CN203631458U - 一种用于异常电压保护和自动合闸的断路器附件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于异常电压保护和自动合闸的断路器附件，包括基座、处理单元、手柄、脱扣组件和自动合闸组件；所述处理单元位于所述基座内；所述手柄从所述基座向断路器延伸，并与所述断路器的开关相连接；所述处理单元判断电压异常时，所述处理单元控制所述脱扣组件使得所述断路器分闸；所述自动合闸组件包括电机，以及同轴布置的第一转轮和第二转轮，所述第一转轮与所述手柄的一端固定连接；所述断路器分闸后，所述处理单元判断电压恢复正常后，所述处理单元控制所述电机转动，所述电机用于驱动所述第二转轮，所述第二转轮用于带动所述第一转轮转动。

Description

一种用于异常电压保护和自动合闸的断路器附件

技术领域

本实用新型涉及低压电器保护领域，尤其涉及一种用于异常电压保护和在电压恢复正常后能实现自动合闸的断路器附件。

背景技术

住房和城乡建设部于2011年发布的《住宅建筑电气设计规范》中明确要求：每套住宅应设置自恢复式的过电压和欠电压保护电器。目前市场上过电压和欠电压保护产品存在如下缺陷：

1.过电压、欠电压动作断电（属于用户前端故障）后，若前端电压恢复正常，不能实现自动合闸，可能给用户造成一定的断电损失，从而引起供电方与用户的争议；

2.当前的自动合闸装置附件体积较大、成本太高，而使得供电方和设计院大面积采用时，较难普及使用；

3.市场上出现了微型断路器+带异常电压保护接触器的组合方案，其缺点是适用额定电流小、成本高、断路器不具备自动合闸功能。

4.有文献曾提出使用直流电机带动多个齿轮副传动的结构来实现合闸，该种结构能量传动链长，零件比较分散，造成对零件加工和和组件装配要求高。

因此，有必要设计一种成本低、体积小、可以配合所有电流等级的低压微型断路器的附件，能够实现异常电压保护和异常电压恢复正常后的自动合闸的两种功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本低、体积小、可以配合所有电流等级的低压微型断路器的实现异常电压保护和自动合闸功能的断路器附件。

本实用新型提供一种用于异常电压保护和自动合闸的断路器附件，包括基座、处理单元、手柄、脱扣组件和自动合闸组件；

所述处理单元位于所述基座内；

所述手柄从所述基座向断路器延伸，并与所述断路器的开关相连接；

所述处理单元判断电压异常时，所述处理单元控制所述脱扣组件使得所述断路器分闸；

所述自动合闸组件包括电机，以及同轴布置的第一转轮和第二转轮，所述第一转轮与所述手柄的一端固定连接；

所述断路器分闸后，所述处理单元判断电压恢复正常后，所述处理单元控制所述电机转动，所述电机用于驱动所述第二转轮，所述第二转轮用于带动所述第一转轮转动。

优选地，所述自动合闸组件还包括第一锥形齿轮和第二锥形齿轮，所述第二转轮与所述第一锥形齿轮同轴固定连接，所述第二锥形齿轮与所述第一锥形齿轮相互垂直并啮合，所述电机驱动所述第二锥形齿轮转动。

优选地，所述第一转轮上形成有第一凸台，所述第二转轮上设有与所述第一凸台对应的第二凸台，所述第二凸台位于所述第一凸台的下方，所述第二凸台用于单向带动所述第一凸台实现合闸。

优选地，所述脱扣组件包括脱扣顶杆和脱扣连接件，所述处理单元控制所述脱扣顶杆弹出或缩回，弹出的所述脱扣顶杆推动所述脱扣连接件，被推动的所述脱扣连接件使所述断路器分闸。

