前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件和漏电断路器的制作方法

本发明涉及断路器技术领域，特别是涉及一种前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件和漏电断路器。

背景技术：

图1是现有的使用圆形互感器的4p漏电断路器，包括4p断路器和4p漏电检测脱扣附件，圆形零序电流互感器3(简称圆形互感器)内置于漏电检测脱扣附件2中，断路器1和漏电检测脱扣附件2通过硬铜漆包线7连接。目前所有的低压剩余电流断路器(也称漏电断路器)均使用圆形零序电流互感器3进行漏电的检测，特别对于微型断路器，由于受到几何空间的限制以及为了外部电缆的接线，只能设计成如图1所示的形态，即，在漏电检测脱扣附件2上再增加一组输出端，在原有断路器输出端5与漏电检测脱扣附件输出端6之间安装圆形零序电流互感器3，再用一组按要求成型的硬铜漆包线组4穿过圆形零序电流互感器3以连接断路器输出端5与漏电检测脱扣附件输出端6，既占用了很大的空间，又增加了许多材料成本，且其装配工艺繁杂。

采用圆形互感器的漏电断路器具有以下缺点：

1.现有方案的漏电断路器，是一组通用断路器外加一个漏电检测脱扣附件，其用于检测漏电的圆形互感器，由于几何空间的限制，其只能内置在漏电检测脱扣附件的内部；这就需要另外制作一组硬铜漆包线组(为了导线相互间的绝缘)和增加一组输出端；硬铜漆包线组的一端分别与断路器的各输出端连接，其另一端集中穿过圆形互感器后与漏电检测脱扣附件的各输出端连接；为了保持电缆之间的电气绝缘，电缆选用单股预成型的硬铜漆包线，导致装配工艺非常复杂；

2.现有方案将穿过圆形互感器的硬铜漆包线组的一端接到匹配的断路器上，另一端连接到漏电检测脱扣附件的输出接线框，接线框部置在外壳上。每条电缆的接线框占用空间为1极模数18mm，故增大了断路器的安装空间；

3.穿过圆形互感器的单股预成型的硬铜漆包线，其本身的内阻及与断路器相接的接触电阻，容易导致漏电断路器的温升升高；

4.现有方案使用穿过圆形互感器的单股预成型的硬铜漆包线，及布置穿过圆形互感器所有单股预成型的硬铜漆包线焊接接线片，在塑料底盒上装配接线框，要消耗大量的铜材和塑料材料；

5.综合成本高：单股预成型的硬铜漆包线穿线工艺过程复杂，制造耗时长；单股预成型的硬铜漆包线和接线框的焊接装配难度大；使用大量预制的单股硬铜漆包线，加工过程长，同时耗费大量的铜材；放置圆形互感器和布置所有单股预成型的硬铜漆包线的接线框需要制作塑料底盒，耗费大量塑料材料；漏电断路器的整体材料和装配成本高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件，以解决现有漏电断路器需要制造穿过圆形互感器以连接断路器输出端与漏电检测脱扣附件输出端的硬铜漆包线，占用空间大、增加了许多材料成本、且装配工艺繁杂的问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件，包括零序电流互感器和漏电脱扣装置，零序电流互感器与漏电脱扣装置连接，配合断路器单元使用时零序电流互感器置于断路器单元一端，外接电缆穿过零序电流互感器后与断路器单元电连接，零序电流互感器用于检测通过的电流是否漏电，漏电发生时，漏电脱扣装置执行脱扣动作。

进一步的，零序电流互感器设置于漏电脱扣装置外，配合断路器单元使用时，漏电脱扣装置设置于断路器单元一侧并与断路器单元在机械上联动。

进一步的，所述零序电流互感器包括铁芯，铁芯内孔中设有两个及以上横向排列且互相绝缘的穿线孔，铁芯上缠绕有互感器线圈，所述互感器线圈的两端均连接有互感器线圈外引线,所述互感器线圈通过互感器线圈外引线与漏电脱扣装置内的电子线路板电连接，当漏电发生时，电子线路板发出信号使漏电脱扣装置执行脱扣动作。

