一种具有远程控制功能的智能微型断路器的制作方法

本申请涉及电路保护器的领域，尤其是涉及一种具有远程控制功能的智能微型断路器。

背景技术：

断路器，能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。

目前市场上的智能微型断路器，安装宽度均大于普通断路器，多为在普通断路器的左侧或者右侧加装分合闸电操机构来实现远程控制，从而导致整体的占用空间变大，难以满足安装需求。

技术实现要素：

为了实现微型断路器自身携带远程控制功能、减少整体占用空间、满足安装需求，本申请提供一种具有远程控制功能的智能微型断路器，在保留原有的人为控制的基础上，具有远程控制断路器合闸或分闸的效果，降低整体的占用空间，有利于安装。

本申请提供的一种具有远程控制功能的智能微型断路器，采用如下的技术方案：

一种具有远程控制功能的智能微型断路器，包括有壳体，所述壳体上设置有用于连接线路的进线端和出线端；所述壳体上设置有手柄，所述手柄通过一第一连杆连接有动触头操作机构，手柄转动并驱使动触头操作机构动作以实现进线端和出线端的接通或断开；所述手柄通过一第二连杆连接有电动操作机构，所述电动操作机构包括有活动连接于壳体的脱扣件，所述壳体内设置有远程控制通信模块；所述远程控制通信模块控制所述电动操作机构中的脱扣件或手柄动作以实现动触头操作机构动作，从而实现进线端和出线端的接通或断开。

通过采用上述技术方案，通过转动手柄，可是人为现实动触头操作机构的转动，从而实现进线端和出线端的接通或断开，即人为控制断路器的合闸或分闸。在壳体内设置有远程控制通信模块用来接收外界信号，然后再根据外界信号来驱动电动操作机构动作以实现脱扣件和手柄动作，从而实现动触头操作机构的转动，进而实现进线端和出线端的接通或断开。这种微型断路器具有远程控制合闸或分闸的功能，且无需借助外接的分合闸电操机构，整体上占用空间较小，在同等的配电箱空间下，可安装更多的数量。

优选的，所述壳体内还设置有电流脱扣器，所述电流脱扣器包括有动铁芯、静铁芯、复位弹簧以及推杆，所述复位弹簧位于静铁芯和动铁芯之间并对动铁芯施加远离静铁芯的力；当电流脱扣器通过的电流过大时，所述动铁芯向静铁芯靠近并驱使推杆伸出以撞击动触头操作机构；所述电流脱扣器还包括有穿设于动铁芯的驱动件以及反力弹簧；所述驱动件与推杆相对固定设置，所述反力弹簧对驱动件施加远离静铁芯的力；所述电动操作机构还包括有受控于远程控制通信模块的电机组件、与电机组件的输出轴固定连接的螺杆以及螺纹连接在螺杆上的螺母；所述脱扣件与螺母啮合，所述螺母与手柄通过第二连杆连接；所述脱扣件位于驱动件的一侧并能够顶动驱动件移动以实现推杆推动动触头操作机构动作，进线端和出线端断开。

通过采用上述技术方案，电流脱扣器本身具有电流过大或过载时进行脱扣保护的效果，具体方式是通过动铁芯移动并顶动推杆移动，推杆移动并推动动触头操作机构转动实现断路器分闸。驱动件和推杆相对固定后，只要推动驱动件向动触头操作机构移动，便可实现推杆推动动触头操作机构，最终实现断路器分闸。若断路器为合闸状态时，电机组件工作并驱动螺母朝远离手柄的方向移动，螺母移动一段距离后与脱扣件啮合并驱使脱扣件顶动驱动件移动以实现动触头操作机构动作，断路器分闸；在此状态下，用户若命令断路器锁死（即螺母位于最远离手柄的位置处），可以实现分闸锁死，断路器不能够再人为手动合闸，当断路器由于线路中过电流故障而分闸后，用户无法人工合闸，提高安全性，避免安全隐患。若断路器为分闸状态时，可以通过电机组件工作并驱动螺母朝靠近手柄的方向移动，螺母带动脱扣件远离驱动件移动后，螺母不再与脱扣件啮合，螺母带动第二连杆顶动手柄转动，从而实现断路器合闸，用户若命令断路器锁死（即螺母位于最靠近手柄的位置处），则实现合闸锁死，在此状态下，断路器不能够再人为手动分闸，可以避免部分人员因为误操作而导致断路器分闸。若用户不命令断路器锁死，正常的工作状态是：通过第二连杆合闸后，电机反转，螺母移动至自由位置处，此时，手柄可以人工分闸或合闸。需要提及的是，当电流过大或过载时，动铁芯受到吸引力移动，此时是复位弹簧被压缩，当电流正常时，也是靠复位弹簧的作用力实现动铁芯复位，反力弹簧在此过程中不会被压缩。当为远程控制断路器分闸时，脱扣件顶动驱动件，驱动件带动推杆并使得推杆顶动动触头操作机构，此时是反力弹簧受力被压缩，当脱扣件不在对驱动件施力时，也是靠反力弹簧的作用力实现驱动件和推杆复位，在此过程中，复位弹簧不会被压缩。两种情况依靠不同的弹簧复位，增加了弹簧的使用寿命，保证了断路器的瞬间保护性能。

