一种断路器及其自动开合闸机构的制作方法

本实用新型涉及电气工程技术领域，特别涉及一种断路器的自动开合闸机构。本实用新型还涉及一种包括上述自动开合闸机构的断路器。

背景技术：

随着中国电力工业的发展，越来越多的电力设备已得到广泛使用。

电力系统中的电力设备很多，根据他们在运行中所起的作用不同，通常将他们分为电气一次设备和电气二次设备。其中，直接参与生产、变换、传输、分配和消耗电能的设备称为电气一次设备，主要有：进行电能生产和变换的设备，如发电机、电动机、变压器等；接通、断开电路的开关电器，如断路器、隔离开关、接触器、熔断器等载流导体及气体绝缘设备。如母线、电力电缆、绝缘子、穿墙套管等限制过电流或过电压的设备，如限流电抗器、避雷器等。互感器类设备：降一次回路中的高电压和大电流降低，供测量仪表和继电保护装置使用，如电压互感器、电流互感器。而为了保护保证电气一次设备的正常运行，对其运行状态进行测量、监视、控制和调节等的设备称为电气二次设备，主要有各种测量表计，各种继电保护及自动装置，直流电源设备等。

断路器就是电气一次设备中的重要元器件，断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成，断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。

在现有技术中，断路器一般设置在家庭用电线路上，主要用于控制家庭用电的开关，对于总电路的切断以及断路器的开合闸，一般是由人工手动控制，比如把闸刀扳动180°等。然而，对于某些非常住用户，比如出租房或短住房等，此时再通过人工手动操作，很可能出现电费使用超出余额或误操作而提前断电等情况，导致对于家庭用电的开关控制不精确，造成麻烦。

因此，如何根据用电线路的电费余额较精确地自动控制断路器的开合闸，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种断路器的自动开合闸机构，能够根据用电线路的电费余额较精确地自动控制断路器的开合闸。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述自动开合闸机构的断路器。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种断路器的自动开合闸机构，包括壳体和设置于其上的开关拨杆，还包括设置于所述壳体内并与配电器连接的接线端子，与所述接线端子相连、用于根据当前用电线路的余额信息输出开关信号的控制器，与所述控制器信号连接、用于根据其输出的信号正转或反转到预设位置的驱动电机，以及与所述驱动电机的输出端相连、用于扳动所述开关拨杆使断路器开闸或合闸的联动机构。

优选地，所述联动机构包括与所述驱动电机的输出端相连的蜗杆和与所述蜗杆啮合、用于带动所述开关拨杆的涡轮；所述涡轮在所述驱动电机的驱动下具有第一预设极限位置和第二预设极限位置，当所述涡轮转动到第一预设极限位置时，所述开关拨杆处于合闸位置；且当所述涡轮转动到第二预设极限位置时，所述开关拨杆处于开闸位置。

优选地，所述联动机构还包括设置在所述涡轮的一侧端面的限位轮，所述限位轮的中心连接有用于带动所述开关拨杆转动的方轴；所述涡轮的一侧端面上设置有若干个凸起，且所述限位轮上与所述涡轮相对的端面上设置有若干个用于与各所述凸起的侧壁抵接的配合柱；当所述涡轮转动到第二预设极限位置时，所述凸起抵接住所述配合柱并通过所述方轴将所述开关拨杆锁定在当前位置。

优选地，所述联动机构还包括设置在所述涡轮的另一侧端面、与其同步转动的凸轮，以及套设在所述凸轮的周向外侧、用于带动操作机构动作的顶杆；且当所述涡轮转动到第二预设极限位置时，所述凸轮转动到其中一个止点并推动所述顶杆，以带动所述操作机构动作。

