电气保护压板投退检测电路及电气保护压板的制作方法

本发明涉及电气防护设备领域，具体而言涉及一种电气保护压板投退检测电路及电气保护压板。

背景技术：

电气保护压板，也叫保护连片，用于电气检修人员判断电气继电保护装置的跳闸电路状态。如图1所示是现有的保护压板的典型设计，通常具有连接插头和绝缘旋钮，通过旋钮的旋转，将连接插头插接在压板底座的金属插座中或者斜插到底座侧边的两个绝缘插口内，实现压板的投退操作，例如中第2013202650382号中国发明所公开的例子，但这样的保护压板在使用过程中存在很大的安全隐患或者不便，尤其是由于现有保护压板的投退操作很大程度上依赖于检修人员的人工操作，一方面由于疏忽大意，在检修完后可能忘记恢复导通连接导致电子设备不工作，另一方面，由于保护压板自身的阻尼设计导致投退导通位置不到位，导通效果无法保护，此时如果通过大电流的话，将导致烧毁等严重的后果。

现有技术中对此提出解决，例如2017208739167号发明提出的在连接片外部设置发光二极管，当导通回路形成时，二极管发光以表征当前的投位置状态，当二极管熄灭时，表示回路断开，当前为退位置状态。但这需要对整个连接片的内部结构做改动设计，而且增加二极管发光电路本身位于压板上，对电路容易造成干扰；另外，在2017108795602号发明专利申请中提出一种使用二维码标识来进行身份识别和确定是投入和退出状态，但该方案需要通过用户的手移动终端(手机)进行扫描识别，在实际应用中存在不便，而且增加检修人员的操作，如果忘记恢复投入的话，也会忘记扫描识别，依然无法监测到。

技术实现要素：

本发明第一方面的目的旨在提出一种利于实现且可靠的电气保护压板投退检测电路及电气保护压板。

根据本发明的第一方面的电气保护压板，包括：

具有插座和转轴容纳部的底座，插座包括位于底座的第一表面分别成对地设置的绝缘插座与金属插座；

可旋转地安装到底座的压板，压板中央位置设置有一转轴，转轴可穿过底座进入所述转轴容纳部，转轴容纳部位于与所述第一表面相对的第二表面；

其中，所述电气保护压板还包括：

在所述转轴容纳部内表面的、位于所述转轴容纳部的自由端的边缘的第一导电片和第二导电片，第一导电片与第二导电片间隔开地安装并且具有保持相互分隔开的趋势；

在所述压板上设置的至少一个凸台以及在所述底座的第一表面上设置的与所述至少一个凸台配合的至少一个凹槽，使得所述压板在旋转过程中有且仅有一个位置得以使其转轴插入到转轴容纳部内并推动所述第一导电片与第二导电片接触。

如此，当压板处于投状态下，将通过凸台和凹槽进行容错确认，允许朝向底座的运动，压板上的金属插头与底座的金属插座配合，并且转轴朝向底座运动并进入转轴容纳部的底部而推动2个导电片接触形成电性连接，通过引出的导线而接入检测电路回路，如此通过两个导电片的位置变化而确认投入是否到位，即只有投入到位导电片才接触，投入不到位时导电片仍然是分隔开的，检测回路(分回路)处于断开状态。

而且，当压板处于退状态下，为了防止转轴因为内部弹簧的恢复力而朝向底座和转轴容纳部运动，在底座与压板的相对面之间设置了凸台-凹槽设计，当压板旋转一定角度(处于退状态)时，通过凸台-凹槽的错位使得压板的转轴无法恢复下压到原始位置而保持两个导电片的分隔开状态，确保退状态的检测可靠度和准确性。

进一步的，所述凸台邻接所述转轴而设置。凸台还可以是成对地设置。所述凸台与凹槽被设置在所述压板处于投状态时实现相互配合。如此以实现更加有利的配合，保证凸台-凹槽配合的唯一性。

在进一步的实施例中，所述转轴的自由端的端头设置有弧形突出结构，以利于更有利的推动导电片的弹性形变朝向另一个导电片运动。

在进一步的实施例中，所述第一导电片与第二导电片平行设置，并且沿着所述转轴容纳部的截面中心线方向。采用此方案，将导电片设置在转轴容纳部的中央位置，尤其是圆柱状的转轴容纳部的截面直径方向，更加利于有效的推动接触。