优选的，所述脱扣件包括有转动连接于壳体的齿轮以及滑动连接于壳体的齿条，所述齿轮与所述螺母啮合，所述齿轮和齿条啮合，所述齿条的一端位于驱动件的一侧并能够顶动驱动件移动；所述驱动件与所述齿条为两个独立的部件，或两者相互固定。

通过采用上述技术方案，齿轮和齿条的配合更加稳定，齿条可以水平设置在驱动件的一侧，移动更加稳定。其中，驱动件与齿条如果为两个独立的部件，具有结构稳定，可靠性高的优点。驱动件与齿条如果相互固定的话，可以采用同一个部件一体生成，具有成本低的优点。

优选的，所述齿条上开有供齿轮通过的让位槽。

通过采用上述技术方案，可以缩小齿轮和齿条之间的距离，减少齿轮和齿条所需要的空间大小，同时还可以满足齿轮转动一段后不再与齿条啮合。

优选的，所述脱扣件包括有转动连接于壳体的脱扣板，所述脱扣板上的部分齿形结构与所述螺母啮合，所述脱扣板远离铰接处的一端为凸轮面，所述凸轮面能够顶动驱动件移动。

通过采用上述技术方案，脱扣板为一个整体的部件，有利于安装方便。

优选的，所述驱动件朝向脱扣板的一端固定设置有抵接部。

通过采用上述技术方案，增大被抵接的面积，方便脱扣板顶住抵接部并驱使驱动件移动。

优选的，所述壳体上固定连接有可发生形变的限位柱，当电机组件驱动断路器合闸时，脱扣板的凸轮面卡在限位柱远离驱动件的一侧以实现脱扣板的限位。

通过采用上述技术方案，当需要电动实现断路器合闸时，脱扣板的凸轮面朝向远离驱动件的方向转动，直到脱扣板的凸轮面转动至限位柱远离驱动件的一侧后，螺母与脱扣板不再啮合，需要提及的是，限位柱只有一端与壳体固定，在脱扣板转动通过限位柱时，限位柱可以受力发生形变。当电机组件不工作时，螺母没有驱动脱扣板转动，脱扣板的凸轮面与限位柱抵接，起到限位柱转动的效果，避免脱扣板撞击驱动件而造成误脱扣的现象。

优选的，所述手柄上开有供第一连杆插入的第一铰接孔，所述手柄上开有与第二连杆滑动配合的异形槽。

通过采用上述技术方案，异形槽的设置便于第二连杆与手柄的活动连接，可以同时满足电动操作机构和人为手动驱动对手柄的控制。

优选的，所述螺母上安装有反光元件，所述壳体内分别设置有用于检测反光元件位置并对应断路器分闸的第一检测点、用于检测反光元件位置并对应螺母在自由位置处的第二检测点、以及用于检测反光元件位置并对应断路器合闸的第三检测点。

通过采用上述技术方案，第一检测点、第二检测点以及第三检测点和反光元件的配合便于提供螺母的位置，从而便于远程显示和区分断路器状态以及辅助判断断路器故障的原因。其中，自由位置处为断路器分闸和合闸之间的螺母所在的一个特定位置，当螺母停在这个自由位置时，第二连杆插入异形槽的一端位于异形槽内的上端部处，这样可以实现手柄的人工分闸或合闸。

