CN219535644U - 一种电的断路器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电的断路器装置，包括至少一个L极和N极电动式小型断路器，还包括电子线路板、绝缘外壳、电流采集器、电源进线端子、电源出线端子；电源板的两侧分别连接电压电源线，一侧连接电源进线端子检测光伏电源线,另一侧连接电源出线端子检测市电电源线。通过断路器本体上的电动机、磁通、触头等结构，在电源板上方设置通信模块，并根据通信模块部分压住其它电子线路板，减少断路器长度及柜体高度，节约铜排；通过对两侧两路电源、电压的获取和比较，通过对光伏电网的电压信号、电流信号进行分析及阈值判断，提升了光伏开关防护等级的安全性。通过罩壳模块的多个腔体设计，以及设置有活动的盖，实现结构紧凑，缩小了外形尺寸。

Description

一种电的断路器装置

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，具体涉及一种电的断路器装置。

背景技术

随着光伏发电的发展和逐步成熟，光伏发电在新能源中扮演越来越重要的角色，每年新装机容量逐年暴增，仅2022年预计有200GW的新装机容量，这其中分布式光伏就占有七成以上的份额。

传统的光伏并网开关，例如国网制定的分布式光伏并网专用低压断路器标准，通常由塑壳断路器演化而来，以125壳架为例，高度通常约为160～260mm，深度通常约为160mm。体积大，占用较大的安装空间。另外分布式光伏并网开关要解决的问题还有安全地就地方便地并网发电的问题。以往有防孤岛保护装置和塑壳断路器的组合式方案，防孤岛保护装置提供被动式防孤岛保护，但一般保护算法简单，仅依靠电压幅值的门限值作为被动式防孤岛保护的判据，存在误判的问题，而且体积大，安装不便，不利于功能升级和二次改造。塑壳断路器仅提供线路的过流保护，无任何针对分布式光伏并网特点的专有保护。此外，传统的光伏并网开关对于电子控制过程中，对于安全控制过程很多都是依靠人工及其机械进行控制，使得控制过程不精准且存在一定的安全隐患，且由于内部的控制部件较大，使得整个开关的体积也较大。

有鉴于此，确有必要提出一种开关装置，以解决上述问题。

实用新型内容

基于上述背景，本实用新型提供的一种电的断路器装置，通过模块化的设计，实现在小空间下布局的同时，为光伏电网提供稳定的电路保护。

为实现上述实用新型目的，本申请提供了一种电的断路器装置，包括至少一个L极和N极电动式小型断路器，还至少包括电子线路板、绝缘外壳、电流采集器、电源进线端子、电源出线端子；

在上述实施例中，通过设置在绝缘外壳的电子线路板对光伏电网的电压信号、电流信号进行分析及阈值判断，完成防孤岛保护和需量保护、过载保护或电流反向的保护，实现光伏并网保护，并保障人身、设备安全，并防止恶意上网，通过逆电流保护实现潮流控制。

在一些实施例中，所述至少一个L极和N极电动式小型断路器由1极或2极或3极L极断路器与1极N极断路器组成，所述L极断路器、N极断路器设置有防护外壳；

在上述实施例中，通过设置的多极的L极断路器与1极N极断路器，实现对光伏电源线和市电电源线的接触和分开，保障两侧电压的稳定运行。

在一些实施例中，所述N极断路器的防护外壳的内部还设置有电动机、磁通变换脱扣器、第一动触头、第一静触头、第一操作机构、多个传动齿轮，所述第一操作机构上设置有供人力操作的第一手柄，所述供人力操作的第一手柄设在防护外壳的外侧；所述电动机的电源线和磁通变换脱扣器的电源线分别与所述外部的电子线路板直接或间接相连接,设置在所述断路器电源进线端子侧和电源出线端子侧的电压电源线分别与所述外部的电子线路板直接或间接相连接；

在上述实施例中，电子线路板在光伏电源线和市电电源线出现故障时，自动控制第一手柄联动第一操作机构进行动、静触头的开合，从而提高分布式光伏并网发电的安全性。这样的设置既能实现光伏并网的被动式防孤岛保护，又能够防止远程电动误合闸、本地手动误合闸，可靠地保证电网侧的维修安全。

在一些实施例中，所述L极断路器的防护外壳内设置有第二动触头、第二静触头、第二操作机构、灭弧室、电流故障脱扣器，所述第二操作机构在所述防护外壳外部可设置或不设置传动件，在所述防护外壳外面设置所述传动件时，所述传动件最高处高度低于所述第二手柄最高处的高度,设置在电源进线端子侧和电源出线端子侧的电压电源线分别与所述外部的电子线路板直接或间接相连接；

