CN210298096U - 费控重合闸断路器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种费控重合闸断路器装置，其包括断路器和控制模块；所述断路器包括第一MCU电路、操作机构和触头系统，以及与第一MCU电路相连的第一无线通讯模块；触头系统包括配合使用的动触头和静触头，操作机构与动触头驱动相连，驱动动触头与静触头闭合/断开；所述控制模块包括第二MCU电路以及与第二MCU电路相连的第二无线通讯模块、重合闸驱动机构；所述第二无线通讯模块与第一无线通讯模块之间无线通讯连接，重合闸驱动机构与操作机构驱动相连，简化了费控重合闸断路器装置的结构，便于装配和维修，而且具有传输信息量大、智能化程度高的特点。

Description

费控重合闸断路器装置

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，具体涉及一种费控重合闸断路器装置。

背景技术

目前，实现智能费控功能是智能电网建设的一个重要环节，费控重合闸断路器装置是配合智能电能表实现智能费控功能的关键器件。

现有的费控重合闸断路器装置，由控制模块和小型断路器拼装组成，控制模块和小型断路器之间连接有用于传输电信号的导线，导线一端与断路器出线端相连，另一端控制模块相连。

现有的采用导线传输电信号的费控重合闸断路器，在生产过程中，导线的装配需人工焊接导、排布，以使导线能够进入导线槽内(即断路器和控制模块之间的供导线通过的通道)。导线的装配工艺和结构复杂，断路器和控制模块组装完成后维修困难、效率低且成本高，而且增加了断路器的壳体和控制模块的壳体的结构复杂程度，增加生产成本。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种费控重合闸断路器装置，其断路器的第一无线通讯模块和控制模块的第二无线通讯模块之间无线通讯连接，简化了费控重合闸断路器装置的结构，便于装配和维修，而且具有传输信息量大、智能化程度高的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种费控重合闸断路器装置，其包括断路器和控制模块；所述断路器包括第一MCU电路、操作机构和触头系统，以及与第一MCU电路相连的第一无线通讯模块；触头系统包括配合使用的动触头和静触头，操作机构与动触头驱动相连，驱动动触头与静触头闭合/断开；所述控制模块包括第二MCU电路以及与第二MCU电路相连的第二无线通讯模块、重合闸驱动机构；所述第二无线通讯模块与第一无线通讯模块之间无线通讯连接，重合闸驱动机构与操作机构驱动相连。

优选的，断路器还包括与触头系统连接的采样电路，所述采样电路采集断路器的电信号并传输给第一MCU电路，第一MCU电路通过第一无线通讯模块、第二无线通讯模块，将电信号传输至第二MCU电路，第二MCU电路依据电信号并通过重合闸驱动机构驱动操作机构动作，驱动动触头与静触头闭合/断开。

优选的，所述第一无线通讯模块和第二无线通讯模块均为wifi通讯模块，或蓝牙通讯模块，或NFC通讯模块，或Zigbee通讯模块。

优选的，所述控制模块包括合闸驱动件和脱扣驱动件，所述合闸驱动件转动安装在控制模块的控制模块壳体内，且与断路器的手柄联动；脱扣驱动件一端转动安装在控制模块壳体上，脱扣驱动件的另一端与断路器的脱扣杆对应设置；所述重合闸驱动机构包括驱动电机和传动结构，所述传动结构包括与合闸驱动件和脱扣驱动件配合的输出齿轮，第二MCU电路控制驱动电机动作实现正转、反转或停止，通过驱动电机带动传动结构分别与合闸驱动件和脱扣驱动件配合，通过驱动合闸驱动件使断路器合闸，通过驱动脱扣驱动件使断路器分闸。

优选的，所述输出齿轮通过传动杆与合闸驱动件驱动连接，传动杆的一端连接在输出齿轮上，传动杆的另一端伸入控制模块壳体的轨迹槽内，合闸驱动件的一端转动安装在控制模块壳体上，合闸驱动件的另一端位于轨迹槽的上方，输出齿轮能够带动传动杆沿轨迹槽滑行至与合闸驱动件接触连接，推动合闸驱动件摆动。

