CN221101983U - 一种断路器分/合闸操控装置及断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种断路器分/合闸操控装置及断路器，涉及微型智能断路器领域，解决了断路器操控装置结构复杂，成本高的技术问题。该操控装置包括主轴、微断扳手和离合机构，离合机构包括位于主轴上的离合盘和线圈组件，线圈组件固定设置，离合盘位于微断扳手和线圈组件之间，离合盘在通电的线圈组件驱动下沿主轴可移动的设置，从而使离合盘与微断扳手之间具有卡合状态和脱离状态，处于卡合状态时，离合盘带动微断扳手随主轴转动，处于脱离状态时，仅离合盘随主轴转动，微断扳手不随主轴转动。微断扳手能够在线圈组件驱动下进行分合闸动作，无需齿轮减速机构等复杂结构实现微断扳手的分合闸转动，零部件少，结构紧凑，节省空间，节约成本。

Description

一种断路器分/合闸操控装置及断路器

技术领域

本实用新型涉及微型智能断路器技术领域，尤其是涉及一种断路器分/合闸操控装置及断路器。

背景技术

微型断路器亦称空气开关，是工业、民用电气配电装置中使用广泛的一种终端保护电器，为实现传统微型断路器的远程控制，现在市场上出现了许多智能遥控微型断路器，其结合微电脑技术和微型电机，实现了智能控制和远程控制功能。

现有技术中存在一组多个微断并联的应用产品，该微断应用产品中的电动分/合操作均使用各个微断(单元)独立控制、独立驱动完成，即每一个微断(单元)都包括单独电源、单独IC电路、单独电动机、单独齿轮组等，还要各自与主控单元通讯(再由主控单元完成与用户的无线远程通讯)。不仅结构复杂、体积庞大、成本高，而且器件多带来故障率也高，造成性能不稳定的通病难以解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种断路器分/合闸操控装置及断路器，以解决现有技术中存在的断路器操控装置结构复杂，成本高的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的断路器分/合闸操控装置，包括主轴和离合机构，所述离合机构包括位于所述主轴上的微断扳手、离合盘和线圈组件，其中：

所述线圈组件固定设置，所述离合盘位于所述微断扳手和所述线圈组件之间，所述离合盘在通电的所述线圈组件驱动下沿所述主轴可移动的设置，从而使所述离合盘与所述微断扳手之间具有卡合状态和脱离状态，处于所述卡合状态时，所述离合盘带动所述微断扳手随所述主轴转动，处于所述脱离状态时，仅所述离合盘随所述主轴转动。

优选的，所述主轴的径向截面为非圆形，所述离合盘上设置有供所述主轴穿过的配合孔，所述配合孔的形状与所述主轴的径向截面相同，所述离合盘能随所述主轴同步转动，并能沿所述主轴的轴向往复滑动。

优选的，所述微断扳手套设于所述主轴上，所述微断扳手与所述主轴的周壁间隙配合，并能在外力作用下绕主轴自由转动。

优选的，所述微断扳手上设置有凹槽，所述离合盘朝向所述微断扳手移动时能整体或部分卡合于所述凹槽内。

优选的，所述线圈组件包括空心线圈，所述空心线圈套设于所述主轴上，并在所述主轴上的位置固定；

或者，所述线圈组件包括骨架和缠绕于所述骨架上的导线，所述骨架套设于所述主轴上；

所述空心线圈或所述骨架上的导线通电时能驱动所述离合盘沿朝向或背离所述微断扳手的方向移动，且所述离合盘能移动至与所述微断扳手相卡合或相脱离的位置。

优选的，所述断路器分/合闸操控装置还包括咬合锁定部，所述咬合锁定部固定于所述微断扳手的背离所述离合盘的一侧，用以吸附所述离合盘，从而使所述微断扳手与所述离合盘保持所述卡合状态。

优选的，所述断路器分/合闸操控装置还包括脱离锁定部，所述脱离锁定部固定于所述线圈组件的背离所述离合盘的一侧，用以吸附处于脱离状态的所述离合盘，从而使所述微断扳手与所述离合盘保持所述脱离状态。

