CN208315492U - 一种断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种断路器，涉及控制开关技术领域，为解决现有技术中LED灯启动断路器容易误动作而出现停电黑灯的问题而发明。本实用新型一种断路器，包括连接在进线端子和出线端子之间的主回路电路，主回路电路包括主触头，主触头连接有第一脱扣器，第一脱扣器用于驱动主触头断开，其特征在于，还包括控制单元，控制单元与第一脱扣器连接，控制单元用于在主触头闭合的情况下，获取主回路电路中有效电流的表征值以及有效电流的表征值大于或者大于等于设定电流的持续时间，若持续时间达到设定时间，则控制第一脱扣器带动主触头断开；其中，在持续时间达到设定时间之前，主触头保持在闭合状态。

Description

一种断路器

技术领域

本实用新型涉及控制开关技术领域，尤其涉及一种断路器。

背景技术

断路器是能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。对于LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯的连接电路，在LED灯启动时，会产生非常大的峰值电流(也称为尖峰电流)，该峰值电流甚至会达到断路器额定电流值的35倍，导致断路器断开，而影响灯具的正常开启。

现有技术中的一种断路器的脱扣器采用C曲线脱扣器和D曲线脱扣器，因C曲线脱扣器的瞬时脱扣电流为5～10In(In指脱扣器的额定电流)、D型脱扣器的瞬时脱扣电流为10～20In，C曲线脱扣器和D曲线脱扣器的瞬时脱扣电流仍小于LED灯的瞬时峰值电流值，导致断路器仍会出现误动作而断开。

在另一种断路器中，加入一个延时附件与断路器配合使用，使用这种断路器的LED灯，在启动时需要间隔一定时间后才会亮灯，且若多路电源供电，在电源转换时也会出现一段时间的黑灯期。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种断路器，可解决现有技术中LED灯启动时断路器容易误动作而出现停电黑灯的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种断路器，包括连接在进线端子和出线端子之间的主回路电路，所述主回路电路包括主触头，所述主触头连接有第一脱扣器，所述第一脱扣器用于驱动所述主触头断开，还包括控制单元，所述控制单元与所述第一脱扣器连接，所述控制单元用于在所述主触头闭合的情况下，获取所述主回路电路中有效电流的表征值以及所述有效电流的表征值大于或者大于等于设定电流的持续时间，若所述持续时间达到设定时间，则控制所述第一脱扣器带动所述主触头断开；其中，在所述持续时间达到设定时间之前，所述主触头保持在闭合状态。

进一步地，所述控制单元包括电流互感器和控制模块，所述电流互感器的输入端连接在所述主回路电路上，所述电流互感器的输出端与所述控制模块连接、用于向所述控制模块输出感应电流；所述控制模块用于获取所述感应电流的有效电流值，作为所述主回路电路中有效电流的表征值；并在所述感应电流的有效电流值大于或者大于等于设定电流的持续时间达到设定时间的情况下，控制所述第一脱扣器带动所述主触头断开。

进一步地，所述控制单元还包括执行器，所述执行器与所述第一脱扣器连接，所述控制模块具体用于通过所述执行器控制所述第一脱扣器带动所述主触头断开。

进一步地，所述控制模块包括：采样子模块，所述采样子模块用于对所述电流互感器的感应电流进行采样，得到多个离散的电流值；处理子模块，所述处理子模块用于根据所述多个离散的电流值计算得到相应的所述感应电流的有效电流值，并获取所述感应电流的有效电流值大于或者大于等于设定电流的持续时间，在所述持续时间达到设定时间的情况下，发出控制指令；驱动子模块，所述驱动子模块根据所述控制指令，控制所述执行器推动所述第一脱扣器，以使所述主触头断开。

进一步地，所述执行器为电磁脱扣器。

进一步地，所述主触头连接有弹性件，所述第一脱扣器包括与所述主触头固定连接的第一连杆、与第一连杆的端部扣合的第二连杆、以及与所述第二连杆固定连接的驱动杆，所述电磁脱扣器包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁上连接有推杆，当所述第一磁铁朝靠近所述第二磁铁移动时，所述第一磁铁上的推杆推动所述驱动杆移动，以使第一连杆与第二连杆脱开，所述弹性件带动所述主触头和所述第一连杆回到断开位置。

进一步地，还包括热脱扣器，所述热脱扣器包括电发热元件和双金属片，所述电发热元件串联在所述主回路电路中，当所述电发热元件的温度较高时，所述双金属片发生形变并推动所述驱动杆移动，以使所述第一连杆和所述第二连杆脱开，所述弹性件带动所述主触头回到断开位置。

