專利名稱：具有自動合閘功能的a型智能斷路器的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種斷路器，特別涉及的是一種能夠實現自動合閘功能的電機置
于底箱、手柄外露的斷路器。
背景技術：
對于電力部門而言開關斷路設備，是保證用電安全、進行線路切換必不可少的設 備，隨著國家對智能電網計劃的推出，斷路器設備需要向智能話邁進是一個重要的方向。
請參閱圖1所示，其為現有技術中的斷路器，我們在本發明中將其稱之為斷路器 本體，所述的斷路器可以是三相的也可以是單相，可以是普通的微型斷路器，也是可以是大 開關，其都包括一盒體，通常的盒體是有上蓋和底箱組成，所述的上蓋開設有一缺槽，所述 的缺槽的兩端對應斷路器處于的開/關位置；一手柄伸出所述的缺槽；一底箱，所述的底箱 上設置有斷路器動作機構，以及進線端和出線端，所述的斷路器通斷動作機構通過所述的 手柄觸發；所述的斷路器動作機構還包括與手柄相連接的聯動組件，所述的聯動組件的一 聯動桿下端鉸接設置有動觸臂，當在手柄的作用下聯動組件轉動，從而帶動所述的動觸臂 轉動，使所述的動觸臂上的動觸點與所述的靜觸片上的靜觸點相接觸，所述的靜觸片與所 述的底箱上的出線端相連接，從而實現將電流傳出。
但是對于現有的斷路器仍有如下缺陷 1、在預付費系統中，用戶補交電費后斷路器不能夠自動合閘，需要用電戶自己處 理，從而給用戶帶來不便； 2、在發生溫度過高等異常用電狀況時，現有的斷路器斷開速度較慢； 3、在用電異常情況沒有排除的情況下，用戶可以合閘，從而可能帶來安全隱患。 鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本創作。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種具有自動合閘功能的A型智能斷路器，用以克服上 述缺陷。 為實現上述目的，本發明采用的技術方案在于，提供一種具有自動合閘功能的A 型智能斷路器，其包括一斷路器本體，所述的斷路器本體包括一上蓋，所述的上蓋開設 有一缺槽，所述的缺槽的兩端對應斷路器處于的開/關位置；
—手柄伸出所述的缺槽； —底箱，所述的底箱上設置有斷路器動作機構，以及進線端和出線端，所述的斷路 器通斷動作機構通過所述的手柄觸發； 還包括一承載板，所述的承載板設置于所述的上蓋和底箱之間，所述的承載板上 設置有一曲柄部以及一撥動部，所述的撥動部與所述的手柄相連接； 所述的底箱中設置有一電機，其在一自動合閘控制單元的控制下，所述的曲柄部 將所述的電機的轉動轉化為所述的撥動部的往復動作，從使所述的手柄在開/關狀態之間切換。 對于所述的曲柄部可以至少有兩種方式實施一種為一棘輪棘爪機構和一連桿組 成；另一種為一棘輪棘爪機構和一推桿組成。 其中，所述的承載板開設有與所述的缺槽相對應的開口 ； 所述的撥動部也至少有兩種實施方式，其中之一所述的撥動部為一撥叉，其中部 軸設于所述的承載板上，所述的撥叉一端設置有一撥口 ，所述的手柄置于所述的撥口中，所 述的撥叉的另一端設置有一推動口 。 對于第二種方式，所述的承載板開設有與所述的缺槽相對應的開口 ，在所述開口 的兩側設置有相對平行的滑槽； 所述的撥動部為一框體，所述的手柄從所述的框體中間穿過，所述的框體兩側設
置有能夠沿所述滑槽移動的滑軌，所述的框體上設置有連接孔。 對于所述的棘輪棘爪機構也有至少了兩種方式，第一種包括 外套，所述的外套具內齒，所述的內齒為棘輪； 芯子，所述的芯子設置于所述的內齒中，芯子外緣設置有至少一棘爪，所述的棘爪 和所述的芯子之間設置有彈性元件，其中所述的棘爪與所述的棘輪相對應；
滾動軸承，設置于所述的外套和芯子之間。
第二種所述的棘輪棘爪機構包括 外套，所述的外套具有內齒，所述的內齒為棘輪，在所述的外套偏置有所述的推 桿； 芯子，所述的芯子設置于所述的內齒中，芯子外緣設置有至少一棘爪，所述的棘爪 和所述的芯子之間設置有彈性元件，其中所述的棘爪與所述的棘輪相對應；
滾動軸承，設置于所述的外套和芯子之間。 對于采用二級傳動的方式，還包括一齒輪，所述的齒輪設于所述的承載板上，所述 的外套的外緣設有齒，所述的齒輪與所述的外套相嚙合。 另外一種實施方式，還包括一圓盤固定設置在所述的外套上，所述的圓盤上偏置 有一連接孔，通過所述的連桿將所述的外套上圓盤的連接孔和撥動部上的框體的連接孔連 接在一起，從而使所述的電機轉動帶動所述的曲柄部轉動，從而使所述的連桿拉動/推動 所述的撥動部運動。 再一種實施方式，所述的外套上偏置有一連接孔，通過所述的連桿將所述的外套 上的連接孔和撥動部上的框體的連接孔連接在一起，從而使所述的電機轉動帶動所述的曲 柄部轉動，從而使所述的連桿拉動/推動所述的撥動部運動。 再一種實施方式，，所述的齒輪上偏置有一連接孔，通過所述的連桿將所述的齒輪 上的連接孔和撥動部上的框體的連接孔連接在一起，從而使所述的電機轉動帶動所述的曲 柄部轉動，從而使所述的連桿拉動/推動所述的撥動部運動。 較佳的，還包括一減速器，其設置于所述的電機的輸出軸和所述的芯子之間。
再一種實施方式，一轉接桿，其一端固設于所述的外套中部，在其另一端設置有一 連接孔，所述的連桿設置于所述的轉接桿的連接孔和所述的框體的連接孔之間。
所述的自動合閘控制單元包括 —電源采集子單元，其從所述的相線上獲取電力信號，并進行整流濾波處理；
—電機動作控制子單元，獲取所述的電力信號，并在接到合閘命令時，使所述的電 機動作，最終實現所述的斷路動作機構產生合閘動作。 為了對短路或其他異常用電情況存在保護，所述的自動合閘控制單元還包括
