一种带状态输出功能的断路器电操机构的制作方法

本实用新型属于低压电器技术领域，具体涉及一种带状态输出功能的断路器电操机构。

背景技术：

断路器作为配电系统中的重要器件，起着分配电能和保护线路及设备等的作用。监测断路器的工作状态将有利于故障排查并最大限度减少损失，因此在现有技术中，用于对断路器状态进行监测的装置十分常见，而电操（电动操作）机构等辅助装置的状态经常被忽略。在实际的使用过程中，如果在不确定断路器电操机构状态的情况下盲目操作，极易对电操机构造成损坏。

传统的断路器电操机构，通常是通过内部卡板上箭头所对应的位置来指示电操机构的状态，由于其字体符号较小，辨识困难，同时又只能通过人工观察才能获取电操机构的状态，存在着观察的精确度低、费时费力费工的弊端。因此，设计一种带电操机构状态输出功能的装置有着十分重要的意义。

鉴于上述存在问题，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种带状态输出功能的断路器电操机构，既能实现常规的面板指示，又能输出电气信号来指示，且结构简单，成本较低，对电操的常规性能无影响。

本实用新型的目的是这样来达到的，一种带状态输出功能的断路器电操机构，包括动作机构，用于驱动断路器动作；手动操作机构，用于手动给动作机构施加能量；电动操作机构，包括电机传动部件，用于电动给动作机构施加能量；状态切换装置，用于动作机构手动操作和电动操作的切换；信号组件，与状态切换装置相关联，用于向外部传递动作机构所处的状态的电信号。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的状态切换装置包括用于指示手动状态和自动状态的指示卡板，当动作机构处于手动状态时，同时状态切换装置切换到指示卡板对应指示在手动状态的位置，此时状态切换装置触发信号组件输出手动信号，由手动操作机构对断路器进行操作；当动作机构处于自动状态时，同时状态切换装置切换到指示卡板对应指示在自动状态的位置，此时状态切换装置触发信号组件输出自动信号，由电动操作机构对断路器进行操作。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的动作机构包括彼此面对面平行设置的第一侧板和第二侧板以及固定设置在所述第一侧板和第二侧板之间的操作机构、合闸装置和分闸装置。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的信号组件固定安装在动作机构的第一侧板上。

本实用新型由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果是：通过状态切换装置的指示卡板与信号组件的配合，既能实现常规的面板指示，又能通过输出电气信号来指示，且结构简单，成本较低，同时对断路器电操机构的常规性能不会产生任何影响。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的爆炸图。

图2为本实用新型所述的状态切换装置在自动状态位置的结构示意图。

图3为本实用新型所述的状态切换装置在自动状态位置的面板示意图。

图4为本实用新型所述的状态切换装置在手动状态位置的结构示意图。

图5为本实用新型所述的状态切换装置在手动状态位置的面板示意图。

图6为本实用新型所述的储能机构的立体图。

图7为本实用新型所述的储能机构的爆炸图。

图8为本实用新型所述的储能释能与合分闸指示装置的结构示意图。

图9为本实用新型所述的手动操作机构的结构示意图。

图10为本实用新型所述的滑块与断路器的安装示意图。

图中：1.底座；2.储能机构、21.第一侧板、22.第二侧板、23.操作机构、231.主轴、232.储能弹簧、233.储能凸轮、234.摇臂、2341.储能轴、235.滑块、2351.滑块轴、2352.缓冲装置、24.合闸装置、241.合闸按钮、242.合闸电磁铁、243.压指、244.凸轮、245.锁扣、246.半轴、25.分闸装置、251.分闸按钮、252.分闸推杆；3.手动操作机构、31.手柄、32.棘轮、33.棘爪、34.指示轮；4.电动操作机构、41.电机、42.多级减速传动齿轮、43.单向传动装置、44.控制线路板；5.储能释能与合分闸指示装置、51.储能释能指示装置、52.合分闸指示装置、521.合分闸指示件、522.推杆、523.锁板、5231.限位槽、524.连杆；6.状态切换装置、61.指示卡板；7.信号组件、71.杠杆。