优选的，所述脱扣驱动件的一端转动安装在控制模块壳体上，且通过驱动件复位弹簧与控制模块壳体弹性连接，脱扣驱动件的另一端位于输出齿轮的下方与输出齿轮的驱动凸起相配合，且与断路器的脱扣杆对应设置，输出齿轮的驱动凸起旋转至与脱扣驱动件接触连接，从而带动脱扣驱动件推动断路器的脱扣杆完成断路器的脱扣动作。

优选的，所述传动结构包括与驱动电机驱动连接的蜗杆、以及同轴设置的蜗轮和第一齿轮、以及同轴设置的第二齿轮和第三齿轮，其中，蜗杆与蜗轮啮合连接，第一齿轮与第二齿轮啮合连接，第三齿轮与输出齿轮啮合连接。

优选的，蜗轮的直径大于第一齿轮的直径，且第一齿轮位于蜗轮上方，第二齿轮的直径大于第三齿轮的直径，且第二齿轮位于第三齿轮的上方。

优选的，第二MCU电路上连接有第一信号检测件、第二信号检测件和第三信号检测件，第一信号检测件、第二信号检测件和第三信号检测件间隔设置在与输出齿轮同轴线的圆周上，第三信号检测件设置在第一信号检测件和第二信号检测件之间，第一信号检测件和第三信号检测件用于检测输出齿轮在合闸过程中转动的位置并传输检测信号给第二MCU电路，第二信号检测件用于检测输出齿轮在分闸过程中转动的位置并传输检测信号给第二MCU电路，输出齿轮上设有与第一信号检测件、第二信号检测件和第三信号检测件配合的触发凸起；驱动断路器合闸过程中，触发凸起与第一信号检测件接触时的检测信号用于控制驱动电机反转，触发凸起与第三信号检测件接触时的检测信号用于控制驱动电机停止运行；驱动断路器分闸过程中，触发凸起与第二信号检测件接触时的检测信号用于控制驱动电机停止运行。

本实用新型的费控重合闸断路器装置，其包括断路器和控制模块，断路器的第一MCU电路通过无线通讯连接的第一无线通讯模块、第二无线通讯模块，将电信号传输给控制模块的第二MCU电路，无需导线即可将断路器的电信号传输给控制模块，相比于现有的费控重合闸断路器装置的采用导线将断路器出线端与控制模块相连的结构，克服了本领域技术人员的技术偏见，具有结构简单、装配便捷，维修简便、效率高且成本低的优点，而且有利于简化断路器和控制模块的壳体结构，节约生产成本；而且本实用新型的费控重合闸断路器装置，其断路器和控制模块采用无线通讯的方式传输电信号，具有传输信息量大、智能化程度高的优点。

此外，本实用新型的费控重合闸断路器装置的控制模块，采用驱动电机通过传动结构带动合闸驱动件和脱扣驱动件分闸的方式，合闸驱动件和脱扣驱动件传动结构简单可靠，效率高。

附图说明

图1是本实用新型费控重合闸断路器装置的模块结构示意图；

图2是本实用新型控制模块的结构示意图；

图3是本实用新型控制模块的另一角度的结构示意图；

图4是本实用新型控制模块的输出齿轮背面的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-4给出的实施例，进一步说明本实用新型的费控重合闸断路器装置的具体实施方式。本实用新型的费控重合闸断路器装置不限于以下实施例的描述。

本实用新型的费控重合闸断路器装置，其包括断路器1和控制模块2；

所述断路器1包括第一MCU电路10、操作机构13和触头系统15，以及与第一MCU电路10相连的第一无线通讯模块11；触头系统15包括配合使用的动触头和静触头，操作机构13与动触头驱动相连，驱动动触头与静触头闭合/断开；

所述控制模块2包括第二MCU电路20以及与第二MCU电路20相连的第二无线通讯模块21、重合闸驱动机构22；所述第二无线通讯模块21与第一无线通讯模块11之间无线通讯连接，重合闸操作机构22与操作机构13驱动相连。

