一种具有重合功能的物联网微型断路器的制作方法

本实用新型属于电气设备技术领域，具体涉及一种具有重合功能的物联网微型断路器。

背景技术：

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kv以上的称为高压电器。断路器可用来分配电能，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，只用在排除故障状态后将其重新复位即可继续使用。

因为配电是极其重要的环节，配电系统包括变压器和各种高低压电器设备，低压断路器则是一种使用量大面广的电器。而许多情况下，由于出现短路或者异常电流情况而导致断路器断路后，若故障自动排除或者电路恢复正常后，还没有及时的合闸，则会对负载电路造成影响。为了解决上述问题，则会在断路器上采用具有自动重合功能的自动重合闸来控制，使得断路器能够不需要人力达到现场即可自动重合恢复电路通畅。

自动重合闸是与断路器配合实现重合功能的机构，断路器因某种故障原因分闸后，利用机械装置或继电自动装置使其自动重新合闸的设施。如电力系统发生的故障是暂时性的，经继电保护装置使断路器跳闸切断电源后，经预定时间再使其自动重合，如故障已自动消除，线路即重新恢复供电；如故障是持续性的，则断路器再次被跳闸，不再重合。按重合次数，分一次重合闸和多次重合闸；按相数，分三相和单相自动重合闸；按使用场合，分单侧电源和双侧电源自动重合闸。

现有的自动重合闸与断路器的应用方式较多，为了提高一体性，增强模块之间的相互关系，会采用卡扣的方式，将具有自动重合功能的模块与断路器扣合连接，并将自动重合闸外部的拨杆与断路器的拨杆传动连接，从而提高整体性。虽然模块化结构设计能够具有较高的灵活性，能够适用于多种配电系统中，但现有技术中都采用两个独立模块结合的方式进行设置，而对于一些小空间内需要安装断路器时，因为体积问题而无法单独再增加一个自动重合闸结构，致使其断路器无法自动重合。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种具有重合功能的物联网微型断路器。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种具有重合功能的物联网微型断路器，包括设置在同一壳体内且联动的脱扣组件和自动重合组件；

所述脱扣组件连接接入断路器内的输入端和输出端；

所述自动重合组件包括可与远端通信的物联网模块，所述物联网模块将脱扣组件的通断状态传输至远端进行反馈，且物联网模块接受远端控制信号通过自动重合组件控制脱扣组件重合。

微型断路器是现在电气系统中常见的保护设备，其能够在电路出现短路或其他过电压故障时及时脱扣形成断路，从而保护负载设备的安全。但因为许多设置在偏远地区或者维修人员难以尽快到达的位置的电子设备或者通信设备，一旦其配电模块中的微型断路器出现动作断电后，若长时间无法复位通电，不仅会影响该系统的正常运行，可能会导致其他关联设备出现问题。

则为了解决上述问题，现有技术中，会采用自动重合闸与微型断路器配合的方式，并单独设有远程通信模块一起扣合组成一体式自动重合断路设备。这种常见的设备连接方式主要通过模块化结构设计，从而能够根据使用场景和需求自行连接多个模块形成保护系统。

但因为采用这种方式的模块均为独立的组件，外部均采用相同的外壳结构，不仅空间占用较大，导致其仅适用于对安装空间需求较低的场景，而一些特定的设备中需要一种较为紧凑且能够将大部分功能部件集成在一体式壳体内的断路器，则现有的技术中并不能满足该需求。

本实用新型提供的是一种将原有的多个功能模块通过重新结构设计，在利用现有的结构原理基础上优化内部结构布局，使得所有联动部件能够缩小体积并集成在同一壳体内。

整个断路器设有接入外部电路的输出端和输入端，其为一种常用的接线端口，内部则通过导体导入对应的功能模块内。而断路器内的主要功能部件包括脱扣组件、自动重合组件和物联网模块，其中的脱扣组件包括多种结构和实现方式，但均能够根据接入电路的异常情况对活动连接的两个触头进行脱离。也就是说，所述的输出端和输入端均与脱扣组件连接，且脱扣组件中包含有两个可相对移动脱离或连接的触头结构，正常状态下，两个触头结构相互贴合导电，电流通过断路器后进入负载电路。一旦电路出现异常，则脱扣机构动作致使触头脱离接触实现断路。

