本发明涉及低压电器领域，具体的是一种小体积1p+n漏电断路器。
背景技术：
漏电断路器是一种在电路中当漏电电流超过预定值时能自动断开的保护开关，主要用于当发生触电或漏电时起到保护作用，从而保障人身安全，防止发生触电事故。漏电断路器同时具有断路器功能兼有过载、短路保护功能，能进一步保证用电安全。
目前市面上常规的1p+n漏电断路器总厚度为36mm以及18mm两种，总厚度为36mm的分断能力一般为6000a，额定电流6a～40a或6a～63a，总厚度为18mm的分断能力一般为4500a，额定电流6a～20a或6a～32a，厚度为18mm的漏电断路器其两极间的接线端子为了保证安全电气间隙都采用上下错位设计在配电箱内安装极不方便，无法使用母排安装，且体积太小内部零件布局紧凑产品装配难度极大，特别是大电流规格的可靠性不高，厚度为36mm的漏电断路器，体积相对较大，材料成本相对也高，在配电箱内占据的体积也较大，这就使得市面上18mm的漏电断路器额定电流只能到32a装配性不好，分断能力较差，可靠性低，装配复杂；36mm的漏电断路器体积较大，材料本高，在实际应该中占用配电箱体积较大。
技术实现要素：
为了解决36mm的漏电断路器体积较大而18mm的漏电断路器额定电流小的问题，本发明提供了一种小体积1p+n漏电断路器，该小体积1p+n漏电断路器具有小体积、低成本、额定电流大、装配和安装方便等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小体积1p+n漏电断路器，包括绝缘壳体，绝缘壳体内含有内空腔和绝缘隔板，沿绝缘壳体的厚度方向，该内空腔被绝缘隔板分隔形成层叠设置的两个腔室，该两个腔室分别为第一腔室和第二腔室，第一腔室内设有l极组件，第二腔室内设有n极组件，绝缘壳体的厚度小于等于27mm且大于等于18mm，第一腔室的厚度大于9mm且小于13mm，第二腔室的厚度大于9mm且小于14mm。
l极组件含有操作机构、l极第一接线端子、l极第二接线端子、磁脱扣系统、热脱扣系统、l极触头系统和灭弧系统；n极组件含有n极触头系统、n极第一接线端子、n极第二接线端子、漏电控制系统和漏电脱扣指示系统，操作机构能够控制n极触头系统的开关。
操作机构含有手柄和连杆式锁扣，l极触头系统含有l极动触头、l极动触头固定轴和联动轴，连杆式锁扣的两端分别与手柄和l极动触头连接，l极动触头能够以l极动触头固定轴为轴转动，n极触头系统含有n极动触头、n极静触头、n极触头弹簧、联动滑块和n极动触头固定轴，n极动触头能够以n极动触头固定轴为轴转动，l极动触头固定轴与n极动触头固定轴平行，联动滑块的一端与n极动触头抵接，n极触头弹簧的一端与n极动触头连接固定，n极动触头固定轴位于联动滑块的一端与n极触头弹簧的一端之间，联动轴的两端分别与l极动触头和联动滑块连接，当l极动触头转动时，联动轴通过联动滑块驱动n极动触头转动，l极动触头与n极动触头的转动方向相反。
漏电控制系统含有漏电测试系统、漏电脱扣系统、漏电检测系统和电子线路板，漏电测试系统、漏电脱扣系统和漏电检测系统均固定于电子线路板，电子线路板与绝缘壳体的厚度方向垂直。
漏电控制系统还含有l极电源引线和n极电源引线，l极电源引线和n极电源引线均为硬导体，l极电源引线为扭簧结构，l极电源引线含有弹簧螺旋管段，l极电源引线的一端为固定端，固定端与电子线路板导电连接，l极电源引线的另一端为弹性端，弹性端与l极动触头导电连接，弹簧螺旋管段套设于n极动触头固定轴外，n极电源引线的一端与n极静触头导电连接，n极电源引线的另一端与电子线路板导电连接。
漏电检测系统含有零序互感器，零序互感器含有电子线路板导电连接的四个针脚，磁脱扣系统含有磁脱扣线圈，磁脱扣线圈的一端设有延长部分，延长部分插入零序互感器后折弯并与l极接线板导电连接，l极接线板与l极第一接线端子(21)导电连接。
