CN211125526U - 具有短路脱扣检测功能的断路器 - Google Patents

Abstract

一种具有短路脱扣检测功能的断路器，其包括壳体以及设置在壳体内的操作机构、短路保护机构和指示机构，短路保护机构包括驱动件和解锁件，驱动件在短路时驱动解锁件解锁操作机构，指示机构包括与解锁件配合的信号检测元件，以及与信号检测元件连接的线路板，驱动件在短路时驱动解锁件向靠近或远离信号检测元件的另一侧移动，使解锁件与信号检测元件接触或分开，所述信号检测元件包括至少两个间隔设置的金属探针，至少两个金属探针的一端分别与线路板电连接，所述解锁件包括导电材料，解锁件同时与至少两个金属探针电连接时导通金属探针所在回路，解锁件与其中至少一个金属探针断开电连接时，金属探针所在回路断开。

Description

具有短路脱扣检测功能的断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，特别是涉及一种具有短路脱扣检测功能的断路器。

背景技术

断路器是电器工业的重要组成部分，当电气电路工作正常时，断路器可以闭合(合闸)和断开电路(分闸)；当电气电路出现故障时，断路器又可以自动将电路切断(跳闸)，避免因为电路故障危及工作人员的安全和设备的正常运行。

通常可以根据断路器的手柄的位置识别断路器是合闸还是分闸，但是当电路跳闸时，无法判断出是由于过载还是短路引起的跳闸。

但是对于用户而言，明确知道是发生了短路还是过载是非常有意义的，如果是过载故障，可以切除电路上的部分用电设备，闭合断路器就可以正常使用了；但如果是短路故障就必须找到短路点，排除短路点后再闭合断路器，或者立即更换断路器。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有短路脱扣检测功能的断路器。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种具有短路脱扣检测功能的断路器，其包括壳体以及设置在壳体内的操作机构、短路保护机构和指示机构，短路保护机构包括驱动件和解锁件，驱动件在短路时驱动解锁件解锁操作机构，指示机构包括与解锁件配合的信号检测元件，以及与信号检测元件连接的线路板，驱动件在短路时驱动解锁件向靠近或远离信号检测元件的另一侧移动，使解锁件与信号检测元件接触或分开，所述信号检测元件包括至少两个间隔设置的金属探针，至少两个金属探针的一端分别与线路板电连接，所述解锁件包括导电材料，解锁件同时与至少两个金属探针电连接时导通金属探针所在回路，解锁件与其中至少一个金属探针断开电连接时，金属探针所在回路断开。

优选的，所述断路器包括至少两个并排设置的壳体，所述线路板和短路保护机构分别安装在两个相邻的壳体内，且两个相邻的壳体之间的侧板上设有多个分别与金属探针配合的安装孔，金属探针的一端与线路板连接，金属探针的另一端穿过侧板伸到解锁件的一端。

优选的，所述线路板包括远程通信模块和/或指示电路。

优选的，所述短路保护机构的驱动件为线圈，短路保护机构的解锁件为动铁芯，短路保护机构包括复位件和线圈骨架，复位件为与动铁芯连接的第一弹簧，线圈设置在线圈骨架的外侧，动铁芯和第一弹簧设置在线圈骨架的内侧，信号检测元件包括两个间隔设置的金属探针，两个金属探针的一端分别与线路板连接，第一弹簧向靠近两个金属探针的一侧推动动铁芯，使动铁芯同时与两个金属探针电连接时导通金属探针所在回路，短路时线圈驱动动铁芯与其中至少一个金属探针断开电连接时，金属探针所在回路断开，产生检测信号。

优选的，所述短路保护机构为拍合式脱扣系统，短路保护机构的驱动件为轭铁，短路保护机构的解锁件为与轭铁配合的衔铁，短路保护机构还包括复位件，复位件为与衔铁连接的弹性件，衔铁设置在轭铁的一侧，信号检测元件包括两个间隔设置的金属探针，两个金属探针的一端分别与线路板连接，两个金属探针的另一端分别与衔铁配合。

