一种开关装置的制作方法

1.本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种开关装置。


背景技术：

2.现有技术中，已经出现具有预付费功能的表后开关，当用户出现欠费情况时，供电系统后台会发送断电指令，表后开关接收到断电指令后会通过其内部设置的电动操作机构驱动l极和n极分闸断电，待电费缴纳完成后，电动操作机构再驱动l极和n极合闸继续供电，即电动操作机构需要驱动l极和n极的两个触头系统实现自动分合闸，结构相对比较复杂，电机所述的驱动力也相应较大，此外当存在过载、短路或漏电的情况时，l极和n极的两个触头系统也会同时断开分闸，不利于维修人员判断分闸是由哪种情况引起的。


技术实现要素：

3.基于上述背景，本发明的目的在于提供一种开关装置，在一些特定的场景下仅实现l极断开、n极仍处于闭合的状态，有效克服上述问题。
4.本发明的技术方案如下：一种开关装置，包括绝缘外壳，在所述绝缘外壳内设有第一操作机构、第二操作机构、第一触头系统、第二触头系统和电动操作机构，还包括第一脱扣杆和第二脱扣杆，所述第一脱扣杆可分别与所述第一触头系统或第二操作机构接触或分离，所述第二脱扣杆可分别与所述第二操作机构或所述电动操作机构接触或分离。
5.优选的，所述第一脱扣杆和所述第二脱扣杆同轴设置且可分别相对转动轴自由转动。
6.优选的，所述第二操作机构包括第三脱扣杆，所述第三脱扣杆可与所述第一脱扣杆或第二脱扣杆同轴或不同轴设置。
7.优选的，在所述第三脱扣杆上固设有推动杆，所述第一脱扣杆或第二脱扣杆可与所述推动杆相接触或分离。
8.优选的，在所述第一脱扣杆上设有与所述推动杆相配合的第二开口槽。
9.优选的，在所述第二脱扣杆上设有与所述推动杆相配合的推动部。
10.优选的，所述电动操作机构包括电机和减速齿轮组，所述减速齿轮组包括与所述第二脱扣杆相配合的凸块。
11.优选的，所述第一操作机构包括第一手柄，所述第二操作机构包括第二手柄，所述第一手柄和所述第二手柄可接触或分离。
12.优选的，所述第二手柄包括齿状结构。
13.优选的，所述减速齿轮组包括与所述第二手柄的齿状结构相配合的齿状结构。
14.优选的，所述开关装置为1p+n或2p形式。
15.优选的，所述开关装置还包括脱扣装置，所述脱扣装置至少包括分励脱扣器。
16.优选的，所述开关装置还包括电子控制器，所述电子控制器包括无线通信装置或
有线通信装置。
17.优选的，所述有线通信装置的通信方式包括rs485，rs232，rs422，ethernet、can、devicenet或profibus，所述无线通信装置的通信方式包括wifi、bluetooth、zigbee、nfc、grps、20nb-iot或lora。
18.本发明的有益效果如下：1、当出现欠费需要自动分闸的情况时，只需断开所述第二触头系统即可，对应的，相较于需同时断开两个触头系统，电机所需的驱动力可相应减小，进而可减小电机的体积和所占用的空间；若采用同样规格的电机，在相同的驱动力下，本方案的电机的稳定性更好，驱动更可靠。
19.2、当存在过载、短路等情况时，仅实现所述第二触头系统500的分闸，所述第一触头系统400处于合闸状态，当存在剩余电流时，为保证用户的人身安全，所述第一触头系统400和所述第二触头系统500均会分闸，因此，本开关装置具有漏电指示功能，当用户或维修人员看到第一触头系统400和所述第二触头系统500均处于分闸状态时，即可知道分闸是由于剩余电流存在而引起，在故障排除前不会轻易手动合闸，从而保证人身安全。
附图说明
20.在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：图1是本发明的开关装置整体结构示意图。
21.图2是本发明的开关装置的内部结构示意图。
22.图3是本发明的开关装置的另一角度内部结构示意图。
23.图4是本发明的开关装置的第一手柄和第二手柄结构示意图。
24.图5是本发明的开关装置的第一操作机构、第二操作机构、电动操作结构、第一触头系统和第二触头系统的结构示意图。
25.图6是本发明的开关装置的第一脱扣杆、第二脱扣杆和第三脱扣杆的结构示意图。
