可帶電插拔更換控制器的斷路器的制造方法
【專利摘要】可帶電插拔更換控制器的斷路器，包括可插拔更換安裝在斷路器本體或其支架上的控制器和設(shè)置在斷路器本體上的不更換電路，控制器上設(shè)有可更換電路、與不更換電路的各線路節(jié)點(diǎn)電氣對接的電氣插頭、絕緣插腳和與該電氣插頭電氣連接的切換開關(guān)，用于在更換前切斷串接的脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)的激勵回路。斷路器本體上設(shè)有安裝在不更換電路上的電氣插座和可相對彈性接觸片對。控制器通過由彈性接觸片對相互配合形成的常閉開關(guān)觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與電流互感器二次線圈的電氣連接。絕緣插腳設(shè)置在控制器的底板上隨控制器插接時可自動準(zhǔn)確插入彈性接觸片對之間的位置處，使該彈性接觸片對在控制器連接時斥開和在控制器脫離時自動閉合。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及低壓電器領(lǐng)域，具體涉及低壓斷路器，特別是一種可帶電插拔更 換控制器的斷路器。 可帶電插拔更換控制器的斷路器

【背景技術(shù)】
[0002] 低壓斷路器是低壓配電系統(tǒng)起通斷控制及保護(hù)作用的重要電器，現(xiàn)在大量使用的 空氣斷路器主要靠電子智能控制器（以下簡稱控制器）進(jìn)行保護(hù)，這對于控制器提出很高 的要求。隨著新的材料和工藝的提升，空氣斷路器的本體機(jī)構(gòu)部分的使用年限可能要超過 10年，但作為24小時工作制的電子智能控制器考慮到不同的使用環(huán)境、焊接工藝，不同的 電子元器件具有不同的使用壽命，而且電子元器件比較多，容易受到各種干擾(系統(tǒng)環(huán)境的 電磁干擾，電壓的長期擾動，溫度和濕度頻繁變化，部分振動因素等)，造成個別元器件的失 效，而且長期工作使控制器中的電子元器件容易老化，相對于斷路器的其它部件，其壽命較 短，經(jīng)常會出現(xiàn)控制器出現(xiàn)故障需要更換的現(xiàn)象。為了保證使用安全和提高斷路器工作的 可靠性，用戶一般要求電子智能控制器在使用到3至5年后，在空氣斷路器正常工作的情況 下強(qiáng)制更換，即在更換控制器的過程中要求一直在工作中的斷路器所控制的主電路不能停 電，且要求需整體更換的就是一個安裝好的控制器，不動斷路器本體?？梢姡瑢ΜF(xiàn)有斷路器 產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)帶電和快速更換控制器，需要解決兩大問題，一是在控制器與斷路器本體之間建 立能有效支持快速插拔更換的機(jī)械連接問題，二是在控制器與斷路器本體之間建立能有效 支持帶電更換的電氣連接問題。后者的電氣連接問題是指更換控制器時運(yùn)行中的斷路器本 體和控制器之間的可靠工作接口對接的處理方案，這正是本實(shí)用新型要解決的內(nèi)容。
[0003] 眾所周知，斷路器本體上帶有電流互感器等裝置，電流互感器包括羅氏線圈和鐵 心線圈（又稱速飽和線圈），控制器的電源通常由速飽和線圈供給，控制器的主要任務(wù)之一 是根據(jù)電流互感器、熱傳感器等多種多個傳感器輸入的信號，經(jīng)處理后控制脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu) (磁通變換器-脫扣線圈）的工作狀態(tài)，各傳感器必須設(shè)置在斷路器本體上才能采集到反映 主電路（由本斷路器負(fù)責(zé)控制通/斷的下游的電力電路）是否正常的信號，脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)也 必須設(shè)置在斷路器本體上才能與斷路器的操作機(jī)構(gòu)的脫扣裝置機(jī)械耦合。然而，控制器在 和斷路器本體脫離瞬間或連接瞬間可能會產(chǎn)生電壓擾動，前者將可能引起控制器的工作異 常而誤發(fā)脫扣指令，導(dǎo)致斷路器本體的誤跳閘，造成供電意外中斷問題，后者在連接控制器 瞬間產(chǎn)生的高電壓的擾動可能引起對更換的控制器的直接損傷或者工作失效的隱患。因 此，現(xiàn)有解決電氣連接的方式不能杜絕上述脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)的誤觸發(fā)動作跳閘或高壓擾動問 題，不能可靠實(shí)現(xiàn)帶電更換的功能。此外，在卸除控制器時，使得安裝在斷路器本體中用于 提供電源的速飽和線圈轉(zhuǎn)換為開路狀態(tài)，引起該線圈的輸出電壓瞬間過快升高的問題。
[0004] 由于現(xiàn)有產(chǎn)品更換控制器時往往停電操作，顯然這將對整個供電系統(tǒng)帶來極大的 不便，而帶電更換過程中電流可能引起上述種種問題，因此需要一種可以帶電更換控制器 的斷路器，尤其是更換時斷路器本體和控制器兩部分的接口方便、可靠實(shí)現(xiàn)對接的斷路器。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種可帶電插拔更換控制器的斷路器，它克服了現(xiàn)有 技術(shù)的缺陷，不僅使得控制器可帶電更換得以實(shí)現(xiàn)，而且可靠性高、生產(chǎn)方便、使用安全、成 本低。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案。