优选的，所述短路保护机构还包括用于固定线圈骨架的磁轭，以及设置在动铁芯靠近操作机构一端的静铁芯和推杆，推杆穿过静铁芯的中部，推杆的一端与操作机构配合，推杆的另一端与动铁芯连接，短路时动铁芯带动推杆推动操作机构解锁。

优选的，所述动铁芯通过第一弹簧与静铁芯和磁轭电连接，两个金属探针的一端分别与线路板连接，其中一个金属探针的一端与静铁芯或磁轭接触，动铁芯与另外一个金属探针接触时，金属探针所在的回路导通；动铁芯与另外一个金属探针分离时，金属探针所在的回路断开。

优选的，所述侧板上设有限位凸台，所述安装孔设置在限位凸台内，金属探针从安装孔穿过限位凸台，金属探针的外侧与限位凸台限位配合。

优选的，还包括过载保护机构，过载保护机构在过载时解锁件解锁操作机构；所述操作机构包括枢转安装在壳体内的摇臂、与摇臂连接的弹簧，以及分别枢转在摇臂上的跳扣和锁扣，且跳扣和锁扣相互搭扣配合，锁扣通过连杆与手柄连接，动触头与摇臂连接，过载保护机构设置在跳扣的一侧，且在跳扣上设有与过载保护机构配合的拉杆，跳扣与锁扣搭扣配合时，手柄能够驱动摇臂带动动触头与静触头接触，并且摇臂压缩弹簧处于平衡，短路保护机构和过载保护机构能够分别带动跳扣与锁扣解扣，使摇臂失去平衡并在弹簧的作用下带动动触头与静触头分开。

优选的，所述手柄内设有合闸限位臂，合闸限位臂一端转动安装在手柄的转轴上，另一端设有与摇臂配合的弧形面，弧形面的一侧设有曲型弹性臂，合闸时，合闸限位臂随手柄转动，其弧形面与摇臂接触滑动配合，先对触头支持限位同时使摇臂上的弹簧蓄能，在合闸限位臂的弧形面与摇臂的滑动越过一个极限位置后，弧形面解除对摇臂的限制，摇臂在弹簧的蓄能的驱动下快速合闸。

本实用新型的具有短路检测功能的断路器，所述解锁件为导电材料，信号检测元件采用金属探针，解锁件在复位件的驱动下靠近或远离指示机构的金属探针，只有在电路出现短路时，解锁件才会与信号检测元件接触或分开，通过多个间隔设置的金属探针与解锁件配合，解锁件导通金属探针所在的回路，具有结构简单和成本低的特点，具有防止误动作和可靠性高的特点，同时起到脱扣保护和短路脱扣检测的作用。

此外，通过将线路板和短路保护机构分别安装在两个不同的壳体内，具有安装方便的特点，而且两个壳体之间侧板上的安装孔还能够起到对信号检测元件限位的作用，有效利用断路器壳体内有限的空间，能够紧凑断路器的结构并减少断路器的体积。

附图说明

图1是本实用新型实施例断路器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例动铁芯与信号检测元件接触时的配合示意图；

图3是本实用新型实施例动铁芯与信号检测元件分开时的配合示意图；

图4是本实用新型实施例衔铁与信号检测元件接触时的配合示意图；

图5是本实用新型实施例衔铁与信号检测元件分开时的配合示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至5给出的实施例，进一步说明本实用新型的具有短路脱扣检测功能的断路器的具体实施方式。本实用新型的具有短路脱扣检测功能的断路器不限于以下实施例的描述。

如图1所示，本实用新型的具有短路脱扣检测功能的断路器包括壳体以及设置在壳体内的操作机构11、短路保护机构和指示机构，操作机构11分别与手柄12和动触头13连接，手柄12能够驱动操作机构11带动动触头13与静触头 14接触和分开，动触头13与静触头14接触时导通电路，操作机构11储能并保持平衡；短路保护机构在电路短路时时解锁操作机构11，操作机构11失去平衡开始释能并带动动触头13与静触头14分开断开电路，实现对电路的保护。