—短路偵測電路，其用以檢測是否有短路發生，當發生短路時產生一脫扣控制信 號； —脫扣子單元，用以在接收到所述的脫扣控制信號時，使所述的斷路動作機構產 生斷路動作。 為了防止在異常沒有排除的情況下斷路器自動合閘，所述的自動合閘控制單元還 包括 —自鎖控制子單元，其與所述的電機動作控制子單元相連接，接收所述的短路偵 測子單元輸出一表征短路狀況的自鎖控制信號，從而使所述的電機動作控制子單元令所述 的電機不產生動作。 為了實現遠程控制以便于如預付費等功能的使用，還包括一外控單元，其分別與 所述的脫扣子單元和所述的電機動作控制子單元相連接，并接受外部控制信號，從而對所 述的脫扣器和電機產生控制作用。 其中，所述的短路偵測電路包括至少針對一條相線設置的一短路偵測元件，其 與一判斷元件相連接，所述的判斷元件根據在發生短路異常情況下所述短路偵測元件的狀 態，產生所述的自鎖控制信號和所述的脫扣控制信號。 針對溫度過高的異常情況，還包括一溫度檢測子單元，其檢測相線溫度，在所述 溫度達到一閾值時，產生一自鎖控制信號和/或脫扣控制信號。 其中，所述的溫度檢測子單元包括至少針對一條相線設置的一溫度檢測元件，其 與一判斷元件相連接，所述的判斷元件根據在發生溫度異常情況下所述溫度檢測元件的狀 態，產生所述的自鎖控制信號和/或脫扣控制信號。 為了防止電機運動在超出一定位置后產生損害，還包括一限位子單元，在所述的
斷路器合閘后，發出控制信號給所述的電機動作控制子單元，使電機停轉。 所述的限位子單元的實施例之一是所述的限位子單元包括一光電耦合器，其在
斷路器合閘后，其輸出端產生一狀態變化，并將其傳給所述的電機動作控制子單元，使電機停轉。 與現有技術比較本發明的有益效果在于，能夠實現斷路器的自動合閘，能夠在發 生如短路或是溫度過高等異常用電狀況時使斷路器斷開，并且在異常沒有排除的情況下， 不會自動合閘，適用于斷路器的遠程控制，是智能電網發展的基礎產品。
圖1為現有斷路器的分解圖； 圖2為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的主視圖； 圖3A為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例一
取下上蓋后的主視圖； 圖3B為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例一 的立體分解 圖4A為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例二 取下上蓋后的主視圖； 圖4B為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例二 取下上蓋后的主視圖； 圖5A為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例三 取下上蓋后的主視圖； 圖5B為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例三 取下上蓋后的主視圖； 圖6A為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例四 取下上蓋后的主視圖； 圖6B為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例四 取下上蓋后的主視圖； 圖7A為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例五 取下上蓋后的主視圖； 圖7B為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例五 取下上蓋后的主視圖； 圖8A為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例六 取下上蓋后的主視圖； 圖8B為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例六 取下上蓋后的主視圖； 圖8C為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘機械單元實施例六 取下上蓋后的立體分解圖的優選方案 圖9A所為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示 意圖一； 圖9B為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示意 圖二； 圖9C為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示意 圖三； 圖9D為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示意 圖四； 圖9E為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示意 圖五； 圖9F為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示意 圖六； 圖9G為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示意 圖七； 圖9H為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元對電 機實現往復運動控制電路示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特征和優點作更詳細的說明。
