CN216773160U - 一种断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种断路器，包括绝缘外壳及设于绝缘外壳内的内部元件，所述绝缘外壳上具有相对设置的前接线端子和后接线端子，所述后接线端子的数量为所述前接线端子至少二倍，所述后接线端子的连接导体上设置有电流采集器，本实用新型的断路器既可对一相极的电流检测，也可对连接在一相极上各支路电流的检测，只要支路有过载或短路故障，断路器都能检测到并作出相应的保护措施，避免支路电缆异常发热甚至烧毁引起火灾的严重事故。

Description

一种断路器

技术领域

本实用新型涉及低压配电领域，尤其涉及一种断路器。

背景技术

断路器是配电系统中的主要保护电器，过电流保护是断路器的基本保护功能，断路器采用电子式控制器可很方便地实现过电流保护中的过载长延时保护、短路短延时保护和短路瞬动保护。断路器的接线接电源侧的端子一般为进线端，接负载侧的端子为出线端。

图1为常见的低压配电系统图，表箱中进线处设置一台塑壳断路器作为总开关，塑壳断路器的出线端接多路电表，各支路中，电表与负载之间设有微断断路器起到分支保护作用，根据系统负载的配电需求，表箱进线处的总开关多为额定电流160A以上的塑壳断路器，其短路整定值一般为10In(8In,0.2s内不动作， 10In,0.2s内动作)，过载整定值为1In(1.05In,2小时内不动作，1.3In,2小时内动作)，塑壳断路器出线端每相接多路电表，具体地，通过一段接线铜排一端接塑壳断路器的出线端，另一端固定一接线器，接线器上有若干端子，用于多路分支进线，多路分支上的电表进线端与端子连接，电表的出线端连接微断断路器，分支上的微断断路器用于分支的短路、过载、漏电等保护，分支的电流一般在 80A以下。

上述的配电系统存在以下问题：1、作为总开关的塑壳断路器与分支上的微断断路器之间若出现短路、绝缘损坏等现象，故障点在微断断路器前从而微断断路器不会动作，此时因分支电流小，线缆细等因素，作为总开关的塑壳断路器因没有达到其保护整定值而不动作，总开关和微断断路器都不动作，会导致故障不能及时切除而进一步扩大，从而导致表箱内设备、线缆等烧毁；2、因分支接线的需求，增加了接线铜排和接线器，从而多了两处连接点，增加了回路电阻，进一步增加了温升，连接点因施工不当等因素，螺钉紧固扭矩不足，容易导致连接处虚接而异常发热。

实用新型内容

为了解决以上问题的至少之一，本实用新型提出一种断路器，将后接线端子分成多个支路，分支接线直接接在断路器后接线端子上，不用增加接线铜排和接线器，减少了回路电阻，进一步降低了温升，安全可靠性提高，克服上述技术问题。

本实用新型通过如下技术方案实现：

一种断路器，包括绝缘外壳及设于绝缘外壳内的内部元件，所述绝缘外壳上具有相对设置的前接线端子和后接线端子，所述后接线端子的数量为所述前接线端子的至少二倍，所述后接线端子的连接导体上设置有第一电流采集器。

优选地，所述断路器至少为三相线或三相四线结构。

优选地，所述内部元件包括操作机构、静触头系统、动触头系统、灭弧室、脱扣器和电子控制器。

优选地，所述绝缘外壳为一体式或分体式。

优选地，所述绝缘外壳为分体式时，其包括相互独立的第一绝缘外壳和第二绝缘外壳且两者之间可拆卸连接，所述前接线端子设置在所述第一绝缘外壳上，所述后接线端子和所述第一电流采集器设置在第二绝缘外壳上。

