断路器和电源保护系统的制作方法

本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种断路器和电源保护系统。

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，将断路器接入供电系统中，可以根据供电系统中电网设备的工作状态进行分闸、合闸操作，可用于切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，具有保证电网设备安全运行的作用。

当与断路器相连的负载为电池类的电源设施时，容易因为电池接线错误(电池的正极和负极接反)造成安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种断路器，其驱动电路和执行机构能避免接线错误。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种断路器，包括主触头系统c，具有正极输入端和正极输出端的正极电路，具有负极输入端和负极输出端的负极电路，主触头系统c连接在正极输入端和正极输出端之间和/或连接在负极输入端和负极输出端之间；所述断路器还包括依次连接在正极电路和负极电路之间的驱动电路1和执行机构2，所述驱动电路1包括单向导通元件，单向导通元件的电流导通方向为从断路器的负极电路流向断路器的正极电路，驱动电路1导通时执行机构2得电动作，阻止主触头系统c闭合。

优选的，包括用于驱动主触头系统c的闭合和断开的操作机构，所述执行机构2得电动作时与操作机构驱动配合，阻止主触头系统c闭合。

优选的，所述单向导通元件为二极管，二极管的阳极与负极电路相连，二极管的阴极与正极电路相连。

优选的，所述操作机构包括搭扣配合的锁扣件和跳扣件；所述执行机构2动作驱动跳扣件转动解除与锁扣件的搭扣配合，使操作机构脱扣以阻止主触头系统c闭合。

优选的，所述操作机构还包括手柄件、传动连杆和转动板，手柄件和转动板分别枢转设置，锁扣件和跳扣件分别枢转设置在转动板上且搭扣配合，手柄件通过传动连杆与锁扣件驱动相连，转动板与主动触头c0驱动相连。

优选的，所述驱动电路1和执行机构2连接在负极输出端和正极输出端之间，单向导通元件的电流导通方向为从断路器的负极输出端流向断路器的正极输出端。

优选的，所述执行机构2为电磁致动机构。

优选的，所述电磁致动机构为分励脱扣器。

优选的，所述断路器还包括与主动触头c0联动且保持常开状态的联动开关k，联动开关k与执行机构2串联；所述操作机构驱动主动触头c0与主静触头c1闭合时，驱动联动开关k先于主触头系统c闭合，执行机构2得电动作。

优选的，所述执行机构2为电动操作装置，电动操作装置包括与驱动电路1串联的电动机以及与电动机驱动相连的传动齿轮组，电动操作装置通过传动齿轮组阻止主触头系统c闭合。

优选的，所述电动操作装置与操作机构驱动配合，使断路器自动合闸/分闸。

优选的，所述断路器还包括分别与操作机构配合的过载保护机构4和短路保护机构3。

优选的，包括断路极电路和直通极电路；所述断路极电路包括断路极输入端、断路极输出端、主触头系统c串接在断路极输入端和断路极输出端之间；所述直通极电路包括通过导体连接的直通极输入端和直通极输出端；

所述断路极电路为负极电路，所述直通极电路为正极电路，所述断路极输入端和断路极输出端分别为负极输入端和负极输出端，直通极输入端和直通极输出端分别为正极输入端和正极输出端；或者，断路极电路为正极电路，所述直通极电路为负极电路，所述断路极输入端和断路极输出端分别为正极输入端和正极输出端，直通极输入端和直通极输出端分别为负极输入端和负极输出端。

一种电源保护系统，包括所述的断路器，所述断路器连接在负载电池l0和电源e0之间，负载电池l0的两极输入端分别与断路器的正极输出端和负极输出端相连；所述负载电池l0的两极输入端接线正确时，断路器的驱动电路1不导通；所述负载电池l0的两极输入端接线错误时，断路器的驱动电路1导通，断路器的执行机构2得电动作，阻止断路器的主触头系统c闭合。

本发明断路器，在正极电路和负极电路串联有驱动电路1和执行机构2，驱动电路1包括单向导通元件，单向导通元件的电流导通方向为从断路器的负极电路流向断路器的正极电路，当e0电源和负载电池l0接线正确时，驱动电路1不导通，当e0电源或负载电池l0接线错误即断路器的正极输出端和负极输出端分别与负载电池l0的电池负极和电池正极相连时，驱动电路1导通，执行机构2动作阻止主触头系统c闭合，从而避免接线错误导致负载电池l0被烧毁等情况发生。

