一种断路器分合闸控制装置的制作方法

本实用新型涉及断路器，具体涉及一种断路器分合闸控制装置。

背景技术：

因雷电、暴雨、大风等短时偶然天气和人为触电的影响，会造成断路器的跳闸，导致线路电源被切断，如不及时恢复会造成很大的经济损失和对用电带来极大的不便，尤其是工厂、医院、学校、居民区等重要场所和一些偏远地区。另部分用户在电力使用时，存在电费拖欠现象。传统断路器需要专门安排人员到现场进行电路恢复或切断，不仅造成时机的延误，也浪费了工作人员的精力。现市场上已存在一些具有重合闸功能的断路器，但因其控制装置成本较高，性能不太稳定等缺点。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种结构简单、性能可靠的断路器分合闸控制装置。

为实现上述目的，本实用新型提供一种断路器分合闸控制装置，包括驱动源，还包括传动件、驱动组件、以及传动轴，所述驱动源通过驱动组件与传动件相连接、且驱动传动件转动，所述传动轴的一端固定在传动件中，所述传动轴的另一端为输出端，所述输出端的截面为非圆形、用于与断路器的手柄相连接且驱动手柄转动。

进一步地，所述驱动组件包括由驱动源驱动转动的传动盘，所述传动盘可转动地套装在传动件上、且与传动件同轴，所述传动盘的端面上设有第一凸块，所述传动件上设有能够与第一凸块相抵接推力块，所述第一凸块与推力块之间形成有空行程段。

进一步地，所述传动盘为齿轮传动盘，所述驱动源为电机，所述驱动组件还包括与电机输出轴固定连接的蜗杆、第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述第二传动齿轮与蜗杆相啮合，所述第一传动齿轮分别与第二传动齿轮以及齿轮传动盘相啮合。

进一步地，所述传动盘上还具有的第二凸块，所述第一凸块和第二凸块关于传动盘的轴线对称布置，所述传动件上的推力块为两个、且关于传动件的轴线对称布置。

进一步地，还包括有控制器和感应机构，所述控制器与驱动源相连、且控制驱动源转动，当所述传动盘带动传动件和传动轴转动使断路器分闸或合闸时，感应机构向控制器发出感应信号。

进一步地，所述控制器为具有控制模块的线路板，所述感应机构包括感应块、以及安装在线路板上的分闸感应芯片、初始感应芯片和合闸感应芯片，所述感应块与传动盘相固定，所述分闸感应芯片、初始感应芯片和合闸感应芯片能够感应到感应块、且都与线路板相连接。

优选地，所述感应块为永磁圆棒，所述分闸感应芯片、初始感应芯片、以及合闸感应芯片都为霍尔感应芯片。

优选地，所述传动盘上还固设有连接块，所述连接块上设有安装孔，所述感应块安装在安装孔内。

进一步地，所述传动轴为截面是三角形的通轴，所述传动轴穿设在传动件中。

进一步地，所述断路器分合闸控制装置整体内置在断路器的壳体中。

如上所述，本实用新型涉及的断路器分合闸控制装置，具有以下有益效果：

通过设置驱动源、驱动组件、传动件、以及传动轴，传动轴输出端的截面为非圆形、并与断路器的手柄相连接，通过控制驱动源转动，驱动源通过驱动组件驱动传动件和传动轴转动，传动轴带动手柄转动对断路器进行合闸和分闸。该控制装置结构简单、性能可靠，并且可通过与外部系统相连，实现远程控制断路器的合闸和分闸。