优选地，所述断路器附件还包括与所述处理单元电性连接的第一微动开关，所述第一转轮为凸轮结构；

当所述断路器分闸时，所述第一转轮与所述第一微动开关接触；

当所述断路器合闸时，所述第一转轮与所述第一微动开关分离。

优选地，所述断路器附件还包括与所述处理单元电性连接的第二微动开关，所述第二转轮朝向与所述手柄相反的方向延伸出悬臂梁；

所述第二转轮的初始状态为所述断路器分闸时，所述第二转轮所处的位置；

当所述第二转轮处于初始状态时，所述悬臂梁接触所述第二微动开关。

优选地，所述断路器附件还包括第三微动开关、滑盖、盖板，所述盖板覆盖在所述基座上，所述滑盖在所述盖板上沿所述手柄所在的直线来回滑动，所述滑盖向下延伸出拨块；

当所述滑盖滑动到所述手柄的远端时，所述拨块与所述第三微动开关接触，所述自动合闸组件停止工作。

优选地，所述手柄为长条形的凹槽结构，所述断路器的所述开关嵌入到所述手柄的凹槽结构中。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：本实用新型由于设有脱扣组件和自动合闸组件。脱扣组件用于电压异常时，使断路器分闸。自动合闸组件用于电压恢复正常后，使断路器合闸。本实用新型中的断路器附件结构简单、体积小，可以配合所有电流等级的低压微型断路器使用，操作方法操作简单、成本低。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中断路器和断路器附件分闸时的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中断路器和断路器附件合闸时的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例中断路器和断路器附件分闸时的侧面结构示意图；

图4是本实用新型一实施例中断路器附件的结构示意图；

图5是本实用新型一实施例中手柄和第一转轮的结构示意图；

图6是本实用新型一实施例中第二转轮的结构示意图；

图7是本实用新型一实施例中断路器附件的俯视图；

图8是本实用新型一实施例中脱扣组件的结构示意图；

图9是本实用新型一实施例中第一微动开关与第一转轮接触时的结构示意图；

图10是本实用新型一实施例中第一微动开关与第一转轮分离时的结构示意图；

图11是本实用新型一实施例中第二微动开关与悬臂梁接触时的结构示意图；

图12是本实用新型一实施例中滑盖的结构示意图；

图13是本实用新型一实施例中第三微动开关与拨块分离时的结构示意图；

图14是本实用新型一实施例中第三微动开关与拨块接触时的结构示意图；

图15是本实用新型一实施例中断路器附件的操作方法的流程图。

附图标记对照表：

1——断路器附件     2——断路器         3——开关

10——基座          20——处理单元      30——手柄

40——自动合闸组件  50——脱扣组件      60——滑盖

70——盖板          21——第一微动开关  22——第二微动开关

23——第三微动开关  41——电机          42——第一转轮

43——第二转轮      44——第一锥形齿轮  45——第二锥形齿轮

51——脱扣顶杆      52——脱扣连接件    61——拨块

421——第一凸台     431——第二凸台     432——悬臂梁

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。

本实施例中，图1为本实用新型一实施例中断路器和断路器附件分闸时的结构示意图，图2为本实用新型一实施例中断路器和断路器附件合闸时的结构示意图。

断路器附件1包括基座10，基座10可为注塑件，为其他部件提供支撑、固定、收容的作用，其他部件都会直接或间接的与基座10连接。还包括处理单元20（参见图4）和手柄30，处理单元20优选为电路板，并位于基座10内，处理单元20与断路器2电性连接，可对断路器2的电压信号进行实时监测，如果电压信号异常时，控制脱扣组件50实现分闸；如果电压信号恢复正常后，控制电机41正向转动，实现合闸。手柄30从基座10向断路器2延伸，并与断路器2的开关3相连接。本实施例中，如图7-8所示，断路器附件1还包括脱扣组件50，脱扣组件50用于控制断路器2分闸。脱扣组件50包括脱扣顶杆51和脱扣连接件52。图8中省略了处理单元20与脱扣顶杆51之间的电线，脱扣组件50可采用电磁铁组件。如图4所示，断路器附件1还包括自动合闸组件40，自动合闸组件40包括电机41（参见图7），以及同轴布置的第一转轮42和第二转轮43，第一转轮42与手柄30的一端固定连接，断路器2分闸后，处理单元20判断电压恢复正常后，处理单元20控制电机41正向转动，电机41用于驱动第二转轮43，第二转轮43用于带动第一转轮42转动。本实施例中，如图3所示，手柄30为长条形的凹槽结构，断路器2的开关3嵌入到手柄30的凹槽结构中。