請參閱圖2所示，其為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的主視圖，所 述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器包括一斷路器本體，所述的斷路器本體包括一盒 體，盒體是由一上蓋11、一承載板10和一底箱12構成，所述的底箱12設有進線端口 115和 出線端口 113，用以實現所述的相線和零線接入和接出；每一進線(相線、零線)之間都設 置有縱向隔離板進行分隔，并在內部與進線金屬片相連接。 所述的斷路器動作機構是包括手柄114，以及與手柄114相連接的聯動組件，所 述的聯動組件的一聯動桿下端鉸接設置有動觸臂，當在手柄114的作用下聯動組件轉動， 從而帶動所述的動觸臂轉動，使所述的動觸臂上的動觸點與所述的靜觸片上的靜觸點相 接觸，所述的靜觸片與所述的底箱上的出線端相連接，從而實現將電流傳出(此為現有技 術)； 所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器是有機械部分和控制部分組成，對于 自動合閘功能而言，可以認為是由自動合閘機械單元和自動合閘控制單元組成。本發明具 有自動合閘功能的A型智能斷路器，其包括一斷路器本體，所述的斷路器本體包括一上 蓋ll，所述的上蓋開設有一缺槽lll，所述的缺槽111的兩端對應斷路器處于的開/關位 置；所述的手柄114伸出所述的缺槽111。 請參閱圖3A和圖3B所示，其分別為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器 自動合閘機械單元實施例一取下上蓋后的主視圖以及立體分解圖；所述的具有自動合閘功 能的A型智能斷路器包括一承載板10，所述的承載板10設置于所述的上蓋11和底箱12 之間，所述的承載板10開設有與所述的缺槽111相對應的開口 101，并且在所述開口 101的 兩側設置有相對平行的滑槽214 ;所述的自動合閘機械單元包括電機215以及中間傳動機 構，所述的中間傳動機構置于所述的承載板10上，其包括一曲柄部以及一撥動部，所述的
撥動部與所述的手柄114相連接；所述的底箱12中設置有所述的電機215，其在所述的自 動合閘控制單元的控制下，所述的曲柄部將所述的電機215的轉動轉化為所述的撥動部的 往復動作，從使所述的手柄在開/關狀態之間切換。 本實施例中所述的曲柄部為一棘輪棘爪機構和一連桿組成。其中所述的棘輪棘爪 機構包括外套，所述的外套具有內齒，所述的內齒為棘輪，在所述的外套的盤面上開有一 連接孔；芯子，所述的芯子設置于所述的內齒中，芯子外緣設置有至少一棘爪，所述的棘爪 和所述的芯子之間設置有彈性元件，其中所述的棘爪與所述的棘輪相對應；滾動軸承，設置 于所述的外套和芯子之間。 所述的撥動部為一框體211，所述的手柄114從所述的框體211中間穿過，所述的 框體211兩側設置有能夠沿所述滑槽214移動的滑軌，所述的框體211上設置有連接孔。所 述的連桿212置于所述的外套的連接孔和所述的框體211的連接孔之間，所述的電機215 的輸出軸置于所述的芯子的軸孔內；從而在所述的電機215轉動時，芯子帶動外套轉動，從 而使所述的連桿212拉動或推動所述的撥動部沿所述的滑槽214移動，進而使所述的手柄 114在開/關狀態之間切換。 較佳的，在所述的上蓋11上設置有安檢開關32，其與所述自動合閘控制單元上的 對應閉鎖開關對應，在檢修時使用，防止在電機215作用斷路器合閘。
較佳的，在所述的電路控制板3上設置有若干狀態指示燈31，在安裝所述上蓋11 后，與上蓋11預留出透孔相對應。 所述的箱底12還設置有一脫扣器15，所述的脫扣器的動作端通過連桿與所述的 聯動組件的一聯動桿相連接，在所述的脫扣器獲得來自所述的電路控制板3上相應的控制 電路的控制信號時，產生脫扣動作，即所述脫扣器的動作端推動所述的聯動桿動作，從而使 所述的動觸點和所述的靜觸點分離。所述的脫扣器為一電磁體，所述的動作端為其銜鐵端， 在所述的脫扣器上設置有限位開關，在脫扣器的銜鐵端動作時，觸發所述的限位開關，所述 的限位開關與所述的電路控制板3相連接； 在發生短路或是過流等異常情況時，較佳的，還可以包含一個機械自鎖機構，其中 包括一限位桿2171，所述的限位桿2171 —端設有一鉤狀部，其鉤在一個軸向聯動桿上設 置的槽中，所述的軸向聯動桿可以擺動，并且與所述的聯動組件的一聯動塊相頂靠，所述的 限位桿2171的另一端可以由所述的上蓋11上設置的孔1111伸出(至少是與上述的孔llll 對正而不伸出)；所述的限位桿2171中部設有一通槽，一固定件2172從下面與所述的上蓋 11相固結，并穿過所述的通槽，所述的通槽內設有復位彈簧；當出現異常狀況，所述的脫扣 器動作，觸動所述的軸向聯動桿轉動，從而迫使所述的聯動組件的一聯動塊轉動，進而使所 述的動觸點和靜觸點分離，此時所述的限位桿2171鉤狀部，從所述的槽中滑出，由于所述 的通槽內設有復位彈簧作用，所述的限位桿2171向上運動，從所述上蓋的孔llll伸出，所 述的鉤狀部頂靠在所述的軸向聯動桿上，從而使其不能復位，即形成自鎖。這種情況下，伸 出的限位桿2171也起到的指示作用證明，目前的斷路器斷路狀態是由異常造成的，如果想 合閘就要人為的將伸出的限位桿2171通過桿2173按回去，使所述的鉤狀部從新嵌入槽中， 從而實現解鎖。 當然上述為機械的自鎖，如果采用電子的自鎖，則通常不需要人為地解鎖了 ，更加 方便和及時。 