一种剩余电流保护断路器的制作方法

本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种剩余电流保护断路器。

背景技术：

断路器是一种常用的电气设备，用于在电路出现诸如短路或过载等的故障时及时中断电路中的电流，由此防止发生意外。当断路器具有自动重合闸的功能时，能够实现对电路的自动检测及保护，保证用户安全、连续、可靠的使用电力资源，在使用时一般安装在配电箱柜体内，和其他电器产品共同保证线路的正常运行。

随着低压电器行业智能化要求越来越高，需要断路器产品在具备接原有的保护功能基础上，需要具有多种信息传输与控制功能，在某些情况下还要满足客户直接替换载波通讯盒等外接模块的要求，在需要配套多种功能的情况下，势必会造成断路器产品尺寸的增加，当产品需要在比较小规格的配电箱中使用时，如规格为235*142*99mm的配电箱，传统的具有的自动重合闸功能的剩余电流保护断路器体积较大，智能化程度不高，无法满足市场的需要。

技术实现要素：

基于上述背景，本发明提供一种剩余电流保护断路器，对断路器内部元件进行重新布局，通过优化电操机构的结构，从而降低断路器的整体高度，在具备多种智能化功能的前提下可应用在规格较小的电表箱内。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种剩余电流保护断路器，包括绝缘外壳、负载端、电源端、触头系统、电动操作机构、电子控制单元和零序互感器，所述负载端、电源端、触头系统、电动操作机构和电子控制单元均设于所述绝缘外壳内，所述电动操作机构包括电机，所述零序互感器的穿心孔可设于b相或c相内，所述电机沿所述断路器的宽度方向对应设置于所述零序互感器的一侧，且沿所述断路器的高度方向设置在n极联结板上方，所述载波与无线通讯一体化模块沿所述断路器的高度方向对应的设置在所述零序互感器的上方。

优选的，所述零序互感器的穿心孔设于b相内，所述电机与所述零序互感器对应设置于n极内。

优选的，所述零序互感器的穿心孔设于c相内，所述电机与所述零序互感器对应设置于a相内。

优选的，所述载波与无线通讯一体化模块可活动卡设于面盖上，并与所述电子控制单元可热拔插的连接。

优选的，还包括联结板，所述联结板包括a相联结板、b相联结板、c相联结板和n极联结板，所述b相联结板或c相联结板的长度最短。

优选的，所述电子控制单元还包括gps模块，所述gps模块可通过有线或无线的方式与所述电子控制单元连接，并通过所述电子控制单元将位置信息传输给外部控制中心。

优选的，所述电子控制单元还包括密码模块，所述密码模块与所述电子控制单元电气连接，并可对所述电子控制单元传输给外部控制中心的数据进行加密处理。

优选的，所述电子控制单元至少包括一电子线路板组件，所述电子线路板组件设于n极内。

优选的，所述电动操作机构还包括离合机构和连杆机构，所述离合机构的一端与所述电机的转动轴相连，另一端与所述连杆机构活动连接，所述离合机构可使所述连杆机构与所述电机同步运动或分离。

优选的，所述n极联结板为柔性结构。

本发明的有益效果如下：

1、本发明将电机设置在零序电流互感器的一侧，且将电机的一端设于基座内，有效克服了现有结构中将电机设于零序电流互感器的上方导致的高度较大的问题，使高度明显降低；

2、本发明将电操机构中的连杆机构采用扁平化设计，连杆机构的高度低于手柄最高端部的高度，使断路器的整体高度得到进一步的降低，有效克服了背景技术中的问题，可适应深度较小的配电箱。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是本发明的剩余电流保护断路器的总装示意图。

图2是本发明的剩余电流保护断路器的断路器本体结构示意图。

图3是本发明的剩余电流保护断路器的执行机构示意图。

图4是本发明的剩余电流保护断路器的中盖结构示意图。

图5是本发明的剩余电流保护断路器的联结板示意图。

图6是本发明的剩余电流保护断路器的绝缘件示意图。

图7是本发明的剩余电流保护断路器的面盖的结构示意图。

图8是本发明的剩余电流保护断路器的中盖另一角度结构示意图。

图9是本发明的剩余电流保护断路器的另一角度示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位用语以图1中所示位置为准。