在上述实施例中，所述第二手柄和第一手柄联动设计，在第一手柄控制开合的过程中，通过第一手柄和第二手柄之间的传动轴同步控制所述L极断路器的分合闸；此外，电子线路板相连接所述L极断路器的电源进线端子侧和电源出线端子侧，在光伏电源线和市电电源线出现故障时，也能够自动控制L极断路器的分闸，进而实现过载保护电缆和供用电设备的安全。

在一些实施例中，所述电流采集器设置在L极断路器的内部或L极断路器与绝缘外壳之间的导体上；

在上述实施例中，电流采集器采集流经所述N极断路器和/或3L断路器各单极断路器中光伏发电系统侧主电路电流的大小和方向，其中，电流采集器可以设置有多个，每个单极断路器对应设置至少一个电流采集器，针对光伏并网特点，对光伏并网的电路中，本实施例提供的电的断路器装置进行电压和电流特点的专有保护功能，同时适应能源互联网架构下的低压配电网发展趋势。

在一些实施例中，所述L极断路器的第二操作机构上方设置有电子线路板中的电源电子线路板，所述电源电子线路板的两侧分别连接电压电源线，其中一侧连接电源进线端子检测光伏电源线,另一侧连接电源出线端子检测市电电源线。

在上述实施例中，电网侧电压来源于所述市电供电电源，电压接口包括电网侧电压接口、光伏侧电压接口，所述电网侧电压接口通过电压量采集线路取所述3L+N电动式断路器的电网侧电压量，并传递给所述电子线路板的所述电源电子线路板和控制模块，所述控制模块通过电压处理电路处理并接收所述电网侧电压量；光伏侧电压接口通过电压量采集线路取所述3L+N电动式断路器的光伏侧电压量，并传递给所述电子线路板的所述控制模块，所述控制模块通过电压处理电路处理并接收所述光伏侧电压量。当所述控制模块判定所述电网侧电压接口无电压，光伏侧电压接口有电压时，输出控制信号到电动机控制接口并驱动所述3L+N电动式断路器内部的电动机，进一步驱动所述第一手柄到分闸闭锁位实现机械电气双闭锁。

在一些实施例中，所述绝缘外壳包括带有电子线路板的第一腔体。

在上述实施例中，通过带有电子线路板的第一腔体，且根据不同的腔体布局，实现了断路器装置的模块化、并充分利用了断路器长度及柜体高度。

在一些实施例中，所述电源电子线路板的上方设置有第二腔体。所述第二腔体内设有通信模块。

在上述实施例中，电源电子线路板全部或部分设置在所述相极顶端部的所述绝缘外壳中，或者设置在所述开关装置宽度一侧的所述绝缘外壳中，为在高度和深度方向上实现紧凑小型化提供了必要的结构基础，实现了模块化生产，且实现了整个断路器装置的结构紧凑。

在一些实施例中，所述电源电子线路板设置于第一腔体内，或者不设置于第一腔体内。

在上述实施例中，通过对电源电子线路板的不同方式结构布局，实现对绝缘外壳内部腔体的空间利用最大化，实现整个断路器装置的结构紧凑。

在一些实施例中，所述电源电子线路板上设置有第一接插件，所述第一接插件与通信模块上的第二接插件进行电信号连接。

在上述的实施例中，通过可插拔模块化的电源电子线路板和控制模块有效解决了电子元器件与机械结构件寿命不同期的问题，降低了产品全生命周期的总成本，也降低了产品运维更换成本。

在一些实施例中，所述断路器设置有断路器状态信号输出用的第二电子线路板。

在上述的实施例中，通过不同电子线路板的布局，为断路器装置模块化布局提供了控制过程和结构空间。

在一些实施例中，所述N极断路器的第一手柄伸出所述第一腔体，且位于所述第二腔体的外壁一侧。所述第二手柄与传动件机械连接。

在上述的实施例中，所述第一手柄自所述绝缘外壳上的第一通孔内伸出且可以沿所述N极断路器的高度方向自由转动，即能够在第一手柄合分闸的运动空间内无阻挡分合，且能够有效满足了光伏并网电路中对断路器的体积小且功能多的要求。且能够通过第一手柄联动第二手柄，实现两个手柄的同步分合。

在一些实施例中，所述电子线路板至少还包括接口模块、控制模块、电能管理模块。

在上述的实施例中，通过接口模块、控制模块、电能管理模块多种不同的模块布局，实现了断路器装置的模块化生产，且有效解决了电子元器件与机械结构件寿命不同期的问题，降低了产品全生命周期的总成本，也降低了产品运维更换成本。