請參閱圖4A和圖4B所示，其分別為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器 自動合閘機械單元實施例二取下上蓋后的主視圖以及立體分解圖；本實施與實施例一得差 別在于，在所述的外套上不再設置偏置的連接孔，而是增加了一轉接桿219，其一端固設于 所述的外套中部上，在其另一端設置有一連接孔，所述的連桿212設置于所述的轉接桿219 的連接孔和所述的框體211的連接孔之間，所述的電機215的輸出軸置于所述的芯子的軸 孔內；從而在所述的電機轉動時，芯子帶動外套轉動，從而使所述的轉接桿219帶動所述的 連桿212拉動或推動所述的撥動部沿所述的滑槽214移動，進而使所述的手柄114在開/ 關狀態之間切換。 請參閱圖5A和圖5B所示，其分別為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器 自動合閘機械單元實施例三取下上蓋后的主視圖以及立體分解圖；本實施與實施例一得差 別在于，在所述的外套2131上不再設置偏置的連接孔，而是增加了一圓盤2132，其固設于 所述的外套2131上，在所述圓盤2132的一側偏置一個連接孔，所述的連桿212設置于所述 的圓盤2132的連接孔和所述的框體211的連接孔之間，所述的電機215的輸出軸置于所述 的芯子的軸孔內；從而在所述的電機215轉動時，芯子帶動外套2132轉動，從而使所述的圓 盤2132帶動所述的連桿212拉動或推動所述的撥動部沿所述的滑槽214移動，進而使所述 的手柄114在開/關狀態之間切換。
請參閱圖6A和圖6B所示，其分別為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器 自動合閘機械單元實施例四取下上蓋后的主視圖以及立體分解圖；本實施與實施例三得差 別在于，還包括一齒輪218，所述的齒輪218設于所述的承載板10上，并與所述的電機215 輸出軸相連接，所述的外套2131的外緣設有齒，所述的齒輪218與所述的外套2131相嚙 合。在所述的電機215轉動時，帶動齒輪218轉動，從而帶動外套2131轉動，進而使所述的 圓盤2132帶動所述的連桿212拉動或推動所述的撥動部沿所述的滑槽214移動，最終使所 述的手柄114在開/關狀態之間切換。 請參閱圖7A和圖7B所示，其分別為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器 自動合閘機械單元實施例五取下上蓋后的主視圖以及立體分解圖；本實施與實施例三得差 別在于，所述的棘輪棘爪機構的位置和齒輪的位置發生了調換，在所述的齒輪2131上固定 設置有圓盤2132，所述的圓盤2132偏置有連接孔，芯子與所述的電機相固接(實際上也可 以在齒輪2131上偏置有連接孔就不需要圓盤2132 了 )，在所述的電機215轉動時，從而帶 動芯子轉動，芯子帶動外套210轉動，從而帶動齒輪2131轉動，進而使所述的圓盤2132帶 動所述的連桿212拉動或推動所述的撥動部沿所述的滑槽214移動，最終使所述的手柄114 在開/關狀態之間切換。 請參閱圖8A和圖8B所示，其分別為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器 自動合閘機械單元實施例六取下上蓋后的主視圖以及立體分解圖；這里的曲柄部和撥動部 與上述五個實施例有了差異，所述的撥動部為一撥叉211，其中部軸設于所述的承載板10 上，所述的撥叉211—端設置有一撥口 ，所述的手柄114置于所述的撥口中，所述的撥叉211 的另一端設置有一推動口。對于棘輪棘爪機構的外套212偏置有一推桿2123 ;在所述的電 機215轉動時，帶動芯子轉動，從而帶動外套212轉動，進而使所述的推桿2123推動所述的 推動口，帶進而使所述的撥叉211繞所述的軸轉動，最終使位于所述撥口中所述的手柄114 在開/關狀態之間切換。 請參閱圖8C所示，其分別為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器自動合閘 機械單元實施例六取下上蓋后的立體分解圖的優選方案；其與圖8A與圖8B比較，還包括 一調整座2121 ，其固設于所述的外套2123中部，所述的調整座2121中間設有一缺槽；一調 整手柄61，其下端的凸起與所述的缺槽相對應，通過轉動調整手柄61，帶動所述的調整座 2121與所述的外套2123延著棘齒非工作狀態轉動。從而可以人為手動將斷路器手柄114 撥動，所述的上蓋11上設有一缺口，所述的調整手柄61由所述的缺口伸入；這里需要強調 的是，由于棘輪棘爪機構的結構特性，上述的幾個實例也可以參照本實施例六實現這樣的 調整，從而能夠實現人為手動將斷路器手柄114撥動，這里就不再贅述了。
請參閱圖9A所示，其為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘 控制單元示意圖一，本實施例以三相為例的，所述的控制電路包括一電源采集子單元，其 從所述的相線上獲取電流信號，所述的電源采集子單元主要涉及對相線電流的整流濾波作 用，這里采用三個二極管Dl D3分別與相線A C相連接，并采用電容C3進行濾波；
—穩壓電路，其包括一穩壓管DW1以及與之并聯的電容C1、 C2，其中所述的電容 Cl的負極接地，其正極與所述的電源采集子單元的輸出端相連接； —脫扣子單元，用以在接收到一脫扣控制信號時，使斷路器產生斷路動作；其包括 一電磁鐵，其電磁線圈TQXQ的一端從所述的電源采集電路獲取一單向電壓(電流)，其另一端通過一可控硅SCR接地，所述的可控硅SCR控制端和地之間設置有一電容C4 ;