优选的，当所述线圈组件包括空心线圈时，所述离合盘由带磁材料制造，所述咬合锁定部、所述脱离锁定部由导磁材料制造；

当所述线圈组件包括骨架和缠绕于所述骨架上的导线时，所述离合盘由导磁材料制造，所述咬合锁定部、所述脱离锁定部由具带磁材料制造。

优选的，所述微断扳手的数量为两个以上时，所述微断扳手分别位于不同的微型断路器内，并沿所述主轴的长度方向布置，所述离合机构的数量与所述微断扳手一一对应的设置。

本实用新型还提供了一种断路器，包括上述断路器分/合闸操控装置。

本实用新型提供的断路器分/合闸操控装置及断路器，与现有技术相比，具有如下有益效果：利用线圈组件加电产生的磁场力驱动离合盘与微断扳手之间处于卡合/脱离状态；卡和状态时，离合盘带动微断扳手随主轴转动，实现微断扳手进行分/合闸动作；脱离状态时，使微断扳手不随主轴转动而保持原状态。上述结构，使微断扳手能够在线圈组件驱动下独立实现分合闸，无需齿轮减速机构等复杂结构实现微断扳手的远程遥控分断，不仅结构简单，节省空间，节约成本，而且由于组成器件减少使故障率减少、稳定性提高。

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是断路器分/合闸操控装置实施例一的结构示意图；

图2是主轴其中一种实施方式的结构示意图；

图3是断路器分/合闸操控装置实施例二的结构示意图。

图中1、主轴；2、微断扳手；22、凹槽；3、离合盘；31、配合孔；4、线圈组件；5、咬合锁定部；6、脱离锁定部；100、主控制器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型实施例提供了一种断路器分/合闸操控装置及断路器，微断扳手能够受控地随主轴转动或不随主轴转动，无需齿轮减速机构等复杂结构实现每个微断扳手的转动，零部件少，结构紧凑，节省空间，节约成本、稳定性提高。

下面结合图1-图3对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。

实施例1:

参见图1所示，本实施例提供了一种断路器分/合闸操控装置，包括主轴1、微断扳手2和离合机构，离合机构包括位于主轴1上的离合盘3和线圈组件4，其中：线圈组件4固定设置，离合盘3位于微断扳手2和线圈组件4之间，离合盘3在通电的线圈组件4驱动下沿主轴1可滑动的设置，从而使离合盘3与微断扳手2之间具有卡合状态和脱离状态，处于卡合状态时，离合盘3带动微断扳手2随主轴1转动，处于脱离状态时，仅离合盘3随主轴1转动，微断扳手2不随主轴1转动。

其中，主轴1在主控制器中电机、减速器的带动下转动，微型断路器中不需要主轴驱动装置，结构简单、紧凑，占用体积少，适用于狭小空间的微型断路器中。

其中，断路器分/合闸操控装置还包括有IC电路板，IC电路板固定于断路器内。主控制器通过IC电路板向连接的各个新型断路器传送电源、控制指令和状态检测。当线圈组件4受控输入不同方向电流时，线圈组件4所产生的磁场方向不同。具体的，当向线圈组件4中通入正向电流(假如)，微断扳手2与离合盘3相互吸引时，离合盘3在主轴1上沿轴向朝向微断扳手2方向移动，从而与微断扳手2咬合，微断扳手2将随离合盘3、主轴1同步转动；当向线圈组件4中通入反向电流(假如)，线圈组件4与离合盘3相互吸引时，离合盘3在主轴1上沿轴向背离微断扳手2方向移动，从而与微断扳手2相脱离，微断扳手2无法随主轴1运动。

该操控装置可以使新型断路器内的离合盘3实现与微断扳手2的卡合，进而在主轴1转动带动下完成该子单元的分/合闸任务。而当子单元内离合盘3脱离微断扳手2时，该微断扳手2不会随主轴1转动而转动。

本实施例的断路器分/合闸操控装置，线圈组件4通电时产生磁场，当线圈组件4与离合盘3相互排斥时能驱动离合盘3与微断扳手2之间处于卡合状态，离合盘3带动微断扳手2随主轴1转动，实现微断扳手2进行分/合闸动作，当线圈组件4与离合盘3相互吸引时能驱动离合盘3与微断扳手2之间处于脱离状态，该微断扳手2不随主轴1转动。

上述结构，在线圈组件驱动下微断扳手2能通过离合盘随主轴转动实现分合闸，无需齿轮减速机构等复杂结构，零部件少，结构紧凑，节省空间，节约成本。且级联的多个微型断路器能通过上述操控装置实现各自微断扳手2单独进行分/合闸动作。