根据本发明的第二方面的电气保护压板投退检测电路，包括：

至少一个前述的电气保护压板；

由每个第一导电片串联在一起形成的第一电路；

对每个第二导电片分别单独引出形成的多个第二电路；

用于表示投退状态的表征电路；

电性连接到第一电路、用于供电的电源电路；以及

控制单元；

其中：

所述表征电路具有多个对应于第二电路的表征模块，响应于每个电气保护压板的转轴投入到位推动第一导电片与第二导电片接触而对应形成电性导通，即所述第一电路与一个或者多个第二电路导通，所述控制单元控制对应导通的第二电路的表征模块发出反馈。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可更加全面地理解本发明教导的各个方面的实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明一实施例的电气保护压板的结构示意图，压板为拉出状态。

图2是本发明一实施例的电气保护压板的结构示意图，压板为收回状态。

图3是本发明一实施例的电气保护压板的底座的俯视图，从第一表面角度。

图4是本发明一实施例的电气保护压板的压板的仰视图，从底座的第一表面角度。

图5是本发明一实施例的电气保护压板的两个导电片的结构示意图。

图6是本发明一实施例的电气保护压板投退检测电路的电路示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1-图6所示的示例，保护压板整体上包括压板101、底座102、插头103、插座(1021、1022、108、109)以及接线桩107。

压板101，定义了供检修人员操作的第一表面以及与第一表面相对设置的第二表面，第二表面朝向底座102。

压板101上设置有与插座适配的2个金属插头103，例如可以构造成金属柱。2个金属插头103在压板内电连接在一起。

如图所示，压板101可旋转地安装到底座102上。压板101的中央位置设置有一可插入到底座的转轴105，压板101可围绕该转轴105而旋转。结合图1、图2，在投状态下，压板101的转轴105穿过底座102进入到底座下方的转轴容纳部106上。

底座102，具有相对设置的第一表面和第二表面，第一表面朝向压板101的第二表面。

结合图3所示，底座102的第一表面上设置有插座，插座包括分别成对设置的绝缘插座(108、109)与金属插座(1021、1022)。

结合图1、2，转轴容纳部106位于底座102的与所述第一表面相对的第二表面上，朝向远离第一表面的方向延伸出来。

作为可选的例子，底座102整体上成具有耳部的长方体结构，耳部分别设置在长方体的长边的外侧，金属插座(1021、1022)分别设置在长方体的中轴线上的两个端部，绝缘插座(108、109)分别位于两个耳部。绝缘插座(108、109)与金属插座(1021、1022)位于以转轴为中心的同一圆周上。

底座102的中央位置还设置有一通孔1023，以使得转轴105得以穿过底座。

结合图1、2所示，底座第二表面向外延伸的转轴容纳部106与通孔1023连通。

压板101具有使金属插头103插入插座的第一位置以及使金属插头从所述插座拔出的第二位置。结合图1、2，压板101可被操作拉出、旋转动作而将金属插头103从绝缘插座(108、109)与金属插座(1021、1022)之间切换，实现各种状态的变换。切换后，可通过转轴上的弹簧的恢复力并且尤其是通过外力施加使得金属插头插入到位，即投退到位。

图示中未表明的是，如现有的压板的操作方式类似的结构设计，旋转轴105与底座102的通孔1023之间设置有弹簧和销结构，使得旋转轴105在被拉出时保持具有朝向底座运动以恢复其初始位置的趋势。

当然，如本发明的各个实施例所希望达到的目的，如果因为疏忽或者外力施加不够，导致检修后投位不到位，也将希望得到实时的检测和监控。

接线桩107，设置在底座的第二表面下方，穿过底座107的第二表面并与金属插座(1021、1022)连接。图1、2所示的示例中，标号104表示金属插座(1021、1022)连接的连接容纳部，起到绝缘和保护的目的。

结合图1-2、3-4所示，在转轴容纳部105内表面、位于转轴容纳部的自由端的边缘位置还设置有第一导电片115和第二导电片116，第一导电片115与第二导电片116间隔开地安装并且具有保持相互分隔开的趋势。

压板101的第二表面，即朝向底座的表面上还设置有至少一个凸台110，相应的，在底座102的第一表面上，即操作压板的表面还设置有与至少一个凸台配合的至少一个凹槽120，使得压板101在旋转过程中有且仅有一个位置得以使其转轴105插入到转轴容纳部106内并推动所述第一导电片115与第二导电片116接触。

如此，当压板处于投状态下，将通过凸台和凹槽进行容错确认，允许朝向底座的运动，压板上的金属插头与底座的金属插座配合，并且转轴朝向底座运动并进入转轴容纳部的底部而推动2个导电片接触形成电性连接，通过引出的导线而接入检测电路回路，如此通过两个导电片的位置变化而确认投入是否到位，即只有投入到位导电片才接触，投入不到位时导电片仍然是分隔开的，检测回路(分回路)处于断开状态。