自动重合组件，主要用于与脱扣机构联动，在脱扣机构动作后会同时出现联动动作，然后所述的自动重合组件中包括有电动机构和联动机构，其中联动机构会随着脱扣机构动作，而电动机构会在联动机构动作后自动或远程控制启动，通过带动联动机构动作致使脱扣机构恢复到初始位置。若电路异常状况并未消除，则脱扣机构无法复位。

而物联网模块是一种能够进行远程通信的模块，该模块与自动重合组件中的电动机构控制连接，该模块能够将整个断路器的状态发送至远端的服务器中进行反馈，所谓的状态主要是脱扣组件的分/合状态，同时还可以包含其他信息，例如在该设备中单独设有温度传感器，用于检测内部实时温度情况。

值得说明的是，本实用新型所采用的物联网模块可采用现有的通信标准，例如nb-iot和lora等，同时也可以采用其他通信模块，只要能够实现远程通信控制效果即可，则所有能够进行远程通信的模块均属于本实用新型中的物联网模块的范畴。

进一步的，所述自动重合组件包括传动连接的电动结构和联动机构，所述联动机构与所述脱扣组件同步联动，所述物联网模块控制所述电动结构动作。

进一步的，所述脱扣组件包括静触头和动触头，所述联动机构包括带动动触头移动并可使动触头与静触头接触的触头支撑体；

所述电动结构与触头支撑体传动连接，在所述脱扣组件动作致使所述动触头朝向远离静触头一侧移动后，所述电动结构带动所述触头支撑体移动从而推动所述动触头移动并直到与静触头扣合为止。

进一步的，所述电动结构包括微型电机和用于减速放大力矩的齿轮组，所述微型电机由外部供电并由设置在壳体内的控制组件控制，所述控制组件与物联网模块连接进行信息收发。

进一步的，所述联动机构还包括部分穿出壳体并便于提供着力点进行手动扳动复位的转柄，所述齿轮组的动力输出端与转柄转动连接，所述转柄上设有连接所述触头支撑体的推杆。

进一步的，所述联动机构还包括设置在触头支撑体上的复位弹簧，所述触头支撑体上设有通孔，所述复位弹簧设置在通孔一侧开口内的圆形槽内并与所述壳体内壁连接；

所述通孔另一侧开口内为腰型槽，所述壳体设有插入通孔内且直径小于等于腰型槽宽度的转轴；

当所述联动机构带动触头支撑体绕所述转轴转动时所述触头支撑体一直克服复位弹簧的弹性阻力并致使所述动触头与静触头抵住；

并在动触头与静触头抵住状态下继续推动触头支撑体使其以两个触头的接触位置为中心转动，使得联动机构内的锁止机构上锁扣合限制所述触头支撑体脱扣。

联动机构内设有锁止机构，因为复位弹簧始终给予触头支撑体一个朝向脱离方向的转动力，即使自动重合组件推动动触头与静触头接触时，也需要锁止机构对其进行锁定，避免触头支撑体在复位弹簧的作用下恢复初始脱扣状态。

也就是说，在脱扣状态下，通过电动结构或者手动推动转柄，然后转柄带动推杆推动触头支撑体，使得触头支撑体绕转轴转动。其中，通孔贯穿结构，其开口一侧设有的圆形槽便于放置复位弹簧，而另一侧开口设有的腰型槽是一种椭圆形槽结构，便于转轴在腰型槽内产生相对移动。也就是说，当触头支撑体转动时，因为复位弹簧的阻力使得触头支撑体一端受力会优先以转轴为轴线进行转动。但当其另一端的动触头抵住静触头时，此时即使施加推力，若该通孔与转轴之间并未存在间隙，则无法继续推动触头支撑体。本实用新型将其结构进行优化，通过扩大通孔内径，使得转轴与通孔内壁之间存在间隙，同时为了进一步限制其移动方向，将通孔一端设为腰型槽，而转轴的直径与腰型槽的宽度相等。则当动触头与静触头接触时，可继续推动触头支撑体，使其克服复位弹簧的阻力并以两个触头的接触点为支点进行转动，从而达到第二段移动效果。通过第二段移动致使原本还处于脱扣状态的锁止机构锁止，而触头支撑体在失去动力时也能够保持稳定，只有当脱扣组件动作后先使得锁止机构解锁，然后触头支撑体会在复位弹簧的作用下带动动触头脱离连接。

