CN211455629U - 一种集成有rcd模块的断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成有RCD模块的断路器，用于对接入断路器中的电路进行漏电检测并进行反馈；包括设置在同一壳体内的RCD模块和断路器组件；所述断路器组件对接入的电路进行保护并在出现短路或过载故障时动作分断；向所述壳体内引入构成接入断路器组件的电路完整回路且供所述RCD模块进行漏电检测的检测线，所述RCD模块在检测到接入的电路出现漏电故障时向外反馈或使所述断路器组件工作分断。本实用新型通过将现有的RCD模块的结构优化并装入断路器结构中，从而在保持原断路器体积不变的前提下集成漏电检测的功能。

Description

一种集成有RCD模块的断路器

技术领域

本实用新型属于电路保护设备技术领域，具体涉及一种集成有RCD模块的断路器。

背景技术

引发电气火灾或电路负载设备故障的常见供电线路因素有两个，一是由于电流因素引起的电气火灾，由于电流在导体上产生大量的热，只是绝缘损坏从而引起火灾，例如断路过载；二是由故障电弧引起的电气火灾，电气故障产生温度较高的故障电弧或电火花能够引燃周围的可燃物(一般为导线绝缘层材料)，从而进一步引起电气火灾，例如电气部件接触不良接地故障。

其中的电流因素分为瞬时大流量和存在剩余电流的情况，而瞬时大流量即为断路情况，一般通过常用的电磁断路器即可起到保护电路的效果。所谓的剩余电流是指低压配电线路中各相(含中性线)电流矢量和不为零的电流。通俗讲当用电侧发生了事故,电流从带电体通过人体流到大地,使主电路进出线中的电流I相和I中的大小不相等,此时电流的瞬时矢量合成有效值称为剩余电流，俗称漏电。

而为了避免因剩余电流对负载设备的影响，现有技术中通过单独设有RCD设备进行保护。所谓的RCD即为漏电保护装置，是通过检测此异常电流或异常电压信号，经信号处理，促使执行机构动作，借助开关设备迅速切断电源，实施漏电保护根据故障电流动作的漏电保护装置是电流型漏电保护装置，根据故障电压动作的是电压型漏电保护装置。

现有技术中的RCD通常是独立的模块，通过与断路器配合实现综合保护效果，但由于许多配电系统的安装空间较小，采用独立的模块结构空间占用率较高。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种集成有RCD模块的断路器。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种集成有RCD模块的断路器，用于对接入断路器中的电路进行漏电检测并进行反馈；包括设置在同一壳体内的RCD模块和断路器组件；

所述断路器组件对接入的电路进行保护并在出现短路或过载故障时动作分断；

向所述壳体内引入构成接入断路器组件的电路完整回路且供所述RCD模块进行漏电检测的检测线，所述RCD模块在检测到接入的电路出现漏电故障时向外反馈或使所述断路器组件工作分断。

其中，所述的接入的电路则是接在断路器两端的线路，包括单级或多级线路，而断路器组件能够在该线路出现短路或过载情况下进行分断，而集成的RCD需要引入完整的电路回路，从而判断该线路上是否出现漏电情况，则接入方式有多种，可单独从外部接入，也可以在断路器组件端子处单独引出供RCD检测的检测线。

值得说明的是，本实用新型中所指的断路器组件是包含有接入接出且能够在出现短路/过载时通过内部部件动作分断接入电路的设备，而不仅仅是指现有的低压断路器内部部件。只要包含有接入接出且能够分断的设备，均属于本实用新型中所述断路器组件的包含范围内。

进一步的，所述断路器为设有一组所述断路器组件的单级断路器结构，所述检测线包括从壳体内引出的引线组A，还包括从壳体外部引入的与所述引线组A构成完整回路的引线组B，所述引线组A和引线组B同时进入RCD模块中。

进一步的，所述断路器为设有至少两组所述断路器组件的多级断路器结构，所述检测线均从壳体内引出。

所谓的壳体内引出是指原本接入壳体内的电路会在壳体中单独从接线处引出一条或多条供RCD模块检测的线或其他导体，例如两级断路器，分别接入零线和火线，则从两个进线端子各引出单独的导线并进入RCD模块中，从而保证通过RCD模块的是接入电路的完整回路。