此外，所述执行机构2可以包括不适宜长时间通电的元器件时，联动开关k可在用户执行合闸操作之前，保持常开状态，使执行机构2断电，仅在用户执行合闸操作时，使执行机构2得电动作，从而避免执行机构2长时间通电被损坏的情况，有利于延长执行机构2的使用寿命。

本发明还提供一种电源保护系统，通过电源通过本发明的断路器为负载电池负载电源充电，在接错线时，断路器无法合闸或者跳闸，从而避免接线错误导致负载电池l0被烧毁等情况发生。

附图说明

图1是本发明断路器的结构示意图；

图2是本发明断路器与负载电池l0的连接结构示意图，负载电池l0的两极接线端接线正确，即断路器的正极输出端和负极输出端分别与负载电池l0的电池正极和电池负极相连；

图3是本发明断路器与负载电池l0的连接结构示意图，负载电池l0的两极接线端接线错误，即断路器的正极输出端和负极输出端分别与负载电池l0的电池负极和电池正极相连；

图4是本发明断路器的结构示意图，驱动电路包括二极管；

图5是本发明断路器的结构示意图，驱动电路和执行机构之间串接有联动开关k；

图6是本发明断路器的结构示意图，至少示出了操作机构、执行机构、过载保护机构、短路保护机构和灭弧室的排布关系。

具体实施方式

以下结合附图1-5给出的实施例，进一步说明本发明的断路器的具体实施方式。本发明的断路器不限于以下实施例的描述。

一种断路器，包括主触头系统c，具有正极输入端和正极输出端的正极电路，具有负极输入端和负极输出端的负极电路，主触头系统c连接在正极输入端和正极输出端之间和/或连接在负极输入端和负极输出端之间，还包括依次连接在正极电路和负极电路之间的驱动电路1和执行机构2，所述驱动电路1包括单向导通元件，单向导通元件的电流导通方向为从断路器的负极电路流向断路器的正极电路，驱动电路1导通时执行机构2得电动作，阻止主触头系统c闭合。

本发明断路器，在正极电路和负极电路连接有驱动电路1和执行机构2，驱动电路1包括单向导通元件，单向导通元件的电流导通方向为从断路器的负极电路流向断路器的正极电路，当e0电源和负载电池l0接线正确时，驱动电路1不导通，当e0电源或负载电池l0接线错误(即断路器的正极输出端和负极输出端分别与负载电池l0的电池负极和电池正极相连)时，驱动电路1导通，执行机构2动作阻止主触头系统c闭合，从而避免接线错误导致负载电池l0被烧毁等情况发生。

优选的，如图1-5所示，所述驱动电路1和执行机构2依次串接在正极电路和负极电路之间。

优选的，所述断路器包括用于驱动主触头系统c的闭合和断开的操作机构，所述执行机构2得电动作时与操作机构驱动配合，阻止主触头系统c闭合。一种实施方式为，所述操作机构包括搭扣配合的锁扣件和跳扣件；所述执行机构2动作驱动跳扣件转动并解除与锁扣件的搭扣配合，使操作机构脱扣以阻止主触头系统c闭合。

优选的，所述单向导通元件为二极管。

优选的，所述所述执行机构2为电磁致动机构，或者为电动操作装置。

优选的，本发明断路器还包括与主动触头c0联动且保持常开状态的联动开关k，联动开关k与执行机构2串联；所述操作机构驱动主动触头c0与主静触头c1闭合时，联动开关k先于主动触头系统c闭合，执行机构2得电动作。本发明断路器，其执行机构2包括不适宜长时间通电的元器件时，联动开关k可在用户执行合闸操作之前，保持常开状态，使执行机构2断电，仅在用户执行合闸操作时，使执行机构2得电动作，从而避免执行机构2长时间通电被损坏的情况，有利于延长执行机构2的使用寿命。需要指出的，所述联动开关k的核心功能是断开/导通由驱动电路1、联动开关k和执行机构2连接而成的电路支路，因此对于联动开关k的具体连接位置并不做具体限制，仅需联动开关k设于该电路支路中且与执行机构2位串联关系即可，也就是说联动开关k可以串接在驱动电路1和执行机构2之间，或者联动开关k、驱动电路1和执行机构2依次串联，或者驱动电路1、执行机构2和联动开关k依次串联，以上三种方式均可以实现联动开关k的核心功能。