26.图7是本发明的开关装置的第一脱扣杆另一角度结构示意图。
27.图8是本发明的开关装置的从动齿轮组与第一脱扣杆、第二脱扣杆的配合状态结构示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
29.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
31.请参考图1至图3所示，本实施例公开了一种开关装置，所述开关装置包括绝缘外壳100，在所述绝缘外壳100内设有第一操作机构200、第二操作机构300、第一触头系统400、第二触头系统500和电动操作机构600，所述第一操作机构200可驱动所述第一触头系统400闭合或断开，所述第二操作机构300和所述电动操作机构600可驱动所述第二触头系统500闭合或断开。
32.具体的，请参考图2、图4和图5所示，所述第一操作机构200包括第一手柄210、第一锁扣220和第一弹性件230，所述第一手柄210可绕一固定轴211转动，所述第一手柄210包括第一手持部212和第一转动部213，所述第一手持部212上设有凸耳214。所述第一锁扣220与所述第一手柄210转动连接，所述第一锁扣220的一端卡入所述第一触头系统400的第一动触头410上的第一开口槽411中，当所述第一手柄210转动时，在所述第一手柄210的带动下，所述第一锁扣220可带动所述第一动触头410转动。所述第一弹性件230的一端固定在所述绝缘外壳100上，另一端固定在所述锁扣220上，当所述第一锁扣220从所述第一开口槽411中脱离后，所述第一弹性件230为所述第一锁扣220提供复位力。
33.所述第一触头系统400包括第一动触头410和第一静触头420，在所述第一动触头410上设有可容纳所述第一锁扣220穿过的第一开口槽411，所述第一动触头410可绕转轴412转动，且可与所述第一静触头420接触或分离，从而实现所述第一触头系统400的闭合或断开，在所述第一动触头410上设有凸起的柱状结构413。所述第一触头系统400还包括第二弹性件430，所述第二弹性件430的一端与所述绝缘外壳100固定，另一端与所述第一动触头410相连，所述第二弹性件430一方面为所述第一动触头410提供和所述第一静触头420接触时的触头压力，另一方面当所述第一动触头410和所述第一静触头420分离后，所述第二弹性件430为所述第一动触头410提供复位力。
34.请参考图3至图7所示，所述第二操作机构300包括第二手柄310、第二锁扣320和第三弹性件330，所述第二手柄310和所述第一手柄210同轴设置，所述第二手柄310包括第二手持部311和第二转动部312，所述第二手持部311与所述第一手柄210的第一手持部212上的凸耳214相搭接，当手动推动所述第一手柄210分闸时，可同步带动所述第二手柄310向分闸方向运动；同样的，当手动推动所述第二手柄310合闸时，所述第二手柄310可同步带动所述第一手柄210向合闸方向运动；反之，当手动推动所述第一手柄210合闸时，则不能同步带动所述第二手柄310向合闸方向运动、当手动推动所述第二手柄310分闸时，则不能同步带动所述第一手柄210向分闸方向运动，从而实现所述第一触头系统400不晚于所述第二触头系统500闭合、不早于所述第二触头系统500断开，进而保证电气安全。所述第二手柄310还包括齿状结构313。
35.所述第二锁扣320与所述第二手柄310转动连接，且所述第二锁扣320通过一折弯轴321与所述第二触头系统500相连，在所述第二锁扣320设有勾状结构，所述勾状结构与所述折弯轴321相配合，所述折弯轴321可穿过所述勾状结构或从所述勾状结构中脱离出来，在所述第二触头系统500的第二动触头510上设有可让所述折弯轴321通过的过孔。当所述第二手
柄310转动时，所述第二锁扣320可在所述第二手柄310的带动下通过所述折弯轴321带动所述第二动触头510转动，从而实现所述第二触头系统500的闭合或断开。所述第三弹性件330的一端与所述绝缘外壳100相固定，另一端与所述第二锁扣320相连接，为所述第二锁扣320提供复位力。