当然，微断扳手2在任何时候可以在人力驱动下转动，从而进行人工分/合闸操作。

作为可选地实施方式，参见图1和图2所示，主轴1的径向截面为非圆形，离合盘3上设置有供主轴11穿过的配合孔31，配合孔31的形状与主轴11的径向截面相同，离合盘3能随主轴1同步转动，并能沿主轴1的轴向往复滑动；微断扳手2套设于主轴1上，并与主轴1的周壁间隙配合，从而使微断扳手2在任何时候可以无视主轴状态而由人工扳动进行微断的分合闸。

参见图1和图2所示，离合盘3在主轴11上可移动的设置。主轴11的径向截面可以为椭圆形、三角形、矩形等其他多边形或不规则形状，参见图1和图2所示，图中主轴11的径向截面为缺面圆，即直线段与圆形的一部分围成的图形。

微断扳手2上允许主轴1穿过的孔的形状不限，微断扳手2套设在主轴1上，微断扳手2在与离合盘脱离时不随主轴1转动。参见图2所示，当图中主轴11的径向截面为缺面圆时，微断扳手2中部的孔可以为圆形等，该孔的侧壁与主轴1的周壁间隙配合，使微断扳手2在与离合盘脱离时不随主轴1转动。

上述结构的主轴11与离合盘3上的配合孔31相配合，能够实现：离合盘3能够在通电的线圈组件4的驱动下沿主轴1的轴向移动，且离合盘3能够随主轴1同步转动，当离合盘3与微断扳手2处于卡合状态时，微断扳手2、离合盘3与主轴1同步转动，实现微断扳手2进行分/合闸动作。

作为可选地实施方式，参见图1所示，微断扳手2上设置有凹槽22，离合盘3朝向微断扳手2移动时能整体或部分卡合于凹槽22内。

参见图1所示，离合盘3在通电的线圈组件4的驱动下沿主轴1的轴向移动，当离合盘3整个卡接于凹槽22内时，离合盘3与微断扳手2处于卡合状态，微断扳手2、离合盘3与主轴1同步转动。上述离合盘3与凹槽22定位卡合时，离合盘3与咬合锁定部5吸合，锁定卡合状态稳定不变。

作为可选地实施方式，参见图1所示，本实施例的线圈组件4包括空心线圈，空心线圈套设于主轴1上，且在主轴上的位置固定，空心线圈通电时能驱动离合盘3沿朝向或背离微断扳手2的方向移动，且离合盘3能移动至与微断扳手2相卡合的位置。

上述空心线圈在主轴上的位置固定，IC电路通过指令向空心线圈通入不同方向的电流，能够驱动离合盘3沿主轴1朝向微断扳手2移动，或背离微断扳手2移动，空心线圈不随主轴1转动，以免空心线圈与IC电路之间的连接线频繁弯折而断裂。

作为可替代的实施方式，线圈组件4包括骨架和缠绕于骨架上的导线(即骨架线圈)，此时离合盘集成在骨架线圈上，骨架线圈套设在主轴1上，其与主轴的连接配合孔同图1中31所示，骨架线圈通电时能驱动离合盘3沿朝向或背离微断扳手2的方向移动，且离合盘3能移动至与微断扳手2相卡合的位置。

参见图1所示，本实施例中空心线圈取代骨架线圈的结构，不仅可以在空间有限的微型断路器中占用空间更小，节约成本；另外在微型断路器中，骨架的尺寸较小，加工难度更大。本实施例中空心线圈的结构，无需加工骨架，技术实施难度明显降低。

作为可选地实施方式，参见图1所示，断路器分/合闸操控装置还包括咬合锁定部5，咬合锁定部5固定于微断扳手2的背离离合盘3的一侧，用以吸附离合盘3，从而使微断扳手2与离合盘3保持卡合状态。

上述咬合锁定部5为片状结构或块状结构等，形状不限，咬合锁定部5可通过粘接或螺钉等等方式与微断扳手2固定。咬合锁定部5的材料为导磁的(当线圈组件包括空心线圈时)，其形式可以是一个整片，亦可以是若干个小的导磁片(柱)。离合盘3由带磁材料制造(当线圈组件包括空心线圈时)，咬合锁定部5由导磁材料制造，咬合锁定部5使得离合盘3与微断扳手2卡合后，即使线圈组件4断电，失去线圈组件4的磁场力，离合盘3仍不会与微断扳手2脱离，使离合盘3与微断扳手2保持卡合状态。

