CN217444304U - 电弧故障保护断路器 - Google Patents

Abstract

一种电弧故障保护断路器，其包括第一壳体以及设置在第一壳体一侧的第二壳体，所述第一壳体内设有两个断路器相线极，以及设置在两个断路器相线极之间的剩余电流检测装置，在剩余电流检测装置与两侧的两个断路器相线极之间分别设有隔板，所述第二壳体内设有与所述剩余电流检测装置连接的线路板，在第一壳体或第二壳体内设有与所述线路板连接的电弧故障监测器，电弧故障监测器与至少一个所述的断路器相线极配合，并采集该断路器相线极中的电弧故障，能够有效减少电弧故障保护断路器的宽度。

Description

电弧故障保护断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，特别是涉及一种电弧故障保护断路器。

背景技术

现有的带过电流保护的断路器和剩余电流动作断路器的断路器，由于不能检测故障电弧，因此并不能降低由于故障电弧引起的电气火灾危险。但是，部分现有的剩余电流及电弧故障检测装置的微型断路器，采用的是拼装式结构，电弧故障检测模块与断路器模块拼装而成，相对于一体式结构，不仅需要从断路器外部走线，还需要增加一个绝缘罩来保护外部走线，不但影响产品的外观，还容易受到外界的干扰，拼装要求的精度也较高。

虽然也有带两个过电流保护极的二极剩余电流保护功能及电弧故障保护断路器，但一般为四个模数的宽度，产品体积非常大，占用配电箱较多空间，而且还具有导线回路长、成本高、功耗大等缺点，不符合未来低压电器小型化的发展趋势。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、可靠性高的电弧故障保护断路器。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种电弧故障保护断路器，其包括第一壳体以及设置在第一壳体一侧的第二壳体，所述第一壳体内设有两个断路器相线极，以及设置在两个断路器相线极之间的剩余电流检测装置，在剩余电流检测装置与两侧的两个断路器相线极之间分别设有隔板，所述第二壳体内设有与所述剩余电流检测装置连接的线路板，在第一壳体或第二壳体内设有与所述线路板连接的电弧故障监测器，电弧故障监测器与至少一个所述的断路器相线极配合，并采集该断路器相线极中的电弧故障。

优选的，所述两个断路器相线极分别设有双金脱扣器，由其中一个双金脱扣器构成所述电弧故障监测器，所述线路板与该双金脱扣器连接。

优选的，所述电弧故障监测器为电流互感器，所述电流互感器包括至少两组互感器单元，其中一组互感器单元用于检测电流低频特征，其中另一组互感器单元用于检测电流高频特征，所述线路板通过电流高频特征采集电弧故障。

优选的，所述第一壳体和第二壳体分别包括底座和盖子，第一壳体和第二壳体的底座一体成型。

优选的，所述第二壳体的宽度为所述第一壳体的宽度的一半，所述第一壳体的宽度为两个模数，所述第一壳体的宽度为一个模数。

优选的，所述线路板设置在第二壳体内远离第一壳体的一侧。

优选的，所述线路板的一端从其中一个断路器相线极的电磁脱扣器的励磁线圈取电，线路板的另一端从另一断路器相线极的双金脱扣器取电。

优选的，所述两个断路器相线极分别为第一断路器相线极和第二断路器相线极，第一断路器相线极和第二断路器相线极分别包括动触头、静触头、操作机构、接线端子、双金脱扣器和电磁脱扣器，所述电流互感器采集第二断路器相线极中的电弧故障。

优选的，所述剩余电流检测装置包括第一剩余电流手柄、零序电流互感器、第一剩余电流机构、第一剩余电流脱扣器和第一剩余电流操作机构，零序电流互感器和第一剩余电流脱扣器分别设置在第一剩余电流机构远离第一剩余电流手柄的一侧，所述第一剩余电流操作机构设置在第一剩余电流手柄和第一剩余电流机构的一侧。