进一步的，所述RCD模块包括零序互感器，所述检测线均穿过所述零序互感器；

在接入的电路出现漏电故障后，由零序互感器向断路器组件和外部的终端设备中的一个或多个反馈信息，所述断路器组件接受到反馈信息进行动作分断。

进一步的，所述RCD模块包括零序互感器和接收零序互感器的反馈信息的控制电路，由控制电路向断路器组件和外部的终端设备中的一个或多个反馈信息，所述断路器组件接受到反馈信息进行动作分断。

进一步的，所述RCD模块包括零序互感器和接收零序互感器的反馈信息的控制电路，还包括与断路器组件联动的动作机构，所述控制电路在接收到反馈信息后通过控制动作机构使断路器组件分断。

进一步的，所述动作机构包括依次传动连接的电机、减速组件和传动组件，所述电机与控制电路连接，所述传动组件与断路器组件传动连接。

进一步的，所述断路器组件包括接入端子、接出端子、脱扣组件和灭弧组件。

进一步的，所述壳体内设有用于放置RCD模块的夹层，所述夹层与接入端子所在空间连通便于所述检测线穿入夹层内。

进一步的，所述壳体外设有与RCD模块连接的指示灯和模式转换开关。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过在不改变现有的单级或多级断路器尺寸前提下，在内部集成有剩余电流检测组件，既保留了电磁断路器的功能，同时又能够对接入电路进行其他运行状态进行检测，还能够在故障消除后自动重合，从而在保持小体积的前提下具有多个保护功能。

附图说明

图1是本实用新型采用两级断路器结构时的轴侧示意图；

图2是本实用新型在图1状态下将一侧壳体拆开后的RCD模块的结构示意图；

图3是本实用新型单个壳体部分拆开后设有RCD模块一侧的结构示意图A；

图4是本实用新型单个壳体部分拆开后设有RCD模块一侧另一个方向视角的结构示意图B；

图5是本实用新型单个壳体部分拆开后设有断路器组件一侧的结构。

图中：1-壳体，2-检测线，3-零序互感器，4-控制电路，5-接入端子，6-接出端子，7-脱扣组件，8-灭弧组件，9-指示灯，10-模式转换开关，11-动作机构。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

常见引起火灾的电路故障主要包括过载、漏电、短路、故障电弧等，为了避免输电线路上出现上述故障，通过设置电气保护设备接入相应电路中对负载设备进行保护。而常用的电气保护设备包括低压断路器(空气开关)、熔断器(保险丝)、RCD、AFCI(AFDD)、压敏电阻、电感电容设备等，其中断路器是最常见的电路保护设备，所谓的断路器即为一种能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置，一般在电路出现短路或过载情况时，由于电流瞬间增大导致断路器中的断路器组件动作，使得内部设有的活动触点与静触点脱扣分离，从而达到所谓的分断效果。

而部分断路器也具有防止用电器出现过载故障，所谓过载是指电气回路因所接用电设备过多或所供设备过载(例如所接电动机的机械负载过大)等原因而过载。虽然其超过正在负载电流值较低，远不到出现短路时的电流大小，但长时间出现过载后导致工作温度超过允许值，使绝缘结构加速劣化，寿命缩短，原本存在隐患的部位则可能出现漏电触电等危险，间接导致电路起火。则现有的断路器中还设置有在温度升高至一定上限时会产生定向形变的触点结构，则出现过载的电流值并未达到使断路器动作脱扣的情况下也能够在一定时间内分断来保护用电设备。

上述是现有断路器所具备的功能，而其中为了应对漏电，则会单独设置有RCD模块用来检测和保护。

所谓漏电是由多种原因引起线路绝缘层损坏而出现的电流泄漏现象，出现漏电故障时所反应出来的特征则是整个电路回路的总的电流矢量和不为零，也就是说火线和零线单次电流大小不同，则说明该电路上出现电流泄漏的情况。

