一种费控电能表外置断路器的制作方法

本实用新型涉及低压电器自动控制领域，尤其是一种费控电能表外置断路器。

背景技术：

为了实现国家低压供电网络的智能化，2015年，中国南方电网公司公布了《费控电能表外置低压断路器技术规范》，并对该电能表外置断路器的能耗、可靠性、机械寿命以及抗干扰等都做了严格的要求。目前，国内许多厂家展示的该类产品虽有很多特点，例如，公知申请号为201510462047.4的《一种断路器》和申请号为201510773210.9的《控制驱动装置》等，皆有诸多优点，但仍然存在结构复杂、生产成本较高、可靠性不足的缺陷。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单、性能可靠、生产成本低的费控电能表外置断路器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种费控电能表外置断路器，包括断路器本体及与断路器本体连接的费控电能表，其特征在于：所述费控电能表壳体内设有相互独立的电源模块、动力模块、执行机构模块、通讯模块；执行机构模块分别用于操控断路器的操作手柄和脱扣针，动力模块用于驱动执行机构模块，电源模块为费控电能表提供工作电源，通讯模块供费控电能表与外界通讯。

通过采用上述技术方案，费控电能表内部件设置成相互独立的模块，使得费控电能表的结构更简单，各模块的安装也更方便高效，维修、更换也方便，相应成本也更低。

本实用新型还进一步设置为，所述动力模块为驱动电机，所述执行机构模块包括与驱动电机上的输出齿轮啮合的主动齿轮，该主动齿轮设有同轴的伞形齿轮和直齿齿轮，主动齿轮通过伞形齿轮与输出齿轮啮合，主动齿轮通过直齿齿轮啮合从动拨轮，该从动拨轮通过定位轴与操作手柄联动连接；还包括与驱动电机连接的合闸到位检测开关，所述主动齿轮设有直齿齿轮的端面安装有与主动齿轮联动的拨动圈，该拨动圈在驱动电机单向转动一周的行程中与合闸到位检测开关形成单次接触式配合关系并能通过铰接于断路器壳体上的脱扣杠杆推动脱扣针上翘。

上述结构中，该驱动电机在正转的过程中就可以实现合闸和跳闸动作，驱动电机通过锥形输出齿轮与伞形齿轮啮合，同时直齿齿轮将动力传递到从动拨轮上，拨动圈随着主动齿轮同步转动，直齿齿轮和从动拨轮上的齿轮啮合行程与拨动圈与合闸到位检测开关之间的行程适配，当从动拨轮受力推动操作手柄合闸到位时，拨动圈与合闸到位检测开关发生触碰，合闸到位检测开关发出合闸电信号，并输出信号至驱动电机使其停止转动，直齿齿轮和从动拨轮上的从动扇形齿脱开啮合状态，实现动力脱离，断路器保持正常合闸状态，并可在短路或过载时自由跳闸；当费控电能表收到欠费信息时，发出信号控制驱动电机继续正转，拨动圈旋转到一定角度后，拨动圈推动脱扣杠杆，从而触动断路器的脱扣针上移，使断路器跳闸，断路器发出跳闸信号，并输出跳闸信号至驱动电机使其停止转动，并且驱动电机停止转动后，导致拨动圈推动脱扣杠杆停在使得脱扣针上翘的位置，保持脱扣状态无法回到原位，断路器触头保持分离状态。当费控电能表收到缴费信息时，发出信号控制驱动电机继续正转，进行合闸操作，如上述循环。

本实用新型还进一步设置为，所述主动齿轮设有伞形齿轮的端面设有连接轴，所述直齿齿轮套接于所述连接轴上，所述拨动圈设于连接轴的端部，拨动圈上设有伸入连接轴中的定位柱，所述连接轴上设有与定位柱适配的定位孔。

上述结构中，直齿齿轮和拨动圈均位于伞形齿轮的同一侧，其结构更简洁，布置更合理，拨动圈和连接轴通过定位柱定位连接。

本实用新型还进一步设置为，所述从动拨轮包括拨动轮，该拨动轮上延伸有与所述直齿齿轮啮合的从动扇形齿，该直齿齿轮为与伞形齿轮同轴的主动扇形齿，所述主动扇形齿的齿轮弧度、从动扇形齿的齿轮弧度均与合闸断路器合闸角度相同。

本实用新型还进一步设置为，所述拨动轮上开设有限位轴孔，所述定位轴穿过限位轴孔与操作手柄形成周向定位配合。

本实用新型还进一步设置为，所述拨动轮上限位轴孔呈三角形结构设置，所述定位轴为与限位轴孔形状一致的三角轴结构。

本实用新型还进一步设置为，所述费控电能表上还设有与通讯模块连接的通讯接口。

本实用新型的有益效果：本实用新型所提供的费控电能表外置断路器，其费控电能表内部采用模块化设计，结构更简单，而且装配和维修更换成本较低；同时其执行机构模块通过拨动圈同时去操控断路器的操作手柄和脱扣针，使得执行机构模块的结构更简单，工作更可靠。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的剖视图;

图3为本实用新型的结构示意图;

图4为本实用新型的合闸结构示意图;

图5为本实用新型的分闸结构示意图;

图6为本实用新型执行机构模块与动力模块的结构示意图;

图7为本实用新型执行机构模块与动力模块的结构示意图。

图中标号含义：

100-电源模块；200-动力模块；300-执行机构模块；400-通讯模块；a-费控电能表壳体;