优选的，所述两个断路器相线极分别为第一断路器相线极和第二断路器相线极，所述剩余电流检测装置两侧的隔板分别为第一隔板和第二隔板，第一断路器相线极和第二断路器相线极分别包括动触头、静触头、操作机构、双金脱扣器、电磁脱扣器和两组接线端子，动触头经过双金脱扣器与其中一组接线端子连接，静触头经过电磁脱扣器与其中另一组接线端子连接，动触头设置在操作机构上，在电磁脱扣器相对的两侧分别设有手柄和灭弧室，手柄与操作机构连接，灭弧室设置在静触头的一侧。

优选的，所述第一断路器相线极包括第一线路以及分别与第一线路相连的第一上游端子和第一下游端子，所述第一线路包括第一动触头和第一静触头，所述第一动触头经过第一双金脱扣器与所述第一上游端子电气连接，所述第一静触头依次经过第一电磁脱扣器和第一初级绕组与所述第一下游端子连接，所述第一初级绕组的一端穿过第一隔板上的第一连接孔与所述第一电磁脱扣器的第一励磁线圈连接，所述第一初级绕组另一端与所述第一下游端子电气连接，第一初级绕组的中部与第一壳体内的剩余电流检测装置的零序电流互感器配合，零序电流互感器通过第一初级绕组采集第一断路器相线极中的剩余电流，在第一电磁脱扣器的下方与第一隔板的一侧之间设有第一灭弧室，在第一电磁脱扣器的上方设有第一手柄，在第一电磁脱扣器的一侧设有第一操作机构；

所述第二断路器相线极包括第二线路以及分别与第二线路相连的第二上游端子和第二下游端子，第二上游端子与所述第一上游端子的连线，与第二下游端子与所述第一下游端子的连线平行设置；所述第二线路包括第二动触头和第二静触头，第二动触头经过第二双金脱扣器与第二上游端子电气连接，所述第二静触头依次经过第二电磁脱扣器和第二初级绕组与第二下游端子连接，第二初级绕组的一端穿过第二隔板上的第二连接孔与第二电磁脱扣器的第二励磁线圈连接，第二初级绕组另一端与第二下游端子电气连接，第二初级绕组的中部与第一壳体内的剩余电流检测装置配合，剩余电流检测装置通过第二初级绕组采集第二断路器相线极中的剩余电流，在第二电磁脱扣器的下方与第二隔板的一侧之间设有第二灭弧室，在第二电磁脱扣器的上方设有第二手柄，在第二电磁脱扣器的一侧设有第二操作机构。

本实用新型的电弧故障保护断路器，通过将剩余电流检测装置和两个断路器相线极设置在第一壳体内，并在第二壳体内设置线路板，能够实现剩余电流故障保护和电弧故障保护的基础上，有效减少电弧故障保护断路器的宽度，特别是能够将现有四个模数宽度的电弧故障保护断路器减少到三个模数宽度。

此外，线路板的一端从其中一个断路器相线极的电磁脱扣器的励磁线圈取电，线路板的另一端能从另一断路器相线极的双金脱扣器取电，可以实现断路器进/出线端或者电源/负载端反接线时，线路板的取电线仍在物理上与馈电线路断开，确保线路板不受过压、雷电流等的冲击而损坏。

附图说明

图1-2是本实用新型电弧故障保护断路器的结构示意图；

图3是本实用新型第一断路器相线极的结构示意图；

图4是本实用新型第二断路器相线极的结构示意图；

图5是本实用新型剩余电流检测装置的结构示意图；

图6是本实用新型剩余电流及电弧故障检测装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至6给出的实施例，进一步说明本实用新型的电弧故障保护断路器的具体实施方式。本实用新型的电弧故障保护断路器不限于以下实施例的描述。

本实用新型的电弧故障保护断路器包括，第一壳体100以及设置在第一壳体100一侧的第二壳体200，所述第一壳体100内设有两个断路器相线极，以及设置在两个断路器相线极之间的剩余电流检测装置300，在剩余电流检测装置 300与两侧的两个断路器相线极之间分别设有隔板，所述第二壳体200内设有与所述剩余电流检测装置300连接的线路板70，在第一壳体100或第二壳体200 内设有与所述线路板70连接的电弧故障监测器，电弧故障监测器与至少一个所述的断路器相线极配合，并采集该断路器相线极中的电弧故障。