本实用新型的费控重合闸断路器装置，其包括断路器1和控制模块2，断路器1的第一MCU电路10，第一MCU电路10通过无线通讯连接的第一无线通讯模块11、第二无线通讯模块21，将电信号传输给控制模块2的第二MCU电路20，无需导线即可将断路器的电信号传输给控制模块2，相比于现有的费控重合闸断路器装置的采用导线将断路器出线端与控制模块相连的结构，克服了本领域技术人员的技术偏见，具有结构简单、装配便捷，维修简便、效率高且成本低的优点，而且有利于简化断路器1和控制模块2的壳体结构，节约生产成本；而且本实用新型的费控重合闸断路器装置，其断路器1和控制模块2采用无线通讯的方式传输电信号，具有传输信息量大、智能化程度高的优点。

优选的，所述第一无线通讯模块11和第二无线通讯模块21均为wifi通讯模块，或蓝牙通讯模块，或NFC通讯模块，或Zigbee通讯模块。优选的，第一无线通讯模块11和第二无线通讯模块21在生产时已经配对，可以配合通讯。可以在断路器1和控制模块2上贴有或印有相同的编码，用于识别具有相同编码的断路器1和控制模块2是经过通讯配对的。进一步的，连接时所述第一无线通讯模块11主动扫描第二无线通讯模块21的无线网络，并与第二无线通讯模块21建立无线通讯连接。当然也可以在生产后调整第一无线通讯模块11和第二无线通讯模块21配对。

优选的，断路器1还包括与触头系统15连接的采样电路12，所述采样电路12采集断路器1的电信号并传输给第一MCU电路10，第一MCU电路10通过第一无线通讯模块11、第二无线通讯模块21，将电信号传输至第二MCU电路20，第二MCU电路20依据电信号并通过重合闸驱动机构22驱动操作机构13动作，驱动动触头与静触头闭合/断开。优选的，所述的采样电路12与断路器1的断路器出线端14连接，采集触头系统15或者说断路器1的电信号。

如图1所示，为本实用新型的费控重合闸断路器装置的一种实施方式。

本实用新型的费控重合闸断路器装置，其包括断路器1和控制模块2。

所述断路器1包括第一MCU电路10、操作机构13和触头系统15，以及与第一MCU电路相连的第一无线通讯模块11和采样电路12；所述采样电路12与断路器1的断路器出线端14相连，触头系统15包括配合使用的动触头和静触头，操作机构13与动触头驱动相连，驱动动触头与静触头闭合/断开；所述控制模块2包括第二MCU电路20以及与第二MCU电路20相连的第二无线通讯模块21、重合闸驱动机构22；所述第二无线通讯模块21与第一无线通讯模块11之间无线通讯连接，重合闸驱动机构22与操作机构13驱动相连；所述采样电路12采集断路器出线端14的电信号并传输给第一MCU电路10，第一MCU电路10通过无线通讯连接的第一无线通讯模块11、第二无线通讯模块21，将电信号传输至第二MCU电路20，第二MCU电路20依据电信号并通过重合闸驱动机构22驱动操作机构13动作，驱动动触头与静触头闭合/断开。

具体的，本实用新型的费控重合闸断路器装置至少可以实现以下基本功能：

所述控制模块2与电能表可以通过导线连接，所述控制模块2能接收电能表发出的费控信号，当费控信号表示电费余额为0(或小于等于某一设定值)时，或费控信号为分闸信号时，控制模块2通过重合闸驱动机构22驱动操作机构13动作，操作机构13驱动动触头与静触头断开；用户缴纳电费后，费控信号表示电费余额大于0(或高于某一设定值时)，或费控信号为合闸信号时，第二MCU电路20通过重合闸驱动机构22驱动操作机构13动作，操作机构13驱动动触头与静触头闭合。

采样电路12检测断路器进线端和出线端14的电信号并传输给第一MCU电路10，第一MCU电路10通过无线通讯连接的第一无线通讯模块11和第二无线通讯模块12，将电信号传输给第二MCU电路20，第二MCU电路20依据该电信号，判断断路器1是否存在异常状态(比如在欠费状态下的强制合闸-视为一种窃电的异常状态)，如存在异常，则第二MCU电路20通过重合闸驱动机构22驱动操作机构13动作，操作机构13驱动动触头与静触头断开，并将异常信号传输给智能电表。