本实施例的分闸操作如下：

当出现电压异常时，异常电压即包括过电压（例如U>294V），也包括欠电压(例如50<U<161V)，处理单元20向脱扣组件50发送脱扣信号，脱扣顶杆51弹出，弹出的脱扣顶杆51推动脱扣连接件52，被推动的脱扣连接件52使断路器2分闸，保证末端的用电设备不被损坏。

本实施例的自动合闸操作如下：

断路器2分闸后，处理单元20判断电压已恢复正常（例如195.5V<U<253V）后，经过短暂延时（例如60秒）后，处理单元20控制电机41正向转动；正向转动的电机41带动第二转轮43向上（即图4中黑色箭头所指的顺时针方向）转动；第二转轮43再带动第一转轮42向上转动；第一转轮42带动手柄30向上翻动；手柄30推动开关3向上，实现断路器2的合闸。本实用新型中的断路器附件结构简单、成本低、体积小，可以配合所有电流等级的微型断路器。

本实施例中，如图4-6所示，第一转轮42上形成有第一凸台421，第二转轮43上设有与第一凸台421对应的第二凸台431，第二凸台431位于第一凸台421的下方，第二凸台431用于单向带动第一凸台421实现合闸。本实施例中，第二转轮43只能沿黑色箭头的方向向上带动第一转轮42进行旋转。当第一转轮42带动手柄30实现合闸后，电机41反向转动，带动第二转轮43沿与黑色箭头相反的方向向下转动，回到了初始位置（即分闸时，第二转轮43所在的位置），此时第二转轮43不带动第一转轮42转动，第一凸台421与第二凸台431分离。

较佳地，第一转轮42上也可以形成凹槽，第二转轮43上形成嵌入到凹槽中的凸台，凸台和凹槽可以相互作用。这样凸台可以带动凹槽向上转动实现合闸，凸台也可以带动凹槽向下转动实现分闸。自动合闸组件可以即能实现合闸，也可以控制断路器分闸，不需要在单独设置实现分闸功能的脱扣组件。

较佳地，第一转轮42与第二转轮43之间不只是通过第一凸台421和第二凸台431来实现单向带动，还可以通过设置摩擦面，或齿面来带动。

本实施例中，如图4所示，自动合闸组件40还包括第一锥形齿轮44和第二锥形齿轮45，第二转轮43与第一锥形齿轮44同轴固定连接，第二锥形齿轮45与第一锥形齿轮44相互垂直并啮合，电机41驱动第二锥形齿轮45逆时针转动。电机41的输出轴与第二锥形齿轮45可通过花键连接，电机41正向转动，驱动第二锥形齿轮45沿图4中逆时针方向转动，第二锥形齿轮45再带动第一锥形齿轮44沿图4中黑色箭头方向顺时针转动，第二转轮43随第一锥形齿轮44一起转动。本实施例中，第一锥形齿轮44和第二锥形齿轮45起到了改变动力传动方向和减速、增加转矩的作用。较佳地，也可以采用其他的机械传动部件来进行传动、减速。

本实用新型从安全规程角度和根据用户实际使用过程中的需求，设置三个微动开关，使得产品在异常电压分闸或恢复正常电压后的合闸动作能可靠、同时又符合用户使用习惯和要求。

本实施例中，如图9-10所示，断路器附件1还包括与处理单元20电性连接的第一微动开关21，第一微动开关21安装在基座10内，利用螺钉固定。第一转轮42为凸轮结构。如图9所示，当断路器2分闸时，第一转轮42与第一微动开关21接触，并保证第一微动开关21的常开触点为压下（闭合）状态，第一微动开关21将信号传递到处理单元20，表示为目前断路器2为分闸状态。当处理单元20判断电压已恢复正常后，处理单元20控制电机41正向转动，进行自动合闸操作。如图10所示，当断路器2合闸时，第一转轮42经过一定角度的旋转（例如38度）后，凸轮结构的第一转轮42与第一微动开关21分离，将不再压下第一微动开关21，第一微动开关21的长开触点恢复为弹起（断开）状态，第一微动开关21将信号传递给处理单元20，表示断路器2目前为合闸状态。当处理单元20判断电压异常时，处理单元20控制断路器2分闸。