在一些实施例中，所述电子线路板部分设置在所述左侧腔体上方。

在上述的实施例中，通过左侧腔体设置部分的电子线路板，最大化的利用腔体内部的空间，且能够通过左侧腔体设置部分的电子线路板控制左侧腔体内部的电子部件。

在一些实施例中，所述绝缘外壳上设置有活动的盖。

在上述的实施例中，通过在绝缘外壳进行活动盖的结构设计，容易对活动的盖下面的各种模块进行更换，且容易实现断路器装置的模块化生产和布局。

在一些实施例中，所述绝缘外壳至少包括了第一腔体，第二腔体和左侧腔体，所述第二腔体设置在在所述第一腔体上方，所述左侧腔体位于所述第一腔体的一侧。

在上述的实施例中，通过罩壳模块的多个腔体设计，实现结构紧凑地有机地集成设计，缩小了整体外形尺寸，并通过断路器本体上的可拔插接口实现模块化组装，为断路器装置在深度方向上实现紧凑小型化提供了必要的结构基础，缩小了整体外形尺寸。

实用新型的有益效果如下：

1、通过N极断路器内部设置电动机、磁通变换脱扣器、第一动触头、第一静触头、第一操作机构、多个传动齿轮和灭弧室等结构，实现了断路器本体在电路故障状态下动、静触头的快速断开，提高了断路器本体接触和断开的效率。

2、通过电子线路板包括的电源电子线路板上设置中间信号输出端子、电流采集器、控制模块以及电能管理模块，电源电子线路板的两侧分别连接电压电源线，其中一侧连接电源进线端子检测光伏电源线,另一侧连接电源出线端子检测市电电源线实现了对上下两侧两路电源、电压的获取和比较，通过对光伏电网的电压信号、电流信号进行分析及阈值判断，完成防孤岛保护和需量保护、过载保护或电流反向的保护，实现光伏并网保护。

3、通过控制模块、电能管理模块包括的多个微处理器，且部分控制器呈倒T形；再根据电源电子线路板上方设置通信模块，并根据通信模块部分压住其它电子线路板；所述绝缘外壳上设置有活动的盖；信号端子在出线端侧的绝缘外壳设置，实现了断路器长度及柜体高度的减少，节约铜排，并提升防护等级的安全性。

4、通过设置对光伏电网的电压电流的信号连接，以及浪涌保护点进行信号连接，提高分布式光伏并网发电的安全性，保障人身、设备安全，并防止恶意上网，实现过载保护电缆和供用电设备的安全，实现逆电流保护实现潮流控制。

5、通过特殊的结构和巧妙的空间布局，电子线路板全部或部分设置在所述L极顶端部的所述绝缘外壳中，或者设置在所述开关装置宽度一侧的所述绝缘外壳中，为电的断路器装置在高度和深度方向上实现紧凑小型化提供了必要的结构基础，缩小了整体外形尺寸，高度尺寸小于130mm，同比缩小18％以上，深度尺寸小于130mm，同比缩小18％以上，进一步提供了电的断路器装置安装空间的小型化，同时也提高了电的断路器装置的抗冲击能力和等级，由于绝缘外壳相比操作手柄的高度更高，避免了操作手柄在运输，磕碰可能造成的断裂，由于部分或全部的绝缘外壳覆盖并位于所述L极的上方，进一步地提高了所述电的断路器装置的防护等级。

6、通过对电子线路板和电子部件的模块化设计，使得各个电子部件之间可插拔，方便各个电子部件以不同规格进行生产和暂存，用于电的断路器装置的整机组装，简化生产工序，方便维护更换，同时，有效解决了电子元器件与机械结构件寿命不同期的问题，降低了产品全生命周期的总成本，也降低了产品运维更换成本。

7、通过将绝缘外壳以及绝缘外壳的左侧腔体在开关装置的宽度度方向上并排排布，且有绝缘外壳的左侧腔体设置在远离所述第一手柄的一侧的方式，并在绝缘外壳的左侧腔体设置有电子线路板，进一步降低了开关装置在深度方向上的尺寸。另外，绝缘外壳的左侧腔体受电动式断路器通电发热影响较小，因此有更低的温度环境，对电子元器件的寿命有进一步的提高作用，因此可以提高电子线路板的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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申请中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，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提供的一种电的断路器装置整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电的断路器装置的电路系统示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种电的断路器装置的内部电路逻辑示意图；

图4为本实用新型实施例提供的断路器本体模块和电子线路板的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种电的断路器装置爆炸结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的断路器本体模块的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的断路器本体模块的另一视角结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的罩壳模块的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的有绝缘外壳的左侧腔体及其内部的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的罩壳模块内部接口面板的结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的N极断路器的结构示意图；

图12为本实用新型实施例提供的L极断路器的结构示意图；

图13为本实用新型的防护外壳外部不设置传动件的结构示意图；

图14为本实用新型的电流采集器设置在L极断路器与绝缘外壳之间的导体上的结构示意图；

图15为本实用新型的N极断路器电源线和电压电源线直接与电子电路板连接的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参考图1～图12所示，本实施例中提供的一种电的断路器装置，包括至少一个L极和N极电动式小型断路器100，还至少包括电子线路板200、绝缘外壳300、电流采集器400、电源进线端子500、电源出线端子600；通过设置在绝缘外壳300内的电子线路板200对光伏电网的电压信号、电流信号进行分析及阈值判断，完成防孤岛保护和需量保护、过载保护或电流反向的保护，实现光伏并网保护，并保障人身、设备安全，并防止恶意上网，通过逆电流保护实现潮流控制。

