CN118588504B - 漏电保护一体式断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了漏电保护一体式断路器，包括:壳体,壳体分别设置有进线端和出线端;闸刀,设置于壳体顶部,闸刀可转动至合闸状态或分闸状态;连杆,连接于闸刀的一侧;跳扣,连杆连接于跳扣;动触点,设置于跳扣末端;拍合式电磁脱扣器,设置于动触点一侧,用于在短路情况下切断电路；漏电指示板,设置于跳扣内侧的壳体上;摆杆,摆杆连接于漏电指示板和跳扣;拍合式电磁脱扣器与闸刀之间设置有使用空间；使用空间内安装有驱动器，驱动器连接压杆带动摆杆摆动使得断路器漏电分闸。本发明具有以下有益效果：这种漏电保护一体式断路器在较小的空间内集成了漏电保护功能，并且无需按压漏电指示按钮即可在排除故障后合闸，操作简单方便。

Description

漏电保护一体式断路器

技术领域

本发明涉及漏电保护一体式断路器。

背景技术

断路器的漏电保护装置是一种用于检测电路中存在的漏电情况并采取相应措施的装置。在电路中，当电流通过地线或其他非预期的路径流失时，就会发生漏电。

漏电保护装置通过监测电流的不平衡来检测漏电情况。通常，正常情况下通过线路的电流应该等于返回线路的电流，但当有漏电时，这种平衡就会被打破。漏电保护器会检测到这种差异并立即切断电路，以防止漏电造成的安全风险，如电击或火灾。

漏电保护通常被用于保护人员、设备和电路免受漏电引起的危险。它是许多电气安全标准和规范中的必备要求，尤其是在住宅、商业和工业用电方面。通过及时检测和切断漏电，漏电保护装置可以有效地降低电气事故的发生率，并提高电气系统的安全性和可靠性。

现有的小型断路器，其采取的漏电保护主要是在小型断路器一侧加装一个漏电保护器，内部设置有零序互感器检测火线电流与零线电流的偏差，其电流为零序电流，零序互感器的次级线圈感应电压并放大处理，若产生偏差时，则通过线圈磁场吸引铁柱带动断路器跳闸。

其中，漏电保护器上设置有按钮，在故障排除后，需要按压按钮，使得按钮下压后，才能够将漏电保护器的闸刀合闸。

上述，现有的小型断路器，由于内部空间较小，使得小型断路器内部无法加装漏电保护功能，因而现有技术的处理是在小型断路器一侧加装额外的漏电保护器以达到漏电时跳闸的目的，其成本以及所占用的空间面积均较大。并且，现有的漏电保护器，在合闸前必然需要按压漏电指示按钮，对闸刀进行解锁，操作繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供漏电保护一体式断路器。这种漏电保护一体式断路器在较小的空间内集成了漏电保护功能，并且无需按压漏电指示按钮即可在排除故障后合闸，操作简单方便。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种漏电保护一体式断路器,包括:壳体,壳体分别设置有进线端和出线端;闸刀,设置于壳体顶部,闸刀可转动至合闸状态或分闸状态;连杆,连接于闸刀的一侧;跳扣,连杆连接于跳扣;动触点,设置于跳扣末端;拍合式电磁脱扣器,设置于动触点一侧,用于在短路情况下切断电路；漏电指示板,设置于跳扣内侧的壳体上;摆杆,摆杆连接于漏电指示板和跳扣;拍合式电磁脱扣器与闸刀之间设置有使用空间；使用空间内安装有驱动器，驱动器连接压杆带动摆杆摆动使得断路器漏电分闸。

本发明进一步设置为：拍合式电磁脱扣器包括:静触点,静触点与动触点接触并通电;连接板,连接板与静触点连接;磁轭,磁轭包裹于连接板周围;衔铁,衔铁与磁轭铰接;铆钉,铆钉设置于连接板和磁轭之间。

本发明进一步设置为：包括两个铆钉,两个铆钉之间的距离为S,每个铆钉与连接板在同一水平面上的距离为S,且S=S*a,其中a为正实数。

本发明进一步设置为：a取值为6.8。

本发明进一步设置为：还包括:安装架,设置于壳体内部;驱动器,设置于安装架内;压杆,压杆设置于驱动器内,用于在漏电时外移推动跳扣分闸。本发明进一步设置为：还包括：挡板,设置于摆杆末端;支架,支架与壳体转动连接,并设置有斜面和卡槽。