附图说明

图1为本实用新型中断路器分合闸控制装置的结构示意图。

图2为图1的正视图。

图3为本实用新型中断路器分合闸控制装置的另一视角的结构示意图。

图4为齿轮传动盘和感应块的结构示意图。

图5为线路板的结构示意图。

图6为传动件和传动轴的组装示意图。

图7为传动件的结构示意图。

图8为传动件位于分闸位置、第一凸块位于初始位B的示意图。

图9为传动件位于合闸位置、第一凸块位于止动位A的示意图。

图10为传动件位于合闸位置、第一凸块位于初始位B的示意图。

图11为传动件位于分闸位置、第一凸块位于止动位C的示意图。

元件标号说明

1 传动盘

11 第一凸块

12 连接块

13 安装孔

14 感应块

15 第二凸块

2 传动件

21 推力块

3 第一传动齿轮

4 第二传动齿轮

5 蜗杆

6 电机

7 传动轴

71 输出端

8 线路板

81 分闸感应芯片

82 初始感应芯片

83 合闸感应芯片

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1、图2、图3和图6所示，本实用新型提供了一种断路器分合闸控制装置，包括驱动源，还包括传动件2、驱动组件、以及传动轴7，驱动源通过驱动组件与传动件2相连接、且驱动传动件2转动，传动轴7的一端固定在传动件2中，传动轴7的另一端为输出端71，且输出端71的截面为非圆形、用于与断路器的手柄相连接且驱动手柄转动。本实用新型的断路器分合闸控制装置的工作原理为：控制装置作用于断路器的手柄，手柄转动、可以控制断路器的合闸和分闸，传动轴7的输出端71与断路器的手柄相连、且输出端71的截面形状为非圆形，因此在手柄上设置与输出端71相配合的连接结构，就可以实现传动轴7与手柄同步转动，也就是说，通过控制装置的传动轴7的转动，即可实现控制断路器的分闸与合闸。具体地，合闸时，驱动源转动，驱动源通过驱动组件驱动传动件2和传动轴7转动，传动轴7 带动手柄转动使断路器到达合闸状态，此时传动轴7和传动件2所处位置为合闸位置；分闸时，控制驱动源相对于合闸时反方向转动，驱动源通过驱动组件驱动传动件2和传动轴7反方向转动，传动轴7带动手柄转动到使断路器到达分闸状态，此时传动轴7和传动件2所处位置为分闸位置。本控制装置结构简单、性能可靠，并且可通过驱动源与外部系统相连，实现远程控制断路器的合闸和分闸。

如图1、图4和图6所示，本实用新型的驱动组件包括由驱动源驱动转动的传动盘1，传动盘1可转动地套装在传动件2上、且与传动件2同轴，传动盘1的端面上设有第一凸块11，传动件2上设有能够与第一凸块11相抵接推力块21，第一凸块11与推力块21之间形成有空行程段。驱动源驱动传动盘1在传动件2上转动时，第一凸块11与推力块21可以抵触或者不抵接。当第一凸块11与推力块21抵接时，通过第一凸块11对推力块21的推动作用，传动盘1推动传动件2和传动轴7一起转动，以此来推动断路器中的手柄向上转动或向下转动，实现断路器的合闸或分闸操作。当传动件2和传动轴7在传动盘1推动下转动至合闸位置时，此时传动盘1上的第一凸块11到达位置为止动位A(参见图9)；当传动件2和传动轴7在传动盘1的推动下转动至分闸位置时，此时传动盘1上的第一凸块11到达位置为止动位C(参见图11)。特别地，传动盘1上的第一凸块11在止动位A和止动位C之间转动时，传动盘1上的第一凸块11并未与推力块21相抵接、两者之间有一段空区，该段空区使第一凸块11与推力块21之间形成有空行程段。并且，在止动位A与止动位C之间还有具有初始位B，当传动盘1转动至第一凸块11位于初始位B时，传动件2在手柄的带动能够正常转动而不会与第一凸块11相抵接。如图8所示；空行程段以及初始位B具有以下作用：当通过传动盘1的转动控制断路器合闸或分闸时，当第一凸块11在空行程段中移动时，由于第一凸块 11与推力块21未抵接，故传动件2不动，传动盘1绕传动件2转动，随着传动盘1的继续转动，第一凸块11与推力块21抵接，之后转动件2随传动盘1一起转动，可驱动断路器中的手柄转动，使断路器到达合闸或分闸状态。断路器正常工作时将传动盘1转动至第一凸块 11位于初始位B，此时若电路出现故障，断路器中的动触头和静触头分开，断路器分闸，此时，断路器中的手柄转动，能够带动传动轴7和传动件2正常转动、并且使动力不传递给传动盘1。