—短路偵測電路，其用以檢測是否有短路發生，當發生短路時輸出一控制信號，所述的短路偵測電路包括三組短路偵測元件以及判斷元件，所述的短路偵測元件用以在發生短路異常時產生一變化量(這里以干簧管Sa、Sb、Sc為例)，所述的判定元件(這里采用比較器IC1-1 IC1-3為例)由所述的短路偵測元件處獲取一變化量并與一預先設定的基準進行比較，(兩者的數量和相線數目一致)，所述的干簧管Sa、 Sb、 Sc的一端與所述的比較器IC1-1 IC1-3的同相端相連接；所述干簧管Sa、Sb、Sc的另一端，與所述的電源采集子單元的輸出端相連接，作為所述的比較器IC1-1 IC1-3的比較信號；所述的比較器IC1-1 IC1-3的反相端獲取一穩定的電壓信號，作為基準電壓；本實施例里是通過一組分壓電阻R3、R4獲取的，其中，所述分壓電阻R3的一端與所述的穩壓電路中的電容C 1陰極相連接，另一端與所述的電源采集子單元的輸出端相連接；每一比較器ICl-l ICl-3的輸出端和正相端之間設置有二極管D7、 D10、 D13 ;所述的每一短路檢測電路的干簧管Sa、 Sb、Sc通過一二極管D5、 D9、 D12與所述的可控硅SCR的控制端相連接，用以向所述的可控硅SCR輸出脫扣控制信號； —自鎖控制子單元，其接收所述的短路偵測子單元的輸出的表征短路狀況的信號，從而使所述的電機不產生動作；其包括一第一三極管Q2，所述第一三極管Q2的集電極與所述的電源采集子單元的輸出端相連接，所述第一三極管Q2的發射極接地， 一上拉電阻R5獲取所述的比較器IC1-1 IC1-3的輸出信號，并有所述的第一三極管Q2的基極相連接，且所述的基極通過電阻R6與地相連，所述的第一三極管Q2的發射極和集電極之間連接有一電阻R7 ; —電機自動合閘控制子單元，其包括一第二三極管Q1，所述第二三極管Q1的基極與所述的第一二極管Q2的集電極相連接，所述第二三極管Q1的發射極接地；所述的電機M—端與所述的電源采集子單元的輸出端相連接，另一端與所述的第二三極管Q1的集電極相連接； 較佳的，為了與機械結構中的結果相吻合，在所述的電機自動合閘控制子單元的線路上設置有限位開關Kl，用以控制電機M達到預定位置后停轉，從而確保斷路器合閘位置； 較佳的在所述的電機自動合閘控制子單元的線路上設置有一人工開閉的檢修開關K3 (也稱為閉鎖)，即在該開關K3處于斷開狀態時，所述的電機M在任何狀態下都不會動作； 還包括一脫扣子單元復位電路，其包括一復位鍵REST，其第一端與所述的可控硅SCR的控制端相連接，其第二端接地； 較佳的在所述的比較器IC1-1 IC1-3的輸出端設置有一發光二極管LEDa、LEDb、LEDc，用以起到指示作用。 請參閱圖9B所示，其為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示意圖二，本示意圖與示意圖一得區別在于，增加了外控子單元，其目的可以滿足如預付費用電管理系統的需要，所述的外控子單元包括設置有一單向電流元件，如二極管D16，以及控制元件，所述的控制元件即包括對脫扣子單元的控制也包括對電機自動合閘控制子單元的控制，所述的自動合閘控制子單元包括一第三三極管Q4，其基極接收外控信號，其發射極和集電極之間連接有一電容C5，其中電容C5的陰極和所述第三三極管Q4的發射極接地，所述的第三三極管Q4的集電極通過一二極管D15與所述的可控硅SCR的控制端相連接；即在外控信號為高電位的情況下，所述的脫扣器不產生脫扣動作；一第四三極管Q3，所述的第四三極管Q3(PNP型)的發射極和集電極設置于所述的電機M自動合閘控制子單元電路上，所述的第四三極管Q3的基極與所述的第三三極管Q4的集電極相連接，即在外控信號為高電位的情況下，所述的第四三極管Q3是導通的；在所述的外控信號為低電位的情況下，所述的脫扣子單元產生脫扣動作，同時所述的第四三極管Q3處于截止狀態，即電機自動合閘控制子單元不會動作。 較佳的還設置有外控指示電路，其包括一發光二極LED管，其一端接地，另一端與一電阻R11相連接，在外控信號為高電壓時，其處于點亮狀態，反之則熄滅。
請參閱圖9C所示，其為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示意圖三，本實施例與上述示意圖一的差異主要在于，其相應的增加了一個限位子單元，而不采用限位開關，從而節省了空間；所述的限位子單元包括一光電耦合器IC，其中所述的光電耦合器IC的一輸入端通過一單向電流元件這里采用二極管D14和降壓電阻R7與所述的相線相連接，另一輸入端接地，所述的光電耦合器IC的一個輸出端接地，另一輸出端與所述的第二三極管Q1的基極相連接；即在所述的電機M實現自動合閘后，所述的光電耦合器IC的輸出端輸出低電位，從而使所述的第二三極管Q1因基極獲得低電位而截止，進而使所述的電機M自動合閘控制子單元斷路，最終電機停轉。 請參閱圖9D所示，其為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示意圖四，本實施例與上述示意圖一的差異主要在于，本實施例是針對過流進行檢測，因此不在使用干簧管Sa、 Sb、 Sc而是采用電流采集元件，這里采用的是電流互感器TAa、 Tab、 Tac，其分別設置在每一相線上，并將其轉換為電壓信號，傳輸給所述的比較器IC1-1 ICl-3，同時所述的比較器IC1-1 IC1-3不僅將輸出的信號傳輸給所述的自鎖自動合閘控制子單元，同時將其傳輸給所述的脫扣子單元的可控硅SCR的控制端，即在產生過流異常時，所述的比較器IC1-1 IC1-3輸出高電位信號給所述的可控硅SCR的控制端，從而使其產生脫扣動作，需要說明的是所述的比較器IC1-1 IC1-3的反相端的基準電壓由于采用了滑動變阻器w，所以過流比較的閾值是可調的。 