36.所述第二操作机构300还包括第一脱扣杆340、第二脱扣杆350和第三脱扣杆360，所述第一脱扣杆340、第二脱扣杆350和第三脱扣杆360可分别通过一转动轴与所述绝缘外壳100转动连接，且所述第一脱扣杆340和所述第二脱扣杆350绕其对应的转动轴相对所述绝缘外壳100的转动相互独立，互不干涉，其中一个脱扣杆的转动不会带动另一个脱扣杆转动。
37.具体的，在本实施例中，所述第一脱扣杆340和第二脱扣杆350依次沿转动轴370同轴设置，所述第三脱扣杆360绕转动轴361与所述绝缘外壳转动设置，所述第一脱扣杆340与所述第一动触头410上凸起的柱状结构412相接触，当所述第一动触头410在所述第一操作机构200的带动下朝分闸方向转动时，所述第一脱扣杆340在所述柱状结构412的推动下可绕其对应的转动轴转动，在所述第一脱扣杆340上设有第二开口槽341。
38.所述第二脱扣杆350与所述电动操作机构600相接触，在所述电动操作机构600的驱动下，所述第二脱扣杆350可绕其对应的转动轴转动，在所述第二脱扣杆350上设有推动部351。
39.所述第三脱扣杆360通过所述转动轴361与所述绝缘外壳100转动连接，且通过一连接轴362与所述第二触头系统500的第二动触头510转动连接，在所述第三脱扣杆360上设有推动杆363，所述推动杆363可伸入所述开口槽341内，并与所述开口槽341的开口相对的一侧接触，且所述推动杆363可与所述推动部351相接触。当所述第一脱扣杆340在所述第一动触头410的所述柱状结构412的推动下转动时或当所述第二脱扣杆350在所述电动操作机构600的推动下转动时，所述第三脱扣杆360可通过所述推动杆363在所述第一脱扣杆340或所述第二脱扣杆350的推动部351的推动下绕所述转动轴361转动，从而通过所述连接轴362带动所述第二动触头510转动，进而实现所述第二触头系统500的闭合或断开。所述第三脱扣杆360可与所述第一脱扣杆340和第二脱扣杆350同轴设置，也可不同轴设置。
40.所述第二触头系统500包括第二动触头510、第二静触头520和第四弹性件530，所述第二动触头510与所述绝缘外壳100转动连接，所述第四弹性件530的一端与所述绝缘外壳100固定连接，另一端与所述第二动触头510相连接，为所述第二动触头510提供复位力。
41.所述电动操作机构600包括电机610和减速齿轮组件620，所述电机610可带动所述减速齿轮组件620转动，所述减速齿轮组件620包括一从动齿轮组621，所述从动齿轮组621上设有不完全的齿状结构622和凸块623，所述不完全的齿状结构622可与所述第二手柄310上的齿状结构313啮合，所述凸块623可与所述第二脱扣杆350相接触，并可推动所述第二脱扣杆350转动。需要说明的是，所述不完全的齿状结构622和所述第二手柄310上的齿状结构313的啮合与所述凸块623和所述第二脱扣杆350的接触存在时间差，即：当所述不完全的齿状结构622和所述第二手柄310上的齿状结构313啮合时，所述凸块623和所述第二脱扣杆350尚未接触，当所述凸块623和所述第二脱扣杆350接触时，所述不完全的齿状结构622和所述第二手柄310上的齿状结构313处于未啮合的状态，如此设置是为了保证所述第二触头系统500的自动合闸动作是通过所述不完全的齿状结构622和所述第二手柄310上的齿状结
构313啮合而实现，自动分闸动作是通过所述凸块623和所述第二脱扣杆350的推动而实现，而不采用所述第二触头系统500的自动分合闸都是通过所述不完全的齿状结构622和所述第二手柄310上的齿状结构313啮合而实现，如此设置可取消所述不完全的齿状结构622和所述第二手柄310上的齿状结构313需一直处于啮合状态、当需要手动分合闸时需要先取消所述不完全的齿状结构622和所述第二手柄310上的齿状结构313的啮合设置的离合结构，简化了结构设计，缩短手动分合闸的时间，且电机只需要单方向转动即可。