进一步的，所述铁芯上缠绕有试验回路线圈，所述试验回路线圈的两端均连接有试验回路线圈外引线，所述试验回路线圈外引线电连接所述电子线路板。

进一步的，所述零序电流互感器还包括保护盒，所述保护盒的形状与所述铁芯的形状相适配，所述铁芯置于所述保护盒中，所述互感器线圈和所述试验回路线圈缠绕在保护盒上形成铁芯绕组。

进一步的，所述零序电流互感器还包括外壳，所述铁芯绕组置于所述外壳中，所述外壳上设有两个及以上具有两端贯通的内孔的穿线柱，所述穿线柱穿置于所述铁芯绕组的内孔。

进一步的，所述外壳内部空间中灌封有环氧树脂胶，环氧树脂胶用于固定和密封置于外壳内部的元件及电连接接头。

进一步的，所述铁芯呈扁平跑道形。

进一步的，所述穿线孔配置有取电片，所述取电片连接有取电引线，所述取电引线电连接电子线路板。

作为一种优选方案，所述漏电脱扣装置具有零线开关断口，所述零序电流互感器上的穿线孔之一与该零线开关断口的接线框对应，其余所述穿线孔配置有取电片，所述取电片连接有取电引线，所述取电引线电连接电子线路板。

与现有技术相比，本发明提供的漏电检测脱扣附件具有以下优点：

1、零序电流互感器放置在漏电脱扣装置外，使用时，零序电流互感器配置于断路器单元的输入端或输出端的穿线方向前端，所有外接电缆平行穿过零序电流互感器内部即可直接与断路器单元的接线框连接，不需要预制硬铜漆包线，简化了生产工艺。所有导电主回路的正常导电连接件平行穿过零序电流互感器即可，导电电缆不需要重新整形，简单方便。由于零序电流互感器设置在漏电脱扣装置外，使得能漏电脱扣装置的宽度限制在一个模数，将本前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件匹配不同数量的断路器单元使用时，组合形成的漏电断路器只比各断路器单元的总宽度增加一个模数18mm，综合成本低，结构简洁，装配工艺简单，节约材料。

2、与现有传统的圆形互感器穿心线方式不同，本发明提供的漏电检测脱扣附件的零序电流互感器具有互相绝缘且横向排列的若干穿线孔，根据不同极数的断路器单元，零序电流互感器设计相对应的内孔尺寸，其整体呈扁平跑道形，将扁平跑道形零序电流互感器外置在断路器单元的输出端或输入端的穿线方向前端，利用扁平跑道形铁芯横向尺寸大的优势，巧妙地将断路器单元的外接电缆直接穿过零序电流互感器以对断路器单元实现接线，以收集和检测漏电电流。

3、本发明提供的前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件分为两种，一种不带零线(n线)开关断口，此种漏电检测脱扣附件不需要在外壳上设置电缆的接线框；另一种带零线开关断口，在漏电检测脱扣附件上设置零线接线框，漏电断路器使用此种漏电检测脱扣附件可以节省1极断路器单元。

本发明的目的还在于提供一种漏电断路器，由前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件和至少一个断路器单元拼装组合而成，其中零序电流互感器配置于断路器单元的输入端或输出端的穿线方向前端，漏电断路器接入外接电缆时，所有外接电缆穿过零序电流互感器后直接与断路器单元的接线框接线，达到检测漏电电流之目的。

与现有技术相比，本发明提供的漏电断路器具有以下优点：

1、本发明提供的前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件(以下简称漏电检测脱扣附件)配合断路器单元使用时，漏电检测脱扣附件与断路器单元可拆卸连接，并且漏电检测脱扣附件的零序电流互感器前置在断路器单元的输入端或输出端的接线方向前端，漏电脱扣装置安装在断路器单元一侧。此组合的漏电断路器不需要电缆从内部穿过互感器，产品安装后，接入外接电缆使用时，断路器单元所有极的外接电缆已穿过零序电流互感器，可达到检测漏电电流的目的。所有主回路的导电电缆平行穿过零序电流互感器即可，导电电缆不需要重新整形，简单方便。