請參閱圖9E所示，其為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示意圖五，本實施例與上述示意圖一的差異主要在于，其相應的增加了一個溫度檢測子單元，用以在溫度達到一定閾值的情況下，使所述的斷路器斷路，并且對電機產生自鎖功能；所述的溫度檢測子單元包括至少針對一條相線設置的一溫度檢測元件(這里以采用溫度傳感器ta、tb、tc為例)，其與一判斷元件(這里以采用比較器IC1-1 IC1-3為例)相連接，所述的判斷元件根據在發生溫度異常情況下所述溫度檢測元件的狀態，產生一自鎖控制信號和脫扣控制信號至少其中之一。具體針對本實施設有三組溫度傳感器ta、tb、tc和比較器IC2-1 IC2-3(兩者的數量和相線數目一致)，所述的溫度傳感器ta、tb、tc的一端與所述的比較器IC2-1 IC2-3的同相端相連接；所述溫度傳感器ta、 tb、 tc的另一端，與所述的電源采集子單元的輸出端相連接，作為所述的比較器IC2-1 IC2-3的比較信號；所述的比較器IC2-1 IC2-3的反相端獲取一穩定的電壓信號，作為基準電壓；本實施例里是通過一組分壓電阻R2、 R3獲取的，其中，所述分壓電阻R2的一端與所述的穩壓電路中的電容C1陰極相連接，另一端與所述的電源采集子單元的輸出端相連接(與所述的短路自鎖子單元共用)；每一比較器IC2-1 IC2-3的輸出端和正相端之間設置有二極管D22、D19、D16 ;所述的溫度檢測子單元通過一二極管D21、D17、D14與所述的可控硅SCR的控制端相連接，用以向所述的可控硅SCR輸出脫扣控制信號；較佳的在所述的比較器IC2-1 IC2-3的輸出端也設置一個發光二極管LEDTa LEDTb用以起到指示作用。
請參閱圖9F所示，其為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示意圖六，本實施例是與上述的機械斷路自鎖相配合的，因此在電路的結構上與上述示意圖二的差異主要在于，這里不再設置有短路偵測單元和自鎖自動合閘控制子單元，而是僅僅采用機械自鎖即從電路上體現為短路鎖K4的形式達到本發明的目的。
請參閱圖9G所示，其為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元示意圖七，本示意圖體現了在現有控制技術中通過處理器實現智能化的一個例子，其中，通過電流互感器TAa、TAb、TAc從電力線A、B、C上獲取每條相線上的電流值，并通過一模數轉換電路，轉換為相應的數字信號，傳輸給所述的處理器MCU，所述的處理器MCU中預設的程序，能夠對獲取的用電信息進行判定，判定過流/短路等異常問題，從而輸出相應的控制信號；一個模擬電源電路，其由分壓電阻R1 R6組成，從每條相線處獲得電壓值給所述的模數轉換電路；一數字電源電路，通過電壓互感器BT從電力線上獲取電源信號后，經過穩壓芯片D的處理后，與所述的處理器MCU相連接，為其提供電源信號，在所述的數字電源電路與處理器MCU之間設置有一開關K3，用以切斷對所述的處理器MCU的電力供應，從而在檢修的時候，避免因處理器MCU的不合理控制造成意外；還可以包括一組溫度傳感器IC1 IC3，其檢測各相線節點處的溫度值，并將其轉換為一數字信號傳輸給所述的處理器MCU，有所述的處理器MCU判定溫度高過一閾值時輸出一控制信號；一整流濾波電路由三個二極管Dl D3以及電容C2電阻R8組成，其為一脫扣器TQXQ提供電源供應，所述的脫扣器的脫口線圈通過一可控硅SCR連接地，所述的可控硅SCR的控制端與所述的處理器MCU的一輸出端相連接；本發明為了增加新的智能化功能，所述的處理器MCU還可以與一通信電路相連接，其可以通過有線/無線的方式與其他的通信設備進行數據的交互，因而可以接收到外端的控制信號(預付費合閘/斷電信號)；一存儲器，用以存儲斷路器中的各項數據；一顯示電路用以顯示斷路器所檢測到的各種狀態信息，在斷路器的盒體上設置有相應的顯示屏；一時鐘電路以及一鍵盤電路，其分別用以向所述的處理器MCU提供時鐘信號和輸入命令；上述所述的這些功能電路從具體實現而言對應的電路有很多種，都是廣泛公知的，本領域技術人員可以根據需要具體選用，這里就不在贅述了 ；所述的處理器MCU的輸出端PX. 1、 PX. 2用以和上面實施例中的自鎖控制子單元相連接，進而控制電機自動合閘控制子單元的動作，也可以直接和所述的電機自動合閘控制子單元連接，由所述的處理器MCU根據目前的電力異常情況是否解除，來判定是否需要讓所述的自動合閘控制子單元的動作。 請參閱圖9H所示，其為本發明具有自動合閘功能的A型智能斷路器的自動合閘控制子單元對電機實現往復運動控制電路示意圖，本示意圖中，有四組PNP的三極管Q5、Q6、 Q8、 Q9和保護二極管D10、 D11 、 D13、 D14，其集電極和保護二極管的陽極相連接，其發射極和二極管的陰極相連接，并且電機的正相端連接有兩組PNP的三極管Q6、 Q9和保護二極管Dll、 D14集電極，且兩組的之間的發射極連接在一起；所述的電機的反相端連接有另外兩組PNP的三極管Q5、 Q8和保護二極管D10、 D13集電極，且兩組的之間的發射極連接在一起；一第一單向二極管D9，其陽極與所述的電機的正相端相連接，其陰極與處理器一控制端？12相連接；一第二單向二極管012，其陽極與所述的電機的反相端相連接，其陰極與處理器一控制端PX. 1相連接(請參閱圖9G所示)，所述的PNP三極管Q9的基極與一 PNP三極管Q7的發射極相連接，所述的PNP三極管Q7的基極與所述控制端PX. 