开关电器的测温结构的制作方法

1.本实用新型涉及低压电器领域，特别是涉及一种开关电器的测温结构。


背景技术：

2.在低压配电系统中，开关电器常用于保护供电电路安全，应用非常广泛。但是，在保护线路正常运行的过程中，由于开关电器触头与触头之间的接触电阻、接线端子和外接导线之间的接触电阻以及其他零件的电阻存在，使得在电流流过开关电器时会发热产生热量，特别当接线端子和外接导线之间由于种种原因导致接触不良时，温度会快速升高，往往在开关电器的内部过流保护元件还未动作时就导致烧毁电器本身，所以需要实时检测开关电器的温度，防止烧毁。
3.虽然现有检测开关电器的温度可以把温度传感器用胶水或其他方式把传感器固定在外壳上，使温度传感器与开关电器触头或者接线板接线端子处于同一腔室；或者，把温度传感器用胶水或其他方式固定到开关电器触头或接线板上，但仍具有以下缺点：
4.(1)胶水连接不稳定，在运行过程中无法确保温度传感器是否粘黏牢固，从理论上说这种检测温度的方式检测准确度很难保证，且温度传感器成本高；
5.(2)装配难度大，当温度传感器与控制电路板采用导线等电连接，测量多极开关电器的温度时，走线复杂，装配难度大，降低生产效率；
6.(3)介电性能差，使温度传感器与接线板共处一腔室，或者直接接触，本身测温系统是弱电系统，而开关电器主电路电力系统通常为强电，若绝缘防护未能做到位，电力系统的波动常伴随瞬时过电压，会导致测温系统击穿，产品功能丧失，甚至是导致电气火灾，会危及人民生命和财产安全。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、安全性高、安装方便、适用性强的开关电器的测温结构。
8.为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
9.一种开关电器的测温结构，包括测温单元，测温单元包括第一壳体和导热元件，第一壳体沿开关电器的厚度方向与开关电器并排设置，在第一壳体内设有电路板以及与电路板连接的温度传感器，第一壳体上设有用于避让导热元件的避让孔，导热元件的一端插入穿过第一壳体上的避让孔与温度传感器配合，导热元件的另一端插入开关电器将热量传递至温度传感器。
10.优选的，所述开关电器包括第二壳体，第二壳体设有用于容纳导热元件的绝缘通道。
11.优选的，所述第二壳体内设有接线端子，所述绝缘通道的外壁构成用于容纳接线端子的腔体，导热元件的另一端插入绝缘通道与接线端子接触配合。
12.优选的，包括一个或多个开关电器，当包括多个开关电器时，多个开关电器沿开关
电器的厚度方向并排设置，多个开关电器的绝缘通道同轴设置。
13.优选的，开关电器的绝缘通道的一端凸起形成插入块，绝缘通道的另一端凹陷形成与插入块配合的插入槽，用于与相邻的开关电器配合。
14.优选的，包括多个开关电器，多个开关电器沿开关电器的厚度方向并排设置，所述多个开关电器包括一个第一开关电器和至少一个第二开关电器，至少一个第二开关电器设置在第一开关电器与第一壳体之间；所述第二开关电器的绝缘通道为通孔结构，所述第一开关电器的绝缘通道为沉孔结构，导热元件横穿至少一个第二开关电器，再插入第一开关电器的沉孔结构。
15.优选的，所述的开关电器分别设有对应进线端的接线端子和对应出线端的接线端子，测温单元包括两个导热元件，其中一个导热元件与开关电器对应进线端的接线端子配合，另一个导热元件与开关电器对应出线端的接线端子配合。
16.优选的，所述电路板还包括驱动电路，所述驱动电路与开关电器的操作机构连接。
17.优选的，所述导热元件包括垂直连接的传递部和感应部，传递部插入开关电器，感应部与温度传感器相对设置。
18.优选的，所述接线端子包括接线板、接线框和接线螺钉，接线板包括限位部以及与限位部连接的压线部，接线框套在压线部上；所述导热元件为铜片，导热元件位于对应接线端子的限位部的上方，导热元件的侧面与接线框相对设置。
19.本实用新型的开关电器的测温结构，通过导热元件将开关电器的温度传递至温度传感器，当开关电器由于接触电阻增大而导致温度升高时，电路板通过温度传感器采集开关电器的温度，避免温度继续升高导致开关电器烧毁。