2、由于零序电流互感器设置在漏电脱扣装置外，使得漏电脱扣装置的宽度能限制在一个模数内，将本前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件匹配不同数量的断路器单元使用时，组合形成的漏电断路器只比各断路器单元的总宽度增加一个模数18mm，综合成本低，结构简洁，装配工艺简单，节约材料。

3、本发明提供的零序电流互感器内孔数量与断路器单元的极数相对应，保证断路器单元的每极外接电缆依次穿过零序电流互感器的穿线孔。外接电缆在各穿线孔中互不影响，绝缘效果好，漏电断路器不易升温。

附图说明

图1是现有的使用圆形互感器的4p漏电断路器的局部剖视图；

图2是本发明实施例1的不带零线开关断口的前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件的零序电流互感器的立体示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2的分解图；

图5是本发明实施例1的不带零线开关断口的前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件的立体示意图；

图6是本发明实施例1的带零线开关断口的前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件的零序电流互感器的立体示意图；

图7是图6的俯视图；

图8是图6的分解图；

图9是本发明实施例1的带零线开关断口的前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件的立体示意图；

图10是实施例2的漏电断路器的主视图，具体为3p+n型漏电断路器的主视图；

图11是现有的3p+n型漏电断路器的主视图；

图12是实施例2的漏电断路器的主视图，具体为3p型漏电断路器的主视图；

图13是现有的3p型漏电断路器的主视图；

图14是本实施例1提供的前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件与现有的具有圆形零序电流互感器的漏电检测脱扣附件的各项指标对比表；

图15是漏电脱扣装置的内部结构部分示意图；

图16是图15的左视图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1：现有技术中的漏电检测脱扣附件采用圆形零序互感器，需将单股外接电缆特制成单股硬铜漆包线，并将各单股硬铜漆包线集中制作成一组硬铜漆包线，再将整组硬铜漆包线穿过圆形零序互感器的中心孔。

请参阅图2至图9、图15和图16，本实施例提供一种前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件，包括零序电流互感器10和漏电脱扣装置20，配合断路器单元使用时零序电流互感器10置于断路器单元一端，外接电缆穿过零序电流互感器10后与断路器单元电连接，零序电流互感器10用于检测通过的电流是否漏电，漏电发生时，漏电脱扣装置20执行脱扣动作。

本实施例提供的前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件(以下简称漏电检测脱扣附件)与断路器单元30匹配使用时形成漏电断路器，漏电检测脱扣附件与断路器单元30可拆卸连接，零序电流互感器10放置在漏电脱扣装置外，具体地，零序电流互感器10配置于断路器单元30的输入端或输出端的穿线方向前端。与传统的圆形零序电流互感器40的中心孔穿线方式不同，本实施例提供的前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件，所有外接电缆平行穿过零序电流互感器10内孔。

请参阅图10和图12，零序电流互感器设置于漏电脱扣装置外，配合断路器单元使用时，漏电脱扣装置设置于断路器单元一侧并与断路器单元在机械上联动。如图5和图9所示，零序电流互感器与漏电脱扣装置大体呈l形。本实施例所述的漏电脱扣装置的宽度能设置成一个断路器单元的宽度，相比传统的漏电检测脱扣附件，极大地缩小了整体体积。

请参阅图2至图4，图6至图8，零序电流互感器10包括铁芯101(未示出)，铁芯101的内孔中设有两个及以上横向排列且互相绝缘的穿线孔102，铁芯101上缠绕有互感器线圈104，互感器线圈104的两端均连接有互感器线圈外引线,互感器线圈104通过互感器线圈外引线与漏电脱扣装置内的电子线路板电连接，当漏电发生时，电子线路板发出信号使漏电脱扣装置执行脱扣动作。

在本实施例中，铁芯101上缠绕有试验回路线圈105，试验回路线圈105的两端均连接有试验回路线圈外引线，试验回路线圈外引线连接电子线路板。

作为进一步的改进方案，零序电流互感器10还包括保护盒106，保护盒106的形状与铁芯101的形状相适配，铁芯101置于保护盒106中，互感器线圈104和试验回路线圈105缠绕在保护盒106上形成铁芯绕组。