优选地，所述第一绝缘外壳上设置第一联接板，所述第二绝缘外壳上设置第二联接板，所述第一联接板与所述第二联接板可拆卸连接。

优选地，所述操作机构上设置有绝缘手柄，所述绝缘手柄部分或全部地伸出绝缘外壳。

优选地，所述内部元件包括第二电流采集器。

优选地，所述第一电流采集器的数量至少是所述第二电流采集器数量的二倍。

优选地，所述第一电流采集器的种类包括分流器、罗式线圈、磁饱和电流互感器、空心互感器。

优选地，所述内部元件包括电磁保护脱扣器。

优选地，所述动触头系统与所述后接线端子之间通过导体连接，部分所述导体为一路，部分所述导体至少为二路且相互绝缘。

优选地，所述导体包括部分为一路的第一导体和部分至少为两路的第二导体，至少两路第二导体之间相互绝缘。

优选地，所述第二导体上设置所述第一电流采集器，所述第一导体上设置所述第二电流采集器。

优选地，所述前接线端子和后接线端子的结构相同或不同。

优选地，所述前接线端子和后接线端子的结构为压线式、提拉式或可插拔式。

优选地，所述后接线端子的结构为提拉式。

优选地，多个后接线端子并排或上下设置。

优选地，所述三相四线制断路器的N线设置在所述绝缘外壳的左侧或右侧。

优选地，所述绝缘外壳包括底座、中盖和大盖。

优选地，所述大盖上设置有通信模块和信号灯。

优选地，所述大盖上设置有电的信号接口。

优选地，所述大盖上设置有第一电子控制器或/和电源装置。

优选地，所述中盖上设置有第二电子控制器。

优选地，所述底座上设置有第三电子控制器。

优选地，所述中盖上设置有第二电子控制器，所述底座上设置有第三电子控制器，所述第三电子控制器为电流保护用控制器，所述第二电子控制器为计量用控制器，所述大盖上设置的通信模块为可拔插式结构，所述电流保护用控制器、计量用控制器和通信模块设置在断路器的后端部。

优选地，所述第一电流采集器的信号输送给所述计量用控制器，经所述计量用控制器处理得出电气量计量值，并将所述电气量计量值发送给所述电流保护用控制器和服务器。

优选地，所述通信模块采用内部无线通信和/或有线通信方式进行通信，无线通信包括红外、4G、5G、WIFI、蓝牙、ZigBee、NB-IoT和LoRa等通信方式中的至少一种，有线通信包括HPLC、PLC、RS485、LAN和CAN等通信方式中的至少一种。

优选地，三相中的至少一相中的所述后接线端子的数量为所述前接线端子的至少二倍。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型的断路器既可对一相极的电流检测，也可对连接在一相极上各支路电流的检测，只要支路有过载或短路故障，断路器都能检测到并作出相应的保护措施，避免支路电缆异常发热甚至烧毁引起火灾的严重事故；

2.将后接线端子分成多个支路，分支接线直接接在断路器后接线端子上，不用增加接线铜排和接线器，少了两处连接点，减少了回路电阻，进一步降低了温升；可排除连接点因施工不当等因素，螺钉紧固扭矩不足，导致连接处虚接而异常发热，安全可靠性提高；

3.支路电缆直接连到断路器端子上，而不用现有技术通过扩展端子或母线连接各支路电缆，省下了扩展端子或母线，可节约成本及安装的空间，可取得可观的经济效益；

4.各支路检测的电流采集器为计量互感器，可计量支路电量，与之路的电表进行电量比较，可进行线路的线损分析和窃电分析；

5.断路器可设置为一体式，也可以设置成分体式，分体设置便于模块化生产，当分体结构出现故障，便于用户安装更换。

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为现有技术断路器在配电线路中应用的原理图；

图2为本实用新型所提供的第一实施例的断路器的立体结构示意图；

图3为本实用新型所提供的第一实施例的断路器的爆炸图；

图4为本实用新型所提供的第一实施例的断路器的内部结构示意图；

图5为本实用新型所提供的第一实施例的断路器的另一内部结构示意图；

图6为本实用新型所提供的第一实施例的断路器的部分结构示意图；

图7为本实用新型所述提供的第二实施例的断路器的立体结构示意图；

图8为本实用新型所述提供的第二实施例的断路器的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。本实用新型决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了元素、部件的任何修改、替换和改进。