42.在一优选实施例中，所述开关装置还包括脱扣装置700、电子控制器800和电流采集器900，所述脱扣装置700可包括分励脱扣器710和过电流保护脱扣器720，与所述分励脱扣器710相对应，所述第一操作机构200还包括第四脱扣杆240，所述第四脱扣杆240通过一转动轴与所述绝缘外壳100转动连接，并可与所述第一锁扣220相接触或分离，所述分励脱扣器710的推杆可与所述第四脱扣杆240相接触，在所述分励脱扣器710的推杆的推动下，所述第四脱扣杆240可推动所述第一锁扣220脱扣，从而使所述第一动触头410与所述第一静触头420断开。同样的，所述过电流保护脱扣器720可与所述第二操作机构300的第三脱扣杆360相接触或分离，当主回路中出现短路时，所述过电流保护脱扣器720可推动所述第三脱扣杆360转动，所述第三脱扣杆360通过所述连接轴361带动第二动触头510转动，从而实现所述第二触头系统500的闭合或断开。
43.所述电流采集器900包括电流互感器910和零序互感器920，所述电流互感器910可检测主回路上的电流信息，并可将检测到的数据传输给所述电子控制器800，所述零序互感器920可检测在主回路的各导体之间是否存在剩余电流，并将检测到的数据信息传输给所述电子控制器800，所述电子控制器800根据接收的数据信息判断是否进行保护动作，当所述电子控制器800判断需要进行过载、短路或剩余电流保护时，所述电子控制器800可发送指令给所述分励脱扣器710或过电流保护脱扣器720，所述分励脱扣器710或过电流保护脱扣器720在接收到所述电子控制器800发送的保护指令后开启保护动作。
44.所述电子控制器800包括通信装置，所述通信装置包括有线通信装置和/或无线通信装置，所述有线通信装置的通信方式包括rs485，rs232，rs422，ethernet、can、devicenet或profibus，所述无线通信装置的通信方式包括wifi,bluetooth、zigbee、nfc、grps、20nb-iot或lora，所述电子控制器700可通过所述有线通信装置和/或无线通信装置实现与外部控制中心、上级单元或下级单元的通信。
45.下面对所述开关装置的分合闸过程详细描述如下：当需要对所述开关装置进行手动分闸时，若只需要第二触头系统500实现分闸、第一触头系统400依然处于合闸状态，只需要手动推动第二手柄310，所述第二锁扣320可在所述第二手柄310的带动下通过所述折弯轴321带动所述第二动触头510转动，所述第二动触头510与所述第二静触头520分离，从而实现所述第二触头系统500的分闸，此时，所述第一触头系统400不受所述第二触头系统500的影响，依然处于合闸状态。
46.若需要实现所述第一触头系统400的手动分闸，只需要手动推动所述第一手柄210，在所述第一手柄210的带动下，所述第一锁扣220可带动所述第一动触头410绕所述转轴412转动，从而实现与所述第一静触头420的分离。同时，若所述第一触头系统400处于合闸状态，所述第一手柄210上的凸耳214会推动所述第二手柄310同步转动，所述第二锁扣320可在所述第二手柄310的带动下通过所述折弯轴321带动所述第二动触头510转动并与
所述第二静触头520分离，从而实现所述第二触头系统500的分闸。由上述描述可知，当所述第一触头系统400的手动分闸时，若所述第一触头系统400处于合闸状态，会同步带动所述第二触头系统500实现手动分闸，在实际应用中，如在线路检修时，为保证电气安全，首先手动推动第二手柄310实现所述第二触头系统500的分闸，然后再手动推动所述第一手柄210实现所述第一触头系统400的手动分闸，通过将所述第二手持部311与所述第一手柄210的第一手持部212上的凸耳214设置为搭接结构，实现了所述第一手柄210与所述第二手柄310之间的独立操作，更好的满足产品在特定场合的需求。
47.当需要对所述开关装置进行手动合闸时，首先手动推动所述第一手柄210，在所述第一手柄210的带动下，所述第一锁扣220带动所述第一动触头410朝靠近所述第一静触头420的方向转动，进而实现所述第一触头系统400的手动合闸，然后手动推动所述第二手柄310，所述第二锁扣320可在所述第二手柄310的带动下带动所述第二动触头510共同向靠近所述第二静触头520的方向转动，进而实现所述第二触头系统500的手动合闸。综上所述，当手动推动所述第一触头系统400合闸时，所述第二触头系统500会晚于所述第一触头系统400实现合闸。