具体实施方式

申请人将在下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。

请参阅图1以及图6至图10，本实用新型涉及一种带状态输出功能的断路器电操机构,本实用新型中的电操机构可以是储能式电动操作机构，也可以是非储能式电动操作机构，在本实用新型中电动操作机构优选为储能式电动操作机构，上述的储能式电动操作机构包括底座1、动作机构、手动操作机构3、电动操作机构4、储能释能与合分闸指示装置5、状态切换装置6以及信号组件7。所述的动作机构，用于驱动断路器动作；所述的手动操作机构3，用于手动给动作机构施加能量；所述的电动操作机构4，包括电机传动部件，用于电动给动作机构施加能量；所述的状态切换装置6，用于动作机构手动操作和电动操作的切换；所述的信号组件7，与状态切换装置6相关联，用于向外部传递动作机构所处的状态的电信号。具体的电操机构状态输出为当状态切换装置6切换到手动状态的位置，此时状态切换装置6触发信号组件7输出手动信号，由手动操作机构3对断路器进行操作；当动作机构处于自动状态时，同时状态切换装置6切换到自动状态的位置，此时状态切换装置6触发信号组件7输出自动信号，由电动操作机构4对断路器进行操作。

在本实用新型的储能式电动操作机构中，所述的动作机构为储能机构2，该储能机构2安装在底座1上，包括彼此面对面平行设置的第一侧板21和第二侧板22以及固定设置在所述第一侧板21和第二侧板22之间的操作机构23、合闸装置24和分闸装置25。所述的操作机构23包括主轴231、储能弹簧232、储能凸轮233、摇臂234、滑块235，其中所述的主轴231连接第一侧板21和第二侧板22，所述的储能弹簧232与摇臂234上的储能轴2341铰接，所述的储能凸轮233与主轴231啮合并能通过渐开线圆弧面推动摇臂234旋转，所述的滑块235与摇臂234相铰接，用于拉动断路器手柄运动，使断路器实现分闸及合闸动作。所述的滑块235包括滑块轴2351，和设置在滑块轴2351上的缓冲装置2352，当电动操作机构合/分闸时，滑块通过缓冲装置2352驱动断路器手柄运动，实现对断路器的合/分闸和再扣操作。所述的缓冲装置2352在断路器的合/分闸和再扣时具有一定的弹性变形能力，一方面，在断路器快速合闸时减小电操与断路器手柄之间的冲击作用，防止瞬间冲击能量过大将断路器手柄损坏；另一方面，当断路器操作手柄到达极限位置后，如果滑块继续往断路器的分闸/再扣位置移动，则该缓冲装置通过弹性变形将此时的超行程和冲击吸收，从而能有效保护断路器的手柄，增强了断路器分闸/再扣动作的可靠性。在本实施例中缓冲装置2352为塑料套或橡胶套。所述的合闸装置24包括合闸按钮241、合闸电磁铁242、压指243、凸轮244、锁扣245以及半轴246，所述的分闸装置25包括分闸按钮251和分闸推杆252（具体的储能机构2中各零件的设置及操作可参见中国发明专利授权公告号CN101937801B），所述的半轴246可在储能过程中受储能弹簧232的弹簧力作用而旋转，由于半轴246的转动，半轴246的限位面将分闸装置25中的分闸推杆252锁定。另外，凸轮244和主轴231啮合，在储能弹簧232的储能过程中，通过凸轮244的转动可将锁扣245压至半轴246上以实现搭扣。按动合闸按钮241，与合闸按钮241连接的压指243将推动半轴246旋转而使所述的锁扣245解锁。

