开关操作机构及断路器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及断路器领域，尤其涉及一种开关操作机构及断路器。
【背景技术】
[0002]根据国家电网的要求，在预付费电表的线路中，智能电表的下端线路中需安装小型智能断路器，称为电能表外置断路器，作费控、线路保护和自动重合闸之用。当用户电表欠费时，小型断路器可以自动断开线路，在用户续交电费前，如果人为扳动手柄合闸，手柄会被扳动到合闸位置，但是断路器触头仍处于断开位置，并且手柄会自动复位至分闸位置，用户无法自行取电。只有当用户续费后，小型智能断路器才会自动重合闸，闭合电路，进行供电。
[0003]同时，标准要求，在智能断路器闭合过程中，只允许断路器动触头处于闭合或者最大断开位置，避免断路器在合闸过程中因线路突然断电或重合闸模块零件功能失效而导致的断路器动触头停止在中间位置，因为动触头停留在中间位置时，动、静触头之间的电气间隙可能会远小于触头最大开距，在线路再次供电时，断路器动、静触头存在击穿的风险，同时断路器进、出线端存在接通的可能性，带来安全隐患。
[0004]中国专利CN201420506972.3公开了一种断路器的重合闸装置，根据国家电网近期修订的标准，该专利存在以下缺陷:第一，自动重合闸过程中，动触头可停止在闭合和最大断开位置之间的任何位置，存在隐患；第二，电能表欠费后，用户往合闸位置扳动手柄，此时断路器触头可以接通，仍能合闸供电，不符合国家电网的规定；第三，没有采用内轴传动，当用户欠费了，用户可以通过流氓操作破坏极与极之间联动的手柄，从而达到欠费仍能继续用电的目的，也就是无法实现真正的费控，不符合国网的要求。
[0005]针对以上缺陷，有必要设计一种开关操作机构，以解决以上问题，达到符合国家电网的要求。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题在于，针对现有相关技术存在的缺陷，提供一种可靠性高的开关操作机构及断路器。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种断路器的开关操作机构，包括外壳、设置在所述外壳内的驱动单元、与所述驱动单元传动连接的传动齿轮、与所述传动齿轮传动连接并伸出所述外壳以与断路器本体内限制件配合的杠杆、与所述传动齿轮传动连接并在储能后可释能的储能单元、以及与所述储能单元传动连接并伸出所述外壳以与所述断路器本体内手柄配合的传动单元；
[0008]所述驱动单元通过驱使所述传动齿轮正转带动所述储能单元转动进行储能，所述储能单元储能达到最大后释能，带动所述传动单元转动，所述传动单元促使所述手柄向合闸方向转动，以使所述断路器本体合闸；
[0009]所述驱动单元通过驱使所述传动齿轮反转带动储能单元复位，储能单元复位后，所述传动齿轮继续反转带动所述杠杆转动，所述杠杆压制所述限制件，使得断路器本体脱扣并限制所述断路器本体合闸。
[0010]优选地，所述储能单元包括同轴设置在所述传动齿轮上的转轴、相对且可转动连接在所述转轴侧面上的两个连杆、分别与所述连杆铰接的两个支撑柱、以及两个可伸缩的弹性件；所述弹性件的一端设置在所述支撑柱上，另一端设置在所述外壳上；
[0011]所述转轴在所述传动齿轮转动带动下在一第一位置转动至一第二位置；
[0012]在所述第一位置，所述支撑柱和所述连杆的铰接点、所述连杆与所述转轴的连接点、以及所述转轴的圆心呈三角形排布，所述弹性件处于原始状态或储能状态；
[0013]在所述第二位置，所述支撑柱和所述连杆的铰接点、所述连杆与所述转轴的连接点、以及所述转轴的圆心在一直线上，所述弹性件经压缩储能达到最大。
[0014]优选地，所述传动齿轮与所述转轴配合的表面设有弧形的齿轮槽，所述转轴与所述传动齿轮配合的表面设有弧形的第一凸台，所述第一凸台沿所述齿轮槽延伸方向可移动地配合在所述齿轮槽内；所述传动齿轮转动带动所述齿轮槽内壁抵压所述第一凸台，通过所述第一凸台带动所述转轴转动；