l极第一接线端子、l极第二接线端子、n极第一接线端子和n极第二接线端子能够位于同一水平高度。
磁脱扣系统含有铁芯系统，铁芯系统含有套管、动铁芯、静铁芯、顶杆、反力弹簧，套管为金属管，套管的一端设有用于限制动铁芯位置的内翻边，套管的另一端与静铁芯的固定，顶杆为钉状结构，反力弹簧套设于静铁芯和顶杆之间，动铁芯能够沿套管的中心线方向移动，反力弹簧能够给动铁芯提供回复力。
n极触头系统位于第二腔室内一侧的边缘位置，n极触头系统到n极第一接线端子的距离小于n极触头系统到n极第二接线端子的距离。
绝缘壳体含有依次连接的上盖、中座和下盖，上盖的外表面和下盖的外表面平行，l极第一接线端子的中心到上盖的外表面的距离等于n极第一接线端子的中心到下盖的外表面的距离，l极第一接线端子的中心到n极第一接线端子的中心的距离为l极第一接线端子的中心到上盖的外表面的距离的两倍，l极第二接线端子的中心到上盖的外表面的距离等于n极第二接线端子的中心到下盖的外表面的距离，l极第二接线端子的中心到n极第二接线端子的中心的距离为l极第二接线端子的中心到上盖的外表面的距离的两倍。
本发明的有益效果是：
该小体积1p+n漏电断路器具有小体积、低成本、额定电流大、装配和安装方便等优点。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明所述小体积1p+n漏电断路器的主视图。
图2是本发明所述小体积1p+n漏电断路器的左视图。
图3是本发明所述小体积1p+n漏电断路器的后视图。
图4是操作机构和n极触头系统的主视图。
图5是操作机构和n极触头系统的左视图。
图6是操作机构和n极触头系统的立体图。
图7是漏电控制系统的示意图。
图8是零序互感器的示意图漏电控制器的电源线的示意图。
图9是漏电控制系统中电源引线的示意图。
图10是l极组件的示意图。
图11是磁脱扣线圈的示意图。
图12是铁芯系统的剖视图。
图13是电子线路板的示意图。
图14是n极触头系统的安装状态示意图。
图15是多个小体积1p+n漏电断路器安装时的使用状态示意图。
1、绝缘壳体；2、接线端子；3、磁脱扣系统；4、热脱扣系统；5、灭弧系统；6、漏电控制系统；7、l极触头系统；8、n极触头系统；9、操作机构；10、梳状母排；
11、中座；12、上盖；13、下盖；
111、l极组件；112、n极组件；113、n极动触头固定轴；114、挂轴；115、绝缘隔板；
121、第一腔室；131、第二腔室；
21、l极第一接线端子；22、l极第二接线端子；23、n极第一接线端子；24、n极第二接线端子；
211、l极接线板；
31、磁脱扣线圈；32、铁芯系统；
311、延长部分；321、套管；322、动铁芯；323、静铁芯；324、顶杆；325、反力弹簧；
51、灭弧室；511、灭弧栅片；
61、漏电检测系统；62、漏电测试系统；63、漏电脱扣系统；64、漏电脱扣指示系统；65、l极电源引线；66、n极电源引线；67、电子线路板；
611、零序互感器；612、接线针脚；613、接线针脚；621、测试扭簧；622、试验按钮；623、铜管铆钉；631、电压线圈绕组；632、线圈骨架；633、铁芯系统；634、接线针脚；641、孔；642、槽；643、第一弹性端子；644、第二弹性端子；651、固定端；652、弹性端；653、弹簧螺旋管段；661、n极电源引线的一端；662、n极电源引线的另一端；
71、l极动触头；711、联动轴；72、l极动触头固定轴；
81、n极动触头；82、n极静触头；83、n极触头弹簧；84、联动滑块；
811、动触点；812、小孔；813、圆孔；814、尾部；841、腰圆孔；842、头部；843、斜边；