如图1所示，本实施例中，控制装置的传动盘1为齿轮传动盘，驱动源为电机6，驱动组件还包括与电机6输出轴固定连接的蜗杆5、第一传动齿轮3和第二传动齿轮4，第二传动齿轮4与蜗杆5相啮合，第一传动齿轮3分别与第二传动齿轮4以及齿轮传动盘1相啮合。电机6带动蜗杆5转动，通过蜗杆5与第二传动齿轮4、第二传动齿轮4与第一传动齿轮3、第一传动齿轮3与齿轮传动盘之间的啮合传动，电机6驱动齿轮传动盘在空行程段中转动、以及后续推动传动件2和传动轴7转动至合闸位置或分闸位置，完成对断路器的合闸或分闸操作。蜗杆5、齿轮传动盘1、第一传动齿轮3和第二传动齿轮4选择不同的型号和尺寸，可以改变驱动组件中相邻两个传动零件之间的转速比例以及转动方向。优选地，本实施例中，第一传动齿轮3和第二传动齿轮4都选用同轴二级圆柱齿轮，其中第二传动齿轮4的大齿轮与蜗杆5相啮合，第二传动齿轮4的小齿轮与第一传动齿轮3的大齿轮相啮合，第一传动齿轮3的小齿轮与传动齿轮盘相啮合，以此可以有效地调节电机6与传动盘1之间的传动比例以及传动方向，从而调节传动盘1的转速，实现转动速度从电机6到传动盘1的有效降低。采用上述蜗杆5以及齿轮的组合进行调速的方法，相比直接使用减速电机的方法成本大大降低，且结构简单紧凑，占据空间小。当然，在其他的实施中，驱动组件也可选择不同数量和型号的齿轮、蜗杆进行组合，也可以采用由齿轮、蜗杆、以及链条等具有传动功能的结构来实现运动从电机6到传动盘1的传递。

如图4、图6示，作为优选设计，本实施例中，传动盘1上还具有的第二凸块15，第一凸块11和第二凸块15关于传动盘1的轴线对称布置，传动件2上的推力块21为两个、且关于传动件2的轴线对称布置。以此传动盘1在止动位A与止动位C之间的转动过程中具有足够的空行程段，且使传动盘1与传动件2之间的推动效果更好。

如图1、图9和图11所示，本实用新型的断路器分合闸控制装置还具有控制器和感应机构，控制器与驱动源相连、且控制驱动源转动，当传动件2和传动轴7转动至分闸或合闸位置时，断路器处于分闸或合闸状态，感应机构向控制器发出感应信号。控制器上预设定好程序，对感应机构传来的感应信号做出反应，来控制驱动源的正转、反正或者停止，从而可以实现分合闸的自动控制。