[0007] -種可帶電插拔更換控制器的斷路器，包括固定安裝在斷路器本體1上的支架3、 可插拔更換地安裝在斷路器本體1或其支架3上的控制器2和設(shè)置在斷路器本體1上的不 更換電路（1A)，所述的不更換電路（1A)包括電流互感器13、脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10和電壓檢測 部件，所述的脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10包括磁通變換器Μ和脫扣線圈，電流互感器13包括羅氏線圈 和速飽和線圈；所述的控制器2上設(shè)有可更換電路（2Α)、與可更換電路（2Α)電氣連接的電 氣插頭21、絕緣插腳22和切換開關(guān)23,所述的斷路器本體1上設(shè)有彈性接觸片對12和與 不更換電路（1Α)電氣連接的電氣插座11，彈性接觸片對12相互配合形成彈力接觸的常閉 開關(guān)觸點(diǎn)，該常閉開關(guān)觸點(diǎn)的兩端與速飽和線圈的兩端并聯(lián)聯(lián)接；所述的電氣插頭21和絕 緣插腳22隨控制器2的插拔動作分別與斷路器本體1上的電氣插座11和彈性接觸片對12 插拔聯(lián)接，在絕緣插腳22插入彈性接觸片對12的狀態(tài)下彈性接觸片對12的常閉開關(guān)觸點(diǎn) 斷開；在絕緣插腳22從彈性接觸片對12拔出的狀態(tài)下彈性接觸片對12的常閉開關(guān)觸點(diǎn)閉 合。
[0008] 根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，所述的斷路器本體1的不更換電路1Α中的 與可更換電路2Α電氣連接的各線路節(jié)點(diǎn)分別對應(yīng)連接到所述的電氣插座11的各導(dǎo)電插套 110上；所述的控制器2的可更換電路2Α中的與不更換電路1Α電氣連接的各線路節(jié)點(diǎn)分 別對應(yīng)連接到所述的電氣插頭21的各導(dǎo)電插腳210上。所述的電氣插頭21和絕緣插腳22 隨控制器2插入或者拔出動作聯(lián)動，在插入時，所述的絕緣插腳22先使兩個導(dǎo)電接觸片120 電氣分?jǐn)?，電氣插頭21的各導(dǎo)電插腳210分別與斷路器本體1上的電氣插座11的各導(dǎo)電 插套110電氣聯(lián)接；在拔出時，電氣插頭21的各導(dǎo)電插腳210先與電氣插座11的各導(dǎo)電插 套110電氣斷開，所述的絕緣插腳22拔出使兩個導(dǎo)電接觸片120自動電氣閉合。
[0009] 根據(jù)本實(shí)用新型的一種變形，所述的電氣插座11和彈性接觸片對12分別固定安 裝在一個電氣插接用的總成板15上，所述的總成板15固定安裝在斷路器本體1上或者固 定安裝在斷路器本體1上的支架3上。
[0010] 根據(jù)本實(shí)用新型的又一種變形，所述的控制器2通過異形導(dǎo)軌副30與所述的支架 3可插拔定位連接，所述的異形導(dǎo)軌副30為滑塊301與滑槽302的滑動導(dǎo)軌式配合結(jié)構(gòu)。
[0011] 根據(jù)本實(shí)用新型的再一種變形，所述的彈性接觸片對12包括兩個彈性導(dǎo)電接觸 片120,每個導(dǎo)電接觸片120包括電連接腳12a、安裝部12b和觸點(diǎn)12c，兩個導(dǎo)電接觸片120 的安裝部12b以相互絕緣的方式分別固定在一起，并使得兩個觸點(diǎn)12c形成為常閉開關(guān)觸 點(diǎn)，兩個電連接腳12a形成為常閉開關(guān)觸點(diǎn)的兩端。
[0012] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一種變形，所述的斷路器本體1上的不更換電路1A通過電氣 插座11與電氣插頭21插接向控制控制器2輸入交流電源AC+或直流電源DC+。
[0013] 根據(jù)本實(shí)用新型的又一種變形，所述的控制控制器2的可更換電路2A還包括電源 電路24,斷路器本體1上的不更換電路1A通過電氣插座11與電氣插頭21插接向控制器2 輸入交流電源AC+，電源電路24將交流電源AC+轉(zhuǎn)換成直流電后向可更換電路2A提供直流 電源vcc。
[0014] 根據(jù)本實(shí)用新型的又一種變形，所述的斷路器本體1上的不更換電路1A通過電氣 插座11與電氣插頭21插接向控制器2輸入直流電源DC+，直流電源DC+直接向可更換電路 2Α提供直流電源VCC。
[0015] 根據(jù)本實(shí)用新型的又一種變形，所述的切換開關(guān)23控制控制器2的輸入電源 (AC+，或DC+)向可更換電路2Α的直流電源VCC供電的回路的通/斷；或者，所述的切換開 關(guān)23控制可更換電路2Α的直流電源VCC向脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10供電的回路的通/斷。
[0016] 根據(jù)本實(shí)用新型的進(jìn)一步實(shí)施方式，所述的切換開關(guān)23可以是微動開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開 關(guān)、撥碼開關(guān)或者滑動開關(guān)中的任一種。
[0017] 本 申請人:已經(jīng)設(shè)計、測試并實(shí)施了本實(shí)用新型來克服上述現(xiàn)有技術(shù)的諸多缺點(diǎn)， 并獲得了這些和其他目的和優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本實(shí)用新型的可帶電插拔更換控制器的斷路器的整體結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0019] 圖2是圖1所示的斷路器中控制器2與操作機(jī)構(gòu)1和支架3部件的結(jié)構(gòu)立體示意 圖。