请参考图1至图9所示，本发明的实施例提供了一种剩余电流保护断路器，包括：绝缘外壳100、电源端400和负载端300所述绝缘外壳100包括断路器本体1、中盖2和面盖3，所述中盖2设于所述断路器本体1和所述面盖3之间，且所述中盖2分别与所述断路器本体1和所述面盖3之间通过螺丝固定，所述断路器本体1采用3p+n的形式，即包括a、b、c和n极，其中a、b、c三相设有过载保护，n极可设有过载保护，也可不设过载保护，具体可根据产品的实际应用进行调整。所述断路器本体1包括基座10、联结板101、零序互感器103、触头系统104、手柄105、灭弧室106、执行机构107、操作机构和电子控制单元500，所述零序互感器103、触头系统104、手柄105、灭弧室106、操作机构和电子控制单元500均设于所述基座100内，所述触头系统104包括动触头和静触头，所述联结板101的一端通过螺丝固定在所述基座100上，另一端穿过所述零序互感器103并与所述触头系统104的动触头相连，所述操作机构与所述动触头关联，通过拨动手柄105可带动所述操作机构动作，进而所述操作机构带动所述动触头动作，从而可以实现所述动触头与所述静触头的断开与闭合。当所述动触头与所述静触头闭合时即合闸，主回路通电；当所述动触头与所述静触头断开时即分闸，主回路断电。所述灭弧室106位于靠近所述触头系统104的位置，所述动触头和所述静触头断开时产生的电弧可进入到所述灭弧室106中，并在所述灭弧室106中被切割冷却，从而达到灭弧的目的。

所述零序互感器103置于所述基座100内，且与电子控制单元500电气连接，联结板101均穿过所述零序互感器103的孔心，进而可以实现主回路中剩余电流的实时监测，所述零序互感器103可持续将监测到的剩余电流信号发送给所述电子控制单元500。请参考图1和图5所示，所述联结板101包括a相联结板1011、b相联结板1012、c相联结板1013和n极联结板1014，其中a相联结板1011和c相联结板1013相对所述b相联结板1012为左右对称结构，所述b相联结板1012为直排结构，所述n极联结板1014为柔性结构，此时b相联结板1012的长度最短。所述联结板101采用刚性和柔性结合的方式，可充分利用空间，使空间布局更加合理。当然，也可将c相联结板1013设置为直排结构，将b相联结板1012和n极联结板1014设置相对c相联结板1013左右对称，此时，c相联结板1013的长度最短。此外，也可将所述n相联结板1014设置为刚性结构，只要可保证断路器的正常工作即可，在此不做限定。

请参考图6所示，在所述零序互感器103的中心还设有绝缘件109，在所述绝缘件109的芯部设有通孔112，所述通孔112的延伸方向和所述绝缘件109的长度方向相同，在所述绝缘件的外周还设有若干均匀分布的挡板110，相邻所述挡板110之间形成可供所述联结板101通过的空间。具体的，在本实施例中，所述通孔112可使所述b相联结板1012通过，所述相邻挡板110之间形成的空间可分别使所述a相联结板1011、c相联结板1013和n相联结板1014通过，通过所述通孔112和所述挡板110，使所述a相联结板1011、b相联结板1012、c相联结板1013和n极联结板1014之间形成良好的绝缘，保证电气安全。

请参考图1和图3所示，所述执行机构107设于所述基座100和所述中盖2之间，在所述中盖2靠近所述基座100的一侧设有可容纳所述执行机构107的空腔，所述执行机构107设于所述空腔内，并通过螺丝与所述中盖2相固定。本实施例执行机构107直接安装在所述中盖2中，取消了现有方案中在所述基座100内设置支撑板一放置所述执行机构的设计，这种方式既可以减小装配件的数量，又可以使断路器在高度方向尺寸减小。

所述执行机构107所述电子控制单元500电气连接，所述执行机构107包括永磁体1072、导柱1071和弹簧1073，所述弹簧1073套设在所述导柱1071上，所述导柱1071为含铁材质，在所述永磁体1072和所述导柱1071之间可产生磁力，所述导柱1071可与所述手柄105相接触或分离。当所述电子控制单元500监测到剩余电流时，向所述执行机构107发出指令，所述执行机构107接收到所述电子控制单元500发出的指令后，在所述弹簧1073弹力的作用下，所述操作机构带动所述触头系统104的动触头与所述静触头相分离，起到保护的作用；当电路故障解除后，在所述手柄105的推动下，所述弹簧1073和所述导柱1071向靠近所述永磁体1072的方向运动，在所述永磁体1072的磁力作用下，所述弹簧1073被重新压缩，进而完成所述执行机构107的复位。

较佳的，所述断路器本体1还包括电流互感器102，所述电流互感器102设于所述基座100内，所述中盖2对所述电流互感器102进行限位。在本实施例中在a、b、c相的每一极都对应设有一电流互感器102，所述a相联结板1011、b相联结板1012、c相联结板1013分别穿对应极的电流互感器102，且所述电流互感器102与所述电子控制单元500电气连接，所述外部控制中心或所述电子控制单元500根据所述电流互感器102采集到的电流值对断路器进行实时监测。所述a相联结板1011、b相联结板1012、c相联结板1013可穿过所述电流互感器102后再穿过所述零序互感器103，也可穿过所述零序互感器103后再分别穿过对应的电流互感器，只要保证电流互感器102和所述零序互感器103的正常工作即可，在此不做限定。

