专利名称：与断路器配合使用的过压及欠压保护装置的制作方法
技术领域：
与断路器配合使用的过压及欠压保护装置技术领域[0001]本实用新型涉及断路器领域，特别地涉及与断路器配合使用的过压及欠压保护装置以及自复位装置。
背景技术：
[0002]现有的具有过压及欠压保护功能的装置，在该装置启动过压及欠压保护并成功脱扣之后，大多没有自动复位功能。即使有的产品具有单一的远程复位机构，由于其不是智能控制，需要手动操作控制，不能自动复位。[0003]现有的将欠压过压保护和远程复位结合在一起的产品，其占用的空间较大，价格昂贵。一组可实现过压/欠压保护和远程复位功能的产品厚度达到45_ - 72mm。[0004]在产品性能方面，现有的采用接触器加继电器的解决方案的具有过压及欠压保护功能的保护装置不能实现高分断要求。[0005]现有的具有远程控制功能的产品，具有欠压及过压保护功能的产品和微型断路器的组合具有高分断能力，但其不能执行自动复位操作。[0006]现有的具有欠压及过压保护且集成自动复位功能 的产品，其通过电磁继电器来实现，只具备较低的分断能力。[0007]因此，在现有技术中还没有出现一种既能实现过压及欠压保护，同时在实施过压及欠压保护并成功脱扣之后能够自动复位，且具备高分断要求的过压及欠压保护装置。实用新型内容[0008]本实用新型旨在提供一种与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其克服了现有技术的上述不足，具有体积小，分断性能好，制造成本低的优点。[0009]本实用新型的技术方案为，一种与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，包括彼此电连接的采样电路、中央处理器、欠压及过压保护机构以及自动复位机构，欠压及过压保护机构包括脱扣装置，脱扣装置与断路器联动，采样电路采集电路中的电压值，将采集的电压值反馈至中央处理器，中央处理器持续将采集的电压值进行处理，当中央处理器发现电压值处于欠压或过压状态时，向欠压及过压保护机构发出脱扣指令，触发脱扣装置脱扣，断路器执行断路操作，在脱扣指令执行完成后，当中央处理器发现采样电路采集的电压值处于正常状态且满足断路器合闸条件时，触发自动复位机构执行复位操作，脱扣装置回到初始位置，断路器执行合闸操作。[0010]根据本实用新型的过压及欠压保护装置，其与断路器配合使用，因此具有断路器的良好的分断性能，在工作过程中，该保护装置通过采样电路实时采集电路中的电压值，由中央处理器对采集的电压值进行处理，当发现电压值处于欠压或过压状态时，启动其保护功能，使脱扣装置脱扣，因为脱扣装置与断路器联动，因此断路器执行断路操作。在脱扣装置脱扣后，当中央处理器发现电路中的电压值处于正常值一段时间，满足断路器合闸条件时，则向自动复位机构发出复位指令，使脱扣装置复位，断路器执行合闸操作。[0011]因此，本实用新型所提供的过压及欠压保护装置既能实现过压及欠压保护，同时在实施过压及欠压保护并成功脱扣之后能够自动复位，且具备高分断能力。优选地，所述欠压及过压保护机构包括电磁继电器，所述脱扣装置包括联动杆、储能脱扣杆、弹力构件与储能联动盘、脱扣针轴，联动杆一端与电磁继电器上端连接，联动杆中部下侧由压缩弹簧向上支撑，弹力构件向上拉动储能联动盘，储能联动盘带动储能脱扣杆，使其产生围绕机械中心轴旋转的趋势，支架钩住储能脱扣杆左上端以阻止储能脱扣杆和储能联动盘向上运动，脱扣针轴设置于储能脱扣杆上，脱扣针轴与断路器联动，当欠压及过压保护机构执行脱扣指令时，电磁继电器对支撑杆产生向下的电磁力，该电磁力远大于压缩弹簧对支撑杆向上的弹力，联动杆向下转动，联动杆触发储能脱扣杆左下角，使得储能脱扣杆围绕其自身旋转轴转动，从而摆脱支架的阻碍，储能联动盘受到弹力构件向上的拉力，带动所述储能脱扣杆和脱扣针轴转动，所述脱扣针轴触发断路器断路脱扣机构，断路器断开电路。