[0020] 圖3是圖1所示的斷路器的總成板15部件的結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0021] 圖4是圖1所示的斷路器的彈性接觸片對12部件的導(dǎo)電接觸片120零件的結(jié)構(gòu) 立體示意圖。
[0022] 圖5是圖1所示的本實(shí)用新型的可帶電插拔更換控制器的斷路器的不更換電路1Α 和可更換電路2Α的電路結(jié)構(gòu)及其它們之間電氣聯(lián)接結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施方案的示意框圖，圖 中所示的可更換電路2Α為直流輸入方式，切換開關(guān)23斷電源。
[0023] 圖6是圖1所示的本實(shí)用新型的可帶電插拔更換控制器的斷路器的不更換電路1Α 和可更換電路2Α的電路結(jié)構(gòu)及其它們之間電氣聯(lián)接結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施方案的示意框圖，圖 中所示的可更換電路2Α為直流輸入方式，切換開關(guān)23斷脫扣部件電源。
[0024] 圖7是圖1所示的本實(shí)用新型的可帶電插拔更換控制器的斷路器的不更換電路1Α 和可更換電路2Α的電路結(jié)構(gòu)及其它們之間電氣聯(lián)接結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施方案的示意框圖，圖 中所示的可更換電路2Α為交流輸入方式，切換開關(guān)23斷電源。
[0025] 圖8是圖1所示的本實(shí)用新型的可帶電插拔更換控制器的斷路器的不更換電路1Α 和可更換電路2Α的電路結(jié)構(gòu)及其它們之間電氣聯(lián)接結(jié)構(gòu)的第四實(shí)施方案的示意框圖，圖 中所示的可更換電路2Α為交流輸入方式，切換開關(guān)23斷脫扣部件電源。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 以下結(jié)合附圖1至8給出的實(shí)施例，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的可帶電插拔更換控 制器的斷路器的【具體實(shí)施方式】。本實(shí)用新型的可帶電插拔更換控制器的斷路器不限于以下 實(shí)施例的描述。
[0027] 圖1所示的是本實(shí)用新型的可帶電插拔更換控制器的斷路器中斷路器本體1、控 制器2和支架3之間的一種裝配關(guān)系，即控制器2可插拔更換地安裝在斷路器本體1的支 架3上，顯然，控制器2也可插拔更換地安裝在斷路器本體1。如圖5至圖8所示，斷路器還 包括設(shè)置在斷路器本體1上的不更換電路1A，所述的不更換電路1A包括電流互感器13、包 括磁通變換器Μ和脫扣線圈的脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10和電壓檢測部件。所述的控制器2上設(shè)有 可更換電路2Α、與可更換電路2Α電氣連接的電氣插頭21、絕緣插腳22和切換開關(guān)23。參 見圖2至4,所述的斷路器本體1上設(shè)有電氣插座11和一對可相對彈性接觸/分離的彈性 接觸片對12,所述的電氣插座11安裝在所述的不更換電路1Α上，用于與控制器2上的可更 換電路2Α的各線路節(jié)點(diǎn)電氣對接；所述的控制器2通過由所述的彈性接觸片對12相互配 合形成具有彈力接觸的常閉開關(guān)觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與電流互感器13的速飽和線圈（圖中未示出）電 氣連接。圖2所示的絕緣插腳22設(shè)置在控制器2的底板上，它隨控制器2插接時可自動準(zhǔn) 確插入所述的彈性接觸片對12之間的位置處（圖3)，使該彈性接觸片對12在控制器2連接 時斥開和在控制器脫離時自動閉合，即：所述的電氣插頭21和絕緣插腳22隨控制器2的插 拔動作分別與斷路器本體1上的電氣插座11和彈性接觸片對12插拔聯(lián)接，在絕緣插腳22 插入彈性接觸片對12的狀態(tài)下，彈性接觸片對12的常閉開關(guān)觸點(diǎn)斷開；在絕緣插腳22從 彈性接觸片對12拔出的狀態(tài)下，彈性接觸片對12的常閉開關(guān)觸點(diǎn)閉合。
[0028] 如圖5至8所示，斷路器本體1的不更換電路1Α中的與可更換電路2Α電氣連接 的各線路節(jié)點(diǎn)分別對應(yīng)連接到所述的電氣插座11的各導(dǎo)電插套110上，所述的不更換電路 1Α中的每對需拆卸后閉合的線路節(jié)點(diǎn)分別對應(yīng)連接到所述的彈性接觸片對12的兩個導(dǎo)電 接觸片120上。不更換電路1Α的各線路節(jié)點(diǎn)分別與電氣插座11的各導(dǎo)電插套110的具體 對應(yīng)連接結(jié)構(gòu)，隨不更換電路1Α的結(jié)構(gòu)不同可有多種方案，如：圖5至8所示的第一插套 Κ11、第二插套Κ12分別與脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10的磁通變換器Μ和脫扣線圈的兩端對應(yīng)連接，第 三插套Κ13與電流互感器13的信號輸出節(jié)點(diǎn)連接，第四插套Κ14、第五插套Κ15分別與電流 互感器13的速飽和線圈的兩端對應(yīng)連接，第六插套Κ16與電壓檢測部件的信號檢測節(jié)點(diǎn)連 接。圖5和6所示的直流正極插套VCC1、直流負(fù)極插套Vssl分別與不更換電路1Α的直流 輸出正極節(jié)點(diǎn)DC+、直流輸出負(fù)極節(jié)點(diǎn)DC-對應(yīng)連接。