而RCD则是将接入电路上的构成完整回路的线缆进入其中进行检测，一旦出现电流矢量和不为零的情况，且差值超过阈值则向外反馈或直接分断进行保护。

但现在许多配电设备安装时由于空间较小故无法设置较多的保护设备，而现有的上述几种保护设备均为独立的模块，则组合使用时体积较大。本实用新型通过将RCD模块集成在具有完整脱扣机构的断路器中，从而在保证同时具备短路/过载保护和漏电检测保护的功能前提下还能够尽可能缩小体积，满足安装需求。

本实施例具体公开一种集成有RCD模块的断路器，包括设置在同一壳体1内的RCD模块和断路器组件；所述断路器组件对接入的电路进行保护并在出现短路或过载故障时动作分断；向所述壳体1内引入构成接入断路器组件的电路完整回路且供所述RCD模块进行漏电检测的检测线2，所述RCD模块在检测到接入的电路出现漏电故障时向外反馈或使所述断路器组件工作分断。

RCD模块包括零序互感器3和接收零序互感器3的反馈信息的控制电路4，由控制电路4向断路器组件和外部的终端设备中的一个或多个反馈信息，所述断路器组件接受到反馈信息进行动作分断。

其中，所述的接入的电路则是接在断路器两端的线路，包括单级或多级线路，而断路器组件能够在该线路出现短路或过载情况下进行分断，而集成的RCD需要引入完整的电路回路，从而判断该线路上是否出现漏电情况，则接入方式有多种，可单独从外部接入，也可以在断路器组件端子处单独引出供RCD检测的检测线2。

其中，具体来说，本实施例的断路器为设有一组所述断路器组件的单级断路器结构，所述检测线2包括从壳体1内引出的引线组A，还包括从壳体1外部引入的与所述引线组A构成完整回路的引线组B，所述引线组A和引线组B同时进入RCD模块中。

实施例2：

本实施例公开一种集成有RCD模块的断路器，如图1-5所示，其中该断路器为设有两组断路器组件的两级断路器结构，所述断路器组件分别设置在两个独立的壳体1内，而两个壳体1扣合形成一体式结构。在两个壳体1之间还设有RCD模块，并从断路器组件内引出连接接入电路的检测线2，将该检测线2引入RCD模块中进行检测。由于RCD模块检测对象是一个完整回路的线束，则所有穿过RCD模块的线束造成接入电路的完整回路，且所有线束均从壳体1内引出。

所谓的壳体1内引出是指原本接入壳体1内的电路会在壳体1中单独从接线处引出一条或多条供RCD模块检测的线或其他导体，例如两级断路器，分别接入零线和火线，则从两个进线端子各引出单独的导线并进入RCD模块中，从而保证通过RCD模块的是接入电路的完整回路。

RCD模块包括零序互感器3，所述检测线2均穿过所述零序互感器3；还包括与断路器组件联动的动作机构11，所述控制电路4在接收到反馈信息后通过控制动作机构11使断路器组件分断。

其中，动作机构11包括依次传动连接的电机、减速组件和传动组件，所述电机与控制电路4连接，所述传动组件与断路器组件传动连接。可见本实施例中所采用的动作机构11即为一种小型的重合闸部件，其通过控制电路4的控制，在检测到出现特定故障的特征值后，控制电路4控制盖动作机构11带动断路器组件脱口哦。

具体来说，本实施例中的断路器组件包括接入端子5、接出端子6、脱扣组件7和灭弧组件8。

壳体1内设有用于放置RCD模块的夹层，所述夹层与接入端子5所在空间连通便于所述检测线2穿入夹层内。所述壳体1外设有与RCD模块连接的指示灯9和模式转换开关10。

图2中可以看到，本实施例中设有两个用于检测检测线2电流信息的互感器，其中同时接入零线与火线的即为构成RCD模块的互感器，而第二个即为构成AFDD模块的互感器。所谓的AFDD模块是一种检测接入电路电流信息分析判断是否出现故障电弧的设备，而本实施例中通过在整个检测模块中增加用于检测故障电弧的互感器结构，从而在保证体积不变的情况下同时具备多种检测功能。

现有断路器上大都设置有指示灯9和控制按钮，所述指示灯9用以反馈该断路器的开断状态，例如正常工作时，通过两个指示灯9来展示，绿色即闭合状态，而红色则为断开的状态，因为设有自动重合机构，若多次无法重合，则可设置红灯闪烁进行指示。若因检测到出现故障电弧或出现剩余电流而发生断路，则通过第三个黄色的指示灯9进行指示。