所述短路保护机构包括驱动件和解锁件，驱动件在短路时驱动解锁件解锁操作机构11，指示机构包括与解锁件配合的信号检测元件，以及与信号检测元件连接的线路板51，所述信号检测元件包括至少两个间隔设置的金属探针52，至少两个金属探针52的一端分别与线路板51电连接，所述解锁件包括导电材料，解锁件同时与至少两个金属探针52电连接时导通金属探针52所在回路，解锁件与其中至少一个金属探针52断开电连接时，金属探针52所在回路断开。解锁件与信号检测元件可以间隔设置，解锁件与信号检测元件接触时导通信号检测元件所在的回路，产生检测信号，当然，也可以解锁件与信号检测元件保持持续接触，解锁件与信号检测元件分开时断开信号检测元件所在的回路，产生检测信号，都属于本实用新型的保护范围。本实用新型的具有短路检测功能的断路器，所述解锁件包括导电材料，信号检测元件采用金属探针，在电路出现短路时，解锁件与信号检测元件接触或分开，通过多个间隔设置的金属探针与解锁件配合，解锁件导通金属探针所在的回路，具有结构简单和成本低的特点，同时起到脱扣保护和短路脱扣检测的作用。

所述断路器包括短路保护机构和过载保护机构，短路保护机构能够在短路时解锁操作机构11驱动断路器跳闸，过载保护机构能够在过载时解锁操作机构 11驱动断路器跳闸；至少两个金属探针52的一端分别与短路保护机构的解锁件(动铁芯)配合，至少两个金属探针52的另一端分别与线路板51连接，解锁件与两个金属探针52接触时，导通两个金属探针52所在的指示检测回路，如果断路器短路跳闸，解锁件与两个金属探针52不接触，检测回路断开，则通过指示机构指示故障问题是短路，如果是过载跳闸，解锁件与两个金属探针52接触，检测回路仍处于导通状态，则如果指示机构指示故障是过载。

此外，断路器还可以包括更多个的脱扣保护结构，例如具有漏电保护、欠压保护的机构，都属于本实用新型的保护范围。

如图1-3所示，所述短路保护机构还包括复位件，复位件向靠近或远离信号检测元件的一侧推动解锁件，驱动件在短路时驱动解锁件向靠近或远离信号检测元件的另一侧移动，使解锁件与信号检测元件接触或分开。解锁件在复位件的驱动下靠近或远离指示机构的金属探针，只有在电路出现短路时，驱动件在短路时驱动解锁件克服复位件作用移动，解锁件才会与信号检测元件接触或分开,通过解锁件解锁操作机构11，移动后解锁件在复位件驱动下复位，所述指示机构包括与解锁件配合的信号检测元件，以及与信号检测元件连接的线路板 51，复位件向靠近或远离信号检测元件的一侧推动解锁件，驱动件在短路时驱动解锁件向靠近或远离信号检测元件的另一侧移动，使解锁件与信号检测元件接触或分开；所述信号检测元件包括至少两个间隔设置的金属探针52，至少两个金属探针52的一端分别与解锁件配合，至少两个金属探针52的另一端分别与线路板51连接，所述解锁件为导电材料，解锁件同时与至少两个金属探针52 接触时导通金属探针52所在的回路产生检测信号。

当电路正常时，如果此时复位件向远离信号检测元件的一侧推动解锁件，多个金属探针52之间断开，则出现短路时，解锁件向靠近信号检测元件的一侧移动，使多个金属探针52之间导通并输出检测信号；

当电路正常时，如果此时复位件向靠近金属探针52的一侧推动解锁件，多个金属探针52之间导通，则出现短路时，解锁件向远离信号检测元件的一侧移动，使多个金属探针52之间通路断开并输出检测信号。