圖7和8所示的交流火線插套AC1+、 交流零線插套AC1-分別與不更換電路1A的交流火線節(jié)點(diǎn)AC+、交流零線節(jié)點(diǎn)AC-對應(yīng)連 接。所述的控制器2的可更換電路2A中的各線路節(jié)點(diǎn)分別與所述的電氣插頭21的各導(dǎo) 電插腳210的具體對應(yīng)連接結(jié)構(gòu)，隨可更換電路2A的結(jié)構(gòu)不同可有多種方案，如：圖5至8 所示的第一插腳K21、第二插腳K22分別與控制電路201的兩個控制輸出節(jié)點(diǎn)對應(yīng)連接，第 三插腳K23與控制信號輸入節(jié)點(diǎn)連接，第四插腳K24、第五插腳K25分別與輔助電源輸入的 兩個節(jié)點(diǎn)對應(yīng)連接，第六插腳K26與信號檢測輸入節(jié)點(diǎn)連接。圖5和6所示的直流正極插 腳VCC2、直流負(fù)極插腳Vss2分別與控制器2的直流電源正極節(jié)點(diǎn)DC+、直流電源負(fù)極節(jié)點(diǎn) DC-對應(yīng)連接。圖7和8所示的交流火線插腳AC2+、交流零線插腳AC2-分別與控制器2的 交流電源的交流火線節(jié)點(diǎn)AC+、交流零線節(jié)點(diǎn)AC-對應(yīng)連接。
[0029] 所述的電氣插頭21和絕緣插腳22隨控制器2插入或者拔出動作聯(lián)動，并且絕緣 插腳22的端部結(jié)構(gòu)的設(shè)置，應(yīng)使其剛與所述的彈性接觸片對12接觸并致使該彈性接觸片 對12分?jǐn)嗟乃查g，在各導(dǎo)電插腳210與各對應(yīng)的各導(dǎo)電插套110之間仍存在有電絕緣的間 隙，之后再相互接觸上。也就是說，在插入瞬間，絕緣插腳22先插入兩個導(dǎo)電接觸片120之 間使其電氣分?jǐn)?，接著，電氣插頭21的各導(dǎo)電插腳210分別與斷路器本體1上的電氣插座 11的各導(dǎo)電插套110實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)接；在拔出瞬間，電氣插頭21的各導(dǎo)電插腳210先與電氣 插座11的各導(dǎo)電插套110電氣斷開，然后，絕緣插腳22從兩個導(dǎo)電接觸片120完全拔出 使它們自動電氣閉合。通過彈性接觸片對12在控制器的插拔過程機(jī)械式的斥開或閉合接 觸片之間的電氣連接，當(dāng)控制器2 (作為負(fù)載）連接時斥開接觸片，產(chǎn)生的能量提供控制器 2的正常工作；當(dāng)控制器2脫離時，接觸片自動閉合，達(dá)到短接的目的，避免了在卸除控制器 2時，由于使安裝在斷路器本體1中用于提供電源的鐵心線圈開路，可能引起線圈輸出的電 壓瞬間過快升高，內(nèi)部溫度瞬間升高(產(chǎn)生的能量以熱形式向外傳導(dǎo))，影響鐵心線圈工作 的可靠性，甚至損毀鐵心線圈本身，也避免了在連接控制器2的瞬間可能產(chǎn)生的高電壓對 更換的控制器將引起直接損傷或者工作失效的隱患。所述的彈性接觸片對12包括兩個彈 性導(dǎo)電接觸片120,每個導(dǎo)電接觸片120包括電連接腳12a、安裝部12b和觸點(diǎn)12c，兩個導(dǎo) 電接觸片120的安裝部12b以相互絕緣的方式分別固定在一起，并使得兩個觸點(diǎn)12c形成 為常閉開關(guān)觸點(diǎn)，兩個電連接腳12a形成為常閉開關(guān)觸點(diǎn)的兩端。
[0030] 所述的斷路器本體1上的不更換電路1A通過電氣插座11與電氣插頭21插接向控 制控制器2輸入電源，輸入的電源方式包括兩種選擇：一種直流電源DC+，即如圖5所示的 第一實(shí)施方案和6所示的第二實(shí)施方案，不更換電路（1A)通過電氣插座11的直流正極插 套VCC1、直流負(fù)極插套Vssl分別與電氣插頭21的直流正極插腳VCC2、直流負(fù)極插腳Vss2 交流火線插套AC1+、交流零線插套AC1-的插接向控制控制器2輸入直流電源DC+，也就是 在控制器2的可更換電路2A上形成直流電源正極節(jié)點(diǎn)DC+、直流電源負(fù)極節(jié)點(diǎn)DC-。另一 種是交流電源AC+，即如圖7所示的第三實(shí)施方案和8所示的第四實(shí)施方案，不更換電路1A 通過電氣插座11的交流火線插套AC1+、交流零線插套AC1-分別與電氣插頭21的交流火 線插腳AC2+、交流零線插腳AC2-的插接向控制控制器2輸入交流電源AC+，也就是在控制 器2的可更換電路2A上形成交流火線節(jié)點(diǎn)AC+、交流零線節(jié)點(diǎn)AC-。在圖5所示的第一實(shí) 施方案和圖6所示的第二實(shí)施方案下，所述的斷路器本體1上的不更換電路1A通過電氣插 座11與電氣插頭21插接向控制器2輸入直流電源DC+，直流電源DC+直接向可更換電路 2A提供直流電源VCC。在圖7所示的第三實(shí)施方案和圖8所示的第四實(shí)施方案下，所述的 控制器2的可更換電路2A還包括電源電路24,斷路器本體1上的不更換電路1A通過電氣 插座11與電氣插頭21插接向控制器2輸入交流電源AC+，電源電路24將交流電源AC+轉(zhuǎn) 換成直流電后向可更換電路（2A)提供直流電源VCC。