本实用新型的电弧故障保护断路器，通过将剩余电流检测装置300和两个断路器相线极设置在第一壳体100内，并在第二壳体200内设置线路板70，能够实现剩余电流故障保护和电弧故障保护的基础上，有效减少电弧故障保护断路器的宽度，特别是能够将现有四个模数宽度的电弧故障保护断路器减少到三个模数宽度。

进一步，所述第一壳体100与第二壳体200分别包括底座和盖子，第一壳体100和第二壳体200的底座由同一套模具一体注塑成型，所述第一壳体100 和第二壳体200的底座分别为第一底座和第二底座，在第一底座上设有第一盖子，在第二底座上设有第二盖子，所述两个断路器相线极和剩余电流检测装置 300分别装配到第一底座的腔体中，再将第一盖子盖到第一底座上，所述分别装配到第二底座的腔体中，再将第二盖子盖到第二底座上。

进一步，所述第二壳体200的宽度为所述第一壳体100的宽度的一半，所述第一壳体100的宽度为两个模数，所述第一壳体100的宽度为一个模数。

如图1-2所示，本实施例的两个断路器相线极分别为第一断路器相线极1 和第二断路器相线极2，所述剩余电流检测装置300两侧的隔板分别为第一隔板 27和第二隔板37，第一断路器相线极1和第二断路器相线极2的结构基本相同，第一断路器相线极1和第二断路器相线极2分别包括动触头、静触头、操作机构、双金脱扣器、电磁脱扣器和两组接线端子，动触头经过双金脱扣器与其中一组接线端子连接，静触头经过电磁脱扣器与其中另一组接线端子连接，动触头设置在操作机构上，在电磁脱扣器相对的两侧分别设有手柄和灭弧室，手柄与操作机构连接，灭弧室设置在静触头的一侧。

如图3所示，所述第一断路器相线极1包括第一线路以及分别与第一线路相连的第一上游端子4和第一下游端子6，第一上游端子4和第一下游端子6相对设置在第一壳体100上、下两侧的窄侧面14和下表面15上。所述第一线路包括第一动触头23和第一静触头21，所述第一动触头23经过第一双金脱扣器 24与所述第一上游端子4电气连接，所述第一静触头21依次经过第一电磁脱扣器20和第一初级绕组与所述第一下游端子6连接，所述第一初级绕组的一端穿过第一隔板27上的第一连接孔与所述第一电磁脱扣器20的第一励磁线圈22连接，所述第一初级绕组与第一励磁线圈22连接的另一端与所述第一下游端子6 通过导线电气连接，第一初级绕组的中部与第一壳体100内的剩余电流检测装置300的零序电流互感器45配合，零序电流互感器45通过第一初级绕组采集第一断路器相线极1中的剩余电流，在第一电磁脱扣器20的下方与第一隔板27 的一侧之间设有第一灭弧室26，在第一电磁脱扣器20的上方设有第一手柄11，在第一电磁脱扣器20的左侧设有第一操作机构19，第一操作机构19为常见的四连杆机构，第一操作机构19的锁扣和跳扣搭扣时，所述第一手柄11能够通过第一操作机构19带动第一动触头23与第一静触头21接触和分开，所述第一电磁脱扣器20和第一双金脱扣器42能够分别在过电流和过载时使所述锁扣和跳扣脱扣，使第一操作机构19带动第一动触头23与第一静触头21分开。

如图1所示，所述第二断路器相线极2包括第二线路以及分别与第二线路相连的第二上游端子5和第二下游端子7，第二上游端子5和第二下游端子7相对设置在第一壳体100上、下两侧的窄侧面14和下表面15上，第二上游端子5 与所述第一上游端子4的连线，与第二下游端子7与所述第一下游端子6的连线平行设置。如图4所示，所述第二线路包括第二动触头33和第二静触头32，第二动触头33经过第二双金脱扣器34与第二上游端子5电气连接，所述第二静触头32依次经过第二电磁脱扣器30和第二初级绕组与第二下游端子7连接，第二初级绕组的一端穿过第二隔板37上的第二连接孔371与第二电磁脱扣器30 的第二励磁线圈330连接，第二初级绕组与第二电磁脱扣器30连接的另一端与第二下游端子7通过导线电气连接，第二初级绕组的中部与第一壳体100内的剩余电流检测装置300配合，剩余电流检测装置300通过第二初级绕组采集第二断路器相线极2中的剩余电流。