需要指出的是，本发明断路器可以是具有操作机构的插入式断路器、塑壳断路器等小型断路器。

以下将结合说明书附图和具体实施例，对本发明断路器作进一步说明。

如图1所示，为本发明断路器cb的一个实施例。

如图1所示，本发明断路器cb包括断路器壳体(图中未示出)以及分别设置在断路器壳体内的断路极电路、直通极电路；所述断路极电路包括断路极输入端、断路极输出端、操作机构以及串接在断路极输入端和断路极输出端之间的主触头系统c，主触头系统c包括配合使用的主动触头c0和主静触头c1，主动触头c0与操作机构驱动相连；所述直通极电路包括直通极输入端、直通极输出端以及串接在直通极输入端和直通极输出端之间的直通极导体；所述断路器还包括依次串接在断路极电路和直通极电路之间的驱动电路1和执行机构2，驱动电路1与断路极输出端相连。

如图1所示，本实施中，所述断路极电路为负极电路，所述直通极电路为正极电路，所述断路极输入端和断路极输出端分别为负极输入端和负极输出端，直通极输入端和直通极输出端分别为正极输入端和正极输出端，所述驱动电路1和执行机构2串接在负极输出端和正极输出端之间，所述驱动电路1包括与执行机构2串联的单向导通元件，单向导通元件的电流导通方向为从断路器的负极输出端流向断路器的正极输出端，本实施例中单向导通元件的电流导通方向为从断路极输出端流向直通极输出端。

需要指出的，所述直通极电路指的是电路中无断点，即直通极输入端和直通极输出端通过导体直连，不设置相应的动触头和静触头。本实施例中断路器设置了一个断路极电路和一个直通极电路，显然根据需要也可以设置两个断路极电路，分别作为断路器的正极电路和负极电路。

而且，所述断路极电路和直通极电路的极性也可以互换，即断路极电路为正极电路，所述直通极电路为负极电路，所述断路极输入端和断路极输出端分别为正极输入端和正极输出端，直通极输入端和直通极输出端分别为负极输入端和负极输出端，正常大部分断路器会这样设置，此时单向导通元件的电流导通方向仍为从断路器的负极输出端流向断路器的正极输出端，即单向导通元件的电流导通方向为从直通极输出端流向断路极输出端。

进一步的，如图4所示，所述单向导通元件为二极管，二极管的阳极与断路器的负极输出端相连，二极管的阴极与断路器的正极输出端相连。具体的，如图4所示，本实施例中所述单向导通元件的电流导通方向为从断路极电路流向直通极电路。

如图2和3所示，本实施例的断路器连接在负载电池l0和电源e0之间，在实际使用中，电源e0通过本发明断路器为负载电池l0充电，电源e0的正极和负极分别与正极输入端和负极输入端相连，负载电池l0与断路器接线时，出现以下两种情况：

情况一，所述负载电池l0的两极输入端接线正确，如图2所示，断路器的正极输出端和负极输出端分别与负载电池l0的电池正极和电池负极相连，驱动电路1通过负极输出端与负载电池l0的电池负极相连，由于二极管的单相导通作用，因此驱动电路1此时不导通。

情况二，所述负载电池l0的两极输入端接线错误，如图3所示，断路器的正极输出端和负极输出端分别与负载电池l0的电池负极和电池正极相连，驱动电路1通过负极输出端与负载电池l0的电池正极相连，二极管导通，因此执行机构2得电动作，阻止主触头系统c闭合，从而避免负载电池l0被烧毁。

另外，当电源e0出现接线错误时(图中未示出)，电源e0的正极和负极分别与负极输入端和正极输入端相连，参见图1，当主触头系统c闭合时，驱动电路1将导通，执行机构2得电动作驱动主触头系统c断开，可以实现电源e0接错线情况下断路器合闸后的保护。

优选的，所述驱动电路1和执行机构2串接在负极输出端和正极输出端之间，单向导通元件的电流导通方向为从断路器的负极输出端流向断路器的正极输出端，将驱动电路1和执行机构2串接在主触头系统c的输出侧避免长期带电且能够实现对负载电池l0的断路器合闸前的保护。