91、手柄；92、连杆式锁扣；93、触头弹簧；94、手柄复位弹簧。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种小体积1p+n漏电断路器，包括绝缘壳体1，绝缘壳体1内含有内空腔和绝缘隔板115，沿绝缘壳体1的厚度方向，该内空腔被绝缘隔板115分隔形成层叠设置的两个腔室，绝缘隔板115为单层绝缘板，该两个腔室分别为第一腔室121和第二腔室131，第一腔室121内设有l极组件111，第二腔室131内设有n极组件112，绝缘壳体1的总厚度小于等于27mm且大于等于18mm，绝缘壳体1的长度不大于80mm，第一腔室121的厚度大于9mm且小于13mm，第二腔室131的厚度大于9mm且小于14mm，如图1至图3所示。
漏电断路器一般都是由n极和l极组成，为了使两极之间保持良好的绝缘，需要将彼此隔离开，一般的漏电断路器实施是将一极l极断路器和一极n极漏电保护器进行拼装组成漏电断路器，这样在中间相邻位置就会有两层绝缘壳体，增加了材料成本还占用了漏电断路器内部体积，本专利是采用中座11加绝缘隔板115的形式隔开l极组件111和n极组件112的方式，绝缘隔板115为一层壁厚解决绝缘问题，绝缘隔板115的厚度为1mm～1.5mm，中座11为筒状结构，绝缘隔板115的边缘与中座11的内表面连接固定，绝缘隔板115与上盖12和下盖13配合形成两个独立的腔室，使得l极组件111和n极组件112的裸露导电件保持彼此绝缘，这样的实施可以减少材料成本，也可以缩小漏电断路器壳体的体积。其中，厚度为图2中左右方向上的尺寸，长度为图1中左右方向上的尺寸。
在本实施例中，l极组件111含有操作机构9、l极第一接线端子21、l极第二接线端子22、磁脱扣系统3、热脱扣系统4、l极触头系统7和灭弧系统5；n极组件112含有n极触头系统8、n极第一接线端子23、n极第二接线端子24、漏电控制系统6和漏电脱扣指示系统64，操作机构9能够控制n极触头系统8的开关，如图3至图14所示。
在本实施例中，如图5至图6所示，操作机构9含有手柄91、连杆式锁扣92、触头弹簧93、手柄复位弹簧94，l极触头系统7含有l极动触头71、l极动触头固定轴72和联动轴711，连杆式锁扣92的两端分别与手柄91和l极动触头71连接，l极动触头71能够以l极动触头固定轴72为轴转动，n极触头系统8含有n极动触头81、n极静触头82、n极触头弹簧83、联动滑块84和n极动触头固定轴113，n极动触头81能够以n极动触头固定轴113为轴转动，l极动触头固定轴72与n极动触头固定轴113平行，l极动触头固定轴72与n极动触头固定轴113相对于绝缘壳体1固定，联动滑块84的一端与n极动触头81抵接，n极触头弹簧83的一端与n极动触头81连接固定，n极动触头固定轴113位于联动滑块84的一端与n极触头弹簧83的一端之间，l极动触头71为杠杆结构，n极动触头固定轴113相当于该杠杆的支点，联动轴711的两端分别与l极动触头71和联动滑块84连接，当l极动触头71转动时，联动轴711通过联动滑块84驱动n极动触头81转动，l极动触头71与n极动触头81的转动方向相反。
该小体积1p+n漏电断路器含有绝缘壳体1、接线端子2、操作机构9、磁脱扣线圈31及铁芯系统32构成的磁脱扣系统3、热脱扣系统4、灭弧系统5、l极触头系统7、n极触头系统8及由漏电脱扣系统63、漏电检测系统61、漏电测试系统62、电子线路板67所构成的漏电控制系统6、漏电脱扣指示系统64。
操作机构9的总宽度也不超过12mm，l极组件111的部分通过采用薄片式扭弯动触头结构即保证了导电性又能实现整体变薄实现小体积化，灭弧系统5中的灭弧室51采用12片灭弧栅片511结构能保证其分断能力6000a，磁脱扣系统3的磁脱扣线圈31以及铁芯系统32都将结构设计紧凑，磁脱扣线圈31在规格较大的时候采用的是矩形截面线圈，在实现小体积的前提下又能保证导电截面积。