[0031] 此外，采用上述技術(shù)方案，可使控制器2不會在和斷路器本體1脫離瞬間或連接瞬 間引起電壓擾動而誤發(fā)脫扣指令，避免了引起斷路器本體1跳閘和供電中斷的隱患。這包 括兩種選擇：第一種選擇，是在拆卸除舊控制器前，首先通過切換開關(guān)23, 一對可相對彈性 接觸/分離的彈性接觸片對12切斷控制器2的可更換電路（2A)的直流電源VCC ;，即切 斷來自電流互感器13的鐵心線圈的控制器2的工作電源，并在插接后才接通控制器2的工 作電源。第二種選擇，是在拆卸除舊控制器前，首先通過切換開關(guān)23切斷可更換電路（2A) 的直流電源VCC向斷路器本體1的不更換電路1A的脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10的供電路回路，即切 斷脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10的-磁通變換器Μ的電源，并在連接后再接通控制器2的執(zhí)行機(jī)構(gòu)電路 回路。于是，切換開關(guān)23的設(shè)置方案也具有兩種選擇。一種選擇是所述的切換開關(guān)23控 制控制器2的輸入電源（AC+，或DC+)向可更換電路（2Α)的直流電源VCC供電的回路的通 /斷的設(shè)置方案，它包括兩種可選擇的具體設(shè)置結(jié)構(gòu)：一種設(shè)置結(jié)構(gòu)是如圖7所示的第三實(shí) 施方案，即切換開關(guān)23串聯(lián)設(shè)置在由斷路器本體1輸入給控制控制器2的交流電源AC+節(jié) 點(diǎn)與可更換電路（2Α)的直流電源VCC節(jié)點(diǎn)之間；另一種設(shè)置結(jié)構(gòu)是如圖5所示的第一實(shí)施 方案，即切換開關(guān)23串聯(lián)設(shè)置在由斷路器本體1輸入給控制控制器2的直流電源DC+節(jié)點(diǎn) 與可更換電路（2A)的直流電源VCC節(jié)點(diǎn)之間。另再一種選擇是所述的切換開關(guān)23控制可 更換電路（2A)的直流電源VCC向脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10供電的回路的通/斷的設(shè)置方案，它也包 括兩種可選擇的具體設(shè)置結(jié)構(gòu)：一種設(shè)置結(jié)構(gòu)是如圖6所示的第二實(shí)施方案，即切換開關(guān) 23串聯(lián)設(shè)置在由直流電源DC+直接向可更換電路（2A)提供的直流電源VCC節(jié)點(diǎn)與控制單 元20的直流電源輸入節(jié)點(diǎn)之間；另一種設(shè)置結(jié)構(gòu)是如圖8所示的第四實(shí)施方案，即切換開 關(guān)23串聯(lián)設(shè)置在由電源電路24的直流輸出端向可更換電路（2A)提供的直流電源VCC節(jié) 點(diǎn)與控制單元20的直流電源輸入節(jié)點(diǎn)之間。應(yīng)當(dāng)能理解到，由于可更換電路（2A)的直流 電源VCC是由控制控制器2的輸入電源（AC+，或DC+)提供的，因此在控制控制器2的輸入 電源（AC+，或DC+)節(jié)點(diǎn)與可更換電路（2A)的直流電源VCC節(jié)點(diǎn)之間必然存在供電的回路， 所述的切換開關(guān)23控制控制器2的輸入電源（AC+，或DC+)向可更換電路（2A)的直流電源 VCC供電的回路的通/斷的設(shè)置方案，其實(shí)質(zhì)是控制可更換電路（2A)的直流電源VCC節(jié)點(diǎn) 的得電/失電，即：在切換開關(guān)23接通的狀態(tài)下，所述的供電的回路接通，直流電源VCC節(jié) 點(diǎn)得電；而在切換開關(guān)23分?jǐn)嗟臓顟B(tài)下，所述的供電的回路斷開，直流電源VCC節(jié)點(diǎn)失電。 由于脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10的磁通轉(zhuǎn)換器Μ的電能是由可更換電路（2A)的直流電源VCC提供的， 因此在直流電源VCC節(jié)點(diǎn)與脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10的磁通轉(zhuǎn)換器Μ之間必然存在供電的回路，所 述的切換開關(guān)23控制可更換電路（2Α)的直流電源VCC向脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10供電的回路的 通/斷的設(shè)置方案，其實(shí)質(zhì)是控制磁通轉(zhuǎn)換器Μ的得電/失電（即使直流電源VCC上有電也 不例外)，該供電的回路的接通是磁通轉(zhuǎn)換器Μ產(chǎn)生脫扣動作的前提條件，該供電的回路的 分?jǐn)啻_保了磁通轉(zhuǎn)換器Μ不會產(chǎn)生誤動作。當(dāng)然，為了確保在插拔裝卸控制器2的操作過 程中脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10的磁通轉(zhuǎn)換器Μ不產(chǎn)生誤動作，需在拆卸舊的控制器前通過操作切換 開關(guān)23來控制所述的供電的回路分?jǐn)?，而在安裝上新的控制器后通過操作切換開關(guān)23來 控制所述的供電的回路接通。
