專利名稱：便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種體積小、能耗低，電流參數(shù)和保護延時時間可調(diào)的小型斷路器，屬 開關技術領域。
背景技術：
目前，國內(nèi)外生產(chǎn)及廣泛使用的小型斷路器主要由開關機構(gòu)、雙金屬片、磁后備保 護脫扣器和滅弧裝置組成，其中開關機構(gòu)由手柄、連桿、動觸頭扛桿、鎖扣、跳扣、動觸頭、靜 觸頭組成，這種斷路器采用熱、磁兩段保護脫扣方式，在線路過載時，雙金屬片發(fā)熱彎曲，其 一端產(chǎn)生位移并推動鎖扣轉(zhuǎn)動，使開關機構(gòu)延時脫扣而斷開。在線路發(fā)生短路故障出現(xiàn)大 的短路電流時，利用磁后備保護脫扣器產(chǎn)生的磁力推動鎖扣轉(zhuǎn)動，使開關機構(gòu)瞬時脫扣而 斷開?，F(xiàn)有的小型斷路器在配電線路中使用時存在下列不足首先，磁后備保護脫扣器的保 護延時時間不可調(diào)，在有上、下級關聯(lián)的配電網(wǎng)絡中，當下級小型斷路器的下端線路發(fā)生短 路時，由于線路中短路電流較大，會使上、下級小型斷路器的磁脫扣機構(gòu)同時動作而斷開， 即發(fā)生越級跳間現(xiàn)象，造成由上級小型斷路器及其下級的若干個小型斷路器組成的配電網(wǎng) 絡全部停電，擴大了事故的影響范圍。其次，雙金屬片正常工作時會發(fā)熱，尤其是額定電流較小的斷路器，雙金屬片的阻 值較大，發(fā)熱較多，增加了線路的額外能耗，而且雙金屬片的參數(shù)不可調(diào)，當某條線路的額 定電流增加時，只能更換新的斷路器，造成材料的浪費和成本的增加。另外，現(xiàn)有的小型漏電斷路器是由小型斷路器加裝漏電脫扣模塊組成的，由于漏 電脫扣模塊寬度較大，使得小型漏電斷路器的寬度模數(shù)大幅增加，因而配電箱體積相對較 大，這也給眾多生產(chǎn)廠家和用戶帶來諸多煩惱。要想克服上述缺點，除需采用參數(shù)可調(diào)的信號采集和脫扣控制裝置外，還必須對 現(xiàn)有開關機構(gòu)進行必要的改進，使之能夠與脫扣控制裝置相匹配，因此具有較大的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足、提供一種體積小、能耗低，電流參數(shù)和保 護延時時間可調(diào)的便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器。本發(fā)明所述問題是以下述技術方案實現(xiàn)的一種便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，它包括開關機構(gòu)和電流互感器，所述開關機構(gòu) 由手柄、連桿、動觸頭扛桿、鎖扣、跳扣、動觸頭、靜觸頭組成，改進后，增設智能控制器和磁 通變換器，所述電流互感器接于斷路器出線上，其輸出信號接智能控制器的輸入端，所述磁 通變換器的頂桿驅(qū)動開關機構(gòu)的鎖扣，其控制端接智能控制器的輸出端；所述開關機構(gòu)上 設置有頂桿復位杠桿，所述頂桿復位杠桿的中部鉸接在斷路器本體外殼上，其一端與磁通 變換器的頂桿活動連接，另一端由設置于開關機構(gòu)的動觸頭扛桿端部的凸頭驅(qū)動。上述便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，構(gòu)成中還設有磁后備保護脫扣器，所述磁后備 保護脫扣器的線圈接于開關機構(gòu)的動觸點與斷路器出線之間，其銜鐵驅(qū)動開關機構(gòu)的鎖扣。上述便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，構(gòu)成中還設有滅弧室，所述滅弧室接于開關機 構(gòu)的動觸點與靜觸點之間。上述便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，所述電流互感器設置多個，分別連接于流過斷 路器的各相電流電路及零序電流電路中。