优选的，所述壳体上设置有模式选择开关，通过模式选择开关选择本地模式和远程模式；当选择本地模式时，电动操作机构功能处于关闭状态，此时远程无法控制断路器合闸或分闸；当选择远程模式时，电动操作机构功能处于打开状态，此时可以通过远程控制断路器合闸或分闸。

通过采用上述技术方案，可以根据实际情况选择是否要有远程控制的功能，实用性强。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1.通过电机组件驱动螺母移动，电机组件受控于远程控制通信模块，通过接收信号实现电机组件的正反转，从而实现螺母的移动，最终实现远程控制断路器分闸或合闸；

2.远程控制断路器分闸或者合闸时，可以实现分闸锁死或者合闸锁死，适用于不同的情况，具有提高操作安全性和避免误操作的效果。

附图说明

图1是实施一的整体结构示意图；

图2是实施一中隐藏部分壳体后的断路器分闸状态的局部结构示意图；

图3是实施一中凸显电动操作机构、电流脱扣器以及动触头操作机构的局部结构示意图；

图4是实施一中的电流脱扣器的局部结构剖面示意图；

图5是实施一中的电动操作机构的结构示意图；

图6是实施一中凸显第一检测点、第二检测点、第三检测点、反光元件以及螺母的爆炸示意图；

图7是实施例二中隐藏部分壳体后的局部结构示意图；

图8是实施例二中的电动操作机构的结构示意图。

附图标记：1、壳体；2、进线端；3、出线端；4、手柄；5、第一铰接孔；6、第一连杆；7、动触头操作机构；8、静触头；9、动触头；10、电动操作机构；11、第二连杆；12、远程控制通信模块；13、通信接口；14、控制电路板；15、电流脱扣器；16、动铁芯；17、反力弹簧；18、推杆；19、第二铰接孔；20、螺杆；21、螺母；22、脱扣件；23、电机；24、减速齿轮箱；25、异形槽；26、齿轮；27、齿条；28、让位槽；29、反光元件；30、第一检测点；31、第二检测点；32、第三检测点；33、模式选择开关；34、脱扣板；35、凸轮面；36、抵接部；37、限位柱；38、驱动件；39、静铁芯；40、复位弹簧。

具体实施方式

实施利一：

本实施例公开一种具有远程控制功能的智能微型断路器，参照图1、图2，包括有壳体1，壳体1上设置有用于连接导线的进线端2和出线端3，壳体1上转动连接有手柄4，手柄4上开有第一铰接孔5，第一铰接孔5内插入有第一连杆6，第一连杆6的另一端连接有动触头操作机构7。进线端2电连接有静触头8，动触头操作机构7上固定有动触头9，动触头9与出线端3电连接，动触头操作机构7通过转动可以实现动触头9和静触头8的接触或分离，从而实现进线端2和出线端3的接通或断开，即实现断路器的合闸或分闸。

参照图2、图3，壳体1内设置有电动操作机构10，手柄4与电动操作机构10之间通过设置有第二连杆11实现连接。壳体1内设置有用于控制电动操作机构10是否工作的远程控制通信模块12，远程控制通信模块12包括有设置在壳体1上的通信接口13以及控制电路板14。电动操作机构10动作能够实现动触头操作机构7的转动，从而实现进线端2和出线端3的接通或断开，最终实现断路器的合闸或分闸。

参照图2、图3，壳体1内还设置有位于电动操作机构10与动触头操作机构7之间的电流脱扣器15。电流脱扣器15上的线圈一端与进线端2电连接，另一端电连接静触头8。

参照图3、图4，电流脱扣器15包括有动铁芯16、静铁芯39、复位弹簧40以及推杆18。复位弹簧40位于静铁芯39和动铁芯16之间并对动铁芯16施加远离静铁芯39的力，动铁芯16朝向静铁芯39的一端与推杆18接触。当通过电流脱扣器15上的线圈的电流过大时，动铁芯16受到引力，动铁芯16向静铁芯39靠近并驱使推杆18伸出以撞击动触头操作机构7，动触头操作机构7转动，从而实现断路器分闸。