本发明进一步设置为：斜面与压杆的移动方向一致,挡板可沿斜面移动至卡槽中卡死。

本发明进一步设置为：支架与壳体之间通过扭簧转动连接。

综上所述，本发明具有以下有益效果：这种漏电保护一体式断路器在较小的空间内集成了漏电保护功能，并且无需按压漏电指示按钮即可在排除故障后合闸，操作简单方便。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为图1去掉部分外壳后的分闸状态结构示意图；

图3为图2的合闸状态结构示意图；

图4为拍合式电磁脱扣器的结构示意图；

图5为图4的爆炸视图；

图6为图4的透视图；

图7为图6中的电流方向示意图；

图8为未漏电正常状态下的合闸状态结构示意图；

图9为漏电状态下的分闸状态结构示意图；

图10为图8删除跳扣及其连接部件后的结构示意图；

图11为图9删除跳扣及其连接部件后的结构示意图。

附图标记：1、壳体；2、进线端；3、出线端；4、闸刀；5、连杆；6、跳扣；7、动触点；8、拍合式电磁脱扣器；9、灭弧室；10、静触点；11、连接板；12、磁轭；13、衔铁；14、铆钉；15、连接孔；17、使用空间；18、安装架；19、驱动器；20、压杆；21、漏电指示板；22、摆杆；23、挡板；24、支架；25、扭簧；26、斜面；27、卡槽。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“页”、“底”“内”、“外”、"顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2、图3所示，漏电保护一体式断路器，其为小型断路器，包括壳体1。壳体1两侧分别设置有进线端2与出线端3。进线端2与出线端3连通并通过电流。壳体1顶部设置有闸刀4。闸刀4往图示右侧转动时为合闸状态，往图示左侧转动时为分闸状态。闸刀4一侧设置有连杆5，连杆5连接有跳扣6。跳扣6末端设置有动触点7。当闸刀4合闸时，连杆5带动跳扣6摆动，从而使得动触点7转动至接通电路，断路器通电。

本申请的核心技术方案如下：

如图3所示，为了解决断路器内部空间不足的问题，且采用现有的拍合式电磁脱扣器8存在磁通量不足导致磁吸力不足的问题，本申请于动触点7一侧设置有拍合式电磁脱扣器8，其主要起到短路保护作用。在线路短路故障时迅速切断电路，以保护断路器内部零部件不受损坏。

相比较于现有的线圈-推杆式电磁脱扣器，本申请所述的拍合式电磁脱扣器8，其设置位置为小型断路器中灭弧室9的上方并与灭弧室9相脱离。其电流走向如图3所示中的箭头方向设置。

如图4、图5、图6所示，其中，上述的拍合式电磁脱扣器8包括静触点10，静触点10连接有连接板11。静触点10与动触点7接触并通电。连接板11用于通电后磁化并产生磁场。连接板11外还设置有用于承载连接板11的磁轭12。磁轭12置于连接板11周围并包裹连接板11，产生磁场屏蔽效果。磁轭12一侧铰接有衔铁13，衔铁13与磁轭12之间设置有弹簧（图中未示出）。

为了解决相比较于磁铁-线圈的电磁脱扣器中，磁通量不足导致力度与灵敏度较低的问题，本申请在磁轭12与连接板11上设置有两个连接孔15。连接孔15内连接有铆钉14用于连接板11与磁轭12之间相互固定。

两个铆钉14之间的距离为S，铆钉14与连接板11在同一水平面上的距离为S。S=S*a。a为4-7中任意一个数值。a取值最佳为6.8。a取值过大容易使得磁场分散，导致磁通量不足，a取值过小，磁场区域小，磁吸力覆盖的区域较小，灵敏度低。上述两个铆钉14底部连接磁轭12。磁轭12为软铁材料制成。通过两个铆钉14与磁轭12之间形成通路，从而形成图7所示的并联电路。并联电路的电流方向为从连接板11一端到另一端、从磁轭12的铆钉14一端至另一端并汇流从连接板11输出。