1相連接；所述的PNP三極管Q8的基極與一 PNP三極管Q4的發射極相連接，所述的PNP三極管Q4的基極與所述的控制端PX. 2相連接，所述的PNP三極管Q4的集電極極與所述的PNP三極管Q6基極相連接；所述的PNP三極管Q5基極與所述的PNP三極管Q7集電極相連接；同時所述的PNP三極管Q6基極與所述的PNP三極管Q4集電極相連接。通過處理器控制端PX. 1和PX. 2的輸出信號，從而控制電機的正反轉，從而實現相應動作機構的往復運動。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，對本發明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和范圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發明的保護范圍內。
權利要求
一種具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其包括一斷路器本體，所述的斷路器本體包括一上蓋，所述的上蓋開設有一缺槽，所述的缺槽的兩端對應斷路器處于的開/關位置；一手柄伸出所述的缺槽；一底箱，所述的底箱上設置有斷路器動作機構，以及進線端和出線端，所述的斷路器通斷動作機構通過所述的手柄觸發；其特征在于還包括一承載板，所述的承載板設置于所述的上蓋和底箱之間，所述的承載板上設置有一曲柄部以及一撥動部，所述的撥動部與所述的手柄相連接；所述的底箱中設置有一電機，其在一自動合閘控制單元的控制下，所述的曲柄部將所述的電機的轉動轉化為所述的撥動部的往復動作，從使所述的手柄在開/關狀態之間切換。
2. 根據權利要求1所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，所述的曲 柄部為一棘輪棘爪機構和一連桿組成。
3. 根據權利要求1所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，所述的曲 柄部為一棘輪棘爪機構和一推桿組成。
4. 根據權利要求3所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，所述的承 載板開設有與所述的缺槽相對應的開口 ；所述的撥動部為一撥叉，其中部軸設于所述的承載板上，所述的撥叉一端設置有一撥 口 ，所述的手柄置于所述的撥口中，所述的撥叉的另一端設置有一推動口 。
5. 根據權利要求2所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，所述的承 載板開設有與所述的缺槽相對應的開口 ，在所述開口的兩側設置有相對平行的滑槽；所述的撥動部為一框體，所述的手柄從所述的框體中間穿過，所述的框體兩側設置有 能夠沿所述滑槽移動的滑軌，所述的框體上設置有連接孔。
6. 根據權利要求4所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于；所述的 棘輪棘爪機構包括外套，所述的外套具內齒，所述的內齒為棘輪；芯子，所述的芯子設置于所述的內齒中，芯子外緣設置有至少一棘爪，所述的棘爪和所 述的芯子之間設置有彈性元件，其中所述的棘爪與所述的棘輪相對應； 滾動軸承，設置于所述的外套和芯子之間。
7. 根據權利要求5所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于；所述的 棘輪棘爪機構包括外套，所述的外套具有內齒，所述的內齒為棘輪，在所述的外套偏置有所述的推桿； 芯子，所述的芯子設置于所述的內齒中，芯子外緣設置有至少一棘爪，所述的棘爪和所 述的芯子之間設置有彈性元件，其中所述的棘爪與所述的棘輪相對應； 滾動軸承，設置于所述的外套和芯子之間。
8. 根據權利要求7所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于， 一調整 座，其固設于所述的外套中部，所述的調整座中間設有一缺槽；一調整手柄，其下端的凸起與所述的缺槽相對應，通過轉動調整手柄，帶動所述的調整 座與所述的外套延著棘齒非工作狀態轉動。所述的上蓋上設有一缺口，所述的調整手柄由所述的缺口伸入。
9. 根據權利要求6所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，還包括一 齒輪，所述的齒輪設于所述的承載板上，所述的外套的外緣設有齒，所述的齒輪與所述的外 套相嚙合。
10. 根據權利要求6或9所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，還 包括一圓盤固定設置在所述的外套上，所述的圓盤上偏置有一連接孔，通過所述的連桿將 所述的外套上圓盤的連接孔和撥動部上的框體的連接孔連接在一起，從而使所述的電機轉 動帶動所述的曲柄部轉動，從而使所述的連桿拉動/推動所述的撥動部運動。
11. 根據權利要求6或9所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，所 述的外套上偏置有一連接孔，通過所述的連桿將所述的外套上的連接孔和撥動部上的框體 的連接孔連接在一起，從而使所述的電機轉動帶動所述的曲柄部轉動，從而使所述的連桿 拉動/推動所述的撥動部運動。
12. 根據權利要求9所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，所述的 齒輪上偏置有一連接孔，通過所述的連桿將所述的齒輪上的連接孔和撥動部上的框體的連 接孔連接在一起，從而使所述的電機轉動帶動所述的曲柄部轉動，從而使所述的連桿拉動/ 推動所述的撥動部運動。