作为优选设计，如图4和图5所示，在本实施例中，控制器块为具有控制模块的线路板 8，感应机构包括感应块14、以及安装在线路板8上的分闸感应芯片81、初始感应芯片82和合闸感应芯片83，感应块14与传动盘1相固定，分闸感应芯片81、初始感应芯片82和合闸感应芯片83能够感应到感应块14、且都与线路板8相连接。控制装置装配完成后，当传动盘1上的第一凸块11转动到止动位A、初始位B、以及止动位C时，传动盘1的感应块14 的位置分别与合闸感应芯片83的位置、初始感应芯片82的位置、分闸感应芯片81的位置相对应(分别参见图9、图8以及图11)。通过外部操作系统向控制装置发出供电或断电指令，供电或断电指令传送到线路板8，线路板8控制电机6转动，感应块14随齿轮传动盘1转动。当感应块14转动至位于与分闸感应芯片81、初始感应芯片82、或合闸感应芯片83相对应的位置时，分闸感应芯片81、初始感应芯片82、或合闸感应芯片83与感应块14相感应并向线路板8发出感应信号，线路板8根据传来的感应信号，通过线路板8中的控制模块的处理，对电机6的转动和停止进行控制。以此，可以实现对断路器合闸或分闸操作的自动控制，防止传动盘1转动时第一凸块11超过止动位A而导致传动件2和传动轴7转动超过合闸位置，以及防止传动盘1转动时第一凸块11转动超过止动位C而导致传动件2和传动轴7转动超过分闸位置。优选地，在本实施例中，感应块14为永磁圆棒，分闸感应芯片81、初始感应芯片82、以及合闸感应芯片83都为霍尔感应芯片，永磁圆棒与霍尔感应芯片之间感应灵敏，保证了定位的精确性。

如图4所示，作为优化设计，在本实施例中，传动盘1上还固设有连接块12，连接块12 上设有安装孔13，安装孔13为与永磁圆棒相适配的圆孔，感应块14安装在安装孔13内。优选地，从齿轮传动盘1端面方向看，第一凸块11、第二凸块15和安装孔13处于同一直线上。

如图6和图7所示，作为优化设计，在本实施例中，传动轴7可以选择截面是三角形的通轴，传动轴7的截面沿轴向方向形状大小不变，方便加工制造。传动轴7穿设在传动件2 中、与传动件2一起转动。

本实用新型的路器分合闸控装置，可安装在断路器壳体外，也可以内置安装在断路器壳体中。采用本实施例中的断路器分合闸控制装置，操作人员可以直接通过电脑等外部操作系统远程控制对断路器进行合闸或分闸。具体的操作原理如下(其中下述所涉及的转动方向都是在图8-10所示的平面内)：

(a)断路器自动分闸阶段：即从图10至图8所示的动作过程；断路器正常工作时，断路器为合闸状态，传动件2和传动轴7位于合闸位置，此时齿轮传动盘上的第一凸块11位于初始位B，感应块14与线路板8上初始感应芯片82的位置对应，即图10所示位置。线路出现故障时，断路器自动断开时到分闸状态，手柄转动、并带动传动轴7和传动件顺时针转动至分闸位置，此时因第一凸块11和第二凸块15与推力块21都未接触，齿轮传动盘不动，齿轮传动盘上的第一凸块11依旧位于初始位B，即图8所示位置。

(b)控制装置进行合闸操作阶段：即从图8到图9再到图10所示的动作过程。通过外部操作系统发出线路供电指令，供电指令传送到线路板8上，感应块14与线路板8上的初始感应芯片82位置处，感应块14和初始感应芯片82相感应发出感应信号至线路板8，线路板 8接受感应信号、并控制电机6正转(规定此时为正转)，如图2所示，电机6带动蜗杆5 转动，通过蜗杆5与第二传动齿轮4组的啮合传动，第二传动齿轮4逆时针转动，然后第二传动齿轮4带动第一传动齿轮3顺时针转动，通过齿轮啮合传动，第一传动齿轮3使齿轮传动盘逆时针转动。此时第一凸块11和第二凸块15与推力块21未接触，传动件2和传动轴7 不动，齿轮传动盘绕传动件2转动至第一凸块11和第二凸块15与推力块21相抵触，通过第一凸块11和第二凸块15对推力块21的推动作用，传动件2和传动轴7随齿轮传动盘1一起逆时针转动，传动轴7转动会带动断路器上的手柄一起转动。当齿轮传动盘转动至第一凸块 11位于止动位A时，传动件2和传动轴7转到达合闸位置，即如图9所示位置，手柄使断路器达到合闸状态。此时感应块14与线路板8上的合闸感应芯片83位置相对应，合闸感应芯片83与感应块14相感应、并发出感应信号至线路板8，线路板8接受感应信号、并控制电机6带动蜗杆5反转，通过啮合传动，第二传动齿轮4顺时针转动，第一传动齿轮3逆时针转动，第一传动齿轮3带动齿轮传动盘1顺时针转动。第一凸块11和第二凸块15与推力块 21都脱离接触，传动件2和传动轴7停止在合闸位置，齿轮传动盘转动至第一凸块11位于初始位B，此时初始感应芯片82与感应块14相感应、并发出感应信号至线路板8，线路板8 根据感应信号控制电机6停止转动，齿轮传动盘停留在第一凸块11位于在初始位B处，如图10所示位置。此时若断路器需要分闸，传动件2和传动轴7在手柄的带动下可以顺利转动，而不会被第一凸块11和第二凸块15限制，从而保证断路器在线路出现故障时候顺利自动分闸。

