专利名称：电弧故障自动断路开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种开关，更具体地说，涉及一种应用于低压配电供给系统中的、当输电线路之间由于故障引发输电线路之间的跳火并产生电弧燃烧时可自动切断供电的电弧故障自动断路开关。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种电弧故障自动断路开关，它主要由壳体、故障检测组件、脱扣组件和控制电路板构成；所述故障检测组件、脱扣组件和控制电路板位于所述壳体的内部；在所述壳体的内部还设有一对串联在开关电源输入、输出回路中的动触头和静触头；所述故障检测组件的信号输出端与所述控制电路板的信号输入端相连；所述控制电路板的信号输出端与所述脱扣组件相连；所述脱扣组件的执行元件与所述动触头相连。
所述壳体由上盖、底盖和中间隔板组成，彼此间通过螺钉连接；在上盖和中间隔板之间固定有所述控制电路板；在中间隔板和底盖之间固定有所述故障检测组件、脱扣组件和与电源输入端、输出端相连的动触头、静触头；在所述壳体的底座侧面设有电源相线输入端子、电源相线输出端子、电源零线输出端子和电源零线输入端子；在壳体的顶面突出部分设有开关启动手动拨钮和试验检测按钮。
所述故障检测组件包括电弧故障检测电阻、短路检测线圈和对地漏电检测线圈；所述电弧故障检测电阻和短路检测线圈串联在开关电源输入、输出供电线路中；所述对地漏电检测线圈的磁环套在电源输入、输出双线回路上的。
所述电弧故障检测电阻为一用镍铬材料制成的扁平双金属电阻片，它串联开关电源输入端和输出端回路中，其一端通过导线与所述动触头相连，另一端通过安装件所述控制电路板信号输入端相连。
所述静触头通过一金属卡子与电源输入端子相连；所述动触头上设有一凸头，该凸头穿过开关启动手动拨钮上的一圆孔，与启动手动拨钮相连，其另一端通过导线与所述电弧故障检测电阻相连；所述动触头的另一端还和所述脱扣组件中的复位拉簧相连。
所述短路检测线圈为一组合线圈，它的内部依次同心、相套有电磁铁线圈和铁芯。
所述脱扣组件由扣件、弹簧、复位拉簧、脱扣、电磁脱扣机构电磁构件组合而成；所述电磁脱扣机构电磁构件包括依次同心、相连的脱勾、弹簧和套在短路检测线圈内的电磁铁线圈、铁芯；所述扣件的一端设有一缺口，它卡固在壳体上的试验检测按钮上的缺口上，其另一端通过弹簧与脱扣相连，脱扣的另一端又与复位拉簧相连，复位拉簧的另一端与开关内的所述动触头相连；另外，脱扣组件内的脱扣与所述电磁脱扣机构电磁构件内的脱勾相连。
当供电线路中未发生故障时，开关内的所述动触头和静触头是闭合的，开关电源输入端和输出端相连，开关有电源输出。当线路中发生故障时，故障检测组件就将检测到的故障信号传输至控制电路板，控制电路板将检测到的故障信号进行放大、滤波处理后，通过驱动电路使脱扣组件内的电磁脱扣机构电磁构件内的电磁铁线圈产生磁场，并推动套在其内的铁芯运动，带动弹簧、脱勾动作，使与脱勾相连的脱扣连动，脱扣又通过拉簧使与之相连的动触头动作，将动触头和静触头断开，切断电源，开关停止供电。
由于本实用新型采用以上技术方案，所以它具有集电弧故障、对地漏电故障、短路故障和过流故障等多种故障检测功能于一身的特点，它能在正常供电时自动检测故障，并实现在极短时间内自动切断电源供给。本实用新型在供电系统正常供电时，不需要额外供电的情况下，以在线方式将上述信息进行自动识别处理后，直接驱动电磁脱扣组件，使其动作，迅速将动静触头断开，切断电源；故障排除后，按下开关启动手动拨钮，复位拉簧动作，使开关动静触头闭合，系统恢复供电。本实用新型是一机电一体化开关组件，可以大大降低电弧故障的发生和减少生命财产的损失，避免由于电弧引发的燃烧扩大。另外，本实用新型结构紧凑、体积小巧、运行可靠、无需另加工作电源，安装方便，可对低压配电设备提供可靠的安全保护。
所述壳体1由上盖11、底盖12和中间隔板13组成，彼此间通过螺钉连接。在上盖11和中间隔板13之间设有控制电路板4；在中间隔板13和底盖12之间固定有故障检测组件2和脱扣组件3。请参看图5，在壳体1的底座12侧面底角部分设有电源相线输入端子；在底座12的另一侧面设有电源相线输出端子、电源零线输出端子和带电源零线接入护套线的电源零线输入端子；另外，在外壳1的上盖11的顶面突出部分设有开关启动手动拨钮8和试验检测按钮7。
所述故障检测组件2固定、安装在壳体1的中间隔板13和底座12之间，它包括电弧故障检测电阻21、短路检测线圈22和对地漏电检测线圈23。