上述，当静触点10与动触点7抵接通电时，电流经过静触点10、连接板11，并在铆钉14之间形成通路，磁化后产生磁场，同时，连接板11在通电时产生磁场，根据磁通量公式：Φ=BS，单位面积下，S为定值，B越大，则磁通量越大，两个铆钉14之间为双磁场结构，其单位面积通过的磁感线数量较多，从而使得该区域内的磁通量较大。

其中，两个铆钉14之间的区域为高磁区域，其正对衔铁13摆动的位置处。

当连接板11上的电流增大至过载状态时，电流强度达到极限值，此时，衔铁13受到高磁区域的吸引力，快速克服衔铁13与磁轭12之间的弹簧弹力，使得衔铁13受到磁吸力而转动，使得动触点7连接的摆臂受到衔铁13的作用力而与静触点10分离，断路器分闸，不再通电。

上述过程中，有效的解决了由于将磁铁-线圈结构的电磁脱扣器修改为体积小，工艺简单的拍合式电磁脱扣器8时所带来的由于磁场分散导致的磁通量较小的问题，本申请通过设置两根铆钉14，在对磁轭12以及连接板11进行固定的同时，提供了双磁场结构，有效的针对衔铁13摆动的位置进行高磁通量的磁场设置，进而解决了修改为拍合式电磁脱扣器8后导致的灵敏度低以及开合力度小的问题，并且，相比较于线圈-推杆式电磁脱扣器，其占用空间小，推力大，切断效果好。

为了验证本申请的电磁脱扣器的效果，本申请提供了一份实验报告，证明了单铆点的磁轭，在6KA短路电流下，磁场强度大致在7T左右，同等条件下的双铆点磁轭，磁场强度大致在50T左右，实验表明，单铆点磁轭结构，通断时间/燃弧时间一般为15mS/8mS，相似结构的双铆点磁轭结构，通断时间/燃弧时间一般为8mS/4mS。

其具体数据请参考如下链接：

https://pan.baidu.com/s/1AZ5qdQjjmizj152i4izV1A?pwd=8yd6

如图8、图9所示，在上述的拍合式电磁脱扣器8设置下，使得壳体1内部的拍合式电磁脱扣器8与闸刀4之间存在相应的使用空间17。因而，本申请于使用空间17内设置有安装架18。安装架18内卡接有驱动器19。该驱动器19为电磁驱动形式。其内部设置有线圈（图中未示出），线圈中部设置有压杆20。在出现漏电情况时，线圈通电带动压杆20向外移动。

上述，优化的，跳扣6于壳体1的内侧设置有漏电指示板21。漏电指示板21连接有摆杆22。摆杆22与跳扣6处于同一根驱动轴上连接。漏电指示板21表面设置有红绿两种指示颜色。当闸刀4合闸时，显示为绿色，当闸刀4分闸时，显示为红色。

如图10、图11所示，其中，摆杆22末端设置有挡板23。正常情况下，闸刀4合闸，挡板23处于压杆20一侧，对应的，挡板23底部配合设置有支架24。支架24与壳体1之间通过扭簧25转动连接。支架24对应挡板23设置有斜面26。斜面26与水平面之间所成的斜度与压杆20的移动方向相一致。

其中，支架24于斜面26一侧设置有卡槽27。当接收到漏电信号时，驱动器19驱动压杆20移动，从而将挡板23进行推动。挡板23沿着斜面26移动至卡槽27中卡死。此时，摆杆22摆动，使得红色指示颜色显示在壳体1外侧。此时，摆杆22带动跳扣6转动，使得闸刀4分闸，完成断电操作。

在漏电故障未能完全排除的情况下，闸刀4无法合闸或者合闸后瞬时分闸，此时压杆20来回持续的将摆杆22压制在卡槽27中，使得摆杆22往复转动，继而使得跳扣6往复转动，壳体1外显示红色与绿色指示颜色相互交替。