第一实施例

如图2和图3所示，本实施例公开一种断路器，包括绝缘外壳3及设于所述绝缘外壳3内的内部元件，所述绝缘外壳3包括底座31、中盖32和大盖33，本实施例中所述绝缘外壳3是一体式的整体结构，所述大盖33上设置有通信模块13、信号灯14、电的信号接口15、第一电子控制器和电源装置，所述第一电子控制器和电源装置集成在一个电路板16上，所述中盖32上设置有第二电子控制器17，所述底座31上设置有第三电子控制器18，其中，所述第一电子控制器包括烟雾传感器和光亮传感器，所述电源装置为通讯模块和电子控制器提供电源，所述第三电子控制器18为电流保护用控制器，所述第二电子控制器17为计量用控制器，所述大盖33上设置的通信模块13为可拔插式结构，所述电流保护用控制器、计量用控制器和通信模块13设置在断路器的后端部，所述第一电流采集器10和第二电流采集器9的信号输送给所述计量用控制器，经所述计量用控制器处理得出电气量计量值，并将所述电气量计量值发送给所述电流保护用控制器和服务器。

其中，所述电路板16上设置有电压自生电源模块、光线检测模块、烟雾检测模块、温湿度检测模块等，电压自生电源模块任意一相或三相电压有电即可提供控制器工作电源；光线检测模块可检测断路器上表面的光线强弱，并将光线强弱数据传输给所述第三电子控制器18；烟雾检测模块可检测断路器上表面的烟雾浓度，并将烟雾浓度数据传输给所述第三电子控制器18；温湿度检测模块可检测断路器上表面的温度和湿度数据，并将温度和湿度数据传输给所述第三电子控制器18。

所述第二电子控制器17为计量用控制器，其设置有计量微处理器、存储器、计量芯片等，所述电能计量模块将各相各支路的电流和电压信号经过计量芯片处理计算，计量芯片将计算结果传输给计量微处理器，计量微处理器根据所述信号生成计量数据，传输给所述第三电子控制器。

所述第三电子控制器18为电流保护用控制器，其设置有保护微处理器、存储器、电流自生电源模块、保护信号模块、故障脱扣模块等。所述保护微处理器将接收到的来自所述保护信号模块的信息与所述存储器中存储的整定值进行比较，当接收到的数据大于所述整定值时，所述保护微处理器发送保护指令给所述故障脱扣模块，所述故障脱扣模块驱动所述开关的执行器动作，所述执行器带动所述动触头和所述静触头分离，从而使所述开关断开，保证电气安全。

进一步地，请参考图4至图6，所述绝缘外壳3上具有相对设置的前接线端子2和后接线端子12，一相中，一个前接线端子2与对应的静触头系统1连接，三个后接线端子12通过导体与所述动触头系统4连接，所述后接线端子12的数量为所述前接线端子2数量的三倍，所述内部元件包括操作机构6、静触头系统 1、动触头系统4、灭弧室5、脱扣器8、电子控制器7、电磁保护脱扣器、第一电流采集器10和第二电流采集器9，所述第一电流采集器10设置在与所述后接线端子连接的导体上，所述操作机构6上设置有绝缘手柄61，所述绝缘手柄61部分或全部地伸出绝缘外壳，所述电子控制器7包括所述的第一电子控制器、第二电子控制器17和第三电子控制器18，所述电磁保护脱扣器用于当大电流通过时直接脱扣切断断路器的电源。

请继续参考图4，所述动触头系统4与所述后接线端子12之间通过导体11 连接，其中部分导体为一路，另一部分导体至少为二路且相互绝缘，本实施例中，另一部分导体为三路，导体11包括第一导体和第二导体，所述第二导体自所述第一导体的一端分支为三路，每路所述第二导体上设置有第一电流采集器10，所述第一导体上设置有第二电流采集器9，所述第一电流采集器10的数量是所述第二电流采集器9的数量的3倍，即断路器的一相中设置有一个所述第二电流采集器9和3个第一电流采集器10，所述第二电流9用于采集该相的电流值，所述第一电流采集器10用于采集分支电路上的电流值。断路器用户接线时，各支路与断路器后接线端子12相连，可避免现有断路器多根电缆或铜排接在断路器的一个相极的出线端上，接线不规范的问题，用户接线方便。