[0015]所述齿轮槽位于所述传动齿轮的圆心外围，所述第一凸台位于所述转轴的圆心外围；并且，所述齿轮槽对应的角度α减去所述第一凸台对应的角度βI后等于或大于所述断路器本体手柄分合闸转动角度。
[0016]优选地，所述传动单元位于所述储能单元远离所述传动齿轮的一侧；
[0017]所述传动单元包括与所述转轴传动连接并同轴设置在所述转轴上的传动件、以及与所述传动件传动连接的内轴；所述内轴一端插设在所述传动件远离所述转轴的一端上，另一端伸出所述外壳以与所述断路器本体内手柄配合；所述传动件转动通过所述内轴传动，使得所述断路器本体合闸。
[0018]优选地，所述传动件与所述转轴配合的表面设有弧形的凹槽，所述转轴与所述传动件配合的表面设有弧形的第二凸台，所述第二凸台沿所述凹槽延伸方向可移动地配合在所述凹槽内；所述转轴转动带动所述第二凸台抵压所述凹槽内壁，带动所述传动件转动；
[0019]所述凹槽位于所述传动件的圆心外围，所述第二凸台位于所述转轴的圆心外围；并且，所述凹槽对应的角度γ减去所述第二凸台对应的角度β2后等于或大于所述断路器本体手柄分合闸转动角度的2倍。
[0020]优选地，该开关操作机构还包括对应所述传动件设置在所述外壳内的微动开关，所述微动开关与所述驱动单元电连接；
[0021]所述传动件的侧面还凸设有在所述断路器本体合闸时触动所述微动开关、使得所述微动开关输出控制信号控制所述驱动单元停止的触动件。
[0022]优选地，该开关操作机构还包括设置在所述传动齿轮和杠杆之间的联动件；所述外壳内设有供所述联动件定位其中并可移动的导向槽；
[0023]所述传动齿轮的侧面设有与所述联动件一端可分离抵接的凸块，所述联动件的另一端与所述杠杆配合，所述传动齿轮转动通过所述凸块驱动所述联动件沿所述导向槽移动，从而驱使所述杠杆圆周转动以压制所述限位件。
[0024]优选地，所述驱动单元包括驱动电机、以及同轴设置在所述驱动电机输出轴上的伞齿轮；
[0025]所述传动齿轮为与所述伞齿轮嗤合的传动伞齿轮。
[0026]优选地，所述外壳包括相配合连接的第一壳体和第二壳体；所述驱动单元、传动齿轮、杠杆以及储能单元设置在所述第一壳体上；
[0027]所述第一壳体的内面设有供所述杠杆可转动配合其上的定位轴、供所述驱动单元定位其上的第一定位部、供所述传动齿轮可转动定位其上的定位槽、以及供所述储能单元定位的第二定位部；
[0028]所述定位槽的中部位置设有贯通所述第一壳体的定位孔，所述传动齿轮的一侧配合在所述定位孔内。
[0029]本发明还提供一种断路器，包括断路器本体以及上述任一项的开关操作机构，所述开关操作机构设置在所述断路器本体一侧上；
[0030]所述开关操作机构的传动单元伸入所述断路器本体内，与所述断路器本体内的手柄配合，通过转动促使所述手柄向合闸方向转动，使所述断路器本体合闸；
[0031]所述开关操作机构的杠杆一端伸入所述断路器本体内，与所述断路器本体内的限位件配合，通过转动压制所述限位件或解制。
[0032]本发明的开关操作机构，用于断路器，具有较高的可靠性和合理性；通过驱动单元、传动齿轮、杠杆、传动单元以及储能单元相配合；通过储能单元和传动单元配合，储能单元进行储能并能驱动传动齿轮快速反转复位及传动单元转动，断路器本体迅速合闸，断路器本体触头具有较大的闭合速度和良好的接通性能，避免触头可停止在闭合和最大断开位置之间的任何位置，提高安全性；通过传动带动杠杆转动以使杠杆压制断路器本体的限位件，限制合闸，避免在欠费条件下用户通过流氓操作使断路器合闸而继续供电。
[0033]本发明可用于断路器本体的自动合闸和脱扣操作，适用于智能电能表线路中具有欠费自动分闸、续费自动重合闸要求的场合。
【附图说明】
[0034]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0035]图1是本发明一实施例的开关操作机构的结构示意图；
[0036]图2是图1所示开关操作机构的爆炸图；
[0037]图3是图1所示开关操作机构的移除第二壳体后的结构示意图；
[0038]图4、图5分别是图3所示开关操作机构中传动齿轮处于第一位置和第二位置的结构示意图；
[0039]图6是图3所示开关操作机构中传动齿轮和转轴的配合结