本实施例提供的零序电流互感器10具有与断路器单元30的接线框相对应的穿线孔102，零序电流互感器10设置于断路器单元30的输入端或输出端的穿线方向前端，单股外接电缆依次直接穿过对应的穿线孔102即可与断路器单元30连接，不需制造硬铜漆包线和硬铜漆包线组，极大地简化了生产工艺。所有主回路的外接电缆平行穿过零序电流互感器10内孔即可，导电电缆不需要重新整形，简单方便，也不需要将所有回路的导电电缆集中在零序电流互感器10内孔中心。

优选的，本实施例中的铁芯101呈扁平跑道形，其具有狭长的内孔，内孔中横向排列有若干穿线孔102。利用扁平跑道形铁芯101横向尺寸大的优势，巧妙地将断路器单元30的全部外接电缆直接穿过零序电流互感器10以对断路器单元30实现接线，以收集和检测漏电电流。断路器单元30的输入端或输出端的接线框与零序电流互感器10的穿线孔102相对，穿线孔102的数量与所匹配的断路器单元30数量相同。

本实施例提供的漏电检测脱扣附件分为两种，一种不带零线(n线)开关断口，如图2至图4所示，此种漏电检测脱扣附件不需要在外壳109上设置电缆的接线框，零序电流互感器10的穿线孔102均配置有取电片107，取电片107连接有取电引线103，取电引线103电连接漏电脱扣装置20；另一种带零线开关断口，如图6至图8所示，在漏电检测脱扣附件上设置零线接线框，具体是在漏电脱扣装置20上设有零线开关断口，零序电流互感器10的穿线孔102之一与零线开关断口的接线框同心相对，其余穿线孔102配置有取电片107，取电片107连接有取电引线103，取电引线103电连接漏电脱扣装置20，漏电断路器使用此种漏电检测脱扣附件可以节省1极断路器单元30。

在本实施中，零序电流互感器10还包括外壳109，铁芯绕组置于外壳109中，外壳109上设有两个及以上具有两端贯通的内孔的穿线柱108，穿线柱108穿置于铁芯绕组的内孔。外壳109内部空间中灌封有环氧树脂胶，环氧树脂胶用于固定和密封置于外壳109内部的元件，取电片107一端固定于外壳109上并位于穿线孔102外侧，其另一端相对环氧树脂胶凸出。将该漏电检测脱扣附件与断路器单元30组装时，各断路器单元30的接线框均对应一个穿线孔102，取电片107与断路器单元30的接线框接通。

本实施例提供的漏电检测脱扣附件的组装过程：将铁芯101装入保护盒106中，然后在保护盒106上绕制互感器线圈104和试验回路线圈105，互感器线圈104两端分别焊接互感器线圈外引线，试验回路线圈105两端焊接试验回路线圈外引线。将绕制好互感器线圈104和试验回路线圈105的铁芯绕组装入外壳109中，各取电片107根据需要分别焊接上不同长度的取电引线103，根据取电引线103的长度依次将取电片107装入对应的穿线孔102外侧。最后在外壳109内部空间灌封环氧树脂胶，环氧树脂胶用于固定和密封互感器线圈104、试验回路线圈105、取电片107和各种外引线。

如图15和图16所示，漏电脱扣装置20主要包括附件底座230和设置在附件底座230内的脱扣机构、电磁脱扣线圈组件210和电子线路板组件220。脱扣机构主要包含推杆201、锁扣杆203、转轴202和与锁扣杆203联动的脱扣轴204，脱扣轴204对外输出脱扣机械能，推动匹配的断路器动作；电磁脱扣线圈组件210主要包含电磁线圈、动铁芯211、复位簧212、顶杆213；电子线路板组件220(即pcba)主要包含整流降压电路、信号对比电路、抗干扰电路、集成电路元件221、可控硅222和试验电阻223等。电子线路板组件220上设置各种电连接接口，零序电流互感器的2根引线分别接到电子线路板组件220的zct1和zct2上，试验回路线圈的2根引线接入电子线路板组件220的test1和test2上，取电片引线分别接到l(火线)和n(零线)上，电磁脱扣线圈的2根引线分别接到电子线路板组件的coil1和coil2上。其原理为零线电流互感器检测到的漏电达到额定动作值时，集成电路输出触发信号，触发可控硅222导通，与可控硅222串联的电磁线圈得电后，动铁芯211向右运动，拉动脱扣机构的推杆201使锁扣杆203绕转轴202逆时针旋转，与锁扣杆203联动的脱扣轴204转动，推动与附件匹配的断路器动作。