当漏电故障被排除后，压杆20复位至驱动器19内部，使得压杆20不再限制摆杆22的转动，手动推动闸刀4合闸，壳体1外侧显示绿色指示颜色，确定漏电故障已排除。

合闸时，摆杆22复位摆动，重新带动支架24转动并且挡板23回到斜面26位置处，并处于压杆20一侧，等待下次漏电时断电。

上述，拍合式电磁脱扣器8在对灵敏度以及力度没有要求的情况下，可采用现有技术中所述的拍合式电磁脱扣器8用于本申请。

本发明技术效果的创造性体现在：

1、现有的断路器内部空间不足，无法安装相应的漏电保护装置，本申请采用了拍合式电磁脱扣器8，整体体积减小，使得小型断路器壳体1内部留存了足够的空间以安装驱动器19。即使现有的断路器内部安装了现有的拍合式电磁脱扣器8，其脱扣力度和灵敏度小于本申请所述的拍合式电磁脱扣器8，效果不佳；

2、本申请在跳扣6外设置了相应的与跳扣6联动的摆杆22。在摆杆22底部设置可转动的支架24，并配合斜面26使得摆杆22可顺着压杆20的移动方向而被推动进入到卡槽27中卡死。在漏电问题未能解决之前，无法合闸或者合闸时即重新分闸，相比较现有技术中采用漏电保护器，每月需要按压按钮确定漏电保护功能是否起效以及漏电故障解决后需要按压漏电指示按钮后才能合闸，上述的操作繁琐不便，本申请在漏电问题解决后直接摆动闸刀4，能够合闸即可确定漏电问题解决，无需按压漏电指示按钮和每月检查漏电保护单元是否生效的问题。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.漏电保护一体式断路器,其特征在于，包括:

壳体(1),所述壳体(1)分别设置有进线端(2)和出线端(3);

闸刀(4),设置于所述壳体(1)顶部,所述闸刀(4)可转动至合闸状态或分闸状态;

连杆(5),连接于所述闸刀(4)的一侧;

跳扣(6),所述连杆(5)连接于所述跳扣(6);

动触点(7),设置于所述跳扣(6)末端;

拍合式电磁脱扣器(8),设置于所述动触点(7)一侧,用于在短路情况下切断电路；

漏电指示板(21),设置于所述跳扣(6)内侧的所述壳体(1)上;

摆杆(22),所述摆杆(22)连接于所述漏电指示板(21)和所述跳扣(6);

拍合式电磁脱扣器(8)与闸刀(4)之间设置有使用空间；

使用空间(17)内安装有驱动器(19)，驱动器(19)连接压杆(20)带动摆杆(22)摆动使得断路器漏电分闸；

所述拍合式电磁脱扣器(8)包括:

静触点(10),所述静触点(10)与所述动触点(7)接触并通电;

连接板(11),所述连接板(11)与所述静触点(10)连接;

磁轭(12),所述磁轭(12)包裹于所述连接板(11)周围;

衔铁(13),所述衔铁(13)与所述磁轭(12)铰接;

两个铆钉(14),两个所述铆钉(14)设置于所述连接板(11)和所述磁轭(12)之间。

2.根据权利要求1所述的漏电保护一体式断路器,其特征在于,包括两个所述铆钉(14),两个所述铆钉(14)之间的距离为S,每个所述铆钉(14)与所述连接板(11)在同一水平面上的距离为S,且S=S*a,其中a为正实数。

3.根据权利要求2所述的漏电保护一体式断路器,其特征在于,所述a取值为6.8。

4.根据权利要求1所述的漏电保护一体式断路器,其特征在于,还包括:

安装架(18),设置于所述壳体(1)内部;

驱动器(19),设置于所述安装架(18)内;

压杆(20),所述压杆(20)设置于所述驱动器(19)内,用于在漏电时外移推动所述跳扣(6)分闸。

5.根据权利要求3所述的漏电保护一体式断路器,其特征在于,还包括：

挡板(23),设置于所述摆杆(22)末端;

支架(24),所述支架(24)与所述壳体(1)转动连接,并设置有斜面(26)和卡槽(27)。

6.根据权利要求5所述的漏电保护一体式断路器,其特征在于,还包括：所述斜面(26)与所述压杆(20)的移动方向一致,所述挡板(23)可沿所述斜面(26)移动至所述卡槽(27)中卡死。

7.根据权利要求5所述的漏电保护一体式断路器,其特征在于,所述支架(24)与所述壳体(1)之间通过扭簧(25)转动连接。