13. 根據權利要求4或6或9所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在 于，還包括一減速器，其設置于所述的電機的輸出軸和所述的芯子之間。
14. 根據權利要求6所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于， 一轉接 桿，其一端固設于所述的外套中部，在其另一端設置有一連接孔，所述的連桿設置于所述的 轉接桿的連接孔和所述的框體的連接孔之間。
15. 根據權利要求l-14任一權利要求所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其 特征在于，所述的自動合閘控制單元包括一電源采集子單元，其從所述的相線上獲取電力信號，并進行整流濾波處理； 一電機控制子單元，獲取所述的電力信號，并在接到合閘命令時，使所述的電機動作， 最終實現所述的斷路動作機構產生合閘動作。
16. 根據權利要求15所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，所述的 自動合閘控制單元還包括一短路偵測電路，其用以檢測是否有短路發生，當發生短路時產生一脫扣控制信號； 一脫扣子單元，用以在接收到所述的脫扣控制信號時，使所述的斷路動作機構產生斷 路動作。
17. 根據權利要求16所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，所述的 自動合閘控制單元還包括一自鎖控制子單元，其與所述的電機控制子單元相連接，接收所述的短路偵測子單元 輸出一表征短路狀況的自鎖控制信號，從而使所述的電機控制子單元令所述的電機不產生 動作。
18. 根據權利要求15、 16或17所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在 于，還包括一外控單元，其分別與所述的脫扣子單元和所述的電機控制子單元相連接，并 接受外部控制信號，從而對所述的脫扣器和電機產生控制作用。
19. 根據權利要求18所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，所述的 短路偵測電路包括至少針對一條相線設置的一短路偵測元件，其與一判斷元件相連接，所 述的判斷元件根據在發生短路異常情況下所述短路偵測元件的狀態，產生所述的自鎖控制 信號和所述的脫扣控制信號。
20. 根據權利要求19所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，還包 括一溫度檢測子單元，其檢測相線溫度，在所述溫度達到一閾值時，產生一 自鎖控制信號 和/或脫扣控制信號。
21. 根據權利要求19所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，所述的 溫度檢測子單元包括至少針對一條相線設置的一溫度檢測元件，其與一判斷元件相連接， 所述的判斷元件根據在發生溫度異常情況下所述溫度檢測元件的狀態，產生所述的自鎖控 制信號和/或脫扣控制信號。
22. 根據權利要求15所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，還包括一限位子單元，在所述的斷路器合閘后，發出控制信號給所述的電機控制子單元，使電機停轉。
23. 根據權利要求22所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，所述的限位子單元包括一光電耦合器，其在斷路器合閘后，其輸出端產生一狀態變化，并將其傳給所述的電機控制子單元，使電機停轉。
24. 根據權利要求15所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，還包括一處理器，其通過一模數轉換電路與所述的電源采集子單元相連接，用以根據所述的處理器中預設的程序判定采集的電流或/和電壓是否存在異常，并相應的輸出控制信號。
25. 根據權利要求24所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，還包括一顯示電路或存儲電路或通信電路至少其中之一，其與所述的處理器相連接。
26. 根據權利要求24所述的具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其特征在于，還包括一鍵盤電路，其與所述的處理器相連接，用以向所述的處理器輸入相應的命令。
全文摘要
本發明為一種具有自動合閘功能的A型智能斷路器，其包括一斷路器本體，所述的斷路器本體包括一上蓋，所述的上蓋開設有一缺槽，所述的缺槽的兩端對應斷路器處于的開/關位置；一手柄伸出所述的缺槽；一底箱，所述的底箱上設置有斷路器動作機構，以及進線端和出線端，所述的斷路器通斷動作機構通過所述的手柄觸發；還包括一承載板，所述的承載板設置于所述的上蓋和底箱之間，所述的承載板上設置有一曲柄部以及一撥動部，所述的撥動部與所述的手柄相連接；所述的底箱中設置有一電機，其在一自動合閘控制單元的控制下，所述的曲柄部將所述的電機的轉動轉化為所述的撥動部的往復動作，從而使所述的手柄在開/關狀態之間切換。
文檔編號H02H3/08GK101710554SQ20091020521
公開日2010年5月19日 申請日期2009年9月29日 優先權日2009年9月29日
發明者萬家盛, 汪志強 申請人:湖北盛佳電器設備有限公司;萬家盛