参照图3、图4，电流脱扣器15还包括有穿设于动铁芯16的驱动件38以及反力弹簧17。驱动件38与推杆18相对固定设置，反力弹簧17对驱动件38施加远离静铁芯39的力。

参照图2、图3，电动操作机构10包括有受控于远程控制通信模块12的电机组件、与电机组件的输出轴固定连接的螺杆20、螺纹连接在螺杆20上的螺母21以及活动连接于壳体1的脱扣件22。其中，电机组件包括有电机23和减速齿轮箱24，电机23可以选用直流有刷电机、也可以选用直流无刷电机或交流电机；减速齿轮箱24可以选用直齿轮减速齿轮箱24，也可以选用行星齿轮减速箱。脱扣件22与螺母21部分啮合，且脱扣件22位于驱动件38的一侧并能够顶动驱动件38移动以实现推杆18推动动触头操作机构7动作。螺母21上开有供第二连杆11的一端插入的第二铰接孔19，手柄4上开有供第二连杆11的另一端滑动连接且呈弧形设置的异形槽25。异形槽25的设置便于第二连杆11与手柄4的活动连接，可以同时满足电动操作机构10和人为手动驱动对手柄4的控制。

参照图2、图3，脱扣件22包括有转动连接于壳体1的齿轮26以及滑动连接于壳体1的齿条27，齿轮26与螺母21的下端啮合，齿轮26和齿条27啮合，齿条27的一端位于驱动件38的一侧并能够顶动驱动件38移动。需要提及的是，驱动件38与齿条27为两个独立的部件，具有结构稳定，可靠性高的优点。

当断路器为合闸状态时，电机组件工作可以驱动螺母21朝远离手柄4的方向移动，螺母21移动一段距离后先与齿轮26啮合并带动齿轮26逆时针转动，螺母21再与齿轮26分离，使得齿条27向右移动并顶动驱动件38移动以实现动触头操作机构7动作，断路器分闸；在此状态下，用户若命令断路器锁死（即螺母21位于最远离手柄4的位置处），可以实现分闸锁死，断路器不能够再人为手动合闸，当断路器由于线路中过电流故障而分闸后，用户无法人工合闸，提高安全性，避免安全隐患。若断路器为分闸状态时，可以通过电机组件工作并驱动螺母21朝靠近手柄4的方向移动，螺母21带动齿轮26顺时针转动直到螺母21不再与齿轮26啮合，在这个过程中，齿条27向远离动触头操作机构7的方向移动，驱动件38在反力弹簧17的作用力下复位，同时螺母21带动第二连杆11顶动手柄4转动，从而实现断路器合闸，用户若命令断路器锁死（即螺母21位于最靠近手柄4的位置处），实现合闸锁死，在此状态下，断路器不能够再人为手动分闸，可以避免部分人员因为误操作而导致断路器分闸。若用户不命令电机组件锁死，正常的工作状态是：通过第二连杆11合闸后，电机23反转，螺母21移动至自由位置处，此时，手柄4可以人工分闸或合闸。其中，自由位置为断路器分闸和合闸之间的螺母21所在的一个特定位置，当螺母21停在这个自由位置时（为图2时的状态），第二连杆11插入异形槽25的一端位于异形槽25内的上端部处，这样可以实现手柄4的人工分闸或合闸。还需要提及的是，齿轮26和齿条27的配合更加稳定，齿条27可以水平设置在驱动件38的一侧且直接对准动驱动件38，驱动件38和齿条27的接触、移动更加稳定。

参照图5，齿条27上开有供齿轮26通过的让位槽28，可以缩小齿轮26和齿条27之间的距离，减少齿轮26和齿条27所需要的空间大小，同时还可以满足齿轮26转动一段后不再与齿条27啮合。

参照图2、图6，螺母21上安装有反光元件29，壳体1内分别设置有用于检测反光元件29位置并对应断路器分闸的第一检测点30、用于检测反光元件29位置并对应螺母21在自由位置处的的第二检测点31、以及用于检测反光元件29位置并对应断路器合闸的第三检测点32。第一检测点30、第二检测点31以及第三检测点32均设置在控制电路板14上，第一检测点30、第二检测点31以及第三检测点32和反光元件29的配合便于提供螺母21的位置，从而便于远程显示和区分断路器状态以及辅助判断断路器故障的原因。