在第二电磁脱扣器30的下方与第二隔板37的一侧之间设有第二灭弧室260，在第二电磁脱扣器30的上方设有第二手柄12，在第二电磁脱扣器30的左侧设有第二操作机构18，第二操作机构18为常见的四连杆机构，第二操作机构18 的锁扣和跳扣搭扣时，所述第二手柄11能够通过第二操作机构18带动第二动触头33与第二静触头32接触和分开，所述第二电磁脱扣器30和第二双金脱扣器34能够分别在过电流和过载时使所述锁扣和跳扣脱扣，使第二操作机构18 带动第二动触头33与第二静触头32分开。

作为第一种采集电弧故障的方式，至少一个断路器相线极的双金脱扣器构成所述电弧故障监测器，所述线路板70与该双金脱扣器连接，并通过该双金脱扣器采集电弧故障。双金脱扣器的双金属元件自身存在内阻，有电压降，通过双金属元件采集电弧故障。本实施例的线路板70与第一壳体100内的与第二双金脱扣器34连接用于采集电弧故障，电弧电流信号采样采用双金属元件采样方式。可以理解的是，所述两个断路器相线极中至少一者设有双金脱扣器，也可以两个断路器相线极都设置双金脱扣器，线路板70与其中一个双金脱扣器连接，或者分别与两个双金脱扣器连接，都属于本实用新型的保护范围。

如图6所示，作为第二种采集电弧故障的方式，所述电弧故障监测器为电流互感器73，且电流互感器73为双绕组结构，电流互感器73包括至少两组互感器单元，其中一组互感器单元用于检测电流低频特征，其中另一组互感器单元用于检测电流高频特征，并通过电流高频特征采集电弧故障。

如图5所示，所述剩余电流检测装置300包括第一剩余电流手柄41、零序电流互感器45、第一剩余电流机构46、第一剩余电流脱扣器44和第一剩余电流操作机构43，零序电流互感器45和第一剩余电流脱扣器44分别设置在第一剩余电流机构46远离第一剩余电流手柄41的一侧，所述第一剩余电流操作机构43设置在第一剩余电流手柄41和第一剩余电流机构46的一侧零序电流互感器45在检测到剩余电流时，通过第一剩余电流脱扣器44使第一剩余电流操作机构43脱扣，第一剩余电流操作机构43再带动第一断路器相线极1和第二断路器相线极2的第一操作机构18和第二操作机构19分别脱扣。

具体的，所述零序电流互感器45设置在第一剩余电流脱扣器44的左侧，在零序电流互感器45的上方设有第一剩余电流机构46，在第一剩余电流机构 46的上方设有第一剩余电流手柄41，第一剩余电流手柄41上设有与第一手柄 11和第二手柄12分别连接的手柄套40，所述第一剩余电流操作机构43设置在第一剩余电流机构46的右侧，且位于所述第一剩余电流脱扣器44的上方。

如图6所示，所述第二壳体200内设有电流互感器73，第二壳体200上设有第三连接孔71和所述第二隔板37的盖74，电流互感器73设有电流初级绕组 72，电流初级绕组72的中部穿过所述，电流初级绕组72与第二断路器相线极2 连接，电流初级绕组72穿过第三连接孔71伸到所述第一壳体100内，并与第一壳体100内的第二断路器相线极2的第二双金脱扣器34连接，电流初级绕组 72与第二双金脱扣器34连接的另一端与第二断路器相线极2的第二上游端子5 连接。

如图1所示，所述线路板70设置在第二壳体200内远离第一壳体100的一侧。能够优化第二壳体200内的布局，减少第二壳体200的整体体积。

如图3-5所示，推动手柄套40，通过第一手柄11和第二手柄12分别带动第一操作机构19和第二操作机构18顺时针旋转,使所述第一动触头23向第一静触头21运动，第二动触头33向第二静触头32运动，与手柄套40耦合的第一剩余电流手柄41也带动第一剩余电流操作机构43顺时针旋转，当所述第一动触头23与第一静触头21接触，第二动触头33与第二静触头32接触时，第一操作机构19、第二操作机构18和第一剩余电流操作机构43分别完成储能并自锁。