而且，当压板处于退状态下，为了防止转轴因为内部弹簧的恢复力而朝向底座和转轴容纳部运动，在底座与压板的相对面之间设置了凸台-凹槽设计，当压板旋转一定角度(处于退状态)时，通过凸台-凹槽的错位使得压板的转轴无法恢复下压到原始位置而保持两个导电片的分隔开状态，确保退状态的检测可靠度和准确性。

如图1、2、3、4，凸台110与凹槽120被设置层在压板101处于投状态时实现相互配合，否则二者之间保持错开的位置状态，以阻止转轴朝向第一导电片的运动。

优选的，凸台110与凹槽120分别成对地设置，以进一步保障前述对转轴操作初始位置恢复的阻止。

图示的例子中，凸台110邻接所述转轴105而设置。

为了保证一定的恢复力和弹性，并且保证导电性，在一些例子中，第一导电片115与第二导电片116采用弹性金属片，例如铁、铝、铜或者金属合金材料的导电片。

在另一些实施例中，第一导电片115与第二导电片116还可以采用表面镀金属层的非金属弹片等。

图5示例性的表示了一些实施例中导电片设置触点的示意，以为了更加方便的形成有效的电连接，第一导电片115与第二导电片116中至少一者设置有触点115a。

优选的是，第一导电片115与第二导电片116设置一对触点，在大电流负载时，触点材质可选择为金合金或银合金。本发明各个实施例中，触点处负载电流小，且动作次数有限，触点镀银即可。

在另可选的示例中，可通过镶嵌方式在导电片上面设置触点115a，根据不同的负载，选择不同的触点材质的触点。

在一些优选的例子中，如图1、2，转轴105的自由端的端头设置有弧形突出结构105a，以更加有利的方式设计而更好的促进第一导电片朝向第二导电片的运动。

可选的，第一导电片115与第二导电片116平行设置，并且沿着转轴容纳部的截面中心线方向，从而以更加有利的方式确保推动接触的有效性。

结合图1、2所示，在本发明的例子中，对两个导电片均分别设置有引出导线，与外部(即位于电气保护压板外部)的检测电路的控制单元的输入端连接，使得投状态(投入到位以及不到位)、退状态得以被实时监测，如图6所示的检测电路原理。

控制单元可以选择单片机(微控制器mcu)或者其他类型的具有数据处理和接口功能的控制器件，优选嵌入式mcu单元，例如stm32系列微控制器。控制单元可以是单片集成式的单元，还可以是cpu与存储器及接口逻辑部件的组合。

结合图1、2和图6所示，在一些具体的实现上，通常在检测场景下，具有多个(n个)如前述实施例尤其是图1-5所示的电气保护压板，为了方便说明，图6中以6个(n＝6)为例进行描述。对这些电气保护压板的检测，可以通过统一的检测电路实现。

将每个第一导电片115(通过导线)串联在一起形成的第一电路。

将每个第二导电片116(通过导线)分别单独引出形成的多个第二电路。

图6中，对应的a-b两个节点表示每个电气保护压板的两个导电片(115、116)，响应于压板101旋转操作、投入到位，而使得旋转轴105在转轴容纳部106内朝向自由端推动两个导电片接触形成连接。

结合图6，检测电路，即投退状态检测电路还设置有用于表示投退状态的表征电路，表征电路具有多个对应于第二电路的表征模块，响应于每个电气保护压板的转轴投入到位推动第一导电片与第二导电片接触而对应形成电性导通，即所述第一电路与一个或者多个第二电路导通，所述控制单元控制对应导通的第二电路的表征模块发出反馈，例如声和/或光反馈。

表征模块，在一些实施例中，包括发光二极管(led1、led2、led3、led4、led5、led6)，对应于每个第二电路(即对应于每个被检测的电气保护压板)。

表征模块，在一些实施例中，还可以包括蜂鸣器，连接到控制单元，用以根据投退状态检测结果发出声音反馈。

结合图6，检测电路还包括电性连接到第一电路、用于供电的电源电路，例如能够提供稳定直流电压供应的电源模块(芯片)。

在可选的实施例中，检测电路还包括无线网络单元，控制单元与无线网络单元连接，用于控制将监测到的投退状态进行无线发送，例如发送到监控中心或者预定的服务器，利于在后台进行监控和预警。

在可选的例子中，控制单元可以设置成在投入到位时控制对应的led发光，而在投入不到位时控制不发光。或者，在另一些例子中，控制led发出不同的色光，例如投入到位时发出绿光，投入不到位时发出红光，以进行预警提醒。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。