进一步的，所述联动机构还包括设置在触头支撑体上的锁扣和跳扣；

所述跳扣与推杆连接，当脱扣组件处于脱扣状态时通过推动转柄致使跳扣与触头支撑体同时克服所述复位弹簧的转动阻力进行转动，直到所述动触头与静触头接触后所述锁扣与跳扣卡接形成扣合限位状态；

当接入电流出现异常致使脱扣组件动作后推动锁扣与所述跳扣失去连接，则在所述复位弹簧作用下所述触头支撑体转动致使所述动触头与静触头失去连接。

进一步的，所述脱扣组件还包括电磁脱扣器，所述静触头设置在电磁脱扣器上。

进一步的，所述壳体内设有灭弧结构。

进一步的，所述壳体上设有视窗，所述触头支撑体上设有用于表示脱扣状态的两种不同颜色的区块，在所述触头支撑体保持静止时，所述视窗对应展示任一区块对外提示脱扣状态；

所述壳体上还设有可从外部查看的指示灯，所述指示灯与所述控制组件连接并通过亮灯颜色示意控制组件是否工作；

所述壳体上还设有控制按钮，通过点按控制按钮使得与其连接的控制组件进行自动与手动模式转换。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过在同一壳体内集成有自动重合功能的自动重合组件，能够与联动机构配合，通过具有远程通信功能的控制组件控制，不仅能够自动重合，同时能够远程监控，了解该设备的运行状态，且能够远程控制其自动重合。

附图说明

图1是本实用新型装配后的整体结构的轴侧图；

图2是本实用新型装配后的整体结构倾斜放置后的轴侧图；

图3是本实用新型壳体拆开后触头支撑体一侧的轴侧示意图；

图4是本实用新型壳体拆开后触头支撑体一侧的正面示意图；

图5是本实用新型壳体拆开后控制组件一侧的正面示意图；

图6是本实用新型壳体拆开后控制组件一侧的轴侧示意图；

图7是本实用新型壳体拆开后触头支撑体一侧的部分组件拆分示意图a；

图8是本实用新型壳体拆开后触头支撑体一侧的部分组件拆分示意图b；

图9是本实用新型壳体拆开后触头支撑体一侧的部分组件拆分示意图c；

图10是本实用新型触头支撑体的正面结构示意图，正面的通孔为腰型槽；

图11是本实用新型触头支撑体的背面结构示意图，背面的通孔为圆形槽。

图中：1-壳体，2-动触头，3-静触头，4-触头支撑体，5-转柄，6-推杆，7-复位弹簧，8-圆形槽，9-锁扣，10-跳扣，11-电磁脱扣器，12-灭弧结构，13-区块，14-指示灯，15-控制按钮，16-微型电机，17-齿轮组，18-腰型槽。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例公开一种mcb结构，能够对接入电路进行保护，避免接入电路出现短路或其他异常电流时对用电设备造成损害。微型断路器是现在电气系统中常见的保护设备，其能够在电路出现短路或其他过电压故障时及时脱扣形成断路，从而保护负载设备的安全。但因为许多设置在偏远地区或者维修人员难以尽快到达的位置的电子设备或者通信设备，一旦其配电模块中的微型断路器出现动作断电后，若长时间无法复位通电，不仅会影响该系统的正常运行，可能会导致其他关联设备出现问题。

