一种带电弧故障指示的断路器的制作方法

1.本实用新型属于低压电器技术领域，具体地涉及一种带电弧故障指示的断路器。


背景技术：

2.电力系统使用的无熔丝断路器(circuit breaker,cb)包括过载或短路保护的无熔丝开关(nfb)，以及监测漏电的漏电断路器。现今为了能使电力系统受到更完善的保护，衍生出一种电弧故障断路器，具有过载、漏电及电弧故障监测等多功能的断路器。
3.然而为了更直观的观察到目前断路器的工作状态，在欧规的断路器上会要求有电源指示灯，但在美规的断路器上并无电源指示灯的要求，因此美规的断路器无法直接辨识电源侧是否有电压输入，只能透过按压测试钮来确认电子回路功能是否正常供电。但仅靠测试按钮是无法判断出是因监测到电弧或是因漏电而跳脱，这将增加故障维修的困难度。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在提供一种带电弧故障指示的断路器，以解决上述问题。为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：
5.一种带电弧故障指示的断路器，其可包括：
6.开关本体，所述开关本体具有至少一电力输入接线端和至少一电力输出接线端；
7.显示窗口，所述显示窗口设置在所述开关本体上，其内设有一指示灯；
8.指示钮，所述指示钮可伸缩地布置在所述开关本体上；以及
9.电子回路，所述电子回路内置在所述开关本体中，与所述电力输出接线端电连接，用于当接受到电源后，提供一直流信号给所述指示灯发光恒亮，当发生电弧故障时，驱动所述指示钮凸起露出所述开关本体外，以及当所述指示钮复位缩回到所述开关本体内时，输出一脉冲宽度调变信号给所述指示灯发光闪烁，借以指示故障状态为发生电弧故障。
10.进一步地，所述指示钮与一弹簧连接，且所述指示钮受一作动连杆进行限位，将所述指示钮内缩在所述开关本体内，并压缩所述弹簧的弹力。
11.进一步地，所述电子回路可包括：
12.电弧检测装置，所述电弧检测装置连接于所述电力输出接线端和所述指示灯，其内设有一可程控芯片，用于控制所述指示灯发光恒亮或闪烁；
13.闸流体，所述闸流体连接于所述电弧检测装置，用于接受所述电弧检测装置输出的跳脱信号后导通；以及
14.驱动线圈，所述驱动线圈与所述闸流体电连接，用于驱动所述作动连杆伸缩。当闸流体导通时通过大电流产生电磁力将作动连杆往内吸持，造成作动连杆的限位失效，使指示钮因弹簧释放弹力向外弹出，凸起露出开关本体外，以指示出现电弧故障。
15.进一步地，所述电子回路还可包括：
16.零相电流互感器，所述零相电流互感器藕接于所述电力输出接线端上；以及
17.漏电检测装置，所述漏电检测装置与所述零相电流互感器和所述闸流体电连接。
当发生漏电时，零相电流互感器输出一漏电信号给漏电检测装置，漏电检测装置判断需脱跳时，输出跳脱信号给闸流体导通，使驱动线圈通过大电流产生电磁力将作动连杆往内吸持，造成作动连杆的限位失效，使指示钮因该弹簧释放弹力向外弹出，凸起露出开关本体外。
18.进一步地，所述电子回路还可包括：
19.电源回路，所述电源回路与所述电力输出接线端、所述电弧检测装置和所述漏电检测装置电连接，用以提供一工作电压给所述电弧检测装置和所述漏电检测装置。
20.进一步地，该断路器还可包括测试按钮，所述测试按钮设置在所述开关本体上，与所述电弧检测装置电连接，用于测试所述电子回路是否故障。当按压测试按钮时，电弧检测装置内部的可程控芯片接收到一测试信号，输出跳脱信号给闸流体，使指示钮凸起露出开关本体外，当按压指示钮复位后，指示灯亦将发光闪烁，表示电子回路的功能正常；若指示钮复位后，指示灯未闪烁，代表电子回路已产生问题，需要更换或维修。
21.优选地，所述测试按钮为黄色，且所述指示钮为白色。
22.进一步地，所述指示灯为发光二极管。
23.进一步地，所述开关本体上设一操作把手，用以操作所述断路器的开启或关闭。
24.进一步地，该断路器还可包括过载故障装置，所述过载故障装置与所述电力输出接线端电连接，是由两合金板发热使所述断路器关闭，并非透过所述电子回路。
25.本实用新型采用上述技术方案，具有的有益效果是：可以更直观地判断供电状态以及判断故障状态，特别增加指示灯及具有状态记忆功能的电弧故障跳脱，指示灯可显示电源状态，且记忆跳脱配合led闪烁状态可确认前次跳脱是何种故障导致。
附图说明
26.为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
27.图1是本实用新型的带电弧故障指示的断路器的正视图；
28.图2是图1所示的断路其的电子回路的电路原理图；
29.图3是图1所示的断路器正常时的内部结构剖面示意图；
30.图4是图1所示的断路器故障时的内部结构剖面示意图。
具体实施方式
31.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