实施例2：请参阅图10和图12，本实施例提供一种漏电断路器，由实施例1所提供的前置零序电流互感器的漏电检测脱扣附件(以下简称漏电检测脱扣附件)和至少一个断路器单元30拼装而成，其中零序电流互感器10配置于断路器单元30的输入端或输出端的穿线方向前端，漏电断路器接入外接电缆时，所有外接电缆穿过零序电流互感器后直接与漏电断路器的接线框接线，达到检测漏电电流之目的。

断路器单元30并排设置，各断路器单元30的输入端或输出端的接线框与零序电流互感器10的穿线孔102同心正对，漏电脱扣装置20安装在断路器单元30一侧。

本实施例中，零序电流互感器10内孔横向尺寸的大小与断路器单元30的接线端尺寸相对应，对于不带零线(n线)开关断口的漏电检测脱扣附件，零序电流互感器10中穿线孔102数量与断路器单元30的极数相同，并且穿线孔102与断路器单元30的输入端或输出端的接线框一一对应；对于带零线开关断口的的漏电检测脱扣附件，零序电流互感器10上的其中一个穿线孔102与该零线开关断口的接线框对应，其余的穿线孔102与断路器单元30的输入端或输出端的接线框一一对应。接入外接电缆使用时，断路器单元30的每极单根电缆一一穿过零序电流互感器10的穿线孔102后连接至断路器单元30上，从而达到检测漏电电流的目的。外接电缆在各穿线孔102中互不影响，绝缘效果好，漏电断路器不易升温。

图10为本实施例提供的3p+n型漏电断路器，其中的漏电检测脱扣附件带零线开关断口，图11为现有的3p+n型漏电断路器，图10中的漏电断路器比图11中的漏电断路器节省了1极断路器单元30。图10中的零序电流互感器10安装在断路器单元30的接线端一侧，漏电检测脱扣附件的宽度仅为一个模数h，整个漏电断路器的宽度为4个模数4h。图11中的现有的圆形零序电流互感器40安装在漏电检测脱扣附件内，漏电检测脱扣附件的宽度与断路器单元30的总宽度相同，为四个模数4h，整个漏电断路器的宽度为8个模数8h。图10比图11减少了4个模数4h。

图12本实施例提供的3p型漏电断路器，其中的漏电检测脱扣附件不带零线开关断口，该漏电断路器的整体宽度为四个模数4h。图13所示的是现有的3p型漏电断路器，其中的漏电检测脱扣附件宽度与断路器单元30的总宽度相同为3个模数3h，该3p漏电断路器的整体宽度为6个模数6h。图12比图13减少了2个模数2h。

将本实施例提供的漏电检测脱扣附件与现有的使用圆形互感器的漏电检测脱扣附件对比，在产品结构、产品尺寸、装配方式以及综合成本等方面的指标见图14。

综上所述，本实施例提供的漏电检测脱扣附件的漏电脱扣装置20的宽度尺寸只有一个模数18mm，因此该漏电检测脱扣附件和断路器单元30组合成的漏电断路器只比断路器单元30增加一个模数的宽度，与现有技术相比，极大地节省了使用安装空间和材料成本。并且，外接电缆直接穿过前置式零序电流互感器10后与断路器单元30接通，不需要硬铜漆包线，极大简化了生产工艺，节约生产成本。从实际生产中获得的参数表明，与现有的具有圆环形铁芯101结构的漏电检测脱扣附件相比，本发明提供的漏电检测脱扣附件总体成本平均降低约30％。

以上所记载，仅为利用本创新技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创新所做的修饰、变化，皆属本创新主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。