[0032] 上述不更換電路1Α和可更換電路2Α是根據(jù)現(xiàn)有斷路器的實(shí)現(xiàn)所需的各種功能的 整體電路拆分而成，它們中所涉及的已知具體電路在不同的斷路器中根據(jù)使用要求可以是 不同的，它們至少包含如圖5至圖8所示的控制電路201、電流互感器13和脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu) 10。脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10中的執(zhí)行元件磁通轉(zhuǎn)換器Μ包括電磁線圈（圖中未示出)和銜鐵（圖中 未示出），當(dāng)電磁線圈的激勵電流(或電壓）達(dá)到設(shè)計的閾值時，電磁線圈內(nèi)的磁通致使銜鐵 產(chǎn)生脫扣動作，該脫扣動作再觸發(fā)斷路器的操作機(jī)構(gòu)的脫扣裝置（圖中未示出）脫扣跳閘。 通常情況下：由控制電路201等構(gòu)成控制單元20,控制電路201包括控制輸出回路Ε和與 電流互感器13的二次側(cè)線圈(如羅氏線圈)相連接的信號輸入端Ctr，當(dāng)信號輸入端Ctr的 電平小于設(shè)計的閾值時，控制輸出回路E截止，當(dāng)信號輸入端Ctr的電平大于或等于設(shè)計的 閾值時，控制輸出回路E導(dǎo)通?？刂戚敵龌芈稥與磁通轉(zhuǎn)換器Μ的電磁線圈串聯(lián)連接，當(dāng)電 流互感器13的二次側(cè)線圈感應(yīng)到異常的電信號時，通過信號輸入端Ctr控制上述控制輸出 回路E的通/斷，以此實(shí)現(xiàn)斷路器的保護(hù)功能。由此可見，在不可更換控制器的斷路器中， 控制電路201、電流互感器13、脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10、電壓檢測部件等是屬于一個整體的電路， 該電路的具體結(jié)構(gòu)是已知的（不同的斷路器之間可以是有區(qū)別的)，但為了實(shí)現(xiàn)控制器的更 換，必須將整體電路劃分成設(shè)置在可更換的控制器2上和仍需留在斷路器本體1上(在此將 這部分多個具體電路統(tǒng)稱為不更換電路1A)的兩部分，本文中所述的"可更換電路"是指隨 控制器2 -起更換的設(shè)置在控制器2內(nèi)部的電路。顯然，實(shí)現(xiàn)帶電插拔更換控制器2的電 路劃分方案可有多種，本實(shí)用新型優(yōu)選的方案如圖5至圖8所示：將包括磁通轉(zhuǎn)換器Μ的脫 扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10、電流互感器13、電壓檢測部件設(shè)置在斷路器本體1上的不更換電路1Α中， 將切換開關(guān)23、控制電路201設(shè)置在控制器2上的可更換電路2Α中。如此劃分形成的的不 更換電路1Α和可更換電路2Α具有以下優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)合/分離狀態(tài)不會涉及斷路器的主 電路的閉合/分?jǐn)?。設(shè)置在控制器2內(nèi)部的可更換電路2Α的切換開關(guān)23可以選用微動開 關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、撥碼開關(guān)或者滑動開關(guān)等。
[0033] 實(shí)現(xiàn)帶電插拔更換控制器2的一個需要是防止插拔過程引發(fā)脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10的 誤動作，如插拔過程導(dǎo)致斷路器脫扣跳閘。為此，本實(shí)用新型將切換開關(guān)23設(shè)置在控制器2 上，并且由切換開關(guān)23控制由控制器2向控制脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10的磁通轉(zhuǎn)換器Μ提供的激 勵電能，不管是采用切換開關(guān)23控制控制器2的輸入電源（AC+，或DC+)向可更換電路（2Α) 的直流電源VCC供電的回路的通/斷的技術(shù)方案，或者是采用切換開關(guān)23控制可更換電路 (2Α)的直流電源VCC向脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)10供電的回路的通/斷的技術(shù)方案，只要在插拔操作 前先斷開切換開關(guān)23,便能解決帶電更換過程中更換控制器的誤動作引起的斷路器跳閘的 問題，其優(yōu)點(diǎn)在于：在控制電路201的電源由控制器2上的工作電源供給的情況下，可方便 地實(shí)現(xiàn)對控制電路電源的同步控制；即使在采用控制電路201的電源包括由電流互感器13 的速飽和線圈的感應(yīng)電輔助供電的情況下，仍能確保磁通轉(zhuǎn)換器Μ因無激勵電源而不可能 產(chǎn)生誤動作。
[0034] 從滿足插拔更換控制器2的另一個基本要求出發(fā)，不更換電路1Α與可更換電路2Α 之間的結(jié)合/分離需在插拔過程中自動完成。為此，本實(shí)用新型采用了插頭與插座的插拔 配合方式，即在斷路器本體1上的不更換電路1Α中設(shè)置了電氣插座11，電氣插座11上設(shè)有 多個導(dǎo)電插套110,在控制器2上的可更換電路2Α中設(shè)置了電氣插頭21，電氣插頭21上設(shè) 有多個對應(yīng)的導(dǎo)電插腳210。當(dāng)導(dǎo)電插腳210隨控制器2的插入操作插入導(dǎo)電插套110時， 導(dǎo)電插腳210與導(dǎo)電插套110電氣連接，不更換電路1Α與可更換電路2Α實(shí)現(xiàn)自動結(jié)合，當(dāng) 導(dǎo)電插腳210隨控制器2的拔出操作從導(dǎo)電插套110拔出時，導(dǎo)電插腳210與導(dǎo)電插套110 電氣分?jǐn)?，不更換電路1Α與可更換電路2Α實(shí)現(xiàn)自動分離。