(c)控制装置进行分闸操作阶段：即从图10至图11所示的动作过程，通过外部操作系统发出线路断电指令，断电指令传送到线路板8上，此时齿轮传动盘上的感应块14的位置与于线路板8上的初始感应芯片82位置相对应，即图10位置。初始感应芯片82与感应块14 相感应、并发出感应信号至线路板8，线路板8接受感应信号、并控制电机6反转、并带动蜗杆5反转，通过啮合传动，第二传动齿轮4顺时针转动，第一传动齿轮3逆时针转动，第一传动齿轮3带动齿轮传动盘顺时针转动。此时因第一凸块11和第二凸块15与推力块21都未接触，传动件2不动，随后齿轮传动盘转动至第一凸块11和第二凸块15与推力块21都接触，通过第一凸块11和第二凸块15对推力块21的推动作用，传动件2和传动轴7开始随齿轮传动盘1一起顺时针转动，传动轴7的转动会带动断路器上的手柄一起转动，当齿轮传动盘转动至第一凸块11位于止动位B时，传动件2和传动轴7转到分闸位置，即如图11所示位置，手柄使断路器达到分闸状态。此时感应块14的位置与分闸感应芯片81位置相对应，分闸感应芯片81与感应块14相感应、并发出感应信号至线路板8，线路板8根据感应信号控制电机6停止，齿轮传动盘、传动件2和传动轴7同时停止转动。

(d)锁定阶段：当传动件2和传动轴7停止在如图11所示的分闸位置时，控制装置可以进入锁定阶段，此时可锁定电机6，齿轮传动盘被锁定在第一凸块11位于止动位C的位置，推力块21与第一凸块11和第二凸块15处于抵接状态。如果想人工推动手柄转动来实现断路器的合闸，传动轴7和传动件2需要逆时针转动，由于齿轮传动盘因为电机6的锁定而固定不动，传动轴7和传动件2的转动被第一凸块11和第二凸块15所限制，因此无法通过人工推动手柄实现断路器合闸。

由上述可知，采用本实施例中的内置式断路器分合闸控制装置，结构简单，成本低，工作安全可靠。可以通过电脑等外部操作系统实现远距离地完成断路器的自动分闸和合闸，大大节省了成本，减少了因长时间断电带来的经济损失。并且在电力系统主动断电的情况下，用户未不能自行地进行断路器的合闸，实现了对电路的有效控制。当线路出现过载、短路或漏电时，不影响断路器本体的分闸，确保用电设备和人身安全。利用霍尔感应原理，保证了控制装置的精确定位和自动控制可靠进行。此外，若在线路板8上的控制模块中设定相关程序，当线路仍存在隐患时，出现误操作发出合闸指令后，控制模块中的程序能对其识别，拒绝合闸，从而保证能线路的安全性。

综上所述，实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。