进一步，所述线路板51包括远程通信模块和/或指示电路，信号检测元件给线路板51输入检测信号时，线路板51可以将检测信号通过远程通信模块输送给监控端，或者指示电路通过LED或蜂鸣器的方式进行指示。

实施例一

如图1-3所示，所述指示机构与短路保护机构配合，短路保护机构为螺线管式脱扣系统。所述短路保护机构包括线圈骨架21、驱动件、解锁件和复位件，驱动件为设置在线圈骨架21外侧的线圈22，解锁件为设置在线圈骨架21内可移动的动铁芯23，复位件为与动铁芯23连接的第一弹簧24，信号检测元件包括两个间隔设置的金属探针52，两个金属探针52的一端分别与线路板51连接，两个金属探针52的另一端分别与动铁芯23的一端配合，动铁芯23的另一端与操作机构11配合，第一弹簧24向靠近两个金属探针52的一侧推动动铁芯23，使动铁芯23同时与两个金属探针52电连接时导通金属探针52所在回路，短路时线圈22驱动动铁芯23与其中至少一个金属探针52断开电连接时，金属探针 52所在回路断开，产生检测信号，动铁芯23移动后在第一弹簧24的驱动下复位再次与两个金属探针52接触。优选的，所述动铁芯23通过第一弹簧24与静铁芯28和磁轭20电连接，两个金属探针52的一端分别与线路板51连接，其中一个金属探针52的一端与静铁芯28或磁轭20接触，动铁芯23与另外一个金属探针52接触时，金属探针52所在的回路导通；动铁芯23与另外一个金属探针52分离时，金属探针52所在的回路断开。

进一步，所述短路保护机构还包括用于固定线圈骨架21的磁轭20，以及设置在动铁芯23靠近操作机构11一端的静铁芯28和推杆29，推杆29穿过静铁芯28的中部，推杆29的一端与操作机构11配合，推杆29的另一端与动铁芯 23连接，短路时动铁芯23带动推杆29推动操作机构11解锁。

进一步，所述动铁芯23在靠近两个金属探针52的一端设有延伸轴231，延伸轴231的直径小于动铁芯23的直径，且延伸轴231远离动铁芯23一端的直径沿靠近两个金属探针52的方向逐渐收缩形成圆锥面233，在圆锥面233的顶部设有与两个金属探针52连线平行设置的接触面232，接触面232呈圆形且接触面232的直径小于延伸轴231的直径。动铁芯23通过延伸轴231上的接触面 232与两个金属探针52接触配合，能够避免动铁芯23接触金属探针52时与其它机构干涉，紧凑断路器的结构并减小体积。此外，圆锥面233可以在安装时起到导向作用，降低装配的难度。

进一步，所述断路器包括多个并列设置的壳体，在相邻的两个壳体之间设有侧板53，所述线路板51和短路保护机构分别安装在两个相邻的壳体内，且两个相邻的壳体之间的侧板53上设有多个分别与信号检测元件配合的安装孔，金属探针52的一端与线路板51连接，金属探针52的另一端穿过侧板53上的安装孔伸到动铁芯23的一端。两个壳体均为封闭的盒形时，侧板53分别是两个壳体各自的侧壁，两个壳体均为向一侧敞开的半盒形时，侧板53为设置在两个壳体之间的独立的挡板。

通过将线路板51和短路保护机构分别安装在两个不同的壳体内，具有安装方便的特点，而且两个壳体之间侧板53上的安装孔还能够起到对信号检测元件限位的作用，有效利用断路器壳体内有限的空间，能够紧凑断路器的结构并减少断路器的体积。当然，线路板51和短路保护机构也可以设置在同一个壳体内，都属于本实用新型的保护范围。