电弧故障检测电阻21为一用镍铬材料制成的扁平双金属电阻片，它串联在电源回路中，其一端通过导线与动触头5相连，另一端通过安装件211、垫片、螺钉与短路检测线圈22的信号输出端相连，短路检测线圈22的信号输出端又通过导线与对地漏电检测线圈23的信号输出端相连，对地漏电检测线圈23的信号输出端与控制电路板4的信号输入端相连。电弧故障检测电阻21的作用是通过电弧故障检测电阻获得产生电弧故障的电压信号；同时，本实用新型还利用该电弧故障检测电阻的热稳性好，及其金属热形变的物理特性，起过载保护的作用。当供电线路中产生电弧或供电线路长时间过载时，电弧故障检测电阻21将故障信号传输至控制电路板4，控制电路板4对检测到的故障信号进行滤波、放大处理后，通过驱动电路使与控制电路板4信号输出端相连的电磁铁线圈361产生磁场，推动套在其内的铁芯362运动，带动与之相连的脱扣组件3动作，将开关内与电源输入端输出端相连的动静触头断开、切断电源。
短路检测线圈22为一组合线圈，它的内部依次同心、相套有电磁铁线圈361和铁芯362。该短路检测线圈22串联在开关输出相线中(如图3所示)，其作用是获得短路时的超大电流信号，利用该短路电流使套在短路检测线圈22内的电磁铁线圈361产生磁场，推动套在其内的铁芯362运动，带动与之相连的脱扣组件3迅速动作，将与开关电源输入端、输出端相连的动静触头迅速断开，切断电源。
对地漏电检测线圈23固定在底座12内，它通过套在电源输入、输出双线回路上的磁环将对地漏电电流信号转换成电压信号，及时发现接地电流，它的信号输出端与控制电路板4相连。控制电路板4对检测到的故障信号进行滤波、放大处理后，通过驱动电路使与控制电路板4信号输出端相连的电磁铁线圈361产生磁场，推动套在其内的铁芯362运动，带动与之相连的脱扣组件3动作，将开关内与电源输入端输出端相连的动静触头断开、切断电源。
所述脱扣组件3由扣件31、弹簧32、复位拉簧33、脱扣34、电磁脱扣机构电磁构件35组合而成。电磁脱扣机构电磁构件35包括依次同心、相连的脱勾351、弹簧352、电磁铁线圈361、短路检测线圈22和铁芯362。所述扣件31的一端设有一缺口311，它卡固在试验检测按钮7上的缺口71上，其另一端通过弹簧32与脱扣34相连，脱扣34的另一端又与一复位拉簧33相连，复位拉簧33的另一端与开关内的动触头5上的一挂钩52相连。另外，脱扣组件3内的脱勾351与脱扣34相连。当供电线路中发生故障时，控制电路板4将检测到的故障信号处理后，通过驱动电路使电磁脱扣机构电磁构件35内的电磁铁线圈361产生磁场，推动套在其内的铁芯362运动，带动弹簧352、脱勾351动作，脱勾351使与之相连的脱扣34连动，脱扣34又通过拉簧33使与之相连的动触头5动作，将动触头5和静触头6断开，切断电源，开关停止供电。
在本实用新型底座12内设有一对动触头5和静触头6。该动静触头5、6串接在开关电源相线中(如图3所示)。静触头6通过金属卡子61与电源输入端子相连。动触头5上设有一凸头51，该凸头51穿过开关启动手动拨钮8上的一圆孔81，与启动手动拨钮8相连，另外动触头5还通过导线与电弧故障检测电阻21、安装组件211、短路检测线圈22、对地漏电检测线圈23、安装组件53与电源输出端子9相连。正常情况下，即供电线路中未发生电弧、短路、过流故障时，动静两触头是闭合的，开关电源输出端有电源输出。当供电线路中发生故障时，故障检测组件2将检测到的故障信号传输至控制电路板4，控制电路板4对检测到的故障信号处理后，驱动脱扣组件3，使之动作，将与电源输入端、输出端相连的动静触头5、6断开，切断电源，停止供电。
图3为本实用新型工作原理框图。如图所示，上述的动触头5、静触头6、电弧故障检测电阻21和短路检测线圈22是串接在开关电源输入、输出供电线路中的，而对地漏电检测线圈23的磁环套在电源输入、输出双线回路上的。所述控制电路板4主要包括信号放大处理电路和驱动电路，它主要是将电弧故障检测电阻21和对地漏电检测线圈23检测到的故障信号进行放大处理后，通过驱动电路，使脱扣组件3动作，从而使开关内的动静触头5、6断开，切断开关的电源输出。电弧故障检测电阻21、对地漏电检测线圈23实时监测供电线路的工作状态，其信号输出端直接与控制电路板4相连，一旦发生故障，控制电路板4对故障检测组件输出的信号进行放大、滤波处理后，通过驱动电路使脱扣组件3动作，从而使开关内的动静触头断开，切断电源输出；而短路检测线圈22是直接驱动脱扣组件3内的电磁铁线圈、铁芯动作，将开关内的动静触头断开，切断电源输出。图4为本实用新型控制电路板4的具体电路图。它是一典型的信号放大(IC1、IC2)、滤波(C1-、C2、C9、C3等)、驱动(三极管Q4～Q5)电路，在此不在详述。