参照图1、图2，壳体1上设置有模式选择开关33，通过模式选择开关33选择本地模式和远程模式；当选择本地模式时，电动操作机构10功能处于关闭状态，此时远程无法控制断路器合闸或分闸；当选择远程模式时，电动操作机构10功能处于打开状态，此时可以通过远程控制断路器合闸或分闸。可以根据实际情况选择是否要有远程控制的功能，实用性强。

具体工况效果如下：

当断路器上的模式选择开关33选择为本地模式时，通过转动手柄4，可以人为手动实现断路器的合闸和分闸，此时无法远程控制断路器远程合闸或分闸。

当断路器上的模式选择开关33选择为远程模式时，电动操作机构10可以控制断路器的远程合闸或分闸。若电机23没有工作时，断路器依旧支持人为手动转动手柄4实现断路器的合闸或分闸。若电机23工作且螺母21移动至靠近手柄4的一端，断路器实现远程控制合闸且合闸锁死，无法人为手动通过转动手柄4分闸；若电机23工作且螺母21移动至远离手柄4的一端，断路器实现远程分闸且分闸锁死，无法人为手动通过转动手柄4合闸。

本申请通过远程控制通信模块12用来接收外界信号，然后再根据外界信号来驱动电动操作机构10动作以实现动触头操作机构7的转动，进而实现进线端2和出线端3的接通或断开。这种微型断路器具有远程控制合闸或分闸的功能，且无需借助外接的分合闸电操机构，整体上占用空间较小，在同等的配电箱空间下，可安装更多的数量。

此外，关于复位弹簧40和反力弹簧17的设置，需要解释的是，当电流过大或过载时，动铁芯16受到吸引力向靠近静铁芯39移动，此时是复位弹簧40被压缩，当电流正常时，也是靠复位弹簧40的作用力实现动铁芯16复位，反力弹簧17在此过程中不会被压缩。当为远程控制断路器分闸时，脱扣件22顶动驱动件38，驱动件38带动推杆18并使得推杆18顶动动触头操作机构7，此时是反力弹簧17受力被压缩，当脱扣件22不在对驱动件38施力时，也是靠反力弹簧17的作用力实现驱动件38和推杆18复位，在此过程中，复位弹簧40不会被压缩。两种情况依靠不同的弹簧复位，增加了弹簧的使用寿命，保证了断路器的瞬间保护性能。

实施例二：

与实施例一不同的是，驱动件38与齿条27相互固定连接，可以将驱动件38与齿条27作为一个同一个部件一体生成，具有成本低的优点。

实施例三：

参照图7、图8，与实施例一不同的是，脱扣件22为转动连接于壳体1的脱扣板34，脱扣板34上的部分齿形结构与螺母21啮合，脱扣板34远离铰接处的一端为凸轮面35，凸轮面35能够顶动驱动件38移动。相比较实施一，实施例三中的脱扣板34为一个整体的部件，有利于安装方便。

参照图7、图8，与实施例一不同的是，铁芯朝向脱扣板34的一端固定设置有抵接部36，增大可以被抵接的面积，方便脱扣板34顶住抵接部36并驱使驱动件38移动。

参照图7、图8，与实施例一不同的是，壳体1上固定连接有可发生形变的限位柱37，当电机组件驱动断路器合闸时，脱扣板34的凸轮面35卡在限位柱37远离驱动件38的一侧以实现脱扣板34的限位。当需要电动实现断路器合闸时，脱扣板34的凸轮面35朝向远离驱动件38的方向转动，直到脱扣板34的凸轮面35转动至限位柱37远离驱动件38的一侧后，螺母21与脱扣板34不再啮合，需要提及的是，限位柱37只有一端与壳体1固定，在脱扣板34转动通过限位柱37时，限位柱37可以受力发生形变。当电机组件不工作时，螺母21没有驱动脱扣板34转动，脱扣板34的凸轮面35与限位柱37远离动触头操作机构7的一端抵接，起到限位柱37转动的效果，避免脱扣板34撞击驱动件38而造成误脱扣的现象。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。