需要指出的是，所述操作机构13和重合闸驱动机构22均可采用现有技术实现，重合闸驱动机构22可包括驱动电机和传动结构，驱动电机与第二MCU电路20相连，驱动电机和传动机构驱动相连，传动结构与13驱动相连，传动结构与操作机构13驱动相连。所述操作机构13包括手柄、传动连杆、支撑件、触头支持、锁扣和跳扣，触头支持与动触头相连，手柄与传动结构驱动相连。所述控制模块2通过导线与智能电表相连。

优选的，所述第一无线通讯模块11和第二无线通讯模块21均为wifi通讯模块，或蓝牙通讯模块，或NFC通讯模块，或Zigbee通讯模块。进一步的，所述第一无线通讯模块11主动扫描第二无线通讯模块21无线网络并与第二无线通讯模块21建立无线通讯连接。

如图2-3所示，本发明的控制模块2的优选实施例，控制模块2包括控制模块壳体，以及设置在控制模块壳体内的第二MCU电路20、重合闸驱动机构22、合闸驱动件24和脱扣驱动件25；所述合闸驱动件24转动安装在控制模块壳体内，且与断路器1的手柄联动；脱扣驱动件25一端转动安装在控制模块壳体上，脱扣驱动件25的另一端与断路器1的脱扣杆对应设置。

控制模块2与断路器1并排插接配合，插接时，合闸驱动件24可通过连杆与断路器的手柄连接，通过断路器的手柄与断路器的操作机构驱动连接，当然合闸驱动件24也可以直接与操作机构联动。在断路器1的壳体上对应操作机构的的锁扣的位置设有脱扣孔，脱扣驱动件25的另一端可以弯折伸到断路器1内与断路器1的锁扣对应设置，或者断路器的脱扣杆可以伸到控制模块2内与脱扣驱动件25的另一端相对设置。

所述重合闸驱动机构22包括驱动电机221和传动结构，第二MCU电路20与驱动电机221电连接，以控制驱动电机221动作实现正转、反转或停止，第二MCU电路20通过驱动电机221带动传动结构分别与合闸驱动件24和脱扣驱动件25配合，通过驱动合闸驱动件24使断路器1合闸，通过驱动脱扣驱动件25使断路器分闸。所述传动结构包括与合闸驱动件24和脱扣驱动件25配合的输出齿轮227。

所述输出齿轮227通过传动杆222实现与合闸驱动件24驱动连接，传动杆222的一端连接在输出齿轮227上，传动杆222的另一端伸入控制模块壳体的轨迹槽210内，合闸驱动件24的一端转动安装在控制模块壳体的底板上，且与断路器的操作手柄联动连接，合闸驱动件24的另一端位于轨迹槽210的上方，输出齿轮227可带动传动杆222沿轨迹槽210滑行至与合闸驱动件24接触连接，从而推动合闸驱动件24摆动。

如图3所示，所述脱扣驱动件25的一端转动安装在控制模块壳体的底板上，且与控制模块壳体弹性连接，通过驱动件复位弹簧连接，脱扣驱动件25的另一端位于输出齿轮227的下方与输出齿轮227的驱动凸起227b相配合，且与断路器的脱扣杆对应设置，输出齿轮227的驱动凸起227b旋转至与脱扣驱动件25接触连接，从而带动脱扣驱动件25推动断路器的脱扣杆，以完成断路器的脱扣动作。

如图2所示，传动结构包括与驱动电机221驱动连接的蜗杆223、以及同轴设置的蜗轮224和第一齿轮225、以及同轴设置的第二齿轮226和第三齿轮(图中未示出，位于第二齿轮226下方)，其中，蜗杆223与蜗轮224啮合连接，第一齿轮225与第二齿轮226啮合连接，第三齿轮与输出齿轮227啮合连接。优选的，蜗轮224的直径大于第一齿轮225的直径，且第一齿轮225位于蜗轮224上方，第二齿轮226的直径大于第三齿轮的直径，且第二齿轮226位于第三齿轮的上方，层叠的直齿轮设置，相较于锥齿轮，经济实用，不易损坏出故障且布局合理。