20.此外，所述导热元件可以传递多个开关电器和多个接线端子的热量，具有零件数量少和成本低的特点。
21.此外，用于容纳导热元件的绝缘通道的外壁，同时又是构成用于容纳接线端子的腔体的一部分，绝缘通道不仅可以起到绝缘防护导热元件的作用，而且接线端子产生的热量可以通过绝缘通道传递给导热元件，可以更快速传递热量。
附图说明
22.图1是本实用新型开关电器的测温结构爆炸图的一侧；
23.图2是本实用新型开关电器的测温结构爆炸图的另一侧；
24.图3是本实用新型图2的局部放图；
25.图4是本实用新型开关电器的测温结构的局部剖视图；
26.图5是本实用新型导热元件的结构示意图；
27.图6是本实用新型开关电器和测温装置的整体结构示意图；
28.图7是本实用新型测温装置的结构示意图。
具体实施方式
29.如图1
‑
2所示，本实用新型的开关电器的测温结构，包括测温单元，测温单元包括第一壳体100和导热元件200，第一壳体100沿开关电器300的厚度方向与开关电器300并排设置，在第一壳体100内设有电路板110以及与电路板 110连接的温度传感器120，第一壳体
100上设有用于避让导热元件200的避让孔(图中未示出)，导热元件200的一端穿过第一壳体100上的避让孔与温度传感器120配合，导热元件200的另一端插入开关电器300将热量传递至温度传感器120。
30.本实用新型的开关电器的测温结构，通过导热元件200将开关电器300的温度传递至温度传感器120，当开关电器300由于接触电阻增大而导致温度升高时，电路板110通过温度传感器120采集开关电器300的温度，避免温度继续升高导致开关电器300烧毁。
31.以下结合附图1至7给出的实施例，进一步说明本实用新型的开关电器的测温结构的具体实施方式。本实用新型的开关电器的测温结构不限于以下实施例的描述。
32.如图1
‑
2所示，本实用新型的开关电器的测温结构包括测温单元，所述测温单元包括第一壳体100和导热元件200，第一壳体100沿开关电器300的厚度方向与开关电器300并排设置，在第一壳体100内设有电路板110以及与电路板110连接的温度传感器120，第一壳体100上设有用于避让导热元件200的避让孔，导热元件200的一端插入穿过第一壳体100上的避让孔与温度传感器120 接触配合，导热元件200的另一端插入开关电器300挨着开关电器的发热部位，将热量传递至温度传感器120。
33.如图1所示，本实用新型的开关电器的测温结构包括一个测温单元和至少一个开关电器300，测温单元包括第一壳体100，电路板110设于第一壳体100 内，第一壳体100沿开关电器300的厚度方向与开关电器300并排设置。本实施例为两极断路器，包括两个开关电器300，两个开关电器300各设有两个接线端子310，且两个接线端子310分别对应进线端和出线端；一个电路板110上设有两个导热元件200，其中一个导热元件200与至少两个开关电器300对应进线端的接线端子310接触配合，另一个导热元件200与至少两个开关电器300对应出线端的接线端子310接触配合，所有开关电器300对应进线端的接线端子 310通过一个导热元件200传递温度，同理，对应出线端的接线端子310通过另一个导热元件200传递温度，不需要每个开关电器300都单独对应设置一个独立的导热元件200，具有零件数量少和成本低的特点，而且一个开关电器300、两个或两个以上开关电器300都可以适用，具有适应性强的特点。优选特别适用于多个开关电器300的情况，测温单元通过导热元件200一次插入多个开关电器300的避让孔与温度传感器120配合。
34.具体的，本实施例测温装置的测温单元用于测量的是两极断路器，即包括两个开关电器300，两极断路器分别接入不同相极，每极断路器由一个开关电器300构成，即包括两个开关电器300。当然，所述的测温单元也可以用于单极或三极或三极以上的断路器，都属于本实用新型的保护范围。所述开关电器300 包括第二壳体320以及分别设置在第二壳体320内的触头系统(图中未示出)、操作机构(图中未示出)、过电流保护装置(图中未示出)、对应进线端的接线端子310和对应出线端的接线端子310，两个接线端子310分别设置在开关电器 300的两端，图1中能够看到一端的接线端子310，图2中能够看到另一端的接线端子310，所述触头系统通过两个接线端子310接入对应的电路，触头系统闭合时导通对应电路为负载供电，过电流保护装置用于在电路出现过载和短路等故障时驱动操作机构脱扣，通过操作机构使触头系统分断将电路断开进行保护。可以理解的是，也可以通过其它装置代替所述的过电流保护装置实现保护功能，这里不做具体限定。