本实施例中，如图11所示，断路器附件1还包括与处理单元20电性连接的第二微动开关22，第二微动开关22安装在基座10内，利用螺钉固定。第二转轮43上朝向与手柄30相反的方向延伸出悬臂梁432。第二转轮43的初始状态为断路器2分闸时，第二转轮43所处的位置。当第二转轮43处于初始状态时，悬臂梁432接触第二微动开关22，使得第二微动开关22的常开触点为压下（闭合）状态，第二微动开关22将信号传递给处理单元20，表示目前第二转轮43处于初始状态。第一转轮42与第一微动开关21分离后，处理单元20控制电机41反向转动；电机41带动第二转轮43回到初始状态；回到初始状态的悬臂梁432与第二微动开关22接触后，处理单元20控制电机41停止转动，第二转轮43也停止转动。

本实用新型在用户使用过程中，根据不同时间和场合的需求，可以设置两种工作模式，分别为手动和自动。其中手动模式为：当电路中有欠过压故障时，本装置可以保证断路器自动脱扣，但当电路电压恢复正常时，需要手动合闸，不能自动合闸。

本实施例中，如图12-14所示，断路器附件1还包括第三微动开关23，第三微动开关23安装在基座10内，利用螺钉固定。断路器附件1还包括滑盖60、盖板70，盖板70覆盖在基座10上，滑盖60在盖板70上沿手柄30所在的直线来回滑动，滑盖60向下延伸出拨块61，拨块61穿过盖板70延伸到基座10内。当滑盖60滑动到手柄30的近端（即滑盖60位于图13中盖板70左侧的位置）时，拨块61与第三微动开关23是分离的，此时断路器附件1实现自动合闸功能。当滑盖60滑动到手柄30的远端（即图14中盖板70右侧的位置）时，拨块61与第三微动开关23接触，并压缩第三微动开关23的常开触点，使常开触点转变为闭合状态，第三微动开关23将信号传递给处理单元20，表示目前为手动合闸模式，自动合闸组件40停止工作，此时可以通过手动拨动手柄30实现合闸。

本实施例中，断路器附件1与断路器2并排安装在断路器2的右侧，可以适配ABB生产的S200全系列低压微型断路器，低压微型断路器可以是2极（1个保护极+1个中性极），也可以为4极（3个保护极+1个中性极）。