本实用新型实施例提供的断路器，获取主回路电路中有效电流的表征值以及所述有效电流的表征值大于或者大于等于设定电流的持续时间后，若持续时间达到设定时间，即主回路电路处于短路状态，则控制第一脱扣器带动主触头断开；在持续时间达到设定时间之前，如主回路电路处于启动状态，主触头保持在闭合状态。因此，本实用新型实施例中断路器在电流值较大、并判断为短路故障后，才会控制第一脱扣器断开，而在电流值较大、判断为LED灯启动时，控制单元不会发出控制信号使第一脱扣器断开，故可避免LED灯启动瞬时电流值较高而出现断路器断开的问题，使得断路器的保护特性与LED灯的启动特性高度匹配；并且LED灯启动较快，不会出现较长的黑灯时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例断路器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例断路器中控制单元的组成示意图；

图3为本实用新型实施例断路器中控制模块的工作流程图；

图4为本实用新型实施例断路器的控制流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1，本实用新型实施例的断路器包括连接在进线端子1和出线端子2之间的主回路电路3，该主回路电路3包括主触头31，主触头31连接有第一脱扣器4，第一脱扣器4用于驱动主触头31断开。该断路器还包括控制单元5，该控制单元5与第一脱扣器4连接，控制单元5用于在主触头31闭合的情况下，获取主回路电路3中有效电流值的表征值以及有效电流的表征值大于或大于等于设定电流的持续时间，若持续时间达到设定时间，则控制第一脱扣器4带动主触头31断开；其中，在持续时间达到设定时间之前，主触头31保持在闭合状态。

本实用新型实施例提供的断路器，通过控制单元5获取到主回路电路3中有效电流的表征值以及所述有效电流的表征值大于或者大于等于设定电流的持续时间后，若持续时间达到设定时间，即主回路电路3处于短路状态，则控制第一脱扣器4带动主触头31断开；在持续时间达到设定时间之前，如主回路电路3处于启动状态，主触头31保持在闭合状态。因此，本实用新型实施例中断路器在电流值较大、并判断为短路故障后，才会控制第一脱扣器断开，而在电流值较大、判断为LED灯启动时，控制单元不会发出控制信号使第一脱扣器断开，故可避免LED灯启动瞬时电流值较高而出现断路器断开的问题，使得断路器的保护特性与LED灯的启动特性高度匹配；并且LED灯启动较快，不会出现较长的黑灯时间。

可选地，控制单元5可同时获取主回路电路3中的有效电流的表征值、以及有效电流的表征值大于或大于等于设定电流的持续时间。或者，控制单元5还可先获取主回路电路3中的有效电流的表征值，在有效电流的表征值大于或大于等于设定电流的条件下，再获取有效电流的表征值大于或大于等于设定电流的持续时间。

需要说明的是，上述主回路电路3中的有效电流的表征值可为主回路电路3中的实际电流值，也可为感应电流值。参照图2，本实用新型的一个实施例中控制单元5包括电流互感器和控制模块，电流互感器的输入端连接在主回路电路3上，电流互感器的输出端与控制模块连接、用于向控制模块输出感应电流；控制模块用于获取感应电流的有效电流值，将其作为主回路电流中有效电流的表征值；并在感应电流的有效值大于或大于等于设定电流的持续时间达到设定时间的情况下，控制第一脱扣器4带动主触头31断开。上述通过电流互感器获得主回路电流中有效电流的表征值，这种方案可适用于主回路电路3中电流较大的应用场合。

可选地，若第一脱扣器4可为电子式脱扣器或电磁式脱扣器，如电磁脱扣器，控制单元5可直接发出控制信号控制第一脱扣器4动作，将主触头31断开；若第一脱扣器4为机械式脱扣器，如自由脱扣机构，则控制单元5可包括执行器51，执行器51与第一脱扣器4连接，控制模块具体用于通过执行器51控制第一脱扣器4带动主触头31断开，即控制模块发出控制信号，使执行器51动作。

参照图2～3，上述的控制模块包括采样子模块、处理子模块以及驱动子模块，其中，采样子模块用于对电流互感器的感应电流进行采样，得到多个离散的电流值；处理子模块用于根据多个离散的电流值计算得到相应的感应电流的有效电流值，并获取感应电流的有效电流值大于或大于等于设定电流的持续时间，在持续时间达到设定时间的情况下，发出控制指令；驱动子模块根据上述的控制指令控制执行器51推动第一脱扣器4，以使主触头31断开。此外，上述的控制模块具体可为控制电路板。

可选地，上述的执行器51可为电磁脱扣器，也可为电子脱扣器。本实用新型实施例中执行器51采用电磁脱扣器，能够对主回路电路3提供可靠的短路保护，且成本低，寿命长，受环境的影响较小。

参照图1，主触头31连接有弹性件6，上述的第一脱扣器4为连杆组件，包括第一连杆41、第二连杆42以及驱动杆43，第一连杆41与主触头31固定连接，第二连杆42与第一连杆41的端部扣合，驱动杆43与第二连杆42固定连接，上述的电磁脱扣器包括第一磁铁511和第二磁铁512，第一磁铁511上连接有推杆513，当(控制单元5控制)第一磁铁511朝靠近第二磁铁512移动时，第一磁铁511上的推杆513推动驱动杆43(朝上)移动，以使第一连杆41与第二连杆42脱开，弹性件6带动主触头31和第一连杆41回到断开位置，从而实现在电路故障(如短路)时，主触头31断开的功能。