所述的第二MCU电路20通过控制驱动电机221正转，驱动输出齿轮227向一侧旋转，从而带动合闸驱动件24使断路器的手柄摆动实现断路器的合闸；通过控制驱动电机221反转，驱动输出齿轮227向另一侧旋转，输出齿轮227转动至与脱扣驱动件25接触连接，通过脱扣驱动件25触发断路器脱扣实现断路器的分闸。所述的电机的正转和反转是指描述驱动合闸和分闸的动作过程中相对的两个方向，并不是指电机正转则驱动输出齿轮逆时针旋转，反转则驱动输出齿轮顺时针旋转。

如图3和图4所示，第二MCU电路20上连接有第一信号检测件31、第二信号检测件32和第三信号检测件33，第一信号检测件31、第二信号检测件32和第三信号检测件33间隔设置在与输出齿轮227同轴线的圆周上，第三信号检测件33设置在第一信号检测件31和第二信号检测件32之间，第一信号检测件31和第三信号检测件33用于检测输出齿轮227在合闸过程中转动的位置并传输检测信号给第二MCU电路20，以控制驱动电机221的反转或停止，从而实现合闸和合闸后的传动结构的复位，第二信号检测件32用于检测输出齿轮227在分闸过程中转动的位置并传输检测信号给第二MCU电路20，以控制驱动电机221的停止，从而实现脱扣动作完成后停留在脱扣处，输出齿轮227上设有与第一信号检测件31、第二信号检测件32和第三信号检测件33配合的触发凸起227a；驱动断路器合闸过程中，触发凸起227a与第一信号检测件31接触时的检测信号用于控制驱动电机221反转，触发凸起227a与第三信号检测件33接触时的检测信号用于控制驱动电机221停止运行。驱动断路器合闸过程中，触发凸起227a随输出齿轮227旋转而往返于第三信号检测件33和第一信号检测件31之间。驱动断路器分闸过程中，触发凸起227a与第二信号检测件32接触时的检测信号用于控制驱动电机221停止运行。触发凸起227a随输出齿轮227旋转，自第三信号检测件33旋转至第二信号检测件32并停留在第二信号检测件32，防止欠费分闸后进行手动合闸。

需要指出的是，本实用新型的费控重合闸断路器，其断路器1还包括PCB板、其他电子元件、灭弧系统、短路保护结构和过载保护结构；其控制模块2还包括PCB板和其他电子元件。进一步的，所述断路器1和控制模块2可以通过铆钉铆接固定在一起。

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 (9)

1.一种费控重合闸断路器装置，其包括断路器(1)和控制模块(2)；

其特征在于：所述断路器(1)包括第一MCU电路(10)、操作机构(13)和触头系统(15)，以及与第一MCU电路(10)相连的第一无线通讯模块(11)；触头系统(15)包括配合使用的动触头和静触头，操作机构(13)与动触头驱动相连，驱动动触头与静触头闭合/断开；

所述控制模块(2)包括第二MCU电路(20)以及与第二MCU电路(20)相连的第二无线通讯模块(21)、重合闸驱动机构(22)；所述第二无线通讯模块(21)与第一无线通讯模块(11)之间无线通讯连接，重合闸驱动机构(22)与操作机构(13)驱动相连。

2.根据权利要求1所述的费控重合闸断路器装置，其特征在于：断路器(1)还包括与触头系统(15)连接的采样电路(12)，所述采样电路(12)采集断路器(1)的电信号并传输给第一MCU电路(10)，第一MCU电路(10)通过第一无线通讯模块(11)、第二无线通讯模块(21)，将电信号传输至第二MCU电路(20)，第二MCU电路(20)依据电信号并通过重合闸驱动机构(22)驱动操作机构(13)动作，驱动动触头与静触头闭合/断开。

3.根据权利要求1所述的费控重合闸断路器装置，其特征在于：所述第一无线通讯模块(11)和第二无线通讯模块(21)均为wifi通讯模块，或蓝牙通讯模块，或NFC通讯模块，或Zigbee通讯模块。