所谓的两级断路器，是指断路器同时控制零线和火线，可同时开闭，从而达到双极控制。原本的两级断路器包括采用同一壳体1结构的一体式构型和采用单独的单级断路器扣合联动形成两级构型。采用统一壳体1的方案中，其内部设有隔板将两侧的断路器组件隔开并达到屏蔽隔断的效果，为了设置检测组件和自动重合组件，会对内部的断路器组件的位置进行调整，使其尽可能朝两侧移动，在壳体1的中部留出空间，则既能够达到较好的隔断效果，避免两侧的断路器组件互相影响，同时又能够有足够的空间设置两个功能组件。

其中，检测组件可同时对两级接入线路进行检测，只需在两个接入端子5上单独引出用于检测的线路即可。由于检测组件中可以包含有多种基于电流特征值的检测单元，则一般该检测单元均采用互感器作为检测部件，使得单独引出的通电导体穿过互感器的中心，并由互感器将数据传输至每个模块的处理IC中，再由处理IC分析处理数据并判断是否出现故障，一旦出现故障则控制断路器组件动作断闸或者控制自动重合组件动作间接断闸。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种集成有RCD模块的断路器，用于对接入断路器中的电路进行漏电检测并进行反馈；其特征在于：包括设置在同一壳体(1)内的RCD模块和断路器组件；

所述断路器组件对接入的电路进行保护并在出现短路或过载故障时动作分断；

向所述壳体(1)内引入构成接入断路器组件的电路完整回路且供所述RCD模块进行漏电检测的检测线(2)，所述RCD模块在检测到接入的电路出现漏电故障时向外反馈或使所述断路器组件工作分断。

2.根据权利要求1所述的一种集成有RCD模块的断路器，其特征在于：所述断路器为设有一组所述断路器组件的单级断路器结构，所述检测线(2)包括从壳体(1)内引出的引线组A，还包括从壳体(1)外部引入的与所述引线组A构成完整回路的引线组B，所述引线组A和引线组B同时进入RCD模块中。

3.根据权利要求1所述的一种集成有RCD模块的断路器，其特征在于：所述断路器为设有至少两组所述断路器组件的多级断路器结构，所述检测线(2)均从壳体(1)内引出。

4.根据权利要求3所述的一种集成有RCD模块的断路器，其特征在于：所述RCD模块包括零序互感器(3)，所述检测线(2)均穿过所述零序互感器(3)；

在接入的电路出现漏电故障后，由零序互感器(3)向断路器组件和外部的终端设备中的一个或多个反馈信息，所述断路器组件接受到反馈信息进行动作分断。

5.根据权利要求3所述的一种集成有RCD模块的断路器，其特征在于：所述RCD模块包括零序互感器(3)和接收零序互感器(3)的反馈信息的控制电路(4)，由控制电路(4)向断路器组件和外部的终端设备中的一个或多个反馈信息，所述断路器组件接受到反馈信息进行动作分断。

6.根据权利要求3所述的一种集成有RCD模块的断路器，其特征在于：所述RCD模块包括零序互感器(3)和接收零序互感器(3)的反馈信息的控制电路(4)，还包括与断路器组件联动的动作机构，所述控制电路(4)在接收到反馈信息后通过控制动作机构使断路器组件分断。

7.根据权利要求6所述的一种集成有RCD模块的断路器，其特征在于：所述动作机构包括依次传动连接的电机、减速组件和传动组件，所述电机与控制电路(4)连接，所述传动组件与断路器组件传动连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种集成有RCD模块的断路器，其特征在于：所述断路器组件包括接入端子(5)、接出端子(6)、脱扣组件(7)和灭弧组件(8)。

9.根据权利要求8所述的一种集成有RCD模块的断路器，其特征在于：所述壳体(1)内设有用于放置RCD模块的夹层，所述夹层与接入端子(5)所在空间连通便于所述检测线(2)穿入夹层内。

10.根据权利要求8所述的一种集成有RCD模块的断路器，其特征在于：所述壳体(1)外设有与RCD模块连接的指示灯(9)和模式转换开关(10)。

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