在此状态下，当线路中出现过载时，第一双金脱扣器24和第一双金脱扣器 34能够自动使对应的第一操作机构19或第二操作机构18脱扣，当线路中出现短路故障时，第一电磁脱扣器20和第二电磁脱扣器30能够自动使对应的第一操作机构19或第二操作机构18脱扣，而第一剩余电流操作机构43不动作；

当线路中剩余电流达到阈值，或按下试验按钮形成试验电流时，或当线路中电弧故障达到阈值时，线路板70发出脱扣指令驱动第一剩余电流脱扣器44，使第一剩余电流脱扣器44推动第一剩余电流操作机构43脱扣，第一剩余电流操作机构43驱动两个断路器相线极的第一操作机构19和第二操作机构18分别解锁，并使第一动触头23与第一静触头21分开，第二动触头33与第二静触头 32分开，指示灯50亮蓝灯。

所述线路板70的第一根取电线与第一断路器相线极1的第一电磁脱扣器20 的第一励磁线圈22连接，第一励磁线圈22为下游端子6的等电位线圈，线路板70的第二根取电线连接到第二断路器相线极2的第二双金脱扣器34，第二双金脱扣器34与第二上游端子5等电位。

如果第一上游端子4和第二上游端子5为进线端或电源端时，线路板70的第一根取电线至馈电线路的电气路径中包含第一动触头23和第一静触头21，当断路器为分闸状态时，第一动触头23和第一静触头21断开，线路板70的第一根取电线在物理上是与馈电线路断开的。

如果第一下游端子6和第二下游端子7为进线端或电源端时，线路板70的第二根取电线至馈电线路的电气路径中包含第二动触头33和第二静触头32，当断路器为分闸状态时，第二动触头33和第二静触头32断开，线路板70的第一根取电线在物理上是与馈电线路断开的。

可以理解的是，不区分第一断路器相线极1与第二断路器相线极2时，所述线路板70的一端从其中一个断路器相线极的电磁脱扣器的励磁线圈取电，线路板70的另一端能从另一断路器相线极的双金脱扣器取电即可，都可以实现断路器进/出线端或者电源/负载端反接线时，线路板70的取电线仍在物理上与馈电线路断开，确保线路板70不受过压、雷电流等的冲击而损坏。

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)

1.一种电弧故障保护断路器，其特征在于：包括第一壳体(100)以及设置在第一壳体(100)一侧的第二壳体(200)，所述第一壳体(100)内设有两个断路器相线极，以及设置在两个断路器相线极之间的剩余电流检测装置(300)，在剩余电流检测装置(300)与两侧的两个断路器相线极之间分别设有隔板，所述第二壳体(200)内设有与所述剩余电流检测装置(300)连接的线路板(70)，在第一壳体(100)或第二壳体(200)内设有与所述线路板(70)连接的电弧故障监测器，电弧故障监测器与至少一个所述的断路器相线极配合，并采集该断路器相线极中的电弧故障。

2.根据权利要求1所述的电弧故障保护断路器，其特征在于：所述两个断路器相线极分别设有双金脱扣器，由其中一个双金脱扣器构成所述电弧故障监测器，所述线路板(70)与该双金脱扣器连接。

3.根据权利要求1所述的电弧故障保护断路器，其特征在于：所述电弧故障监测器为电流互感器(73)，所述电流互感器(73)包括至少两组互感器单元，其中一组互感器单元用于检测电流低频特征，其中另一组互感器单元用于检测电流高频特征，所述线路板(70)通过电流高频特征采集电弧故障。

4.根据权利要求1所述的电弧故障保护断路器，其特征在于：所述第一壳体(100)和第二壳体(200)分别包括底座和盖子，第一壳体(100)和第二壳体(200)的底座一体成型。

5.根据权利要求1所述的电弧故障保护断路器，其特征在于：所述第二壳体(200)的宽度为所述第一壳体(100)的宽度的一半，所述第一壳体(100)的宽度为两个模数，所述第一壳体(100)的宽度为一个模数。