上述便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，所述開關機構(gòu)和磁通變換器安裝于斷路器本體 外殼內(nèi)部，所述電流互感器和智能控制器安裝于斷路器本體外殼外部，電流互感器固定于 斷路器本體外殼下部的互感器安裝框架內(nèi)。上述便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，所述智能控制器由CPU、信號采集放大電路、多 路選通開關、輸出信號放大器、鍵盤和液晶顯示器構(gòu)成，所述信號采集放大電路設置多個， 每個信號采集放大電路均由整流橋和輸入信號放大器構(gòu)成，所述整流橋的輸入端接一個電 流互感器的輸出信號，輸出端經(jīng)輸入信號放大器接多路選通開關的一個輸入端；所述多路 選通開關的信號輸出端接CPU的POO端，所述輸出信號放大器的輸入端接CPU的P20端，輸 出端接磁通變換器的控制線圈；所述鍵盤接CPU的PORTl接口 ；所述液晶顯示器接CPU的 P0RT2 接 口。本發(fā)明利用電流互感器采集流過斷路器的過載或短路電流，利用磁通變換器驅(qū)動 開關機構(gòu)脫扣，同時對傳統(tǒng)的開關機構(gòu)進行了改進，增加了頂桿復位杠桿，動觸頭扛桿的端 部增加了凸頭，以確保磁通變換器能夠重復而可靠地工作。當電路過載或出現(xiàn)短路故障時， 由智能控制器控制磁通變換器動作，使開關機構(gòu)脫扣。由于智能控制器可以方便地設定斷 路器的電流參數(shù)和輸出控制信號的延時時間，因而本裝置不僅可以根據(jù)需要對額定電流值 進行調(diào)整，還可以實現(xiàn)三段保護功能，即過載長延時保護、短路短延時保護和短路瞬時保 護，進而可實現(xiàn)線路的選擇性保護功能，有效地防止越級跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，增加了配電系統(tǒng) 的可靠性。本裝置的電流互感器設置多個，其中一個作為零序電流互感器，用于監(jiān)測線路中 的漏電流信息，它的應用使本裝置增加了漏電保護功能，從而省去了傳統(tǒng)小型漏電斷路器 中的漏電脫扣器模塊，這樣就大大減少了漏電斷路器的寬度模數(shù)，使終端配電系統(tǒng)及箱體 趨于小型化。本裝置可以利用一個智能控制器控制多個小型斷路器，對多個小型斷路器的功 能、特性參數(shù)進行顯示、調(diào)整和整定，并對出現(xiàn)的各種故障進行記憶。還可很容易通過網(wǎng)絡 連接實現(xiàn)通信功能，以適應智能電網(wǎng)的需要。同時，本產(chǎn)品取消了發(fā)熱元件，降低了額外能 量消耗，一般可節(jié)能50%以上，有些規(guī)格產(chǎn)品甚至可節(jié)能高達80%。本裝置體積小、能耗低，額定電流和保護延時時間可調(diào)，使用靈活方便，而且可實 現(xiàn)線路的選擇性保護功能，有效地防止越級跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，增加了配電系統(tǒng)的靈活性和 可靠性。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖1是本發(fā)明的電原理框圖；圖2是智能控制器的電原理圖3是斷路器本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是磁通變換器處于儲能位置時的結(jié)構(gòu)圖；圖5是磁通變換器處于釋放位置時的結(jié)構(gòu)圖；圖6是斷路器處于分閘位置時各機械零部件的狀態(tài)；圖7是斷路器處于合閘位置時各機械零部件的狀態(tài)；圖8是鎖扣的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是頂桿復位杠桿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖9的俯視圖；圖11是動觸頭扛桿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本發(fā)明斷路器組合安裝示意圖。圖中各符號為1、斷路器本體外殼；2、凸頭；3、滅弧室；4、互感器安裝框架；5、斷 路器本體；6、動觸頭扛桿；7、鎖扣；8、頂桿復位杠桿；9、手柄；10、連桿；11、跳扣；12、磁后 備保護脫扣器；13、動觸頭；14、靜觸頭；15、出線；16、進線；17、頂桿；18、永久磁鐵；19、儲 能彈簧；20、脫扣線圈；CPU、微處理器；U1、多路選通開關；ZQ、整流橋；IF、輸入信號放大器； FD、輸出信號放大器；TK、磁通變換器；KB、鍵盤；IXD、液晶顯示器；CT1、CT2、電流互感器。