具体来说，本实施例是一种具有重合功能的物联网微型断路器，包括设置在同一壳体1内且联动的脱扣组件和自动重合组件。

其中的脱扣组件连接接入断路器内的输入端和输出端，而自动重合组件包括可与远端通信的物联网模块，物联网模块将脱扣组件的通断状态传输至远端进行反馈，且物联网模块接受远端控制信号通过自动重合组件控制脱扣组件重合。

因为现有技术中，会采用自动重合闸与微型断路器配合的方式，并单独设有远程通信模块一起扣合组成一体式自动重合断路设备。这种常见的设备连接方式主要通过模块化结构设计，从而能够根据使用场景和需求自行连接多个模块形成保护系统。但因为采用这种方式的模块均为独立的组件，外部均采用相同的外壳结构，不仅空间占用较大，导致其仅适用于对安装空间需求较低的场景，而一些特定的设备中需要一种较为紧凑且能够将大部分功能部件集成在一体式壳体1内的断路器，则现有的技术中并不能满足该需求。

如图1所示，本实施例的断路器设有接入外部电路的输出端和输入端，其为一种常用的接线端口，内部则通过导体导入对应的功能模块内。

断路器内的主要功能部件包括脱扣组件、自动重合组件和物联网模块，其中的脱扣组件包括多种结构和实现方式，但均能够根据接入电路的异常情况对活动连接的两个触头进行脱离。

输出端和输入端均与脱扣组件连接，且脱扣组件中包含有两个可相对移动脱离或连接的触头结构，正常状态下，两个触头结构相互贴合导电，电流通过断路器后进入负载电路。

而一旦电路出现异常，则脱扣机构动作致使触头脱离接触实现断路。自动重合组件主要用于与脱扣机构联动，在脱扣机构动作后会同时出现联动动作。物联网模块是一种能够进行远程通信的模块，该模块与自动重合组件中的电动机构控制连接，该模块能够将整个断路器的状态发送至远端的服务器中进行反馈，所谓的状态主要是脱扣组件的分/合状态，同时还可以包含其他信息，例如在该设备中单独设有温度传感器，用于检测内部实时温度情况。

本实施例所采用的物联网模块采用现有的通信标准：nb-iot。nb-iot支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网。nb-iot支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，适用于小型设备的信息传输，使用寿命较长，能够长时间使用。

优选地，自动重合组件包括传动连接的电动结构和联动机构，所述联动机构与所述脱扣组件同步联动，所述物联网模块控制所述电动结构动作。而脱扣组件包括静触头3和动触头2，所述联动机构包括带动动触头2移动并可使动触头2与静触头3接触的触头支撑体4。

电动结构与触头支撑体4传动连接，在脱扣组件动作致使所述动触头2朝向远离静触头3一侧移动后，所述电动结构带动所述触头支撑体4移动从而推动所述动触头2移动并直到与静触头3扣合为止。

本实施例的实时原理：通过输出端和输入端外接电路，而外壳内设有的动触头2连接输出端或输入端任一端，而静触头3与另一个端头连接。脱扣组件能够在接入电路出现异常电流情况时触发动触头2或者触头支撑体4移动，使得原本处于连接状态的动触头2和静触头3分离，则在壳体1内形成断路状态。而物联网模块能够将断路器的状态信息发送至远程服务器内，而内部的自动重合组件能够在脱扣状态下定时启动推动触头2支撑体移动，如果故障未被排除，则动触头2依然在与静触头3接触后向脱离方向移动，此时自动重合组件能够根据设定程序进行单次或多次重试，直到故障排除后，才能重合复位。

实施例2：

本实施例公开一种断路器，主体结构包括壳体1和设置在壳体1内的功能部件。如图1-9所示，可以看到壳体1为长方体结构，其正面的高度小于45mm，也就是尺寸标准中的1u，而宽度小于18mm。实现其整体尺寸较小的原因是在内部采用较小的动力机构，同时针对性的对其内部进行重新组合，从而提高内部紧凑程度。