1-驱动电机；2-输出齿轮；3-伞形齿轮；4-直齿齿轮；5-从动拨轮；51-拨动轮；52-从动扇形齿；53-限位轴孔；54-连接轴；6-定位轴；7-合闸到位检测开关；8-拨动圈；9-脱扣杠杆；10-脱扣针；11-连接轴；12-定位柱；13-通讯接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

以下参考图1至图7对本实用新型进行说明。

一种费控电能表外置断路器，包括断路器本体（图未示）及与断路器本体连接的费控电能表，所述费控电能表壳体a内设有相互独立的电源模块100、动力模块200、执行机构模块300、通讯模块400；执行机构模块300分别用于操控断路器的操作手柄和脱扣针，动力模块200用于驱动执行机构模块300工作，电源模块100为费控电能表提供工作电源，通讯模块400供费控电能表与外界通讯。

通过采用上述技术方案，费控电能表内部件设置成相互独立的模块，使得费控电能表的结构更简单，各模块的安装也更方便高效，维修、更换也方便，相应成本也更低。

动力模块为驱动电机1，所述执行机构模块包括与驱动电机1上的输出齿轮2啮合的主动齿轮，该主动齿轮设有同轴的伞形齿轮3和直齿齿轮4，主动齿轮通过伞形齿轮3与输出齿轮2啮合，主动齿轮通过直齿齿轮4啮合从动拨轮5，该从动拨轮5通过定位轴6与操作手柄（图未示）联动连接，操作手柄为断路器的合开闸操作机构；还包括与驱动电机1连接的合闸到位检测开关7，所述主动齿轮设有直齿齿轮4的端面安装有与主动齿轮联动的拨动圈8，拨动圈8为盘形，其外周壁上设置用于进行拨动操作的凸出结构，该拨动圈8在驱动电机1单向转动一周的行程中与合闸到位检测开关7形成单次接触式配合关系并能通过铰接于断路器壳体上的脱扣杠杆9推动脱扣针10上翘。

上述结构中，该驱动电机1在正转的过程中就可以实现合闸和跳闸动作，驱动电机1通过锥形输出齿轮2与伞形齿轮3啮合，同时直齿齿轮4将动力传递到从动拨轮5上，拨动圈8随着主动齿轮同步转动，直齿齿轮4和从动拨轮5上的齿轮啮合行程与拨动圈8与合闸到位检测开关7之间的行程适配，当从动拨轮5受力推动操作手柄合闸到位时，拨动圈8与合闸到位检测开关7发生触碰，合闸到位检测开关7发出合闸电信号，并输出信号至驱动电机1使其停止转动，直齿齿轮4和从动拨轮5上的从动扇形齿脱开啮合状态，实现动力脱离，断路器保持正常合闸状态，并可在短路或过载时自由跳闸；当费控电能表收到欠费信息时，发出信号控制驱动电机1继续正转，拨动圈8旋转到一定角度后，拨动圈8推动脱扣杠杆9，从而触动断路器的脱扣针10上移，使断路器跳闸，断路器发出跳闸信号，并输出跳闸信号至驱动电机1使其停止转动，并且驱动电机1停止转动后，导致拨动圈8推动脱扣杠杆9停在使得脱扣针10上翘的位置，保持脱扣状态无法回到原位，断路器触头保持分离状态。当费控电能表收到缴费信息时，发出信号控制驱动电机1继续正转，进行合闸操作，如上述循环。

主动齿轮设有伞形齿轮3的端面设有连接轴11，所述直齿齿轮4套接于所述连接轴11上并固定连接，所述拨动圈8设于连接轴11的端部，拨动圈8上设有伸入连接轴11中的定位柱12，所述连接轴11上设有与定位柱12适配的定位孔。

上述结构中，直齿齿轮4和拨动圈8均位于伞形齿轮3的同一侧，其结构更简洁，布置更合理，拨动圈8和连接轴11通过定位柱12定位连接。

从动拨轮5包括拨动轮51，该拨动轮51上延伸有与所述直齿齿轮4啮合的从动扇形齿52，该直齿齿轮4为与伞形齿轮3同轴的主动扇形齿，所述主动扇形齿的齿轮弧度、从动扇形齿52的齿轮弧度均与合闸断路器合闸角度相同。合闸动作过程中他们是啮合状态，完成合闸动作后他们是错开的非啮合状态，从而实现真正的动力脱离，断路器保持正常合闸状态，并可在短路或过载时自由跳闸，两扇形齿轮处于非啮合状态致使跳闸也不会带动电机反转。

拨动轮51上开设有限位轴孔53，所述定位轴6穿过限位轴孔53与操作手柄形成周向定位配合，拨动轮41与操作手柄2之间通过定位轴43连接形成联动配合关系，驱动电机1将动力通过主动齿轮和拨动轮51传递到操作手柄，从而实现电动合闸功能，拨动轮51上限位轴孔53呈三角形结构设置，所述定位轴6为与限位轴孔形状一致的三角轴结构，该拨动轮51上延伸有拨动轮51连接轴54，该拨动轮51连接轴54设有三角形限位轴孔53，钢质三角轴与断路器的操作手柄以及与拨动轮51连接轴54贯穿联动配合实现电动合闸、跳闸功能。

费控电能表a上还设有与通讯模块400连接的通讯接口13，便于对费控电能表进行远程操控。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。