具體實施例方式參看圖1 圖7，分體智能小型斷路器由小型斷路本體5、電流互感器和智能控制 器組成，電流互感器可以是一個，也可以是多個(其中一個是零序電流互感器)，安裝于互 感器安裝框架4內(nèi)，互感器安裝框架4位于斷路器本體外殼1的下部。圖3為小型斷路器 本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從圖3中可以看到，磁通變換器TK取代了傳統(tǒng)小型斷路器內(nèi)部的雙金屬片， 其頂桿17與鎖扣7和頂桿復位杠桿8相連接。當需要動作脫扣時，智能控制器給磁通變換 器TK發(fā)出控制信號，磁通變換器TK釋放儲能使其頂桿向上17，從而帶動鎖扣7和頂桿復位 杠桿8順時針擺動使開關脫扣，同時在開關脫扣時動觸頭扛桿6順時針向上擺動，并通過與 頂桿復位杠桿8逆時針聯(lián)動使磁通變換器TK的頂桿17向下運動，完成下一次儲能。圖3中的電流互感器有兩個，其中CTl用于采集流過該斷路器的相電流，而CT2則 可用作零序電流互感器，CTl和CT2通過互感器安裝框架4安裝在小型斷路器出線端，解 決了小型斷路器因為內(nèi)部空間小而不能安裝這些部件的問題。同時，由于解決了零序電流 互感器的安裝問題，使得小型漏電斷路器和小型斷路器兩種產(chǎn)品可以融為一體，同時符合 GB10963和GB16917兩個產(chǎn)品標準。由圖1可以看出，智能控制器獨立于小型斷路器本體之外而不受體積限制，其功 能可以做得非常強大，做到一拖多個小型斷路器本體，實現(xiàn)一組小型斷路器或小型漏電斷 路器的集中控制，智能控制器可方便地對其中任一斷路器進行參數(shù)調(diào)整、整定和顯示。參看圖2，電流互感器CTl輸出的交流信號經(jīng)整流橋ZQ整流后變成直流信號，該信 號經(jīng)輸入信號放大器IF放大后進入多路選通開關Ul的輸入端Y0，多路選通開關Ul的信 號輸出端Z與CPU的POO端連接，S0、S1、S2為選擇通道的地址線，分別與CPU的P10、P11、 P12端連接，當線路中出現(xiàn)過載、短路故障時，CPU的P20端輸出脫扣信號，使磁通變換器TK 動作，斷路器跳閘。圖2中的信號采集放大電路只畫出了一個，當同一斷路器設置多個電流 互感器時，可增加信號采集放大電路的數(shù)量，不同信號采集放大電路的輸出信號分別接多路選通開關Ul的不同輸入端。當一個智能控制器控制多個斷路器時，信號采集放大電路的 數(shù)量可能大于多路選通開關Ul輸入端的數(shù)量，此時可根據(jù)需要增加多路選通開關Ul的數(shù)量。
參看圖6、圖7，本發(fā)明中的開關機構(gòu)由手柄9、連桿10、動觸頭扛桿6、鎖扣7、跳扣 11、動觸頭13、靜觸頭14組成，其間的控制連接關系為1.開關合閘時，通過操作手柄9順時針回轉(zhuǎn)至圖7位置，通過連桿10帶動動觸頭 扛桿6逆時針轉(zhuǎn)動，從而使動觸頭13與靜觸頭14接觸，完成合間工作；2.開關分閘時，通過操作手柄9逆時針回轉(zhuǎn)至圖6位置，通過連桿10帶動動觸頭 扛桿6順時針轉(zhuǎn)動，從而使動觸頭13與靜觸頭14分離，完成分閘工作；3.上述和、分閘動作的基礎是跳扣11和鎖扣7在A處掛扣，并且使得動觸頭13與 跳扣11在B處搭接；4.手柄9內(nèi)部裝有反力彈簧，開關合閘時，操作手柄9克服彈簧反力順時針轉(zhuǎn)動， 通過連桿10帶動動觸頭扛桿6逆時針轉(zhuǎn)動，從而帶動動觸頭13與靜觸頭14接觸，實現(xiàn)合 閘。這時，連桿10軸線與手柄9回轉(zhuǎn)孔和動觸頭扛桿6連桿孔連線方向一致，由于動觸頭 13的反力作用和傳動鏈的在同一軸線方向的自鎖作用，使得開關合閘狀態(tài)得到保持。5.在故障狀態(tài)下脫扣時(過載、短路、漏電等)，磁通變換器TK或磁后備保護脫扣 器12動作，使得鎖扣7順時針轉(zhuǎn)動與跳扣11在A處的掛扣脫開，從而使得跳扣11逆時針 轉(zhuǎn)動并與動觸頭13在B處的搭接脫開，動觸頭13在反力彈簧的作用下迅速順時針轉(zhuǎn)動與 靜觸頭14脫離，同時，傳動鏈失去自鎖作用，手柄9在反力彈簧的作用下迅速返回，帶動動 觸頭扛桿6順時針轉(zhuǎn)動，通過其凸頭2聯(lián)動頂桿復位杠桿8實現(xiàn)對磁通變換器TK的再次儲 能，跳扣11順時針轉(zhuǎn)動再次完成與鎖扣7的掛扣和與動觸頭13的搭接，做好下次合閘的準 備。