作为可选地实施方式，断路器分/合闸操控装置还包括脱离锁定部6，脱离锁定部6固定于线圈组件4的背离离合盘3的一侧，用以吸附离合盘3，从而使离合盘3与线圈组件4相贴合，进而使微断扳手2与离合盘3保持脱离状态。脱离锁定部6使得离合盘3与微断扳手2脱离且与线圈组件靠拢后，即使线圈组件4断电，失去线圈组件4的磁场力，离合盘3仍不会与线圈组件4脱离，使离合盘3与微断扳手2保持脱离状态。

上述脱离锁定部6为片状结构或块状结构，具体形状不做限定，脱离锁定部6可通过粘接或螺钉等等方式与线圈组件4固定。

脱离锁定部6的材料为导磁的，其形式可以是一个整片，亦可以是若干个小的导磁片(柱)。

作为可选的实施方式，当线圈组件包括空心线圈时，如图1所示，离合盘由带磁材料制造，咬合锁定部、脱离锁定部为导磁材料；由空心线圈产生的磁力驱动离合盘滑动。当向线圈组件4内反向(假如)通电，线圈组件4吸附离合盘3，离合盘3远离微断扳手2，即使线圈组件4断电，失去线圈组件4的磁场力，离合盘3将锁定与线圈组件4的吸附状态，即离合盘3与微断扳手2保持脱离状态。

作为可以替代的实施方式，当线圈组件包括骨架和缠绕于所述骨架上的导线时，此时离合盘由导磁材料制造，咬合锁定部、脱离锁定部为带磁材料。

骨架上线圈加电后在骨架端面产生磁场(骨架此时带磁)，该磁场与两侧的咬合锁定部、脱离锁定部产生推/吸力，驱动离合盘移动；骨架线圈在失电后无磁性(还原为导磁体)，并靠带磁的咬合锁定部或脱离锁定部与其锁定。

本实施例中的线圈组件4由受控的IC通入正向/反向电流，通入电流的线圈组件4所产生的不同磁场力会使得离合盘3沿主轴1轴向靠近线圈组件4移动，或沿主轴1轴向靠近微断扳手2移动；当线圈组件4不通电时不产生磁场力。离合盘3的会被咬合锁定部5或脱离锁定部6吸合锁定。

该操控装置还包括主控单元，主控单元用于提供和驱动共用主轴1、提供系统电源和无线远程通讯及对各微断子单元进行操作控制。所有子单元内的IC电源由主控单元提供，其方式是通过由主控制单元出发的贯穿各子单元的PCB电路板，PCB电路板上设置有各自微断单元的IC电路、电源，IC电路完成与主控单元的通讯、对本单元线圈组件4的加电(不同方向)与否、检测本子单元内的相关状态(离合盘3位置、微断扳手2)等状态。线圈组件4会在本单元IC电路指令控制下被执行加电，而本单元IC电路会通过与主控单元IC通讯得到各种动作指令。

在使用时(某微断子单元)：

1、主轴1不动，线圈组件4受控加正向电流(假如)，离合盘3在线圈组件4磁场力作用下脱离线圈组件4而与微断扳手2上的凹槽22卡合，线圈组件4受控失电，离合盘3与咬合锁定部5吸合状态保持；主控制器执行远程用户指令驱动主轴1转动(正/反向)，主轴的转动会带动各微断子单元内的离合盘3转动，若此单元离合盘3与微断扳手2相卡合，则微断扳手2会在主轴1、离合盘3的带动下转动，完成本单元微断的开关分/合操作；

2、主轴1不动，线圈组件4受控加反向电流(假如)，离合盘3在线圈组件4的磁场力作用下脱离微断扳手2的凹槽22而与脱离锁定部6吸合，线圈组件4受控失电，离合盘3与线圈组件4吸合状态保持；此时即使主控制器控制下的主轴1转动也不会带动本级微断扳手2转动。

实施例2

参见图3所示，本实施例的断路器分/合闸操控装置，微断扳手2的数量为两个以上时，微断扳手分别位于不同的微型断路器内，并沿主轴1的长度方向布置，离合机构的数量与微断扳手2一一对应的设置。