所述支架为塑料钩。该欠压及过压保护机构通过中央处理器对电磁继电器的控制，其中储能脱扣杆本身通过储能联动盘受到弹力构件向上拉动的拉力，在电路电压值处于正常状态时，因为塑料钩搭接在储能脱扣杆上阻止了储能脱扣杆围绕其自身旋转轴转动和向上运动，所以储能脱扣杆处于静止状态，在欠压及过压保护机构执行脱扣指令时，电磁继电器工作并产生磁场，其对联动杆所产生的向下的磁力远大于弹簧的弹力，因此联动杆向下转动，当联动杆运动到足以拨动储能脱扣杆的时候，储能脱扣杆通过储能联动盘受到弹力构件向上的拉力，向上运动，在实施时通常为转动运动，该转动运动带动脱扣针轴运动，因为脱扣针轴与断路器联动，因此实现断路器断路。优选地，所述过压及欠压保护机构还包括脱扣手柄，脱扣手柄与储能脱扣杆通过连杆机构连接，储能脱扣杆的运动触发脱扣手柄的运动，脱扣手柄从初合闸位置运动至脱扣位置。设置脱扣手柄便于手动或自动控制欠压及过压保护机构的脱扣和复位。脱扣手柄与储能脱扣杆之间通过连杆机构连接，有助于对储能脱扣杆进行控制，例如，弹力构件通常设置在储能联动盘和欠压及过压保护机构的壳体之间，当连杆机构推动塑料钩，同时带动储能脱扣杆逆时针旋转的同时储能联动盘围绕机械中心轴顺时针转动，同时完成储能过程，当由手柄，连杆机构，塑料钩，储能脱扣杆，储能联动盘组成的四连杆机构过死点之后储能完成，冋时脱扣手柄能够保持在合闸状态。所述弹力构件是储能弹簧。优选地，所述自动复位机构包括复位手柄，电机，由电机驱动的蜗杆，与蜗杆配合进行传动的斜齿轮，以及与斜齿轮配合进行传动的多个齿轮，当自动复位机构进行复位操作时，电机驱动蜗杆转动，并由蜗杆传递该运动通过斜齿轮以及多个齿轮，该多个齿轮的最后一个传动齿轮触发所述复位手柄从脱扣位置运动回到合闸位置，复位手柄的运动带动断路器手柄合闸，完成复位。优选地，所述复位手柄、脱扣手柄以及断路器手柄联动。优选地，所述复位手柄、脱扣手柄以及断路器的手柄容纳在同一手柄杆中。因为复位手柄、脱扣手柄以及断路器的手柄均容纳在同一手柄杆中，因此，其中任一手柄的运动可以带动手柄杆运动，而该手柄杆的运动可以带动其它两个手柄的运动。[0021]优选地，所述多个齿轮为3个。[0022]自动复位机构由电机、蜗杆、斜齿轮以及传动齿轮实现，电机接到复位命令后，进行正向转动，并带动蜗杆转动，该蜗杆将转动运动传递给斜齿轮，斜齿轮传递给多个齿轮， 并由多个齿轮的最后一个传动齿轮带动复位手柄，因为复位手柄与断路器的手柄联动，因此推动断路器合闸。[0023]设置该多个齿轮为三个，通过选择合适的传动比，可以实现小力输入，大力输出。[0024]优选地，设置与所述复位手柄具有相同旋转轴的带凸块的半月齿轮，该带凸块的半月齿轮侧面设置有凸块，该凸块与复位手柄接合，以当带凸块的半月齿轮运动时，推动所述复位手柄运动，所述多个齿轮的最后一个传动齿轮与该带凸块的半月齿轮配合进行传动。[0025]带凸块的半月齿轮带有齿轮的部分大致呈半月形，通过设置带凸块的半月齿轮， 可以将电机的转动运动传递到复位手柄，并推动复位手柄回到合闸位置。[0026]优选地，所述复位手柄下端设置有通槽，该多个齿轮的最后一个传动齿轮通过连杆与该通槽连接，连杆一端设置于该通槽内，且在该通槽内可滑动，连杆另一端设置于该多个齿轮的最后一个传动齿轮上，且随着该多个齿轮的最后一个传动齿轮的运动而运动。[0027]优选地，复位手柄围绕旋转轴进行圆周运动，该通槽沿着复位手柄的圆周运动的径向方向延伸。[0028]该多个齿轮的最后一个传动齿轮的运动带动连杆运动，该连杆在复位手柄的通槽中滑动，并带动复位手柄运动回到合闸位置。