32.请参阅图1，是本实用新型的带电弧故障指示的断路器的正视图。该断路器可包括一开关本体10，开关本体10上侧设有电力输入接线端，下侧设有电力输出接线端，且开关本体10上设一操作把手11，通过操作把手11，可手动操作该开关本体10开启(on)或关闭(off)，当开启(on)时，电力输入接线端与电力输出接线端导通，当关闭(off)时，电力输入接线端与电力输出接线端断开。在开关本体10的左侧表面设有显示窗口12，其内设一指示灯(led)24(参见图2)，用以显示电源正常供电或指示是否为电弧故障的跳脱。显示窗口12
的上侧设有一测试按钮13，该显示窗口12的下侧设有一指示钮14。在本实施例中，测试按钮13为黄色，指示钮14为白色。应该理解，测试按钮13和指示钮14可以是其它颜色。
33.请一并参阅图1及图2，图2示出了断路器的电子回路20的电路原理图。电子回路20设置于开关本体10内部，电性连接于电力输出接线端，受操作把手11控制一电源由电力输入接线端传送至电力输出接线端。具体地，电子回路 20可包括电源回路(power supply)21、漏电检测装置(rcd)22、电弧检测装置 (wa afd)23、指示灯(led)24、闸流体(scr driver)25、零相电流互感器(zct) 26及驱动线圈27，其中电源回路21的输入端并联于电力输出接线端上，而电弧检测装置23的输入端则串接于电力输出接线端上，电源回路21的输出端连接于漏电检测装置22及电弧检测装置23。指示灯24藕接于电弧检测装置23。当电子回路20接收到电源后，会先经电源回路21处理，接着提供一工作电压给漏电检测装置22与和电弧检测装置23，透过电弧检测装置23输出平稳直流信号给指示灯24，此时使用者可透过指示灯24发光的灯号确认电源有正常地供电。具体地，指示灯24主要透过电弧检测装置23内部的可程控芯片(mcu)(图中未示)控制发光。漏电检测装置22的输入端连接于零相电流互感器26，输出端连接于闸流体25，而电弧检测装置23的输出端亦连接于闸流体25，闸流体 25的输出端连接于驱动线圈27。
34.再请一并参阅图2
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4所示，图3是断路器正常时(即，动作前)的内部结构剖面示意图；图4是断路器故障时(即，动作后)的内部结构剖面示意图。断路器的内部结构部分主要是由驱动线圈27、零相电流互感器26、电子回路20、指示钮14及弹簧15所构成，驱动线圈27内置一作动连杆28，而指示钮14与弹簧15连接，并由该作动连杆28进行限位将指示钮14内缩在开关本体10内，压缩该弹簧15的弹力。
35.当发生漏电或电弧故障时，漏电检测装置22或电弧检测装置23会输出一信号给闸流体25，使闸流体25导通，此时驱动线圈27将通过大电流，利用电磁原理使驱动线圈27产生电磁力将作动连杆28往内吸持，此时指示钮14因该作动连杆28往内吸，造成该作动连杆28的限位失效，使指示钮14透过弹簧15 的弹力释放向外弹出，凸起露出开关本体10外，同时切断电力输入接线端与电力输出接线端的导通。
36.由于本实用新型的断路器在发生漏电及电弧故障时皆使指示钮14露出开关本体10外，因此本实用新型利用电弧检测装置23内部的可程控芯片(mcu)来判断及记忆电弧故障的发生。当发生漏电时，因电弧检测装置23内部可程控芯片 (mcu)并未判断到有电弧故障发生，因此当使用者按压指示钮14使其复位缩回到开关本体10内时，再次将电力输入接线端与电力输出接线端导通，故电弧检测装置23仍会输出平稳直流信号给指示灯24发光恒亮。然而当发生电弧故障时，电弧检测装置23因监测到有电弧故障发生，可程控芯片(mcu)会将此次电弧故障记忆下来，因此当使用者按压指示钮14使其复位缩回到开关本体10内时，该电弧检测装置23会输出一约50％的脉冲宽度调变(pwm)信号给指示灯24 使其发光闪烁。
37.此外，本实用新型的断路器还具有过载及短路保护的机制，由于短路相当于更大电流的过载故障，而过载故障的跳脱是由两合金板发热使开关本体10关闭(off)，并非透过该电子回路20，因此驱动线圈27不会作动激磁，指示钮14 受到作动连杆28的限位而无法凸起露出该开关本体10外。
38.再如图1及图2所示，测试按钮13功能在于确认该电子回路20是否正常运作。测试
按钮13与电弧检测装置23电连接。当使用者按压测试按钮13时，电弧检测装置23内部的可程控芯片(mcu)将会接收到一测试信号，接着可程控芯片(mcu)会输出信号给闸流体25，使驱动线圈27激磁，使指示钮14跳脱凸起露出开关本体10外，如同发生电弧故障一样；当按压指示钮14复位后，指示灯24亦将发光闪烁，此时则可判断指示灯24及电子回路20的功能正常；若指示钮14复位后，指示灯24未闪烁，则代表电子回路20已产生问题，需要更换或维修。
39.本实施例将指示钮与指示灯搭配的故障状态组合如下表所示：
40.故障类型指示钮状态复位后指示灯状态过载/短路未凸起恒亮漏电凸起恒亮电弧凸起闪烁
41.综上所述，本实用新型的带电弧故障指示的断路器，相较于现有技术，具有过载、短路、漏电和电弧监测保护等多种功能合一的断路器，更可以直观地藉由指示钮及指示灯发光恒亮或闪烁来判断是发生何种故障。
42.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。