如图12所示，铁芯系统32由套管321、动铁芯322、静铁芯323、顶杆324、反力弹簧325组成，其套管321为薄壁金属套管，套管321的左端的内翻边用于限制动铁芯322的位置，套管321的右端为紧配合或挤压固定以实现静铁芯323的固定，顶杆324的一端为帽状结构与反力弹簧325限位配合一起置于静铁芯323内部与动铁芯322之间，使铁芯系统32为一个整体部件，方便运输周转和装配。
铁芯系统32解决了传统的塑料材质的套管以及散装式的铁芯系统体积大装配困难等问题，本发明的套管321为黄铜材质的套管一端带有内翻边结构可以将铁芯很好的限制在其内，同时还能保证强度的前提下壁厚做到只有塑料套管的1/5，圆度及尺寸等各方面都比较容易控制，且不易变形，而塑料材质就无法实现了，这样就可以将整个铁芯系统的外径做到最小化，以配合线圈做到最小化能容入不超过12mm的壳体中，最终为实现27mm漏断路器做保障。
如图1至图3所示，n极组件112由n极触头系统8、n极第一接线端子23、n极第二接线端子24、漏电控制系统6、漏电脱扣指示系统64所构成，n极组件112布置在第二腔室131。又如图4至图6所示，本发明的n极触头系统8由n极动触头81、n极静触头82、n极触头弹簧83、联动滑块84组成，绝缘隔板115内设有用于使联动滑块84左右滑动的限位槽，n极触头系统8的打开和闭合由l极动触头71上的联动轴711驱动完成，n极动触头81为杠杆结构，一端铆接有动触点811，靠近驱动侧位置有一圆孔813，中座11内的绝缘隔板115中固定有n极动触头固定轴113为杠杆的支点，n极动触头81上的圆孔813限位在中座的n极动触头固定轴113上能自由旋转，n极触头弹簧83的一端挂在n极动触头81靠近触点位置的小孔812内，n极触头弹簧83的另一端挂在中座11内固定的挂轴114上，在自由状态下使n极动触头81能保持在闭合位置，其n极动触头81的自由状态也是l极的闭合状态，l极动触头71上伸出有一联动轴711，当l极动触头71在做闭合和断开动作时，该联动轴711也会呈圆弧轨迹随之上下动作，n极触头系统8的联动滑块84上有与联动轴711配合的腰圆孔841，为了能左右做直线运动，联动滑块84的底部设置有一个腰圆孔841，腰圆孔841与联动轴711插接配合，使联动轴711在做圆弧运动的过程中能自动的在联动滑块84的腰圆孔841内做左右滑动补偿，使联动滑块84能做直线运动，联动滑块84能够在图3和图4中沿左右方向移动。当l极动触头71闭合时，联动轴711会带动联动滑块84运动至右侧，使联动滑块84和n极动触头81的尾部814完全释放，n极动触头81受n极触头弹簧83的拉力处于闭合状态，当l极动触头71打开时，联动轴711会带动联动滑块84向图3中的左侧方向滑动，联动滑块的头部842会顶n极动触头81的尾部814，使之克服n极触头弹簧83的压力，保持在一定的位置形成大于4mm的开距。
为了使n极触头系统8的触头开距在l极动触头71有限的行程范围内达到最大化，在联动滑块84的头部842与n极动触头81的尾部814配合位置设有一个大的斜边843。当联动滑块84运动到最右端位置时，以保证n极动触头81的尾部814能顺着联动滑块84的斜边843往上运动的角度更大一些，以增加n极动触头81的摆幅。