權(quán)利要求
一種便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，它包括開關機構(gòu)和電流互感器，所述開關機構(gòu)由手柄(9)、連桿(10)、動觸頭扛桿(6)、鎖扣(7)、跳扣(11)、動觸頭(13)、靜觸頭(14)組成，其特征是，增設智能控制器和磁通變換器(TK)，所述電流互感器接于斷路器出線(15)上，其輸出信號接智能控制器的輸入端，所述磁通變換器(TK)的頂桿(17)驅(qū)動開關機構(gòu)的鎖扣(7)，其控制端接智能控制器的輸出端；所述開關機構(gòu)上設置有頂桿復位杠桿(8)，所述頂桿復位杠桿(8)的中部鉸接在斷路器本體外殼(1)上，其一端與磁通變換器(TK)的頂桿(17)活動連接，另一端由設置于開關機構(gòu)的動觸頭扛桿(6)端部的凸頭(2)驅(qū)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，其特征是，增設磁后備保護脫扣 器(12)，所述磁后備保護脫扣器(12)的線圈接于開關機構(gòu)的動觸頭(13)與斷路器出線 (15)之間，其銜鐵驅(qū)動開關機構(gòu)的鎖扣(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，其特征是，增設滅弧室(3)， 所述滅弧室(3)接于開關機構(gòu)的動觸頭(13)與靜觸頭(14)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，其特征是，所述電流互感器設置 多個，分別連接于流過斷路器的各相電流電路及零序電流電路中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，其特征是，所述開關機構(gòu)和磁通 變換器(TK)安裝于斷路器本體外殼(1)內(nèi)部，所述電流互感器和智能控制器安裝于斷路器 本體外殼(1)外部，電流互感器固定于斷路器本體外殼(1)下部的互感器安裝框架(4)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，其特征是，所述智能控制器由 CPU、信號采集放大電路、多路選通開關(Ul)、輸出信號放大器(FD)、鍵盤(KB)和液晶顯示 器(LCD)構(gòu)成，所述信號采集放大電路設置多個，每個信號采集放大電路均由整流橋(ZQ) 和輸入信號放大器(IF)構(gòu)成，所述整流橋(ZQ)的輸入端接一個電流互感器的輸出信號，輸 出端經(jīng)輸入信號放大器(IF)接多路選通開關(Ul)的一個輸入端；所述多路選通開關(Ul) 的信號輸出端接CPU的POO端，所述輸出信號放大器(FD)的輸入端接CPU的P20端，輸出 端接磁通變換器(TK)的控制線圈；所述鍵盤(KB)接CPU的PORTl接口 ；所述液晶顯示器 (LCD)接 CPU 的 P0RT2 接 口。
全文摘要
一種便于調(diào)節(jié)的智能小型斷路器，它包括開關機構(gòu)和電流互感器，改進后，增設智能控制器和磁通變換器，所述電流互感器接于斷路器出線上，其輸出信號接智能控制器的輸入端，所述磁通變換器的頂桿驅(qū)動開關機構(gòu)的鎖扣，其控制端接智能控制器的輸出端；所述開關機構(gòu)上設置有頂桿復位杠桿，所述頂桿復位杠桿的中部鉸接在斷路器本體外殼上，其一端與磁通變換器的頂桿活動連接，另一端由設置于開關機構(gòu)的動觸頭扛桿端部的凸頭驅(qū)動。本發(fā)明體積小、能耗低，額定電流和保護延時時間可調(diào)，使用靈活方便，而且可實現(xiàn)線路的選擇性保護功能，有效地防止越級跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，增加了配電系統(tǒng)的靈活性和可靠性。
文檔編號H01H71/24GK101950713SQ20101027984
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者張信明 申請人:河北寶凱電器有限公司