35.如图5所示，所述第二壳体320设有用于容纳导热元件200的绝缘通道330，因为电路板110为弱电，而开关电器300通常为强电，所以通过绝缘通道330 不仅可以保证导热元
件200的绝缘防护，防止开关电器300因电压波动产生瞬时过电压击穿测温装置，导致产品失效或是火灾等更严重的后果，而且绝缘通道330还可以限位导热元件200，起到安装和固定的作用。
36.进一步，所述绝缘通道330设置在接线端子310的一侧，绝缘通道330的外壁构成用于容纳接线端子310的腔体，导热元件200的另一端插入绝缘通道 330与接线端子310接触配合，使绝缘通道330不仅可以起到绝缘防护导热元件 200的作用，而且接线端子310产生的热量可以通过绝缘通道330传递给导热元件200，可以更快速传递热量，提高温度测量的灵敏性。此外，由于开关电器 300正常工作时，电流经过就会产生热量，而且接线端子310如果在装配过程中焊接不牢固，或者接线端子310与外接导线之间接触不良，都会导致局部的接触电阻增大，进而导致该位置温度升高。因此通过两个导热元件200分别与两个接线端子310配合，不仅能够对开关电器300温度进行全面的监测，而且还具成本低的特点。可以理解的是，测温单元也可以只设置一个导热元件200，仅传递对应进线端的接线端子310的热量，或出线端的接线端子310的热量，或者增加导热元件200的数量，例如用于监测触头系统的温度等，如与触头系统的静触头接触配合，或在动触头合闸时与动触头配合，都属于本实用新型的保护范围。
37.进一步，当包括多个开关电器300时时，多个开关电器300沿开关电器300 的厚度方向并排设置，多个开关电器300的绝缘通道330同轴设置，导热元件 200能够依次穿过多个绝缘通道330后，再插入最末端的绝缘通道330，使多个开关电器300能够共用一个导热元件200，不需要每个开关电器300都单独对应设置一个独立的导热元件200。
38.具体的，本实施例的一个测温单元同时用于测量多个开关电器300，所述多个开关电器300包括一个第一开关电器300a和至少一个第二开关电器300b，第一开关电器300a与第一壳体100间隔设置，至少一个开关电器300设置在第一开关电器300a与第一壳体100之间，所述第二开关电器300b的绝缘通道330 为通孔结构，所述第一开关电器300a的绝缘通道330为沉孔结构，导热元件200 横穿至少一个第二开关电器300b，再插入第一开关电器300a的沉孔结构内限位配合，沉孔结构用于推动导热元件200远离温度传感器120的一端。可以理解的是，开关电器300的个数为n，且n大于等于2，第二开关电器300b的数量为n
‑
1，第一开关电器300a的数量为1，也可以不需要区分通孔和沉孔，第一开关电器300a上也可以是通孔，远离第一壳体100侧的开口通过盖子密封即可。
39.进一步，所述的至少两个开关电器300的绝缘通道330的一端分别凸起形成插入块331，绝缘通道330的另一端分别凹陷形成与另一绝缘通道330上插入块331配合的插入槽332。通过将插入块331插入到插入槽332内配合，不仅可以起到限位的作用，而且插入块331多出的表面可以提高导热元件200到接线端子310之间的爬电距离，进一步提高绝缘保护效果。
40.优选的，所述第二壳体320由相对设置上壳320a和下壳320b组成，绝缘通道330分别由上壳320a的上通道330a和下壳320b的下通道330b组成，在上通道330a和下通道330b的两端也设有所述的插入槽332和插入块331，同样可以起到提高爬电距离的作用。