48.当用户出现欠费等情况需要对所述开关装置进行自动分闸时，所述电子控制器800接收到后台发送的欠费停电指令，会发送信号给所述电机610，所述电机610开始转动，所述减速齿轮组件620在所述电机610的驱动下转动，当所述从动齿轮组621的凸块623与所述第二脱扣杆350相接触时，所述第二脱扣杆350在所述凸块623的推动下绕所述转动轴370转动，此时，所述第二脱扣杆350的推动部351与所述第三脱扣杆360的推动杆363相接触，并推动所述第三脱扣杆360同步转动，从而通过所述连接轴362带动所述第二动触头510转动，进而实现所述第二触头系统500的自动分闸。同时，所述第一触头系统400处于合闸状态，所述第二触头系统500的自动分闸并不会带动所述第一触头系统400的自动分闸，换言之，当出现欠费需要自动分闸的情况时，只需断开所述第二触头系统500即可，对应的，相较于需同时断开两个触头系统，电机所需的驱动力可相应减小，进而可减小电机的体积和所占用的空间；若采用同样规格的电机，在相同的驱动力下，本方案的电机的稳定性更好，驱动更可靠。
49.当用户完成缴费后需要对所述开关装置进行自动合闸时，所述电子控制器800接收到后台发送的送电指令，会发送信号给所述电机610，所述电机610开始转动，所述减速齿轮组件620在所述电机610的驱动下转动，当所述从动齿轮组621的不完全的齿状结构622和所述第二手柄310上的齿状结构313的啮合时，可带动所述第二手柄310转动，进而实现所述第二触头系统500的自动合闸。
50.当所述零序互感器920检测到有剩余电流存在需要自动分闸时，所述电子控制器800发送指令给所述分励脱扣器710，所述分励脱扣器710的推杆可与所述第四脱扣杆240相接触，在所述分励脱扣器710的推杆的作用下，所述第四脱扣杆240开始转动，所述第四脱扣杆240可推动所述第一锁扣220从所述第一动触头410上的第一开口槽411中脱扣，所述第一动触头410因没有了所述第一锁扣220的约束，开始绕所述转轴412转动，从而使所述第一动触头410与所述第一静触头420断开，进而实现所述第一触头系统400分闸。在所述第一动触头410与所述第一静触头420断开的过程中，所述第一脱扣杆340在所述第一动触头410的柱状结构413的推动下可绕其对应的转动轴370转动，从而通过所述推动杆363带动所述第二
动触头510转动，进而实现所述第二触头系统500的闭合或断开。即：当存在剩余电流时，为保证用户的人身安全，所述第一触头系统400和所述第二触头系统500均会分闸，因此，本开关装置具有漏电指示功能，当用户或维修人员看到第一触头系统400和所述第二触头系统500均处于分闸状态时，即可知道分闸是由于剩余电流存在而引起，在故障排除前不会轻易手动合闸，从而保证人身安全。
51.当所述电流互感器910检测到存在过载、短路等大电流存在需要自动分闸时，所述电子控制器800发送指令给所述过电流保护脱扣器720，所述过电流保护脱扣器720的推杆推动所述第三脱扣杆360，所述第三脱扣杆360开始绕所述转动轴361转动，从而通过所述连接轴362带动所述第二动触头510转动，进而实现所述第二触头系统500的分闸，此时，所述第一触头系统400处于合闸状态。即：当存在过载、短路等情况时，仅实现所述第二触头系统500的分闸，所述第一触头系统400处于合闸状态。
52.当然，所述开关装置可以为1p+n、2p、3p或3p+n的形式，当所述开关装置为3p或3p+n的形式时，在本实施例的基础上，所述开关装置可还包括第三触头系统或包括第三触头系统和第四触头系统，所述第三触头系统和第四触头系统可通过联动轴与所述第二触头系统实现同步分合闸。此外，所述电动操作机构600可与所述第一触头系统、第二触头系统、第三触头系统或第四触头系统设于同一绝缘外壳内，也可单独设于与所述绝缘外壳并列设置的独立的壳体内。
53.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。