如图14所示，通过本发明l极与n极触头联动方式的实施，n极触头系统8的位置布局可以根据联动滑块84的长短来调整，也可以通过n极动触头81与联动滑块84的配合方式改变n极触头系统8的位置。例如，将按压式改为铰接拖拉式，这些都可以根据设计需要进行灵活调整以达到最优的设计布局。本发明的实施是采用按压式联动，并将联动滑块84的长度进行合理的加长，使得n极触头系统8的位置布局能最大化的靠近n极第一接线端子23的边缘位置，通过将n极触头系统8靠第二腔室131边缘位置进行布局，即n极触头系统8到n极第一接线端子23的距离小于n极触头系统8到n极第二接线端子24的距离，可以使得布置在第二腔室131的漏电控制系统6空间利用率最大化且具有连贯性，更有效的节省了内部空间，更便于本专利的小型化漏电断路器的实施。
如图13所示，漏电控制系统6由漏电测试系统62、漏电脱扣系统63、漏电检测系统61、电子线路板67所组成，这些由结构零件、电子元器件及电路组成的各个系统都全部固定在电子线路板67上形成一个模块。如图7所示，漏电测试系统62由电子线路板67上的电路、电阻、绕制在零序互感器611内的漆包线、测试扭簧621、试验按钮622、铜管铆钉623所组成，其作用是通过电阻短接l极与n极，给零序互感器611施加模拟漏电流的信号，使断路器脱扣。
漏电检测系统61的作用是在用户的长期使用过程中定期的对漏电断路器进行功能完好性测试的，以确保漏电功能的可靠性，本发明的漏电检测系统61通过将测试回路的断口设计在电子线路板67上，以确保漏电测试系统62与漏电控制系统6成为一个整体，其断口的静触头是采用铜管铆钉623穿入电子线路板67上的孔641内再进行锡焊固定，断口的动触头是采用异型的测试扭簧621，将扭簧的一端设计成直角钩状，使其能与电子线路板67进行定位再将其进行锡焊固定，再通过试验按钮622进行按压操作使其能够按压接通回路，松开释放扭簧打开回路来模拟漏电流。
漏电检测系统61还通过将穿过零序互感器611的信号线设计在零序互感器611的内部来实现一体化免去另接一根导线，其实施方式是在零序互感器611的第一磁环线圈绕组绕制完成后，在外再绕制一组闸数为1匝～2匝的第二线圈绕组用于测试回路模拟漏电流，其零序互感器611由互感器外壳、磁环、第一线圈绕组、第二线圈绕组、接线针脚612、接线针脚613组成，其接线针脚有两组共四根、其中一组接线针脚612与第一线圈绕组的两端连接，另一组的两个接线针脚613与第二线圈绕组的两端连接。零序互感器611通过接线针脚612、接线针脚613与电子线路板67进行锡焊连接，并与电子线路板67上的电路连接，漏电测试系统62通过以上的实施方案解决了传统测试回路采用信号引线穿互感器的方式装配困难、容易断线、焊接复杂，成本高的问题，同时也提高了可靠性。
漏电脱扣系统63由电压线圈绕组631、线圈骨架632、铁芯系统633、接线针脚634组成，线圈骨架632和接线针脚634的布局配合使得漏电脱扣系统63能卡入线路板的相应的槽642内，并进行锡焊焊接使接线针脚634与电子线路板67及其上面的电路固定连接。当发生漏电故障时，漏电检测系统61会将故障信号反馈给漏电脱扣系统63，使断路器脱扣切断故障电流。
漏电检测系统61主要是由零序互感器611实现，零序互感器611内穿入有一进一出的l极导线和n极导线，在正常工作状态下，l极和n极线路回路的电流磁场为平衡状态，零序互感器611无法检测到磁场信号，当发生漏电流时，l极和n极线路回路电流就会出现不平衡，当达到规定值时，零序互感器611就会将故障反馈给漏电控制系统6。然后漏电控制系统6就给漏电脱扣系统63脱扣信号，就会对漏电断路器进行脱扣。
其零序互感器611的两组线圈绕组，第一线圈绕组为检测回路绕组用于持续监测l极和n极线路回路的不平衡，第二线圈绕组为测试回路绕组，用于模拟漏电流，用于验证漏电控制器的功能完好性；以上组成这些功能的元件都通过卡接及插接等方式再加上锡焊与电子线路板固定在一起以实现漏电控制系统6为一个整体模块，整个模块以平躺的方式放置于绝缘壳体1的第二腔室131，即电子线路板67与绝缘壳体1的厚度方向垂直以实现体积最小化，以简化装配并提高可靠性。