所述的手动操作机构3设置在储能机构2的第二侧板22的外侧，且与主轴231配合进行联动。该手动操作机构3包括手柄31、棘轮32、棘爪33以及指示轮34，所述的棘轮32和指示轮34均与主轴231连动，所述的手柄31通过棘轮32带动主轴231转动，主轴231转动后驱动储能操作机构2进行储能。所述的电动操作机构4包括电机41、多级减速传动齿轮42、单向传动装置43以及控制线路板44，所述的电机41、多级减速传动齿轮42以及单向传动装置43设置在储能机构2的第一侧板21的外侧。电机41通电后带动多级减速传动齿轮42转动，由此驱动主轴231转动来对储能机构2进行储能。

所述的储能释能与合分闸指示装置5设置在储能机构2的操作机构23上并与主轴231配合。该储能释能与合分闸指示装置5包括储能释能指示装置51和合分闸指示装置52。所述的储能释能指示装置51从套设在主轴231上的指示轮34取信号，可通过指示轮34的作用发生旋转，用于指示储能电操的状态。所述的合分闸指示装置52包括合分闸指示件521、推杆522、锁板523、以及连杆524，所述的推杆522与连杆524连动，所述的合分闸指示件521通过推杆522从断路器内部取信号，能在电操机构的正面读取断路器的合分闸位置，所述的推杆522被断路器内部联动件驱动上下移动，所述的锁板523可上下移动并实现挂锁锁定，所述的连杆524被推杆522驱动旋转设置，其一端抵靠在所述推杆522的一端上、另一端可滑动的设置在锁板523的限位槽5231内。当断路器合闸时，推杆522向下动作，驱动连杆524旋转，从而带动连杆524在锁板523的限位槽5231内的一端将锁板523锁定，使其不能在合闸状态下进行挂锁操作，合分闸指示件521在推杆522的作用下旋转，指示目前与电操配合的断路器处于合闸状态（ON）。指示目前电操机构处于合闸状态（有关合分闸指示装置52具体的设置及操作，请详见中国实用新型专利授权公告号CN205177735U）。同时，指示轮34的旋转带动储能释能指示装置51转动，指示目前电操机构处于释能状态。当断路器分闸时，推杆522向上运动，驱动连杆524旋转，从而带动连杆524在限位槽5231的一端脱离止锁部，此时可拉动锁板523向上移动，进行挂锁。

所述的状态切换装置6设置在储能机构2的顶部，该状态切换装置6包括滑动设置的指示卡板61，所述的指示卡板61对应有手动、自动及挂锁三种位置状态。当指示卡板61滑动并拨至手动状态的位置时，电路被切断，阻止电动操作机构4进行操作；当指示卡板61滑动并拨至自动状态的位置时，电路被接通，通过电动操作机构4对断路器进行操作；当指示卡板61滑动并拨至挂锁状态的位置时，手动操作机构3和电动操作机构4都不能对断路器进行操作，此时断路器被锁定在分闸状态。

所述的信号组件7固定安装在第一侧板21上，优选的信号组件7具有杠杆71。当储能机构2处于手动状态时，此时状态切换装置6与信号组件7无接触，信号组件7输出手动信号，同时状态切换装置6的指示卡板61对应指示在手动状态的位置；当储能机构2处于自动状态时，此时状态切换装置6压住信号组件7上的杠杆71，此时信号组件7输出自动信号，同时状态切换装置6的指示卡板61对应指示在自动状态的位置。

本实用新型的电操机构为储能式电动操作机构，其动力源分别来自手动操作和电动操作两部分，最终目的均是驱动操作机构23动作，实现对储能弹簧232的压缩储能，为释能合闸作准备，具体动作过程如下。