所述至少一个L极和N极电动式小型断路器100由1极或2极或3极L极断路器101与1极N极断路器102组成，所述L极断路器101、N极断路器102设置有防护外壳103；请继续参考图4，所述N极断路器102为一个单极断路器，所述3L断路器包括三个单极断路器，所述N极断路器102的一个单极断路器与所述3L断路器的三个单极断路器共同拼接形成3L+N电动式断路器，且四个所述单极断路器之间彼此相互独立地绝缘设置，通过设置的多极的L极断路器101与1极N极断路器102，实现对光伏电源线和市电电源线的接触和分开，保障两侧电压的稳定运行。在本实施例中，设置的3L断路器中每个L极断路器都对应连接有电源进线端子500和电源出线端子600，并分别都和光伏电源线和市电电源线连接。在其他的实施例中，设置的3L断路器可以只进行单个L极断路器或者两个L极断路器的连接，则能够实现1极或2极L极断路器连通的功能。

如图11所示，所述N极断路器102的防护外壳103的内部还设置有电动机102A、磁通变换脱扣器100B、第一动触头100C、第一静触头100D、第一操作机构100E、多个传动齿轮100F，所述第一操作机构100E上设置有供人力操作的第一手柄100G，所述供人力操作的第一手柄100G设在防护外壳103的外侧；所述电动机102A的电源线102B和磁通变换脱扣器100B的电源线102C分别与所述外部的电子线路板200间接相连接,所述电动机102A的电源线102B和磁通变换脱扣器100B的电源线102C连接到位于防护外壳103上的插接口，通过所述插接口与N极断路器102外部的电子线路板间接连接，此外，电压电源线连接于电源进线端子500和电源出线端子600，连接所述电源进线端子500和所述电源出线端子600的电压电源线连接到位于防护外壳103上的插接口，通过所述插接口与N极断路器102外部的电子线路板间接连接。所述N极断路器102可以手动控制第一手柄100G联动第一操作机构100E进行动、静触头的分开，在电子线路板200在光伏电源线和市电电源线出现故障时，通过磁通变换脱扣器100B，自动控制第一手柄100G带动动、静触头的分开，从而提高分布式光伏并网发电的安全性。这样的设置既能实现光伏并网的被动式防孤岛保护，又能够防止远程电动误合闸、本地手动误合闸，可靠地保证电网侧的维修安全。

在其他实施例中，如图15所示，所述电动机102A的电源线102B和磁通变换脱扣器100B的电源线102C分别与所述N极断路器外部的电子线路板200通过焊接的方式直接连接；设置在所述N极断路器102的电源进线端子500侧和电源出线端子600侧的电压电源线分别与所述N极断路器102外部的电子线路板200通过焊接的方式直接连接。

如图12所示，所述L极断路器101的防护外壳103内设置有第二动触头101A、第二静触头101B、第二操作机构101C、灭弧室101D、电流故障脱扣器101E，所述第二操作机构101C在所述防护外壳103外部可设置传动件101F，在所述防护外壳103外面设置所述传动件101F时，所述传动件101F最高处高度低于所述第二手柄101G最高处的高度,设置在电源进线端子500侧和电源出线端子600侧的电压电源线分别与所述L极断路器101外部的电子线路板200直接或间接相连接；所述第二手柄101G与传动件101F机械连接。在本实施例中，电源进线端子500和电源出线端子600分别和电子线路板200进行通过插接口的方式间接连接的，所述第二手柄101G和第一手柄100G联动设计，在第一手柄100G控制开合的过程中，通过第一手柄100G和第二手柄101G之间的传动轴101H同步控制所述L极断路器101的断开；在其他的实施例中，连接所述电源进线端子500和电源出线端子600的电压电源线分别和设置在L极断路器外部的电子线路板200通过焊接的方式直接连接。此外，电子线路板200相连接所述L极断路器101的电源进线端子500侧和电源出线端子600，在光伏电源线和市电电源线出现故障时，也能够自动控制L极断路器101的断开，进而实现过载保护电缆和供用电设备的安全。

在其他的实施例中，如图13所示，所述第二操作机构101C在所述防护外壳103外部也可不设置传动件101F，第一手柄100G和第二手柄101G依靠内部的联动机构实现联动。