请参考图4所示，所述中盖2上设有电动操作机构200，所述电动操作机构200包括电机201、离合机构202和连杆机构203，所述离合机构202的一端与所述电机201的转动轴相连，另一端与所述连杆机构203活动连接，所述连杆机构203与所述手柄105相连接，所述手柄105的端部套设在所述连杆机构203上，所述连杆机构203整体上呈扁平状设计且所述连杆机构203的高度低于所述手柄105的最高端部。当所述电机201转动时，所述离合机构202在所述电机201的带动下同步转动，从而带动所述连杆机构203转动，所述连杆机构203可带动所述手柄105运动，进而实现脱扣或合闸；当所述电机201停转且需要手动操作时，所述手柄105可带动所述连杆机构203运动，所述连杆机构203带动所述离合机构202转动，通过所述离合机构202实现所述连杆机构203与所述电机201的分离，达到手动操作省力的目的。

如图2所示，所述电机201设于所述零序电流互感器103的左侧或右侧，且所述电机201的一端伸入所述基座100内，另一侧穿过所述中盖2，且所述电机201沿所述断路器的高度方向设置在n极联结板1014的上方，即：所述电动操作机构200的电机201沿所述断路器宽度方向与所述零序互感器103依次对应设置，所述电机201设于所述零序互感器103的左侧或右侧均可。在本实施例中，所述电动操作机构200设于所述零序电流互感器103的右侧。请参考图2所示，所述零序互感器103的穿心孔可设于b相或c相，当所述电机201设于n极时，所述零序互感器103的穿心孔设于b相内，当所述电机201设于a极时，所述零序互感器103的穿心孔设于c相内。通过采用将所述电机201布置在零序电流互感器103的一侧的设计，既不影响本体内部的元件布局，节省了高度方向上的空间，又可以与所述离合机构202结合，实现重合闸功能。

请参考图1和图7所示，所述剩余电流保护断路器的面盖3上还设有可放置载波与无线通讯一体化模块301的第一凹槽302，所述载波与无线通讯一体化模块301卡设与所述第一凹槽302内，所述第一凹槽302与所述零序互感器103沿所述断路器的高度方向对应设置，所述载波与无线通讯一体化模块301与所述电子控制单元500可热插拔的连接，即在所述第一凹槽302的底部设有与所述载波与无线通讯一体化模块301相连接的接口303，所述载波与无线通讯一体化模块301上设有接插端子，所述载波与无线通讯一体化模块301放入所述第一凹槽302后所述接插端子可与所述接口303相连接，所述接口303的另一端与所述电子控制单元500电气连接，通过所述接口303实现了所述载波与无线通讯一体化模块301与所述电子控制单元500的电气连接，所述载波与无线通讯一体化模块301可接收所述电子单元传输的数据，并对接收的数据进行处理后传输给集中器，同样，所述载波与无线通讯一体化模块301可接收来自集中器的指令，并将指令进行处理，转化为所述电子控制单元500可以接收的数据后传输给所述电子控制单元500，所述电子控制单元500在接收到指令后对断路器执行对应的操作。当需要更换所述载波与无线通讯一体化模块301时，直接将所述载波与无线通讯一体化模块301从所述凹槽302被拔出即可，从而实现了与所述电子控制单元500的带电可插拔替换。在所述面盖3上还设有所述电子控制单元500的操作空间和显示空间，通过所述面盖3可对所述电子控制单元500进行操作，并可读取所述电子控制单元500的显示数据。

请参考图8所示，在所述中盖2上设有第二凹槽206，所述凹槽206设于n极内，所述电子控制单元500包括一电子线路板组件，所述电子线路板组件设于所述第二凹槽206内，且与所述中盖2相固定，所述第二凹槽206的底部与所述基座1相绝缘，从而保证所述电子线路板组件的绝缘设置，实现电气安全。所述第二凹槽206的深度和所述断路器要实现的功能相关，当所述断路器需要满足多种功能时，所述第二凹槽206的深度可相应增加，以满足较大体积的线路板组件的放置。

在本实施例中，所述断路器内还设有gps模块，所述gps模块可设于所述电子控制单元500上，并可通过有线或无线的方式与所述电子控制单元500连接，所述gps模块可对所述断路器在线路中的位置进行定位，并将位置信息通过所述电子控制单元500传输至外部控制中心，当线路中出现故障时，所述外部控制中心可根据所述gps模块提供的位置信息很快获知故障断路器的位置信息，从而有效节省故障排查时间。

在本实施例中，所述断路器内还设有密码模块，所述密码模块可设置在所述电子控制单元500上，且与所述电子控制单元500电气连接，所述密码模块可对所述电子控制单元500传输给所述外部控制中心的数据进行加密处理，从而为信息安全提供保障。

以上仅为本发明的较佳实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。