优选地，所述壳体上还设置有用于与所述顶杆的动作相配合的滑槽。

本实用新型还提供一种断路器，包括如上述任一项所述的自动开合闸机构。

本实用新型所提供的断路器的自动开合闸机构，主要包括壳体和设置在其上的开关拨杆，以及设置在壳体内并与配电器连接的接线端子，与接线端子相连、用于根据当前用电线路的余额信息输出开关信号的控制器，与控制器信号连接、用于根据其输出的信号正转或反转到预设位置的驱动电机，以及与驱动电机的输出端相连、用于扳动开关拨杆使断路器开闸或合闸的联动机构。如此，本实用新型所提供的自动开合闸机构，接线端子与配电器连接，可始终监测当前用电电路的电费余额值，接线端子的检测信号发送给控制器，控制器可以根据接线端子检测的电费余额值信号判断当前用电线路的状态，并且输出用于控制电路通断的开关信号，即控制器判断当前用电线路的电费余额值为零或处于某个预设的低值区间时，输出关信号为驱动电机，使得驱动电机按照预设方向(正转或反转)转动到预设位置，继而使得联动机构在驱动电机的驱动下产生一系列的连锁动作反应，并最终扳动断路器的开关拨杆，使得断路器开闸，当前用电线路即断开。当然，若控制器判断当前用电线路的电费余额值尚不足以触发关信号时，开关拨杆自然处于正常的合闸位置，当前用电线路可正常用电。综上所述，本实用新型所提供的自动开合闸机构，能够根据用电线路的电费余额较精确地自动控制断路器的开合闸。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图；

图2为图1的另一视角示意图；

图3为图2中未安装限位轮时的结构示意图。

其中，图1—图3中：

壳体—1，开关拨杆—2，接线端子—3，驱动电机—4，蜗杆—5，涡轮—6，凸起—601，限位轮—7，配合柱—701，方轴—8，凸轮—9，操作机构—10，顶杆—11。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1、图2及图3，图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图；图2为图1的另一视角示意图；图3为图2中未安装限位轮时的结构示意图。

在本实用新型所提供的一种具体实施方式中，断路器的自动开合闸机构主要包括壳体1、开关拨杆2、接线端子3、控制器、驱动电机4和联动机构。

其中，壳体1为断路器的主体结构，主要用于安装和承载其余部件。

开关拨杆2设置在壳体1上，在其上一般设置有手柄，可用于手动控制开关拨杆2的转动状态，使其达到脱扣状态或合扣状态，即开闸或合闸。

接线端子3设置在壳体1内，主要用于与当前用电线路所属的配电器相连，并且在接线端子3上一般有两种线缆，分别为控制线和数据线，主要用于检测配电器的配电状态，具体用于检测当前用电线路(比如某个家庭用户等)的当前电费余额值。

控制器也设置在壳体1内，具体可为电路板等。控制器与接线端子3信号连接，主要用于根据接线端子3对当前用电线路的电费余额值的检测值进行分析和判断，判断当前用电线路的电费余额值是否为零或是否低于预设低值区间，并根据判断结果输出控制信号，主要为开信号和关信号，比如具体可对应着高电平或低电平。

驱动电机4在壳体1内的空腔中，具体为伺服电机，其转动状态，比如转动方向、转动速度和转动圈数等均受到控制器的控制。具体的，驱动电机4个努努控制器所发出的控制信号进行动作，当控制器发出开信号时，说明当前用电线路的电费余额值正常，此时驱动电机4可转动到初始位置或始终处于合闸位置。当控制器发出关信号时，说明当前用电线路的电费余额值较低或为零，此时驱动电机4受控制器的控制，转动到开闸位置。

联动机构直接与驱动电机4的输出端相连，驱动电机4的输出轴的转动状态，影响联动机构的联动动作。具体的，当控制器控制驱动电机4转动到合闸位置时，联动机构通过一系列的联动动作，最终带动开关拨杆2转动并处于合闸位置，使得断路器处于合扣状态，当前用电线路保持通畅；反之，当控制器控制驱动电机4转动到开闸位置时，联动机构通过一系列的联动动作，最终带动开关拨杆2转动并处于开闸位置，使得断路器处于脱扣状态，当前用电线路被断开。

如此，本实施例所提供的自动开合闸机构，接线端子3与配电器连接，可始终监测当前用电电路的电费余额值，接线端子3的检测信号发送给控制器，控制器可以根据接线端子3检测的电费余额值信号判断当前用电线路的状态，并且输出用于控制电路通断的开关信号，即控制器判断当前用电线路的电费余额值为零或处于某个预设的低值区间时，输出关信号为驱动电机4，使得驱动电机4按照预设方向(正转或反转)转动到预设位置，继而使得联动机构在驱动电机4的驱动下产生一系列的连锁动作反应，并最终扳动断路器的开关拨杆2，使得断路器开闸，当前用电线路即断开。当然，若控制器判断当前用电线路的电费余额值尚不足以触发关信号时，开关拨杆2自然处于正常的合闸位置，当前用电线路可正常用电。综上所述，本实施例所提供的自动开合闸机构，能够根据用电线路的电费余额较精确地自动控制断路器的开合闸。