[0035] 實(shí)現(xiàn)帶電插拔更換控制器2的進(jìn)一步需要是確保插拔過程以及不更換電路1Α與 可更換電路2Α分離狀態(tài)下的安全，例如，電流互感器中的二次線圈的開斷，特別是在采用 帶速飽和線圈的向控制器2供給能量的二次線圈的情況下，在控制器2拔出而使二次線圈 開路狀態(tài)下，需避免因二次線圈開路引起高壓和高溫，防止損壞電流互感器，以及在控制器 2插上的一剎那二次線圈釋放的高電壓沖擊控制器的某些電路。為此要求不更換電路1Α 中的某些線路能夠?qū)崿F(xiàn)自動拆卸后閉合，這里自動拆卸后閉合是指在控制器2拔出拆下的 狀態(tài)下，使得不更換電路1Α中的某些線路自動閉合以形成回路。對此本實(shí)用新型采用了帶 有彈性的彈性接觸片對12的方案來解決，所述的斷路器本體1包括電氣插座11和彈性接 觸片對12,不更換電路1Α中的與可更換電路2Α電氣連接的各線路節(jié)點(diǎn)分別對應(yīng)連接到電 氣插座11的各導(dǎo)電插套110上，不更換電路1Α中的每對需拆卸后閉合的線路節(jié)點(diǎn)分別對 應(yīng)連接到各彈性接觸片對12上；所述的控制器2包括電氣插頭21和絕緣插腳22,可更換 電路2Α中的與不更換電路1Α電氣連接的各線路節(jié)點(diǎn)分別對應(yīng)連接到電氣插頭21的各導(dǎo) 電插腳210上。所述的電氣插頭21和絕緣插腳22隨控制器2插入動作聯(lián)動、并能分別插 入斷路器本體1上的電氣插座11和彈性接觸片對12。尤其是所述的絕緣插腳22的端部 的設(shè)置，應(yīng)使其剛與所述的彈性接觸片對12接觸并致使該彈性接觸片對12分?jǐn)嗟乃查g，在 各導(dǎo)電插腳210與各對應(yīng)的各導(dǎo)電插套110之間仍存在有電絕緣的間隙。就是說，當(dāng)絕緣 插腳22隨控制器2的插入操作插入彈性接觸片對12時，彈性接觸片對12的兩個導(dǎo)電接觸 片120被絕緣插腳22隔開，使兩個導(dǎo)電接觸片120自動分?jǐn)?，此時，彈性接觸片對12先電 氣分?jǐn)?，電氣插頭21的各導(dǎo)電插腳210繼而分別與電氣插座11的各導(dǎo)電插套110電氣聯(lián) 接。當(dāng)絕緣插腳22隨控制器2的拔出操作從彈性接觸片對12拔出時，所述的電氣插頭21 和絕緣插腳22隨控制器2拔出動作聯(lián)動、并能分別從斷路器本體1上的電氣插座11和彈 性接觸片對12拔出分離，此時，電氣插頭21的各導(dǎo)電插腳210與電氣插座11的各導(dǎo)電插 套110電氣斷開后，兩個導(dǎo)電接觸片120恢復(fù)自動閉合的常閉狀態(tài)，解決了帶電更換過程中 鐵心線圈開路引起的高電壓和溫升問題。
[0036] 所述的電氣插座11和彈性接觸片對12固定安裝到斷路器本體1上的方案可有多 種，一中優(yōu)選的方案如圖2和圖3所示，所述的可帶電插拔更換控制器的斷路器還包括固定 安裝在斷路器本體1上的供電氣插接用的總成板15,電氣插座11和彈性接觸片對12分別 固定安裝在總成板15上。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：由于電氣插座11上的導(dǎo)電插套110是包含了 多個插套零件的組件，如圖5至圖8所示的第一插套K11、第二插套K12、第三插套K13、第四 插套K14、第五插套K15、第六插套K16,在實(shí)施過程中還需要根據(jù)不同用途的插套零件分組 (如圖2所示分成2組)，彈性接觸片對12也存在需要多個的可能。此外，導(dǎo)電插套110和彈 性接觸片對12需要精確定位，才能很好與電氣插頭21、絕緣插腳22對準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)良好的插 接配合，為此，本實(shí)用新型將電氣插座11和彈性接觸片對12分別固定安裝在總成板15上 的結(jié)構(gòu)能提高生產(chǎn)效率，便于實(shí)現(xiàn)流水線安裝調(diào)試，有利于保證導(dǎo)電插套110中的各插套 零件和彈性接觸片對12中的各導(dǎo)電接觸片120的精確定位。
[0037] 為了提高插拔操作的速度和實(shí)現(xiàn)控制器2在斷路器本體1上的精確定位和可靠鎖 定，一種優(yōu)選的方案如圖2所示，所述的可帶電插拔更換控制器的斷路器還包括固定安裝 在斷路器本體1上的支架3,控制器2通過異形導(dǎo)軌副30與支架3可插拔定位連接，電氣插 座11和彈性接觸片對12分別安裝在支架3上。異形導(dǎo)軌副30包括設(shè)置在控制器2上的 滑塊301和設(shè)置在支架3上的滑槽302,通過滑塊301插入滑槽302以限定控制器2的插 拔方向和成形在支架3上的定位，并能保證理想的定位精度。電氣插座11和彈性接觸片對 12固定安裝在支架3上的方式可以兩種選擇方案，其中一種是，電氣插座11和彈性接觸片 對12分別安裝直接安裝在支架3上，另一種是間接安裝在支架3上，S卩：所述的可帶電插拔 更換控制器的斷路器還包括固定安裝在斷路器本體1上的支架3、固定安裝在支架3上的電 氣插接用的總成板15,控制器2通過異形導(dǎo)軌副30與支架3可插拔定位連接，電氣插座11 和彈性接觸片對12分別安裝在電氣插接總成板15上。
[0038] 應(yīng)該理解到的是：上述實(shí)施例只是對本實(shí)用新型的說明，而不是對本實(shí)用新型的 限制，任何不超出本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 之內(nèi)，例如，本實(shí)用新型的彈性接觸片對12不限于僅使用在速飽和線圈上，它可用于需要 將其兩端采取拆卸后閉合的其它元器件上，如電流互感器的其它二次線圈、電感和電容類 器件。
【權(quán)利要求】