一个(或多个)新型断路器与一个外部主控制器100连接，外部主控制器100向所连接的新型断路器(一个或多个)提供公共的主轴驱动；外部主控制器还向所连接的新型断路器(一个或多个)提供各自的IC控制指令、IC工作电源和线圈组件工作电源；外部主控制器保持与所连接的新型断路器(一个或多个)通讯联系和状态信息采集。

当多个上述微型断路器级联时，由于每一级微断内均设有独立的IC控制电路，它们各自接收主控制器100的指令对本单元内的线圈组件操控，各不同微断子单元的离合盘可以处在不同位置，即实现了各级微断的各自分/合闸。

实施例3

本实施例提供了一种断路器，包括上述断路器分/合闸操控装置。图3中A、B、C、D分别表示微断单元1、微断单元2、微断单元3……微断单元n。

上述断路器分/合闸操控装置位于级联的各微断内。本实施例的断路器，由于具有上述断路器分/合闸操控装置，微断扳手2能够随主轴1转动或不随主轴1转动，无需齿轮减速机构等复杂结构实现每个微断扳手2的转动，零部件少，结构紧凑，节省空间，节约成本。且多位微型断路器能通过上述操控装置实现各单元微断扳手2单独分/合闸。

在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种断路器分/合闸操控装置，其特征在于，包括主轴、微断扳手和离合机构，所述离合机构包括位于所述主轴上的离合盘和线圈组件，其中：

所述线圈组件固定设置，所述离合盘位于所述微断扳手和所述线圈组件之间，所述离合盘在通电的所述线圈组件驱动下沿所述主轴可移动的设置，从而使所述离合盘与所述微断扳手之间具有卡合状态和脱离状态，处于所述卡合状态时，所述离合盘带动所述微断扳手随所述主轴转动，处于所述脱离状态时，仅所述离合盘随所述主轴转动。

2.根据权利要求1所述的断路器分/合闸操控装置，其特征在于，所述主轴的径向截面为非圆形，所述离合盘上设置有供所述主轴穿过的配合孔，所述配合孔的形状与所述主轴的径向截面相同，所述离合盘能随所述主轴同步转动，并能沿所述主轴的轴向滑动。

3.根据权利要求1或2所述的断路器分/合闸操控装置，其特征在于，所述微断扳手套设于所述主轴上，所述微断扳手与所述主轴的周壁间隙配合，并能在外力作用下绕主轴自由转动。

4.根据权利要求1所述的断路器分/合闸操控装置，其特征在于，所述微断扳手上设置有凹槽，所述离合盘朝向所述微断扳手移动时能整体或部分卡合于所述凹槽内。

5.根据权利要求1所述的断路器分/合闸操控装置，其特征在于，所述线圈组件包括空心线圈，所述空心线圈套设于所述主轴上，并在所述主轴上的位置固定；

或者，所述线圈组件包括骨架和缠绕于所述骨架上的导线，所述骨架套设于所述主轴上；

所述空心线圈或所述导线通电时能驱动所述离合盘沿朝向或背离所述微断扳手的方向移动，且所述离合盘能移动至与所述微断扳手相卡合或相脱离的位置。

6.根据权利要求1所述的断路器分/合闸操控装置，其特征在于，所述断路器分/合闸操控装置还包括咬合锁定部，所述咬合锁定部固定于所述微断扳手的背离所述离合盘的一侧，用以吸附所述离合盘，从而使所述微断扳手与所述离合盘保持所述卡合状态。

7.根据权利要求6所述的断路器分/合闸操控装置，其特征在于，所述断路器分/合闸操控装置还包括脱离锁定部，所述脱离锁定部固定于所述线圈组件的背离所述离合盘的一侧，用以吸附处于脱离状态的所述离合盘，从而使所述微断扳手与所述离合盘保持所述脱离状态。

8.根据权利要求7所述的断路器分/合闸操控装置，其特征在于，当所述线圈组件包括空心线圈时，所述离合盘由带磁材料制造，所述咬合锁定部、所述脱离锁定部由导磁材料制造；

当所述线圈组件包括骨架和缠绕于所述骨架上的导线时，所述离合盘由导磁材料制造，所述咬合锁定部、所述脱离锁定部由具带磁材料制造。

9.根据权利要求1所述的断路器分/合闸操控装置，其特征在于，所述微断扳手的数量为两个以上时，所述微断扳手分别位于不同的微型断路器内，并沿所述主轴的长度方向布置，所述离合机构的数量与所述微断扳手一一对应的设置。

10.一种断路器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的断路器分/合闸操控装置。