与所述的PNP三极管Q7集电极相连接；同时所述的PNP三极管Q6基极与所述的PNP三极管Q4集电极相连接。通过处理器控制端PX.1和PX.2的输出信号，从而控制电机的正反转，从而实现相应动作机构的往复运动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (39)

1.一种具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，其包括：

一盒体，所述的盒体内设置有断路器动作机构，以及进线端和出线端，所述的断路器通断动作机构通过位于所述的盒体内的一拨动杆实现触发；

还包括：一承载板，其位于所述的盒体内，并与一电动操作机构相结合，所述的电动操作机构具有一执行端，其与所述的拨动杆相连接，其在一自动合闸控制单元的控制下，通过所述的电动操作机构的运行，从而使所述的拨动杆触发所述的断路器动作机构实现断路器的通和断。

2.根据权利要求1所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的电动操作机构包括：一齿轮齿条机构以及一拨动部，所述的拨动部与所述的拨动杆相连接；

所述的底箱中设置有一电机，所述的齿轮齿条机构将所述的电机的转动转化为所述的拨动部的往复动作，使所述的拨动杆触发所述的断路器动作机构实现断路器的通和断。

3.根据权利要求2所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的承载板开设有与所述的缺槽相对应的开口，在所述开口的两侧设置有相对平行的滑槽；

所述的拨动部为一框体，所述的拨动杆从所述的框体中间穿过，所述的框体两侧设置有能够沿所述滑槽移动的滑轨。

4.根据权利要求3所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的齿轮齿条机构包括：

一齿条，其与所述的框体相结合，能够带动框体往复运动；；

一第一齿轮，其设置于所述的承载板上，并与所述的齿条相啮合。

5.根据权利要求4所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括一第二齿轮，所述的第二齿轮设于所述的承载板上，并与所述的第一齿轮相啮合。

6.根据权利要求5所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，

所述的框体侧翼上设置有至少一导向限位槽；

7.根据权利要求4或5所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括：一减速器，其设置于所述的电机的输出轴上。

8.根据权利要求1所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的电动操作机构包括：一平动机构以及一拨动部，所述的拨动部与所述的拨动杆相连接；

所述的平动机构推动所述的拨动部的进行往复动作，使所述的拨动杆触发所述的断路器动作机构实现断路器的通和断。

9.根据权利要求8所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的承载板开设有与所述的缺槽相对应的开口；

所述的拨动部为一拨叉，所述的拨叉一端设置有一拨口，所述的拨动杆置于所述的拨口中，所述的拨叉的另一端设置有一推动口。

10.根据权利要求9所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的承载板上设置有至少一与所述缺槽相平行的导槽，所述的拨动部的底面设置有一凸起，所述的凸起嵌入到所述的导槽内。

11.根据权利要求9或10所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的螺旋推动平动机构包括：

一电机，其输出轴设置有一螺纹柱，所述的螺纹柱具有一端部，所述电机底侧设置有一顶抵部；

一导向支承座，其置于承载板，所述的其具有一内螺纹口，所述的螺纹柱旋入所述的内螺纹口；

其中，所述的螺纹柱的端部和所述的顶抵部分别与所述推动口的两内侧壁相对应。

12.根据权利要求11所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的承载板上具有一缺口槽，所述的电机置于所述的缺口槽中。

13.根据权利要求8所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的拨动部为一拨叉，所述的拨叉一端设置有一拨口，所述的拨动杆置于所述的拨口中，所述的拨叉的两翼分别设置有连接孔，所述的拨叉的中部与所述的承载板相轴接。

14.根据权利要求8所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的平动机构包括：一对电磁铁，其分别固设在所述的承载板上，每一所述的电磁铁的衔铁端与一所述的连接孔铰接，两个所述的电磁体的不处于相同的工作状态。

15.根据权利要求1所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的电动操作机构包括：所述的承载板上设置有一曲柄部以及一拨动部，所述的拨动部与所述的拨动杆相连接；

所述的底箱中设置有一电机，所述的曲柄部将所述的电机的转动转化为所述的拨动部的往复动作，使所述的拨动杆触发所述的断路器动作机构实现断路器的通和断。

16.根据权利要求15所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的曲柄部为一棘轮棘爪机构和一连杆组成。

17.根据权利要求16所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的曲柄部为一棘轮棘爪机构和一推杆组成。

18.根据权利要求17所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的承载板开设有与所述的缺槽相对应的开口；

所述的拨动部为一拨叉，其中部轴设于所述的承载板上，所述的拨叉一端设置有一拨口，所述的拨动杆置于所述的拨口中，所述的拨叉的另一端设置有一推动口。

19.根据权利要求16所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的承载板开设有与所述的缺槽相对应的开口，在所述开口的两侧设置有相对平行的滑槽；