1. 一種可帶電插拔更換控制器的斷路器，包括固定安裝在斷路器本體（1)上的支架 (3)、可插拔更換地安裝在斷路器本體（1)或其支架（3)上的控制器（2)和設(shè)置在斷路器本 體（1)上的不更換電路（1A)，所述的不更換電路（1A)包括電流互感器（13)、脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu) (10)和電壓檢測部件，所述的脫扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)（10)包括磁通變換器Μ和脫扣線圈，電流互感 器（13)包括羅氏線圈和速飽和線圈，其特征在于： 所述的控制器（2)上設(shè)有可更換電路（2Α)、與可更換電路（2Α)電氣連接的電氣插頭 (21)、絕緣插腳（22)和切換開關(guān)（23)，所述的斷路器本體（1)上設(shè)有彈性接觸片對（12)和 與不更換電路（1Α)電氣連接的電氣插座（11)，彈性接觸片對（12)相互配合形成彈力接觸 的常閉開關(guān)觸點(diǎn)，該常閉開關(guān)觸點(diǎn)的兩端與速飽和線圈的兩端并聯(lián)聯(lián)接； 所述的電氣插頭（21)和絕緣插腳（22)隨控制器（2)的插拔動作分別與斷路器本體 (1)上的電氣插座（11)和彈性接觸片對（12)插拔聯(lián)接，彈性接觸片對（12)的常閉開關(guān)觸 點(diǎn)在絕緣插腳（22)插入彈性接觸片對（12)的狀態(tài)下斷開；彈性接觸片對（12)的常閉開關(guān) 觸點(diǎn)在絕緣插腳（22)從彈性接觸片對（12)拔出的狀態(tài)下閉合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可帶電插拔更換控制器的斷路器，其特征在于：所述的斷路 器本體（1)的不更換電路（1Α)中的與可更換電路（2Α)電氣連接的各線路節(jié)點(diǎn)分別對應(yīng)連 接到所述的電氣插座（11)的各導(dǎo)電插套（110)上；所述的控制器（2)的可更換電路（2Α) 中的與不更換電路（1Α)電氣連接的各線路節(jié)點(diǎn)分別對應(yīng)連接到所述的電氣插頭（21)的各 導(dǎo)電插腳（210)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可帶電插拔更換控制器的斷路器，其特征在于：所述的電氣 插座（11)和彈性接觸片對（12)分別固定安裝在一個電氣插接用的總成板（15)上，所述的 總成板（15)固定安裝在斷路器本體（1)上或者固定安裝在斷路器本體（1)上的支架（3) 上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可帶電插拔更換控制器的斷路器，其特征在于：所述的控制 器（2)通過異形導(dǎo)軌副（30)與所述的支架（3)可插拔定位連接，所述的異形導(dǎo)軌副（30) 為滑塊（301)與滑槽（302)的滑動導(dǎo)軌式配合結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可帶電插拔更換控制器的斷路器，其特征在于：所述的彈 性接觸片對（12)包括兩個彈性導(dǎo)電接觸片（120)，每個導(dǎo)電接觸片（120)包括電連接腳 (12a)、安裝部（12b)和觸點(diǎn)（12c)，兩個導(dǎo)電接觸片（120)的安裝部（12b)以相互絕緣的方 式分別固定在一起，并使得兩個觸點(diǎn)（12c)形成為常閉開關(guān)觸點(diǎn)，兩個電連接腳（12a)形成 為常閉開關(guān)觸點(diǎn)的兩端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可帶電插拔更換控制器的斷路器，其特征在于：所述的斷路 器本體（1)上的不更換電路（1A)通過電氣插座（11)與電氣插頭（21)插接，向控制器（2) 輸入交流電源AC+或直流電源DC+。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可帶電插拔更換控制器的斷路器，其特征在于：所述的控制 控制器（2)的可更換電路（2A)還包括電源電路（24)，斷路器本體（1)上的不更換電路（1A) 通過電氣插座（11)與電氣插頭（21)插接，向控制器（2)輸入交流電源AC+，所述的電源電 路（24)將交流電源AC+轉(zhuǎn)換成直流電后向可更換電路（2A)提供直流電源VCC。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可帶電插拔更換控制器的斷路器，其特征在于：所述的斷路 器本體（1)上的不更換電路（1A)通過電氣插座（11)與電氣插頭（21)插接向控制器（2) 輸入直流電源DC+，直流電源DC+直接向可更換電路（2A)提供直流電源VCC。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可帶電插拔更換控制器的斷路器，其特征在于：所述的切換 開關(guān)（23)控制控制器⑵的輸入電源（AC+，或DC+)向可更換電路（2A)的直流電源VCC供 電的回路的通/斷；或者，所述的切換開關(guān)（23)控制可更換電路（2A)的直流電源VCC向脫 扣執(zhí)行機(jī)構(gòu)（10)供電的回路的通/斷。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可帶電插拔更換控制器的斷路器，其特征在于：所述的切換 開關(guān)（23)是微動開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、撥碼開關(guān)或者滑動開關(guān)中的任一種。
【文檔編號】H01H71/08GK203882917SQ201420170576
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】柴愛軍, 廖傳燦, 吳小偉 申請人:上海諾雅克電氣有限公司