进一步，所述侧板53上设有限位凸台54，所述安装孔设置在限位凸台54 内，金属探针52从安装孔穿过限位凸台54，金属探针52的外侧与限位凸台54 限位配合。

实施例二

如图4-5所示，所述指示机构与短路保护机构配合，短路保护机构为拍合式脱扣系统。驱动件为轭铁31，解锁件为与轭铁31配合的衔铁32，复位件为与衔铁32配合的弹性件，衔铁32设置在轭铁31的一侧，信号检测元件包括两个间隔设置的金属探针52，两个金属探针52的一端分别与线路板51连接，两个金属探针52的另一端分别与衔铁32的一端配合，第二弹簧向靠近两个金属探针52的一侧推动衔铁32，使衔铁32分别与两个金属探针52接触，短路时衔铁32与两个金属探针52分开产生检测信号，衔铁32移动后在第二弹簧的驱动下复位再次与两个金属探针52接触。

参阅图2-3示出操作机构11的一种实施例，所述操作机构11包括枢转安装在壳体内的摇臂111、与摇臂111连接的弹簧，以及分别枢转在摇臂111上的跳扣112和锁扣113，且跳扣112和锁扣113相互搭扣配合，锁扣113通过连杆 114与手柄12连接，动触头13与摇臂111连接，过载保护机构设置在跳扣112 的一侧，且在跳扣112上设有与过载保护机构配合的拉杆116，跳扣112与锁扣 113搭扣配合时，手柄12能够驱动摇臂111带动动触头13与静触头14接触，并且摇臂111压缩弹簧处于平衡，短路保护机构和过载保护机构能够分别带动跳扣112与锁扣113解扣，使摇臂111失去平衡并在弹簧的作用下带动动触头 13与静触头14分开。

参阅图2-3示出断路器的一种实施例，所述动触头13与静触头14相对设置，短路保护机构设置在静触头14的左侧，操作机构11设置在动触头13的上方，过载保护机构设置在操作机构11的右侧，在短路保护机构的下方设有灭弧室19，在短路保护机构的上方设有与操作机构11连接的手柄12，两个接线端子15分别设置在壳体的左端和右端。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有短路脱扣检测功能的断路器，其特征在于：包括壳体以及设置在壳体内的操作机构(11)、短路保护机构和指示机构，短路保护机构包括驱动件和解锁件，驱动件在短路时驱动解锁件解锁操作机构(11)，指示机构包括与解锁件配合的信号检测元件，以及与信号检测元件连接的线路板(51)，驱动件在短路时驱动解锁件向靠近或远离信号检测元件的另一侧移动，使解锁件与信号检测元件接触或分开，所述信号检测元件包括至少两个间隔设置的金属探针(52)，至少两个金属探针(52)的一端分别与线路板(51)电连接，所述解锁件包括导电材料，解锁件同时与至少两个金属探针(52)电连接时导通金属探针(52)所在回路，解锁件与其中至少一个金属探针(52)断开电连接时，金属探针(52)所在回路断开。

2.根据权利要求1所述的具有短路脱扣检测功能的断路器，其特征在于：所述断路器包括至少两个并排设置的壳体，所述线路板(51)和短路保护机构分别安装在两个相邻的壳体内，且两个相邻的壳体之间的侧板(53)上设有多个分别与金属探针(52)配合的安装孔，金属探针(52)的一端与线路板(51)连接，金属探针(52)的另一端穿过侧板(53)伸到解锁件的一端。

3.根据权利要求1所述的具有短路脱扣检测功能的断路器，其特征在于：所述线路板(51)包括远程通信模块和/或指示电路。

4.根据权利要求1所述的具有短路脱扣检测功能的断路器，其特征在于：所述短路保护机构的驱动件为线圈(22)，短路保护机构的解锁件为动铁芯(23)，短路保护机构包括复位件和线圈骨架(21)，复位件为与动铁芯(23)连接的第一弹簧(24)，线圈(22)设置在线圈骨架(21)的外侧，动铁芯(23)和第一弹簧(24)设置在线圈骨架(21)的内侧，信号检测元件包括两个间隔设置的金属探针(52)，两个金属探针(52)的一端分别与线路板(51)连接，第一弹簧(24)向靠近两个金属探针(52)的一侧推动动铁芯(23)，使动铁芯(23)同时与两个金属探针(52)电连接时导通金属探针(52)所在回路，短路时线圈(22)驱动动铁芯(23)与其中至少一个金属探针(52)断开电连接时，金属探针(52)所在回路断开，产生检测信号。