优选地，所述电流采集器400设置在L极断路器101或者N极断路器102的内部的导体上；从图8中可以看出进一步的，电流采集器400采集流经所述N极断路器102和/或3L断路器各单极断路器中光伏发电系统侧主电路电流的大小和方向，其中，电流采集器400可以设置有多个，例如，在N极断路器102和3L断路器都设置有电流采集器400，每个单极断路器对应设置至少一个电流采集器400，针对光伏并网特点，对光伏并网的电路中，本实施例提供的电的断路器装置进行电压和电流特点的专有保护功能，同时适应能源互联网架构下的低压配电网发展趋势。

在其他实施例中，如图14所示，所述电流采集器400还可以设置在L极断路器101与绝缘外壳300之间的导体上，将电流采集器400设置在L极断路器101的外部，方便拆装和更换。

如图9和图10所示，所述L极断路器101的第二操作机构101C上方设置有电子线路板200中的电源电子线路板201，电源电子线路板201全部或部分设置在所述L极顶端部的所述绝缘外壳300中，或者设置在所述开关装置宽度一侧的所述绝缘外壳300中，为在高度和深度方向上实现紧凑小型化提供了必要的结构基础，实现了模块化生产，且实现了整个断路器装置的结构紧凑。

如图2所示，所述电源电子线路板201的两侧分别连接电压电源线，其中一侧连接电源进线端子500检测光伏电源线,另一侧连接电源出线端子600检测市电电源线。电网侧电压来源于所述市电供电电源，电压接口包括电网侧电压接口、光伏侧电压接口，所述电网侧电压接口通过电压量采集线路取所述3L+N电动式断路器的电网侧电压量，并传递给所述电子线路板200，再进一步传递到所述电源电子线路板201和控制模块207，所述控制模块207通过电压处理电路处理并接收所述电网侧电压量；光伏侧电压接口通过电压量采集线路取所述3L+N电动式断路器的光伏侧电压量，并传递给所述电子线路板200，然后再进一步传递到所述控制模块207，所述控制模块207通过电压处理电路处理并接收所述光伏侧电压量。当所述控制模块207判定所述电网侧电压接口无电压，光伏侧电压接口有电压时，输出控制信号到电动机控制接口并驱动所述3L+N电动式断路器内部的电动机，进一步驱动所述第一手柄100G到分闸闭锁位实现机械电气双闭锁。电动机驱动断路器到分闸位时具备分闸闭锁位，即不能通过手动操作所述第一手柄100G使所述断路器合闸，即使强行操作第一手柄100G也无法驱动操作机构，无法完成断路器合闸，同时所述控制模块207发出被动式防孤岛保护指令后进行控制闭锁，只有解除闭锁后才能实施远程和本地的电动合闸。

请继续参考图1至图10所示，所述绝缘外壳300至少包括了第一腔体301，第二腔体301B和左侧腔体1001，所述第二腔体301B设置在在所述第一腔体301上方，所述左侧腔体1001位于所述第一腔体301的一侧。所述绝缘外壳300上设置有活动的盖800。所述绝缘外壳300带有设置电子线路板200的第一腔体301。所述电源电子线路板201的上方设置有第二腔体301B。所述电源电子线路板201设置于第一腔体301内，在其他的实施例中，所述电源电子线路板201也可以不设置于第一腔体301内，例如所述电源电子线路板201还可以设置于第一腔体301外部。所述电子线路板200部分设置在所述左侧腔体1001上方。其中，所述至少一个L极和N极电动式小型断路器100设置在所述第一腔体301内部，所述电源电子线路板201设置在所述至少一个L极和N极电动式小型断路器100上方。通过罩壳模块的多个腔体设计，实现结构紧凑地有机地集成设计，缩小了整体外形尺寸，并通过断路器本体上的可拔插接口实现模块化组装，所述绝缘外壳300的左侧腔体1001设于绝缘外壳300的宽度方向的另一侧，通过以上特殊巧妙的空间布局，为断路器装置在深度方向上实现紧凑小型化提供了必要的结构基础。

在图11中，所述N极断路器102的第一手柄100G伸出所述第一腔体301，且位于所述第二腔体301B的外壁一侧。由于绝缘外壳300相比操作手柄的高度更高，避免了操作手柄在运输，磕碰可能造成的断裂，所述第一手柄100G自所述绝缘外壳300上的第一通孔305内伸出且可以沿所述N极断路器102的高度方向自由转动，即能够在第一手柄100G合分闸的运动空间内无阻挡分合，且能够有效满足了光伏并网电路中对断路器的体积小且功能多的要求。高度尺寸小于130mm，同比缩小18％以上，深度尺寸小于130mm，同比缩小18％以上，进一步提供了电的断路器装置安装空间的小型化，同时也提高了电的断路器装置的抗冲击能力和等级。

如图1和图5所示，所述第二腔体301B内设有通信模块202，所述电源电子线路板201上设置有第一接插件203，所第一接插件203与通信模块202上的第二接插件204进行电信号连接。所述断路器设置有断路器状态信号输出用的第二电子线路板205。可插拔模块化的电源电子线路板201和控制模块207有效解决了电子元器件与机械结构件寿命不同期的问题，降低了产品全生命周期的总成本，也降低了产品运维更换成本。