需要说明的是，所述后接线端子12的数量与所述前接线端子02的数量之间的倍数关系不做限制，可以是2倍、3倍或者4倍，可根据断路器的实际需要进行调整。

所述第一电流采集器10和第二电流采集器9的种类包括分流器、罗氏线圈、磁饱和电流互感器和空心互感器。

所述前接线端子2和所述后接线端子12的结构相同或不同，所述前接线端子和后接线端子的结构可以为压线式、提拉式、可插拔式中的一种，所述后接线端子优选选择使用提拉式结构，多个后接线端子可以并排或上下设置地排列，本实施例中多个后接线端子呈“品”字形排列。

所述第一电流采集器10可以设置在靠近所述动触头系统4的一侧，所述第二电流采集器9设置在靠近所述后接线端子12的一侧，或者所述第一电流采集器10设置在靠近所述后接线端子12的一侧，所述第二电流采集器9设置在靠近所述动触头系统4的一侧，本实施例中，所述第一电流采集器10设置在靠近所述后接线端子12的一侧，所述第二电流采集器9设置在靠近所述动触头系统4 的一侧，所述第一电流采集器10设置在所述第一电流采集器9和所述后接线端子12之间。

本实施例中所述前接线端子2与所述静触头系统1连接，所述前接线端子2 设置在靠近所述静触头系统1的一侧，所述后接线端子12与所述动触头系统4 连接，所述后接线端子设置在靠近所述动触头系统4的一侧，即位于远离所述静触头系统1的一侧，所述前接线端子2和后接线端子12分别位于断路器的相对两侧。

在其他实施例中，也可以将前接线端子2与所述动触头系统4连接，设置在靠近所述动触头系统4的一侧，将所述出线端子后接线端子12与所述静触头系统1连接，设置在靠近静触头系统1的一侧，可以根据断路器的应用场景进行相应配置。

第二实施例

如图7和图8所示，本实施例公开一种分体结构的断路器，与实施例一的区别在于，所述绝缘外壳3为分体式，所述绝缘外壳3包括相互独立设置的第一绝缘外壳31和第二绝缘外壳32，所述前接线端子2设置在所述第一绝缘外壳31 上，所述后接线端子12和所述第一电流采集器10设置在所述第二绝缘外壳32 上，本实施例中，所述静触头系统、动触头系统、灭弧室、操作机构、脱扣器、电子控制器设置在第一绝缘壳体31内。

请继续参考图8，所述第一绝缘外壳31上设置有第一联接板201，所述动触头系统4通过第一导体111与所述联接板201连接，所述第二电流采集器9设置在所述第一导体111上，所述第二绝缘外壳32前端设置第二联接板202，所述后接线端子12设于所述第二绝缘外壳32的后端，所述第二联接板202通过第二导体112与所述后接线端子12连接，所述第一电流采集器10设置在所述第二导体112上，所述第一联结板201与所述第二联结板202连接，本实施例中第一联结板与第二联结板为螺钉连接，实现第一绝缘外壳31与第二绝缘外壳32的牢固连接，使用时连接方便，拆卸也方便，可实现模块化生产。本实施例中，断路器的其他结构、技术效果与实施例一相同，在此不再赘述。

本实用新型的断路器，当某相极的支路电流出线过载或短路时，该支路的第一电流采集器10将信号发送给所述电子控制器7，电子控制器7接收到支路的电流过载或短路的故障信息后可发出脱扣指令驱动脱扣器8使断路器脱扣，切断故障电流，避免支路过载或短路而引起异常发热甚至烧毁引起火灾的严重事故。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。

Claims (29)

1.一种断路器，包括绝缘外壳(3)及设于绝缘外壳内的内部元件，所述绝缘外壳上具有相对设置的前接线端子（2）和后接线端子（12），所述后接线端子（12）的数量为所述前接线端子（2）的至少二倍，其特征在于：所述后接线端子的连接导体上设置有第一电流采集器（10）。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述断路器至少为三相线或三相四线结构。

3.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述内部元件包括操作机构（6）、静触头系统（1）、动触头系统（4）、灭弧室（5）、脱扣器（8）和电子控制器（7）。