手动操作动作过程：

请参阅图4和图5，所述的储能式电动操作机构在释能状态时，将状态切换装置6拨至手动（MANUAL）位置，即“手动状态”。此时状态切换装置6与信号组件7无接触，信号组件7输出手动信号，同时指示卡板61对应指示在手动位置；扳动手动操作机构3上的手柄31，带动棘爪33作逆时针平动与转动，以此驱动棘轮32作逆时针旋转，与棘轮32啮合的主轴231在棘轮32的驱动下动作。主轴231的旋转带动与其啮合的储能凸轮233转动，储能凸轮233的渐开线圆弧面推动摇臂234旋转，摇臂234带动与其铰接的滑块235作水平运动。此时摇臂234上的储能轴2341由于摇臂234的旋转运动而压缩储能弹簧232进行储能动作。以此同时，合闸装置24中的半轴246在储能弹簧232的弹簧力作用下旋转，为下一步搭扣作准备。由于半轴246的转动，半轴246的限位面将分闸装置25中的分闸推杆252锁定，防止在储能状态对断路器进行误操作。

另一方面，由于合闸装置24中的凸轮244和手动操作机构3中的指示轮34均同主轴231啮合，在上述储能弹簧232的储能过程中，凸轮244和指示轮34逆时针旋转，凸轮244的转动将锁扣245压至半轴246上以实现搭扣，同时啮合在指示轮34上的储能释能指示装置51获得信号，将储能式电动操作机构指示为储能状态，为释能合闸作好准备。

上述一系列的操作，完成了储能式电动操作机构的储能过程即对配用的断路器完成了分闸再扣操作，此时储能式电动操作机构处于储能状态，断路器处于再扣状态。当储能式电动操作机构处于储能状态时，按动合闸装置24的合闸按钮241，同合闸按钮241连接的压指243推动半轴246旋转而使得锁扣245解锁。此时在储能弹簧232的反力作用下，主轴231旋转，并使凸轮244、储能凸轮233和摇臂234发生连动，同时带动滑块235向合闸方向运动，实现对断路器的合闸功能。

完成合闸的同时，合分闸指示装置52中的推杆522向下动作，驱动连杆524作顺时针旋转，从而带动连杆524在锁板523的限位槽5231内的一端将合分闸指示装置52中的锁板523锁定，使其不能在合闸状态进行挂锁操作，与其啮合的合分闸指示装置52中的合分闸指示件521在推杆522作用下旋转，指示目前与电操配合的断路器处于合闸状态（ON）。同时，与主轴231配合的指示轮34的旋转带动储能释能指示装置51转动，指示目前电操处于释能状态。

在合闸状态时，按动分闸装置25中的分闸按钮251，分闸推杆252向下使得断路器脱扣，此时推杆522在断路器内的转动件驱动下向上运动，带动合分闸指示件521转动，指示断路器处于分闸状态（OFF）。当解除对锁板523的锁定，状态切换装置6拨至挂锁状态时，手动操作机构3和电动操作机构4都不能对断路器进行操作，此时断路器被锁定在分闸状态（OFF），储能式电动操作机构可实现挂锁功能。

自动操作动作过程：

请参阅图2和图3，储能式电动操作机构在释能状态时，将状态切换装置6拨至自动（AUTO）位置，即“自动状态”。此时状态切换装置6压住信号组件7上的杠杆71，信号组件7输出自动信号，同时状态切换装置6的指示卡板61对应指示在自动状态位置。当电动操作机构4的控制线路板44得到一分闸信号时，电机41通过多级减速齿轮42传动，通过啮合在主轴231上的单向传动装置43传动，驱动主轴231旋转以带动储能机构2来实现储能弹簧232的储能操作，从而完成电动操作机构4的储能即断路器的再扣操作。与此同时，通过指示轮34将电动操作机构4的位置经微动开关反馈给控制线路板44，从而控制自动状态下电机41的启停位置。当控制线路板44得到一合闸信号时，合闸电磁铁242动作，压指243推动半轴246旋转使机构解锁，以此实现电操机构储能弹簧232的释能，驱动断路器合闸。其脱扣动作过程同手动操作一致，因此在这里不再赘及。