6.根据权利要求1所述的电弧故障保护断路器，其特征在于：所述线路板(70)设置在第二壳体(200)内远离第一壳体(100)的一侧。

7.根据权利要求1所述的电弧故障保护断路器，其特征在于：所述线路板(70)的一端从其中一个断路器相线极的电磁脱扣器的励磁线圈取电，线路板(70)的另一端从另一断路器相线极的双金脱扣器取电。

8.根据权利要求3所述的电弧故障保护断路器，其特征在于：所述两个断路器相线极分别为第一断路器相线极(1)和第二断路器相线极(2)，第一断路器相线极(1)和第二断路器相线极(2)分别包括动触头、静触头、操作机构、接线端子、双金脱扣器和电磁脱扣器，所述电流互感器(73)采集第二断路器相线极(2)中的电弧故障。

9.根据权利要求1所述的电弧故障保护断路器，其特征在于：所述剩余电流检测装置(300)包括第一剩余电流手柄(41)、零序电流互感器(45)、第一剩余电流机构(46)、第一剩余电流脱扣器(44)和第一剩余电流操作机构(43)，零序电流互感器(45)和第一剩余电流脱扣器(44)分别设置在第一剩余电流机构(46)远离第一剩余电流手柄(41)的一侧，所述第一剩余电流操作机构(43)设置在第一剩余电流手柄(41)和第一剩余电流机构(46)的一侧。

10.根据权利要求1所述的电弧故障保护断路器，其特征在于：所述两个断路器相线极分别为第一断路器相线极(1)和第二断路器相线极(2)，所述剩余电流检测装置(300)两侧的隔板分别为第一隔板(27)和第二隔板(37)，

所述第一断路器相线极(1)包括第一线路以及分别与第一线路相连的第一上游端子(4)和第一下游端子(6)，所述第一线路包括第一动触头(23)和第一静触头(21)，所述第一动触头(23)经过第一双金脱扣器(24)与所述第一上游端子(4)电气连接，所述第一静触头(21)依次经过第一电磁脱扣器(20)和第一初级绕组与所述第一下游端子(6)连接，所述第一初级绕组的一端穿过第一隔板(27)上的第一连接孔与所述第一电磁脱扣器(20)的第一励磁线圈(22)连接，所述第一初级绕组另一端与所述第一下游端子(6)电气连接，第一初级绕组的中部与第一壳体(100)内的剩余电流检测装置(300)的零序电流互感器(45)配合，零序电流互感器(45)通过第一初级绕组采集第一断路器相线极(1)中的剩余电流，在第一电磁脱扣器(20)的下方与第一隔板(27)的一侧之间设有第一灭弧室(26)，在第一电磁脱扣器(20)的上方设有第一手柄(11)，在第一电磁脱扣器(20)的一侧设有第一操作机构(19)；

所述第二断路器相线极(2)包括第二线路以及分别与第二线路相连的第二上游端子(5)和第二下游端子(7)，第二上游端子(5)与所述第一上游端子(4)的连线，与第二下游端子(7)与所述第一下游端子(6)的连线平行设置；所述第二线路包括第二动触头(33)和第二静触头(32)，第二动触头(33)经过第二双金脱扣器(34)与第二上游端子(5)电气连接，所述第二静触头(32)依次经过第二电磁脱扣器(30)和第二初级绕组与第二下游端子(7)连接，第二初级绕组的一端穿过第二隔板(37)上的第二连接孔(371)与第二电磁脱扣器(30)的第二励磁线圈(330)连接，第二初级绕组另一端与第二下游端子(7)电气连接，第二初级绕组的中部与第一壳体(100)内的剩余电流检测装置(300)配合，剩余电流检测装置(300)通过第二初级绕组采集第二断路器相线极(2)中的剩余电流，在第二电磁脱扣器(30)的下方与第二隔板(37)的一侧之间设有第二灭弧室(260)，在第二电磁脱扣器(30)的上方设有第二手柄(12)，在第二电磁脱扣器(30)的一侧设有第二操作机构(18)。

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