如图2和图3所示，所述电子线路板200至少还包括接口模块206、控制模块207、电能管理模块208。部分的电子线路板200与所述二次接口可插拔地导电连接。控制模块207至少包括通信电路3-1、执行电路3-2、电压信号处理电路3-3、电流信号处理电路3-4、第三微处理器3-5，此外，所述绝缘外壳300内部还设置有电能管理模块208，电能管理模块208至少包括电源电路6-1、电流信号处理电路6-2、电压信号处理电路6-3、第一微处理器6-4、第二微处理器6-5。

在图2和图3中，电的断路器装置两侧电压信号通过电压取电口连接到信号处理电路5，断路器电流信号通过高精度的电流采集器400连接到信号处理电路5，信号处理电路5将信号调理滤波后分别传递给电能管理模块208和控制模块207，电能管理模块208根据信号运算电流、电压及相位差及电流方向，同时运算功率、电能、谐波等电参量，实时监控电路的功率及各电参量的变化幅度和持续时间，当检测到存在孤岛运行的情况或功率超限后主动上报给控制模块207，控制模块207通过控制执行器7断开开关触头，从而断开电网测与光伏测的电气物理连接；控制模块207同时运算实时电流和电压数据，对电路中存在过载及短路故障进行检测，当检测到线路存在过载或短路故障时及时通过执行器7断开电网测与光伏测的电气物理连接，同时主动通过通信模块202的电力线载波通道上报故障类型至上位机1以及通过外部接口的RS485/CAN通道上报故障类型至上位机2。优选地，所述第一微处理器6-4至少具备策略防孤岛保护和功率限制保护功能，所述策略防孤岛保护功能通过第一微处理器6-4具有可编程的防孤岛保护状态字，并自由配置电压摆幅、频率摆幅、相位摆幅及谐波摆幅的判断组合；所述第一微处理器6-4还具有可编程的功率限制设定寄存器，并能够设置功率限制阈值，滑窗计算长度。

优选地，所述第二微处理器6-5具备至少7路16位及以上的ADC能力，用于将电流信号处理电路6-2和电压信号处理电路6-3调理后的信号进行模数转换及计算，并将电流有效值、电压有效值、功率、电能、功率因数、频率、以及电流瞬时ADC数据、电压瞬时ADC数据传给所述第一微处理器6-4，所述第一微处理器6-4具备高速数据处理能力和大容量存储空间，用于将第二微处理器6-5计算的实时电参量接收致缓存内，并计算正反向电能、四象限无功电能、组合电能、谐波、最值以及各种冻结数据并保存。所述第三微处理器3-5具备至少7路12位的ADC能力，用于将电流信号处理电路3-4和电压信号处理电路3-3调理后的信号进行模数转换，并计算瞬时电流有效值和电压有效值，同时具备至少3路的UART接口，通过UART接口与所述第一处理器6-4以及通信电路3-1连接并进行内外部数据交互；所述第三微处理器3-5通过自生运算的电流电压瞬时有效值实现断路器的保护功能，并通过采集计算的实时有效值与设定的阈值比较判断，当满足保护条件时通过控制执行电路3-2驱动电动机、磁通和/或电磁铁执行保护动作；所述执行电路3-2根据第三微处理器3-5发出的电信号驱动电动机、磁通和/或电磁铁。

优选地，本实施例中电的断路器装置通过外部接口可以对外部装置进行数据访问，外部接口具备一路RS485主从可配置的接口，可以主动与外部设备通信交互，典型的应用场景是通过外部接口访问可通信的智能浪涌保护器8，通过通信读取智能浪涌保护器是否处于脱离以及智能浪涌保护器检测的上口电压判断智能浪涌保护器及其保护装置是否处于正常工作状态，并通过外部通信模块202和外部接口主动上报给上位机1和上位机2。本实施例展现了电的断路器装置的有益特点为点能管理模块具备强大的数据采集和运算功能，控制模块207具备灵敏的保护能力和协调丰富的通信能力，不仅能保护线路的安全同时为经济便捷的系统集成提供成熟的方案。

如图8和图9所示，所述断路器装置的最左侧设置有绝缘外壳300的左侧腔体1001，部分的电子线路板200设置在所述绝缘外壳300的左侧腔体1001中，且部分的电子线路板200连接有电源，并与断路器装置的L极和N极相连接。使得绝缘外壳300的左侧腔体1001受电动式断路器通电发热影响较小，因此有更低的温度环境，对电子元器件的寿命有进一步的提高作用，因此可以提高电子线路板200的寿命。