4.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述绝缘外壳（3）为一体式或分体式。

5.根据权利要求4所述的断路器，其特征在于，所述绝缘外壳（3）为分体式时，其包括相互独立的第一绝缘外壳和第二绝缘外壳且两者之间可拆卸连接，所述前接线端子（2）设置在所述第一绝缘外壳上，所述后接线端子和所述第一电流采集器设置在第二绝缘外壳上。

6.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述第一绝缘外壳上设置第一联接板（201），所述第二绝缘外壳上设置第二联接板（202），所述第一联接板（201）与所述第二联接板（202）可拆卸连接。

7.根据权利要求3所述的断路器，其特征在于，所述操作机构（6）上设置有绝缘手柄（61），所述绝缘手柄（61）部分或全部地伸出绝缘外壳（3）。

8.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述内部元件包括第二电流采集器（9）。

9.根据权利要求8所述的断路器，其特征在于，所述第一电流采集器（10）的数量至少是所述第二电流采集器（9）数量的二倍。

10.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述第一电流采集器（10）的种类包括分流器、罗式线圈、磁饱和电流互感器、空心互感器。

11.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述内部元件包括电磁保护脱扣器。

12.根据权利要求3所述的断路器，其特征在于，所述动触头系统（4）与所述后接线端子（12）之间通过导体（11）连接，部分所述导体为一路，部分所述导体至少为二路且相互绝缘。

13.根据权利要求12所述的断路器，其特征在于，所述导体（11）包括部分为一路的第一导体和部分至少为两路的第二导体，至少两路第二导体之间相互绝缘。

14.根据权利要求13所述的断路器，其特征在于，所述内部元件还包括第二电流采集器（9），所述第二导体上设置所述第一电流采集器（10），所述第一导体上设置所述第二电流采集器（9）。

15.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述前接线端子（2）和后接线端子（12）的结构相同或不同。

16.根据权利要求15所述的断路器，其特征在于，所述前接线端子（2）和后接线端子（12）的结构为压线式、提拉式或可插拔式。

17.根据权利要求15所述的断路器，其特征在于，所述后接线端子（12）的结构为提拉式。

18.根据权利要求15所述的断路器，其特征在于，多个后接线端子（12）并排或上下设置。

19.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述三相四线制断路器的N线设置在所述绝缘外壳的左侧或右侧。

20.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述绝缘外壳(3)包括底座(31)、中盖(32)和大盖(33)。

21.根据权利要求20所述的断路器，其特征在于，所述大盖(33)上设置有通信模块(13)和信号灯(14)。

22.根据权利要求20所述的断路器，其特征在于，所述大盖(33)上设置有电的信号接口(15)。

23.根据权利要求20所述的断路器，其特征在于，所述大盖(33)上设置有第一电子控制器或/和电源装置。

24.根据权利要求20所述的断路器，其特征在于，所述中盖（32）上设置有第二电子控制器(17)。

25.根据权利要求20所述的断路器，其特征在于，所述底座（31）上设置有第三电子控制器(18)。

26.根据权利要求20所述的断路器，其特征在于，所述中盖（32）上设置有第二电子控制器（17），所述底座（31）上设置有第三电子控制器（18），所述第三电子控制器为电流保护用控制器，所述第二电子控制器为计量用控制器，所述大盖（33）上设置的通信模块(13)为可拔插式结构，所述电流保护用控制器、计量用控制器和通信模块设置在断路器的后端部。

27.根据权利要求26所述的断路器，其特征在于，所述第一电流采集器（10）的信号输送给所述计量用控制器，经所述计量用控制器处理得出电气量计量值，并将所述电气量计量值发送给所述电流保护用控制器和服务器。

28.根据权利要求21或26所述的断路器，其特征在于，所述通信模块采用内部无线通信和/或有线通信方式进行通信，无线通信包括红外、4G、5G、WIFI、蓝牙、ZigBee、NB-IoT和LoRa通信方式中的至少一种，有线通信包括HPLC、PLC、RS485、LAN和CAN通信方式中的至少一种。

29.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，三相中的至少一相中的所述后接线端子（12）的数量为所述前接线端子（2）的至少二倍。

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