如图9所示，漏电控制系统的电源引线有两根，都为硬导体，一根为l极电源引线65，为弹簧型式结构，l极电源引线65的一端为固定端651，固定端651与漏电控制系统的线路板上预先焊接好的第一弹性端子643卡接，或者直接焊接。本实施例为了装配方便选用卡接，l极电源引线65的另一端为弹性端652，通过折弯转向，伸入到l极动触头71的尾部后侧。当l极动触头71闭合时，尾部向下压，将弹性端652压紧，使l极的电源通过l极电源引线65与漏电控制系统6接通。当l极动触头71断开时，l极动触头71的尾部向上运动与弹性端652分离并保持一定的距离，使l极的电源与漏电控制系统6电气隔离，n极电源引线66为硬导体折弯结构，通过针对n极的结构设计成多个折弯，n极电源引线的另一端提前与n极静触头82固定连接，本实施例为电阻焊，在装配时n极静触头82时连带n极电源引线66一同装入，n极电源引线的一端661与漏电控制系统6的电子线路板67上预先焊接好的第二弹性端子644卡接，或者直接锡焊焊接。
本实施例为了装配方便选用卡接，通过本实施例的硬导体结构的电源引线方式，极大的方便了装配工序，提高了装配效率，降低了生产成本提高了可靠性，减少了常规做法整理导线的工序，还解决了容易虚焊、漏焊、断线等失效模式，同时l极电源引线65的弹性结构在漏电断路器打开和闭合时，能有效的将漏电控制系统6的电源信号进行接通和切断，这样就可以避免在安装接线时误将电源端接到负载端引起漏电控制系统6烧毁的问题，目前常规的做法是将电源引线连接到负载端，当漏电断路器发生漏电故障脱扣后触头断开负载端不带电，漏电控制系统停止工作，如果误将电源端接到负载端，当漏电断路器发生漏电故障脱扣后，漏电控制系统将持续带电，高电压将会给漏电脱扣器持续供电，将电压线圈烧毁或整个线路板烧毁发生火灾甚至危及生命财产安全。
如图11所示，磁脱扣系统3的磁脱扣线圈31，磁脱扣线圈31一侧的延长部分311在装配时直接穿入n极的零序互感器611，然后折弯与l极接线板211导电连接，通过将线圈延长部分直接折弯与l极接线板211连接的方式可以简化装配过程，零序互感器611直接布局在磁脱扣线圈31的延长部分311伸出的对应位置，可以使得结构更紧凑，相比常规做法连接一段带绝缘皮的软导线穿过互感器的方式要节省成本，操作更简便。
如图15所示，l极第一接线端子21、l极第二接线端子22、n极第一接线端子23和n极第二接线端子24能够都在同一水平面布置(位于同一水平高度)，以保持接线高度一致，l极第一接线端子21、l极第二接线端子22、n极第一接线端子23和n极第二接线端子24的中心距与本实施例的漏电断路器多台并排安装时，所有相邻的两个接线端子的中心距相等且高度一致，l极第一接线端子21的中心到上盖12的外表面的距离等于n极第一接线端子23的中心到下盖13的外表面的距离，l极第一接线端子21的中心到n极第一接线端子23的中心的距离为l极第一接线端子21的中心到上盖12的外表面的距离的两倍，l极第二接线端子22的中心到上盖12的外表面的距离等于n极第二接线端子24的中心到下盖13的外表面的距离，l极第二接线端子22的中心到n极第二接线端子24的中心的距离为l极第二接线端子22的中心到上盖12的外表面的距离的两倍。上盖12的外表面为图2中绝缘壳体1的右侧面，下盖13的外表面为图2中绝缘壳体1的左侧面。
通过对漏电断路器的接线端子进行合理布局及位置的限定和统一，为本实施例的漏电断路器在配电箱内的安装提供极大的方便，当多台并排安装时可以采用标准梳状母排10进行安装，可以免去整理导线折弯导线等工序，还能有效的防止接线错误问题。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。