4.根据权利要求1所述的费控重合闸断路器装置，其特征在于：所述控制模块(2)包括合闸驱动件(24)和脱扣驱动件(25)，所述合闸驱动件(24)转动安装在控制模块(2)的控制模块壳体内，且与断路器(1)的手柄联动；脱扣驱动件(25)一端转动安装在控制模块壳体上，脱扣驱动件(25)的另一端与断路器(1)的脱扣杆对应设置；所述重合闸驱动机构(22)包括驱动电机(221)和传动结构，所述传动结构包括与合闸驱动件(24)和脱扣驱动件(25)配合的输出齿轮(227)，第二MCU电路(20)控制驱动电机(221)动作实现正转、反转或停止，通过驱动电机(221)带动传动结构分别与合闸驱动件(24)和脱扣驱动件(25)配合，通过驱动合闸驱动件(24)使断路器(1)合闸，通过驱动脱扣驱动件(25)使断路器分闸。

5.根据权利要求4所述的费控重合闸断路器装置，其特征在于：所述输出齿轮(227)通过传动杆(222)与合闸驱动件(24)驱动连接，传动杆(222)的一端连接在输出齿轮(227)上，传动杆(222)的另一端伸入控制模块壳体的轨迹槽(210)内，合闸驱动件(24)的一端转动安装在控制模块壳体上，合闸驱动件(24)的另一端位于轨迹槽(210)的上方，输出齿轮(227)能够带动传动杆(222)沿轨迹槽(210)滑行至与合闸驱动件(24)接触连接，推动合闸驱动件(24)摆动。

6.根据权利要求4所述的费控重合闸断路器装置，其特征在于：所述脱扣驱动件(25)的一端转动安装在控制模块壳体上，且通过驱动件复位弹簧与控制模块壳体弹性连接，脱扣驱动件(25)的另一端位于输出齿轮(227)的下方与输出齿轮(227)的驱动凸起(227b)相配合，且与断路器的脱扣杆对应设置，输出齿轮(227)的驱动凸起(227b)旋转至与脱扣驱动件(25)接触连接，从而带动脱扣驱动件(25)推动断路器的脱扣杆完成断路器的脱扣动作。

7.根据权利要求4所述的费控重合闸断路器装置，其特征在于：所述传动结构包括与驱动电机(221)驱动连接的蜗杆(223)、以及同轴设置的蜗轮(224)和第一齿轮(225)、以及同轴设置的第二齿轮(226)和第三齿轮，其中，蜗杆(223)与蜗轮(224)啮合连接，第一齿轮(225)与第二齿轮(226)啮合连接，第三齿轮与输出齿轮(227)啮合连接。

8.根据权利要求7所述的费控重合闸断路器装置，其特征在于：蜗轮(224)的直径大于第一齿轮(225)的直径，且第一齿轮(225)位于蜗轮(224)上方，第二齿轮(226)的直径大于第三齿轮的直径，且第二齿轮(226)位于第三齿轮的上方。

9.根据权利要求4所述的费控重合闸断路器装置，其特征在于：第二MCU电路(20)上连接有第一信号检测件(31)、第二信号检测件(32)和第三信号检测件(33)，第一信号检测件(31)、第二信号检测件(32)和第三信号检测件(33)间隔设置在与输出齿轮(227)同轴线的圆周上，第三信号检测件(33)设置在第一信号检测件(31)和第二信号检测件(32)之间，第一信号检测件(31)和第三信号检测件(33)用于检测输出齿轮(227)在合闸过程中转动的位置并传输检测信号给第二MCU电路(20)，第二信号检测件(32)用于检测输出齿轮(227)在分闸过程中转动的位置并传输检测信号给第二MCU电路(20)，输出齿轮(227)上设有与第一信号检测件(31)、第二信号检测件(32)和第三信号检测件(33)配合的触发凸起(227a)；驱动断路器合闸过程中，触发凸起(227a)与第一信号检测件(31)接触时的检测信号用于控制驱动电机(221)反转，触发凸起(227a)与第三信号检测件(33)接触时的检测信号用于控制驱动电机(221)停止运行；驱动断路器分闸过程中，触发凸起(227a)与第二信号检测件(32)接触时的检测信号用于控制驱动电机(221)停止运行。

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