在关于联动机构的一种优选实施方式中，该联动机构主要包括蜗杆5和涡轮6。其中，蜗杆5直接与驱动电机4的输出轴相连，在其驱动下转动。涡轮6与蜗杆5啮合传动，主要用于带动开关拨杆2转动。并且，在控制器的控制和驱动电机4的转动下，该涡轮6在工作状态下一般具有三个重要位置，即初始位置和第一预设极限位置、第二预设极限位置，其中初始位置不再赘述。重要的是，当涡轮6转动到第一预设极限位置时，涡轮6将带动开关拨杆2处于合闸位置，同时当涡轮6转动到第二预设极限位置时，涡轮6将带动开关拨杆2处于开闸位置。对应图2或图3，图中所示状态为开关拨杆2的合闸状态，而当涡轮6顺时针转动一定角度(比如转动90°)到第二预设极限位置时，开关拨杆2将转动到同时顺时针转动到另一侧，即开闸状态。

在一种优选实施例中，上述涡轮6蜗杆5机构是通过限位机构完成对开关拨杆2的转动驱动的。具体的，该限位机构主要包括限位轮7。该限位轮7设置在涡轮6的一侧端面上，比如可如图示的外侧位置，同时在限位轮7的中心位置处连接有方轴8，该方轴8的另一端与开关拨杆2相配合，当方轴8转动时，开关拨杆2也同步转动。重要的是，在涡轮6的一侧(与之前同一侧)端面上设置有若干个凸起601，比如2个或更多等，同时，在限位轮7上与涡轮6相对的端面上设置有若干个与各个凸起601的侧壁抵接的配合柱701。即配合柱701用于与各凸起601抵接配合，当涡轮6在转动时，通过涡轮6上的凸起601抵接限位轮7上的配合柱701实现对方轴8的转动驱动。并且，当涡轮6转动到第一预设极限位置时(比如图示位置时)，此时涡轮6上的凸起601固定在合闸的位置状态，而限位轮7上此时可随意正转或反转，即可手动操作开关拨杆2，使得断路器脱扣或合扣。而当涡轮6转动到第二预设极限位置时(比如图示顺时针转动90°后的位置时)，此时涡轮6上的凸起601固定在开闸的位置状态，而限位轮7上的配合柱701在涡轮6顺时针转动的过程中，被同步推动到开闸位置，此时限位轮7无法进行逆时针转动，亦即此时开关拨杆2始终处于开闸状态，无法通过手动扳动手柄的方式实现合闸，即开闸状态被锁定了。当然，若当前用电线路的电费余额足够时，即可解除开闸的锁定，并回复到初始位置或合闸状态。

不仅如此，联动机构还包括凸轮9。该凸轮9设置在涡轮6的另一侧端面上，主要用于与涡轮6进行同步转动，同时还包括套设在凸轮9的周向外侧位置，用于带动操作机构10动作的顶杆11。该凸轮9在于涡轮6同步转动时，存在两个止点，比如可为上止点和下止点。而当凸轮9在转动的过程中，其外轮廓与顶杆11的内圈抵接，受其转动运动的推动。并且，当涡轮6转动到第二预设极限位置时，凸轮9将同步运动到其中一个止点位置，比如上止点时，此时凸轮9的外轮廓推动顶杆11运动。而顶杆11的末端连接着壳体1内的操作机构10，从而使得操作机构10进行对应操作，从而进行脱扣。当然，当涡轮6转动到第一预设极限位置时，凸轮9将同步运动到另外一个止点位置，比如下止点，此时顶杆11回缩，带动操作机构10逆向动作，将动触头与静触头结合，实现合闸。

考虑到顶杆11在凸轮9的转动带动下，进行直线伸缩运动，为此，本实施例在壳体1内设置了滑槽，主要用于与顶杆11的动作相配合。

本实施例还提供一种断路器，包括取电机构，其中，该取电机构与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。