优选的，所述执行机构2与操作机构驱动配合，阻止主触头系统c闭合。一种实施方式为，所述操作机构包括搭扣配合的锁扣件和跳扣件；所述执行机构2动作驱动跳扣件转动并解除与锁扣件的搭扣配合，使操作机构脱扣以阻止主触头系统c闭合。进一步的，所述操作机构还包括手柄件、传动连杆和转动板，手柄件和转动板分别枢转设置，手柄件和转动板可以分别枢转设置在断路器壳体上，手柄件通过传动连杆与锁扣件驱动相连，锁扣件和跳扣件分别枢转设置在转动板上且搭扣配合，组成连杆结构，主动触头c0与转动板相连，手柄件转动通过锁扣件带动转动板转动，带动主动触头c0与主静触头c1接触和分离，实现断路器的合闸和分闸。显然，所述的操作机构还可以为其它四/五连杆结构。

优选的，本发明断路器cb还包括分别与操作机构驱动配合的过载保护机构4和短路保护机构3，断路器cb出现短路或过载故障时，过载保护机构4或短路保护机构3驱动跳扣件转动并解除与锁扣件的搭扣配合，通过操作机构使断路器分闸或跳闸。

优选的，本发明断路器cb还包括与主触头系统c配合的灭弧室5，用于熄灭主动触头c0和主静触头c1闭合/断开时产生的电弧。

优选的，所述执行机构2能通过多种形式实现，具体的：

形式一：所述执行机构2为电磁致动机构，负载电池l0的两极输入端接线错误时，电磁致动机构驱动跳扣件转动并解除与锁扣件的搭扣配合，操作机构失效，断路器cb无法合闸。优选的，所述电磁致动机构包括电磁线圈。优选的，所述电磁致动机构为分励脱扣器。

优选的，如图5所示，本发明断路器还包括与主动触头c0联动且保持常开状态的联动开关k，联动开关k串接在驱动电路1和执行机构2之间；所述操作机构驱动主动触头c0与主静触头c1闭合时，操作机构驱动联动开关k先于主触头系统闭合，使得在接错线情况下执行机构2先得电动作。进一步的，可将联动开关k的触头开距设置为小于主触头系统c的触头开距，即可实现联动开关k先于主触头系统c闭合。当然也可以通过其它方式使联动开关k先于主触头c闭合，此处不再详述。所述联动开关可以为微动开关。

形式二：所述执行机构2为电动操作装置，电动操作装置包括与驱动电路1串联的电动机以及与电动机驱动相连的传动齿轮组，传动齿轮组与操作机构驱动配合；所述负载电池l0的两极接线端子接线错误时，电动操作装置得电，电动机通过传动齿轮组驱动跳扣件转动并解除与锁扣件的搭扣配合，操作机构脱扣失效，断路器cb无法合闸。进一步的，所述电动操作装置还包括联动元件，传动齿轮组通过联动元件与跳扣件驱动相连。

优选的，所述负载电池l0的两极接线端接线正确时，电动操作装置与操作机构驱动配合，使断路器自动合闸/分闸，也就是电动操作装置还可作为远程控制断路器cb合闸/分闸的结构。

优选的，所述执行机构2还可以不采用触发操作机构脱扣的方式，例如采用限位手柄件或转动板转动的方式来阻止主触头系统c闭合。所述手柄件或转动板上设有限位槽，接线错误时，所述电动操作装置得电，电动机通过传动齿轮组驱动联动元件插入限位槽内，使手柄件或转动板不能转动合闸。当然，这种方案不便于时已经合闸的断路器分闸。

优选的，如图6所示，为本发明断路器的另一实施例。

如图6所示，一种插入式断路器，包括操作按钮、操作机构、过载保护机构4、灭弧室5和短路保护机构3，其过载保护机构4和操作机构并排设置，灭弧室5和短路保护机构3并排设置且位于过载保护机构4和操作机构的下方，断路极输出端和直通极输出端并排设置在灭弧室5和短路保护机构3下方且位于断路器壳体的下端；操作按钮通过第一连杆与操作机构驱动相连，断路极输入端、直通极输入端和操作按钮均设置在断路器壳体上端。

优选的，如图6所示，所述执行机构2为分励脱扣器，分励脱扣器和短路保护机构3为一体式的模块，分别与操作机构的跳扣件驱动配合，这是本领域的现有技术，不再赘述。

优选的，如图6所示，所述操作机构包括锁扣件、跳扣件和转动板，锁扣件和跳扣件分别枢转设置在转动板上，转动板与主动触头c0驱动相连，操作按钮通过第一连杆与锁扣件驱动相连。

需要指出的是，本发明断路器可以是具有操作机构的插入式断路器、塑壳断路器等小型断路器，塑壳断路器的手柄件伸出壳体外，通过手柄件驱动断路器分合闸。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。