进一步地，为了防止电路发生过载，本实用新型实施例的断路器还包括热脱扣器7，该热脱扣器7包括电发热元件71(如金属丝)和双金属片72，该电发热元件71串联在主回路电路3中，如图1所示，在电路过载时，会使电发热元件71发热，当电发热元件71的温度较高时，双金属片72发生形变并推动驱动杆43移动，以使第一连杆41和第二连杆42脱开，弹性件6带动主触头31回到断开位置，从而使断路器具有过载保护的功能。此外，断路器还可包括欠压脱扣器、分励脱扣器等。

参照图4，本实用新型实施例还包括一种断路器的控制方法，用于上述实施例所述的断路器，该控制方法包括以下步骤：

在主触头闭合的情况下，获取主回路电路中有效电流的表征值Is以及有效电流的表征值大于或者大于等于设定电流的持续时间Ts；

若持续时间Ts达到设定时间，则控制第一脱扣器带动主触头断开；其中，在持续时间Ts达到设定时间之前，主触头保持在闭合状态。

本实用新型实施例提供的断路器的控制方法应用于断路器中，能够与上述实施例中的断路器获得相同的技术效果。

在上述控制方法的基础上，在上述的获取主回路电路中有效电流的表征值Is的步骤具体包括：获取电流互感器输出感应电流的有效电流值，作为主回路电路中有效电流的表征值Is；并在感应电流的有效电流值大于或者大于等于设定电流的持续时间Ts达到设定时间的情况下，控制第一脱扣器带动主触头断开。

进一步地，上述的获取主回路电路的感应电流的有效电流值，作为所述主回路电路中有效电流的表征值的步骤具体包括：

对所述主回路电路的感应电流进行采样，得到多个离散的电流值；

根据所述多个离散的电流值，计算得到相应的所述感应电流的有效电流值。

此外，当控制单元包括执行器时，若持续时间达到设定时间，则控制第一脱扣器带动主触头断开的步骤具体包括：

在持续时间Ts达到设定时间的情况下，发出控制指令；

根据控制指令，控制执行器推动第一脱扣器，以使主触头断开。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种断路器，包括连接在进线端子和出线端子之间的主回路电路，所述主回路电路包括主触头，所述主触头连接有第一脱扣器，所述第一脱扣器用于驱动所述主触头断开，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元与所述第一脱扣器连接，所述控制单元用于在所述主触头闭合的情况下，获取所述主回路电路中有效电流的表征值以及所述有效电流的表征值大于或者大于等于设定电流的持续时间，若所述持续时间达到设定时间，则控制所述第一脱扣器带动所述主触头断开；其中，在所述持续时间达到设定时间之前，所述主触头保持在闭合状态。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述控制单元包括电流互感器和控制模块，所述电流互感器的输入端连接在所述主回路电路上，所述电流互感器的输出端与所述控制模块连接、用于向所述控制模块输出感应电流；所述控制模块用于获取所述感应电流的有效电流值，作为所述主回路电路中有效电流的表征值；并在所述感应电流的有效电流值大于或者大于等于设定电流的持续时间达到设定时间的情况下，控制所述第一脱扣器带动所述主触头断开。

3.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述控制单元还包括执行器，所述执行器与所述第一脱扣器连接，所述控制模块具体用于通过所述执行器控制所述第一脱扣器带动所述主触头断开。

4.根据权利要求3所述的断路器，其特征在于，所述控制模块包括：

采样子模块，所述采样子模块用于对所述电流互感器的感应电流进行采样，得到多个离散的电流值；

处理子模块，所述处理子模块用于根据所述多个离散的电流值计算得到相应的所述感应电流的有效电流值，并获取所述感应电流的有效电流值大于或者大于等于设定电流的持续时间，在所述持续时间达到设定时间的情况下，发出控制指令；

驱动子模块，所述驱动子模块根据所述控制指令，控制所述执行器推动所述第一脱扣器，以使所述主触头断开。

5.根据权利要求3或4所述的断路器，其特征在于，所述执行器为电磁脱扣器。

6.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述主触头连接有弹性件，所述第一脱扣器包括与所述主触头固定连接的第一连杆、与第一连杆的端部扣合的第二连杆、以及与所述第二连杆固定连接的驱动杆，所述电磁脱扣器包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁上连接有推杆，当所述第一磁铁朝靠近所述第二磁铁移动时，所述第一磁铁上的推杆推动所述驱动杆移动，以使第一连杆与第二连杆脱开，所述弹性件带动所述主触头和所述第一连杆回到断开位置。

7.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于，还包括热脱扣器，所述热脱扣器包括电发热元件和双金属片，所述电发热元件串联在所述主回路电路中，当所述电发热元件的温度较高时，所述双金属片发生形变并推动所述驱动杆移动，以使所述第一连杆和所述第二连杆脱开，所述弹性件带动所述主触头回到断开位置。