所述的拨动部为一框体，所述的拨动杆从所述的框体中间穿过，所述的框体两侧设置有能够沿所述滑槽移动的滑轨，所述的框体上设置有连接孔。

20.根据权利要求17所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于；所述的棘轮棘爪机构包括：

外套，所述的外套具内齿，所述的内齿为棘轮；

芯子，所述的芯子设置于所述的内齿中，芯子外缘设置有至少一棘爪，所述的棘爪和所述的芯子之间设置有弹性元件，其中所述的棘爪与所述的棘轮相对应；

滚动轴承，设置于所述的外套和芯子之间。

21.根据权利要求19所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于；所述的棘轮棘爪机构包括：

外套，所述的外套具有内齿，所述的内齿为棘轮，在所述的外套偏置有所述的推杆；

芯子，所述的芯子设置于所述的内齿中，芯子外缘设置有至少一棘爪，所述的棘爪和所述的芯子之间设置有弹性元件，其中所述的棘爪与所述的棘轮相对应；

滚动轴承，设置于所述的外套和芯子之间。

22.根据权利要求21所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，一调整座，其固设于所述的外套中部，所述的调整座中间设有一缺槽；

一调整拨动杆，其下端的凸起与所述的缺槽相对应，通过转动调整拨动杆，带动所述的调整座与所述的外套延着棘齿非工作状态转动。

所述的上盖上设有一缺口，所述的调整拨动杆由所述的缺口伸入。

23.根据权利要求20所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括一齿轮，所述的齿轮设于所述的承载板上，所述的外套的外缘设有齿，所述的齿轮与所述的外套相啮合。

24.根据权利要求20或23所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括一圆盘固定设置在所述的外套上，所述的圆盘上偏置有一连接孔，通过所述的连杆将所述的外套上圆盘的连接孔和拨动部上的框体的连接孔连接在一起，从而使所述的电机转动带动所述的曲柄部转动，从而使所述的连杆拉动/推动所述的拨动部运动。

25.根据权利要求20或24所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的外套上偏置有一连接孔，通过所述的连杆将所述的外套上的连接孔和拨动部上的框体的连接孔连接在一起，从而使所述的电机转动带动所述的曲柄部转动，从而使所述的连杆拉动/推动所述的拨动部运动。

26.根据权利要求23所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的齿轮上偏置有一连接孔，通过所述的连杆将所述的齿轮上的连接孔和拨动部上的框体的连接孔连接在一起，从而使所述的电机转动带动所述的曲柄部转动，从而使所述的连杆拉动/推动所述的拨动部运动。

27.根据权利要求20所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，一转接杆，其一端固设于所述的外套中部，在其另一端设置有一连接孔，所述的连杆设置于所述的转接杆的连接孔和所述的框体的连接孔之间。

28.根据权利要求1-27任一权利要求所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的自动合闸控制单元包括：

一电源采集子单元，其从所述的相线上获取电力信号，并进行整流滤波处理；

一电机控制子单元，获取所述的电力信号，并在接到合闸命令时，使所述的电机动作，最终实现所述的断路动作机构产生合闸动作。

29.根据权利要求28所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的自动合闸控制单元还包括：

一短路侦测电路，其用以检测是否有短路发生，当发生短路时产生一脱扣控制信号；

一脱扣子单元，用以在接收到所述的脱扣控制信号时，使所述的断路动作机构产生断路动作。

30.根据权利要求29所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的自动合闸控制单元还包括：

一自锁控制子单元，其与所述的电机控制子单元相连接，接收所述的短路侦测子单元输出一表征短路状况的自锁控制信号，从而使所述的电机控制子单元令所述的电机不产生动作。

31.根据权利要求28、29或30所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括：一外控单元，其分别与所述的脱扣子单元和所述的电机控制子单元相连接，并接受外部控制信号，从而对所述的脱扣器和电机产生控制作用。

32.根据权利要求31所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的短路侦测电路包括：至少针对一条相线设置的一短路侦测元件，其与一判断元件相连接，所述的判断元件根据在发生短路异常情况下所述短路侦测元件的状态，产生所述的自锁控制信号和所述的脱扣控制信号。

33.根据权利要求32所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括：一温度检测子单元，其检测相线温度，在所述温度达到一阈值时，产生一自锁控制信号和/或脱扣控制信号。

34.根据权利要求32所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的温度检测子单元包括：至少针对一条相线设置的一温度检测元件，其与一判断元件相连接，所述的判断元件根据在发生温度异常情况下所述温度检测元件的状态，产生所述的自锁控制信号和/或脱扣控制信号。

35.根据权利要求28所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括：一限位子单元，在所述的断路器合闸后，发出控制信号给所述的电机控制子单元，使电机停转。

36.根据权利要求35所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，所述的限位子单元包括：一光电耦合器，其在断路器合闸后，其输出端产生一状态变化，并将其传给所述的电机控制子单元，使电机停转。

37.根据权利要求28所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括：一处理器，其通过一模数转换电路与所述的电源采集子单元相连接，用以根据所述的处理器中预设的程序判定采集的电流或/和电压是否存在异常，并相应的输出控制信号。

38.根据权利要求37所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括：一显示电路或存储电路或通信电路至少其中之一，其与所述的处理器相连接。

39.根据权利要求37所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括：一键盘电路，其与所述的处理器相连接，用以向所述的处理器输入相应的命令。

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