如图1和图8所示，部分的电子线路板200上设置有载波通信接口，并与所述的通信电子线路板可插拔地导电连接，其中，通信模块202包括了通信电子线路板。本实施例中，所述电子线路板200上设置有大容量电容器，供停电通信用或/和防止电动重合闸的控制电源之用。此外，所述通信电子线路板可以是单相宽带载波电子线路板、三相宽带载波电子线路板，双模单相宽带载波电子线路板、双模三相宽带载波电子线路板中的至少一种。

优选地，所述电能管理电子线路板为带绝缘罩可拔插式的模块，这一模块设置在绝缘外壳300的左侧腔体1001，通过电能管理电子线路板，对通过断路器的电能电量进行监测。此外，部分的电子线路板200上设置有电压接口、电流采集器接口、断路器状态量接口、温度接口、电动机控制接口、脱扣线圈控制接口、载波通信接口、内部通信总线接口、内部电源接口中的至少一种，并与所述电源电子线路板201和控制模块207进行连接。所述断路器状态量接口采集的是所述第一手柄100G和/或第二手柄101G的合闸位置、分闸位置信号。这样的设置既能实现光伏并网的被动式防孤岛保护，又能够防止远程电动误合闸、本地手动误合闸，可靠地保证电网侧的维修安全。

优选地，所述断路器装置具有防孤岛功能，所述控制模块207并分析所述电网侧电压接口的电压量信号，包括电压幅值、频率、相位、谐波含量中的至少一种，当分析结果超过所述控制模块207电压幅值摆动阈值、频率幅值摆动阈值，相位偏移阈值、谐波含量阈值时，输出控制信号到电动机控制接口并驱动所述3L+N电动式断路器内部的电动机，进一步驱动所述第一手柄100G到分闸闭锁位实现机械电气双闭锁。电动机驱动断路器到分闸位时具备分闸闭锁位，即不能通过手动操作所述第一手柄100G使所述断路器合闸，即使强行操作第一手柄100G也无法驱动操作机构，无法完成断路器合闸，同时所述控制模块207发出被动式防孤岛保护指令后进行控制闭锁，只有解除闭锁后才能实施远程和本地的电动合闸。

优选地，通过将3L+N电动式断路器、电源电子线路板201、控制模块207和通信电子线路板在空间上的合理排列，使各模块之间结构紧凑，整个智能微型断路器的体积小，不占用过多的安装空间，同时将电的断路器装置模块化设计，使得电的断路器装置的安装变得简单、方便，也方便各个模块在日常使用过程中的维护，方便拆装和更换，实现结构紧凑地有机地集成设计，缩小了整体外形尺寸，便于安装应用，模块化的通信电子线路板供用户在多种型号之间选型和便于更换，易于实现能源互联网框架下的低压配电网的互联互通。

优选地，所述绝缘外壳300深度方向的底侧设置有与所述第一腔体301连通的第二通孔307，此处的深度方向为第一腔体301内部从顶部到底侧的方向，所述第二通孔307用于对所述3L+N电动式断路器的固定，其中，3L+N电动式断路器的底部设置有卡槽107，所述绝缘外壳300包括有插接片106，通过插接片106穿过第二通孔307，将插接片106和卡槽107进行咬合在一起，实现对3L+N电动式断路器的固定，通过这样的固定方式，保证所述3L+N电动式断路器和所述绝缘外壳300牢靠地固定连接，同时避免了部分的电子线路板200与所述二次接口信号连接处可能由于所述3L+N电动式断路器和所述绝缘外壳300相对位移或形变造成的过应力问题，可靠保证接触良好，为二次信号传输提供可靠的结构条件。所述第二通孔307的形状为圆形、方形、矩形、多边形、椭圆形，不规则轮廓中的至少一种，本实施例中第二通孔307为矩形，为固定N极断路器10211，在绝缘外壳300外壁对应卡槽107设置有一个第二通孔307，为固定3L断路器中的每一个单体断路器，同样在绝缘外壳300外壁一侧各自对应卡槽107设置有另外三个第二通孔307，本实施例绝缘外壳300的一侧中一共对应设置有四个第二通孔307，另外一侧同样对应设置有类似的四个第二通孔307。在一些实施例中，第二通孔307上方设置有与所述第一腔体301连通的第三通孔306，其中，此处上方为从第一腔体301外壁的底侧到顶部的方向，为将电网侧主电路和N极断路器10211电力连接，在绝缘外壳300外壁对应设置有一个第三通孔306，同样为将电网侧主电路和3L断路器电力连接，在绝缘外壳300外壁对应还设置有另外三个第三通孔306，因此本实施例绝缘外壳300中一侧一共也对应设置有四个第三通孔306，另外，绝缘外壳300外壁的另外一侧对应还设置有另外四个第三通孔306，光伏发电系统侧主电路通过另外一侧的这四个第三通孔306和光伏侧取电口连接，此时，当电网侧的N极通过第三通孔306接入N极断路器102时，电网侧的三相电路通过三个第三通孔306分别接入3L断路器中的单极断路器。此外，第三通孔306设置在第二通孔307的上方，光伏发电系统侧主电路的进线端通过绝缘外壳300一侧的第三通孔306接入，进线端穿过第三通孔306后和断路器的电源进线端子500接通，并通过电源进线端子500和光伏侧取电口电气连接，电网侧主电路的出线端通过绝缘外壳300另外一侧的第三通孔306接入，出线端穿过第三通孔306后和断路器的电源出线端子600连接，再通过电源出线端子600和电网侧取电口电气连接。