较佳地，断路器附件1也可以按照在断路器2的左侧，断路器附件1中的各部件的运动方向根据安装位置的不同，可以相应的调整。

本实用新型的实施例中异常电压保护和自动合闸的操作方法的步骤如下：

步骤S001，将滑盖60滑动到手柄30的近端，自动合闸组件40正常运行；

步骤S002，处理单元20判断电压异常后，处理单元20控制脱扣顶杆51弹出；

步骤S003，脱扣顶杆51推动脱扣连接件52；

步骤S004，脱扣连接件52使断路器2分闸，第一转轮42与第一微动开关21接触；

步骤S005，处理单元20判断电压已恢复正常后，控制电机41正向转动；

步骤S006，电机41带动第二锥形齿轮45逆时针转动；

步骤S007，第二锥形齿轮45带动第一锥形齿轮44顺时针转动；

步骤S008，第一锥形齿轮44带动第二转轮43顺时针转动；

步骤S009，第二转轮43的第二凸台431推动第一凸台421顺时针转动；

步骤S010，第一转轮42随第一凸台421一起顺时针转动；

步骤S011，第一转轮42带动手柄30；

步骤S012，手柄30推动开关3实现断路器2的合闸，第一转轮42与第一微动开关22分离，处理单元20控制脱扣顶杆51缩回；

步骤S013，处理单元20控制电机41反向转动；

步骤S014，电机41带动第二转轮43逆时针转动回到初始状态；

步骤S015，回到初始状态的悬臂梁432与第二微动开关22接触后，处理单元20控制电机41停止转动。

如果继续执行自动合闸模式，下一次的分闸和合闸操作从步骤S002开始循环执行。如果执行手动合闸模式，将滑盖60滑动到手柄30的远端，自动合闸组件40停止运转，可以通过手动拨动手柄30实现合闸。

本实用新型提供了一种可对断路器进行异常电压保护和电压恢复正常后的自动合闸的附件，主要应用于家用及类似场合，针对住房和城乡建设部于2011年发布的《住宅建筑电气设计规范》中要求的住宅应设置自恢复式过、欠电压保护电器提供了一种解决方案，本实用新型具有体积小，使用寿命高，制造成本低等优点。

以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于异常电压保护和自动合闸的断路器附件，其特征在于，包括基座、处理单元、手柄、脱扣组件和自动合闸组件；

所述处理单元位于所述基座内；

所述手柄从所述基座向断路器延伸，并与所述断路器的开关相连接；

所述处理单元判断电压异常时，所述处理单元控制所述脱扣组件使得所述断路器分闸；

所述自动合闸组件包括电机，以及同轴布置的第一转轮和第二转轮，所述第一转轮与所述手柄的一端固定连接；

所述断路器分闸后，所述处理单元判断电压恢复正常后，所述处理单元控制所述电机转动，所述电机用于驱动所述第二转轮，所述第二转轮用于带动所述第一转轮转动。

2.根据权利要求1所述的断路器附件，其特征在于，所述自动合闸组件还包括第一锥形齿轮和第二锥形齿轮，所述第二转轮与所述第一锥形齿轮同轴固定连接，所述第二锥形齿轮与所述第一锥形齿轮相互垂直并啮合，所述电机驱动所述第二锥形齿轮转动。

3.根据权利要求1所述的断路器附件，其特征在于，所述第一转轮上形成有第一凸台，所述第二转轮上设有与所述第一凸台对应的第二凸台，所述第二凸台位于所述第一凸台的下方，所述第二凸台用于单向带动所述第一凸台实现合闸。

4.根据权利要求1所述的断路器附件，其特征在于，所述脱扣组件包括脱扣顶杆和脱扣连接件，所述处理单元控制所述脱扣顶杆弹出或缩回，弹出的所述脱扣顶杆推动所述脱扣连接件，被推动的所述脱扣连接件使所述断路器分闸。

5.根据权利要求1所述的断路器附件，其特征在于，所述断路器附件还包括与所述处理单元电性连接的第一微动开关，所述第一转轮为凸轮结构；

当所述断路器分闸时，所述第一转轮与所述第一微动开关接触；

当所述断路器合闸时，所述第一转轮与所述第一微动开关分离。

6.根据权利要求5所述的断路器附件，其特征在于，所述断路器附件还包括与所述处理单元电性连接的第二微动开关，所述第二转轮朝向与所述手柄相反的方向延伸出悬臂梁；

所述第二转轮的初始状态为所述断路器分闸时，所述第二转轮所处的位置；

当所述第二转轮处于初始状态时，所述悬臂梁接触所述第二微动开关。

7.根据权利要求1所述的断路器附件，其特征在于，所述断路器附件还包括滑盖、盖板、与所述处理单元电性连接的第三微动开关，所述盖板覆盖在所述基座上，所述滑盖在所述盖板上沿所述手柄所在的直线来回滑动，所述滑盖向下延伸出拨块；

当所述滑盖滑动到所述手柄的远端时，所述拨块与所述第三微动开关接触，所述自动合闸组件停止工作。

8.根据权利要求1所述的断路器附件，其特征在于，所述手柄为长条形的凹槽结构，所述断路器的所述开关嵌入到所述手柄的凹槽结构中。

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