如图4所示，外壳上部设有开口，从开口处从上至下依次为自动重合组件、脱扣组件、灭弧结构12、控制组件和连接端口。其中的连接端口包括用于接入外部电路的输入端和输出端，输入端和输出端均采用螺栓固定的矩形金属槽口结构。而连接端口还包括控制电源端子和总线输入端子，所述控制电源端子用于给控制组件提供电能，而总线输入端子同样与控制组件连接用于给控制组件提供控制信号。

本实施例中的控制组件即为集成电路板，而物联网模块集成在电路板上。这里的物联网模块可以自带有天线组件，用于信息的无线收发；或者采用有线端口，通过与总线输入端子连接从而与外部进行信息传输。

自动重合组件包括传动连接的电动结构和联动机构，其中的电动结构包括微型电机16和用于减速放大力矩的齿轮组17，微型电机16由外部供电并由设置在壳体1内的控制组件控制。如图4所示，整个齿轮组17包括三个放大齿轮，而与转柄5转动连接的最后一部分为半约束的月牙齿轮机构。通过四个具有转矩放大功能的齿轮结构，能够适配较小扭矩的电机，从而实现本实施例缩小电机尺寸满足自动重合要求的效果。本实施例中的微型电机16的直径小于7mm，而长度小于14mm，适用于宽度小于18mm的壳体1内安装。

而联动机构包括部分穿出壳体1并便于提供着力点进行手动扳动复位的转柄5，所述齿轮组17的动力输出端与转柄5转动连接，所述转柄5上设有连接所述触头支撑体4的推杆6。

联动机构还包括设置在触头支撑体4上的复位弹簧7，所述触头支撑体4上设有通孔，所述复位弹簧7设置在通孔一侧开口内的圆形槽8内并与所述壳体1内壁连接；所述通孔另一侧开口内为腰型槽18，所述壳体1设有插入通孔内且直径小于等于腰型槽18宽度的转轴；当所述联动机构带动触头2支撑体绕所述转轴转动时所述触头支撑体4一直克服复位弹簧7的弹性阻力并致使所述动触头2与静触头3抵住；并在动触头2与静触头3抵住状态下继续推动触头2支撑体使其以两个触头的接触位置为中心转动，使得联动机构内的锁止机构上锁扣9合限制所述触头支撑体4脱扣。

锁止结构还包括设置在触头支撑体4上的锁扣9和跳扣10；所述跳扣10与推杆6连接，当脱扣组件处于脱扣状态时通过推动转柄5致使跳扣10与触头支撑体4同时克服所述复位弹簧7的转动阻力进行转动，直到所述动触头2与静触头3接触后所述锁扣9与跳扣10卡接形成扣合限位状态；当接入电流出现异常致使脱扣组件动作后推动锁扣9与所述跳扣10失去连接，则在所述复位弹簧7作用下所述触头支撑体4转动致使所述动触头2与静触头3失去连接。

脱扣组件还包括电磁脱扣器11，所述静触头3设置在电磁脱扣器11上。

如图10-11所示，可以看到，跳扣10设置在触头支撑体4的上端部，而锁扣9设置在下部，且跳扣10和锁扣9均与触头支撑体4铰接。触头支撑体4为两段式移动结构，其中在脱扣状态下，通过电动结构带动转柄5转动，所述推杆6推动触头2支撑体开始第一段移动，也就是以转轴为轴线进行转动，当动触头2与静触头3抵住时，则开始第二段移动，因为腰型槽18结构使得触头支撑体4能够继续沿腰型槽18方向移动，此时与触头支撑体4转动连接的跳扣10同时转动并抵住锁扣9端部的卡节点，从而达到扣合锁止的效果。

壳体1上设有视窗，所述触头支撑体4上设有用于表示脱扣状态的两种不同颜色的区块13，在所述触头支撑体4保持静止时，所述视窗对应展示任一区块13对外提示脱扣状态；所述壳体1上还设有可从外部查看的指示灯14，所述指示灯14与所述控制组件连接并通过亮灯颜色示意控制组件是否工作；所述壳体1上还设有控制按钮15，通过点按控制按钮15使得与其连接的控制组件进行自动与手动模式转换。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。