41.优选的，所述第一壳体100上分别设有与插入块331配合的插入槽332，或者与插入槽332配合的插入块331，如果绝缘通道330朝向最外侧第二壳体320 凸起，则最外侧第二壳体320的绝缘通道330上设有与插入块331配合的插入槽332；如果绝缘通道330远离最外侧
第二壳体320凸起，则最外侧第二壳体320的绝缘通道330上设有插入槽332配合的插入块331。
42.如图5所示，本实施例的导热元件200采用成本低且导热性能佳的金属材料或非金属材料，所述导热元件200成l字形结构，导热元件200包括垂直连接的传递部210和感应部220，感应部220与温度传感器120相对设置，最外侧的开关电器300，也就是第一开关电器300a的壳体推动导热元件200远离温度传感器120一端的传递部210，使导热元件200靠近温度传感器120一端的感应部220压紧在温度传感器120上，保证感应部220和温度传感器120能够紧密地贴合在一起，导温元件200可以是简单的金属板，也是合金或非金属，具有良好的导温性即可，传递部210是接收并传递热量的，感应部220与温度传感器相接触，因导温元件200具有良好的导热性，所以传递部210和感应部220 温度一致，保证温度传感器120能通过导温元件200感应到开关电器300内的温度，再将数据传给线路板。可以理解的是，所述感应部220和温度传感器120 也可以不接触，例如在感应部220和温度传感器120之间设置导热硅胶等导热材料，都属于本实用新型的保护范围。
43.优选的，所述传递部210插入开关电器300，传递部210远离感应部220的一端的两侧分别设有倾斜的导入面211，导入面211能够便于导热元件200插入到绝缘通道330内，感应部220与温度传感器120相对设置，能够加快热量的传递。优选的，所述导热元件200为铜片。
44.如图3所示，所述开关电器300的两个接线端子310结构基本相同，接线端子310包括接线板以及套在接线板上的接线框311，接线框311上设有接线螺钉(图中未示出)，旋拧接线螺钉能够将外接导线固定在接线板与接线框311之间，所述导热元件200与对应接线端子310的接线座和接线板配合。
45.具体的，所述接线板包括成t字形结构的接线部，接线部包括限位部312 以及与限位部312连接的压线部313，接线框311的内径小于限位部312的宽度且大于压线部313的宽度，接线框311套在压线部313上与限位部312限位配合，所述导热元件200位于对应接线端子310的限位部312的上方，导热元件 200的侧面与接线框311相对设置，该位置不仅可以留出限位部312下方的空间，便于外接导线插入到接线框311内，而且可以到接线板的距离近，可以更快接收到温度变化。此外，限位部312的宽度大，在限位部312与导热元件200之间温度传递更快。可以理解的是，本实施例仅示出一种接线端子310的结构，而接线端子310具有多种结构，这里不做具体限定。
46.如图7所示，所述电路板110还包括与开关电器300的操作机构连接的驱动电路130，所述第一壳体100内还设有驱动机构，电路板110通过温度传感器 120采集开关电器300的温度，当温度达到一定值后，驱动电路130能够通过驱动机构驱动操作机构使触头系统分断将电路断开，所述驱动机构可以为电磁脱扣器，通过联动轴驱动开关电器300的操作机构脱扣，驱动机构也可以为包括电机的电动机构，通过电机驱动传动齿轮使开关电器300的操作机构脱扣。可以理解的是，还可以设置报警单元(图中未示出)，如蜂鸣器和/或指示灯，所述电路板110可以同时与驱动电路130和报警单元连接，驱动电路130和报警单元可以都集成在电路板110上，也可以仅选择驱动电路130和报警单元中的一者进行连接。同时采用驱动电路130和报警单元时，报警单元可用于指示跳闸原因为温度过高，而不是过载和短路等故障，只采用报警单元而不设置驱动电路130时，则仅具有报警功能，提醒用户进行检
查，而不具有自动跳闸的功能，都属于本实用新型的保护范围。本实施例的开关电器也可以是具有远程控制功能的断路器，所述电路板110还起到控制具有远程控制功能的断路器的作用。
47.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。