图5为本实用新型使用连线图。
本实用新型的工作原理是当供电线路中未发生故障时，开关内的动触头和静触头是闭合的，开关电源输入端和输出端相连，开关有电源输出。当线路中发生电弧故障、对地漏电故障和过载故障时，故障检测组件就将检测到的这些故障信号传输至控制电路板，控制电路板对故障信号进行放大、滤波处理后，驱动脱扣组件动作，将与电源输入端、输出端相连的动触头和静触头断开，切断电源输出，停止供电。故障排除后，拨动开关启动手动拨钮8重新使开关内的动触头和静触头闭合，继续供电。如果供电线路中的故障没有排除，即使手动将动静触头闭合，本实用新型电弧故障自动短路开关内的动静触头仍将自动脱扣断开，停止供电；只有将故障排除后，手动闭合动静触头后，开关才能继续供电。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何基于本实用新型技术方案的等效变换均属于本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种电弧故障自动断路开关，其特征在于它主要由壳体、故障检测组件、脱扣组件和控制电路板构成；所述故障检测组件、脱扣组件和控制电路板位于所述壳体的内部；在所述壳体的内部还设有一对串联在开关电源输入、输出回路中的动触头和静触头；所述故障检测组件的信号输出端与所述控制电路板的信号输入端相连；所述控制电路板的信号输出端与所述脱扣组件相连；所述脱扣组件的执行元件与所述动触头相连。
2.根据权利要求1所述的电弧故障自动断路开关，其特征在于所述壳体由上盖、底盖和中间隔板组成，彼此间通过螺钉连接；在上盖和中间隔板之间固定有所述控制电路板；在中间隔板和底盖之间固定有所述故障检测组件、脱扣组件和与电源输入端、输出端相连的动触头、静触头；在所述壳体的底座侧面设有电源相线输入端子、电源相线输出端子、电源零线输出端子和电源零线输入端子；在壳体的顶面突出部分设有开关启动手动拨钮和试验检测按钮。
3.根据权利要求2所述的电弧故障自动断路开关，其特征在于所述故障检测组件包括电弧故障检测电阻、短路检测线圈和对地漏电检测线圈；所述电弧故障检测电阻和短路检测线圈串联在开关电源输入、输出供电线路中；所述对地漏电检测线圈的磁环套在电源输入、输出双线回路上的。
4.根据权利要求3所述的电弧故障自动断路开关，其特征在于所述电弧故障检测电阻为一用镍铬材料制成的扁平双金属电阻片，它串联开关电源输入端和输出端回路中，其一端通过导线与所述动触头相连，另一端通过安装件所述控制电路板信号输入端相连。
5.根据权利要求2或4所述的电弧故障自动断路开关，其特征在于所述静触头通过一金属卡子与电源输入端子相连；所述动触头上设有一凸头，该凸头穿过开关启动手动拨钮上的一圆孔，与启动手动拨钮相连，其另一端通过导线与所述电弧故障检测电阻相连；所述动触头的另一端还和所述脱扣组件中的复位拉簧相连。
6.根据权利要求3所述的电弧故障自动断路开关，其特征在于所述短路检测线圈为一组合线圈，它的内部依次同心、相套有电磁铁线圈和铁芯。
7.根据权利要求1或4或6所述的电弧故障自动断路开关，其特征在于所述脱扣组件由扣件、弹簧、复位拉簧、脱扣、电磁脱扣机构电磁构件组合而成；所述电磁脱扣机构电磁构件包括依次同心、相连的脱勾、弹簧和套在短路检测线圈内的电磁铁线圈、铁芯；所述扣件的一端设有一缺口，它卡固在壳体上的试验检测按钮上的缺口上，其另一端通过弹簧与脱扣相连，脱扣的另一端又与复位拉簧相连，复位拉簧的另一端与开关内的所述动触头相连；另外，脱扣组件内的脱扣与所述电磁脱扣机构电磁构件内的脱勾相连。
8.根据权利要求1或7所述的电弧故障自动断路开关，其特征在于所述控制电路板主要包括对故障信号进行放大处理的信号放大处理电路和驱动电路。
专利摘要本实用新型公开了一种电弧故障自动断路开关，它主要由一壳体和固定在壳体内的故障检测组件、脱扣组件和控制电路板构成。在所述壳体的内部设有一对串联在开关电源输入、输出回路中的动触头和静触头。所述故障检测组件的信号输出端与所述控制电路板的信号输入端相连；所述控制电路板的信号输出端与所述脱扣组件相连；所述脱扣组件的执行元件与所述动触头相连。当供电线路中未发生故障时，开关内的动静触头是闭合的，开关电源输入端和输出端相连有电源输出。当线路中发生故障时，故障检测组件将检测到的故障信号传输至控制电路板，控制电路板对故障信号进行处理后驱动脱扣组件动作，将动静触头脱扣断开，切断电源输出，停止供电。
文档编号H01H83/00GK2569333SQ0225641
公开日2003年8月27日 申请日期2002年9月29日 优先权日2002年9月29日
发明者陆华洋 申请人:黄华道