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以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种电的断路器装置，包括至少一个L极和N极电动式小型断路器(100)，还至少包括电子线路板(200)、绝缘外壳(300)、电流采集器(400)、电源进线端子(500)、电源出线端子(600)；

所述至少一个L极和N极电动式小型断路器(100)由1极或2极或3极L极断路器(101)与1极N极断路器(102)组成，所述L极断路器(101)、N极断路器(102)设置有防护外壳(103)；

所述N极断路器(102)的防护外壳(103)的内部还设置有电动机(102A)、磁通变换脱扣器(100B)、第一动触头(100C)、第一静触头(100D)、第一操作机构(100E)、多个传动齿轮(100F)，所述第一操作机构(100E)上设置有供人力操作的第一手柄(100G)，所述供人力操作的第一手柄(100G)设在防护外壳(103)的外侧；所述电动机(102A)的电源线和磁通变换脱扣器(100B)的电源线分别与所述电子线路板(200)直接或间接相连接；设置在所述N极断路器(102)的电源进线端子(500)侧和电源出线端子(600)侧的电压电源线分别与防护外壳(103)外部的电子线路板(200)直接或间接相连接；

所述L极断路器(101)的防护外壳(103)内设置有第二动触头(101A)、第二静触头(101B)、第二操作机构(101C)、灭弧室(101D)、电流故障脱扣器(101E)和第二手柄(101G)，所述第二操作机构(101C)在所述防护外壳(103)外部可设置或不设置传动件(101F)，在所述防护外壳(103)外面设置所述传动件(101F)时，所述传动件(101F)最高处高度低于所述第二手柄(101G)最高处的高度,设置在电源进线端子(500)侧和电源出线端子(600)侧的电压电源线分别与所述L极断路器(101)外部的电子线路板(200)直接或间接相连接；

所述电流采集器(400)设置在L极断路器(101)的内部或L极断路器(101)与绝缘外壳(300)之间的导体上；

其特征在于：所述L极断路器(101)的第二操作机构(101C)上方设置有电子线路板(200)中的电源电子线路板(201)，所述电源电子线路板(201)的两侧分别连接电压电源线，其中一侧连接电源进线端子(500)检测光伏电源线,另一侧连接电源出线端子(600)检测市电电源线。

2.根据权利要求1所述电的断路器装置，其特征在于，所述绝缘外壳(300)包括设有电子线路板(200)的第一腔体(301)。

3.根据权利要求1所述电的断路器装置，其特征在于，所述电源电子线路板(201)的上方设置有第二腔体(301B)。

4.根据权利要求3所述电的断路器装置，其特征在于，所述第二腔体(301B)内设有通信模块(202)。

5.根据权利要求1或3所述电的断路器装置，其特征在于，所述电源电子线路板(201)设置于第一腔体(301)内，或者不设置于第一腔体(301)内。

6.根据权利要求3或4所述电的断路器装置，其特征在于，所述电源电子线路板(201)上设置有第一接插件(203)，所述第一接插件(203)与通信模块(202)上的第二接插件(204)进行电信号连接。

7.根据权利要求1所述电的断路器装置，其特征在于，所述断路器(100)设置有断路器状态信号输出用的第二电子线路板(205)。

8.根据权利要求1所述电的断路器装置，其特征在于，所述第二手柄(101G)与传动件(101F)机械连接。

9.根据权利要求1所述电的断路器装置，其特征在于，所述电子线路板至少还包括接口模块(206)、控制模块(207)、电能管理模块(208)。

10.根据权利要求1所述电的断路器装置，其特征在于，所述绝缘外壳(300)上设置有活动的盖(800)。

11.根据权利要求1所述的电的断路器装置，其特征在于，所述绝缘外壳(300)至少包括第一腔体(301)，第二腔体(301B)和左侧腔体(1001)，所述第二腔体(301B)设置在所述第一腔体(301)上方，所述左侧腔体(1001)位于所述第一腔体(301)宽度方向的一侧。

12.根据权利要求1或11所述电的断路器装置，其特征在于，所述电子线路板(200)部分设置在左侧腔体(1001)上方。

13.根据权利要求11所述的电的断路器装置，其特征在于，所述N极断路器(102)的第一手柄(100G)伸出所述第一腔体(301)，且所述第一手柄(100G)位于所述第二腔体(301B)的外壁一侧。