5.根据权利要求1所述的具有短路脱扣检测功能的断路器，其特征在于：所述短路保护机构为拍合式脱扣系统，短路保护机构的驱动件为轭铁(31)，短路保护机构的解锁件为与轭铁(31)配合的衔铁(32)，短路保护机构还包括复位件，复位件为与衔铁(32)连接的弹性件，衔铁(32)设置在轭铁(31)的一侧，信号检测元件包括两个间隔设置的金属探针(52)，两个金属探针(52)的一端分别与线路板(51)连接，两个金属探针(52)的另一端分别与衔铁(32)配合。

6.根据权利要求4所述的具有短路脱扣检测功能的断路器，其特征在于：所述短路保护机构还包括用于固定线圈骨架(21)的磁轭(20)，以及设置在动铁芯(23)靠近操作机构(11)一端的静铁芯(28)和推杆(29)，推杆(29)穿过静铁芯(28)的中部，推杆(29)的一端与操作机构(11)配合，推杆(29)的另一端与动铁芯(23)连接，短路时动铁芯(23)带动推杆(29)推动操作机构(11)解锁。

7.根据权利要求6所述的具有短路脱扣检测功能的断路器，其特征在于：所述动铁芯(23)通过第一弹簧(24)与静铁芯(28)和磁轭(20)电连接，两个金属探针(52)的一端分别与线路板(51)连接，其中一个金属探针(52)的一端与静铁芯(28)或磁轭(20)接触，动铁芯(23)与另外一个金属探针(52)接触时，金属探针(52)所在的回路导通；动铁芯(23)与另外一个金属探针(52)分离时，金属探针(52)所在的回路断开。

8.根据权利要求2所述的具有短路脱扣检测功能的断路器，其特征在于：所述侧板(53)上设有限位凸台(54)，所述安装孔设置在限位凸台(54)内，金属探针(52)从安装孔穿过限位凸台(54)，金属探针(52)的外侧与限位凸台(54)限位配合。

9.根据权利要求1所述的具有短路脱扣检测功能的断路器，其特征在于：还包括过载保护机构，过载保护机构在过载时解锁件解锁操作机构(11)；所述操作机构(11)包括枢转安装在壳体内的摇臂(111)、与摇臂(111)连接的弹簧，以及分别枢转在摇臂(111)上的跳扣(112)和锁扣(113)，且跳扣(112)和锁扣(113)相互搭扣配合，锁扣(113)通过连杆(114)与手柄(12)连接，动触头(13)与摇臂(111)连接，过载保护机构设置在跳扣(112)的一侧，且在跳扣(112)上设有与过载保护机构配合的拉杆(116)，跳扣(112)与锁扣(113)搭扣配合时，手柄(12)能够驱动摇臂(111)带动动触头(13)与静触头(14)接触，并且摇臂(111)压缩弹簧处于平衡，短路保护机构和过载保护机构能够分别带动跳扣(112)与锁扣(113)解扣，使摇臂(111)失去平衡并在弹簧的作用下带动动触头(13)与静触头(14)分开。

10.根据权利要求9所述的具有短路脱扣检测功能的断路器，其特征在于：所述手柄(12)内设有合闸限位臂(6)，合闸限位臂(6)一端转动安装在手柄(12)的转轴上，另一端设有与摇臂(111)配合的弧形面(62)，弧形面(62)的一侧设有曲型弹性臂(61)，合闸时，合闸限位臂(6)随手柄转动，其弧形面(62)与摇臂(111)接触滑动配合，先对触头支持(10)限位同时使摇臂(111)上的弹簧蓄能，在合闸限位臂(6)的弧形面(62)与摇臂(111)的滑动越过一个极限位置后，弧形面(62)解除对摇臂(111)的限制，摇臂(111)在弹簧的蓄能的驱动下快速合闸。

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