[0029]优选地，所述复位手柄与该多个齿轮的最后一个传动齿轮通过连杆连接，连杆一端设置于复位手柄的侧部，另一端设置于该多个齿轮的最后一个传动齿轮的侧部。[0030]该多个齿轮的最后一个传动齿轮的运动带动连杆运动，该连杆带动复位手柄运动回到合闸位置。优选地，所述自动复位机构包括第一传感器、第二传感器、第三传感器以及第四传感器，第一传感器用于检测带凸块的半月齿轮是否在初始位置，当带凸块的半月齿轮位于初始位置时，触发第一传感器，第二传感器用于检测复位手柄是否在合闸位置，当复位手柄位于合闸位置时，触发第二传感器，第三传感器用于检测断路器是否在断开位置，当断路器位于断开位置时，触发第三传感器，第四传感器用于检测自动复位机构是否在自动位置，当自动复位机构位于自动位置时，触发第四传感器。[0032]优选地，所述自动复位机构还包括推杆，所述推杆与脱扣针轴联动，第三传感器检测推杆的位置以判断断路器是否处于断开位置。[0033]这样设置的优点在于，所有的传感器均位于本实用新型的过压及欠压保护装置上，该装置仅与断路器配合使用，独立于断路器，该装置与断路器通过联动的脱扣手柄、复位手柄和断路器手柄以及脱扣针轴进行配合并工作。[0034]优选地，当中央处理器发现电压值恢复正常水平，第一传感器、第三传感器和第四传感器被触发，电机正向转动，推动复位手柄回到合闸位置，并带动脱扣手柄回到合闸位置，当脱扣手柄回到合闸位置后，第二传感器被触发，电机停转，接着电机反向转动，推动带凸块的半月齿轮回到初始位置，当带凸块的半月齿轮回到初始位置时，第一传感器被触发， 电机停转，自动复位过程结束。[0035]中央处理器基于第一及第四传感器是否触发的状态以及复位的一些参数值的判断来确定是否执行自动复位，并在自动复位结束以后，带凸块的半月齿轮回到初始位置。在复位机构中，设置了四个传感器，用于保证只有在欠压及过压保护机构已经执行了脱扣操作，断路器仍然处于脱扣位置且自动复位机构位于自动位置时才能够执行相应的复位操作，其最大可能避免了二次故障造成的设备损坏。
本实用新型的其它优点和特征将从接下来的仅以非限制性示例的目的给出的并表示在附图中的本实用新型的特定实施例的说明变得更加清楚明显，在附图中[0037]图1以正视图示出了根据本实用新型的欠压及过压保护机构；[0038]图2以透视图示出了根据本实用新型的欠压及过压保护机构；[0039]图3以透视图示出了根据本实用新型的欠压及过压保护装置的背面；[0040]图4以正视图示出了根据本实用新型的自动复位机构；[0041]图5以透视图使出了带凸块的半月齿轮；[0042]图6以透视图示出了与图5中的带凸块的半月齿轮接合的复位手柄；[0043]图7是图5中的带凸块的半月齿轮和图10中的复位手柄接合后的装配图；[0044]图8是复位手柄与多个齿轮的最后一个传动齿轮的另一种接合方式的正视图；[0045]图9是复位手柄与多个齿轮的最后一个传动齿轮的另一种接合方式的透视图；[0046]图10是复位手柄与多个齿轮的最后一个传动齿轮的再一种接合方式的示意图；[0047]图11示出了具有传感器的自动复位机构的正视图；[0048]图12使出了具有传感器的自动复位机构的后视图。[0049]附图标记说明[0050]1、电磁继电器[0051]2、联动杆[0052]3、储能脱扣杆[0053]4、脱扣针轴[0054]5、弹簧[0055]6、脱扣手柄[0056]7、连杆[0057]8、支架[0058]9、手柄杆[0059]10、复位手柄[0060]11、电机[0061]12、蜗杆[0062]13、斜齿轮[0063]14、传动齿轮[0064]15、带凸块的半月齿轮[0065]16、凸块[0066]17、通槽[0067]18、连杆19、连杆20、推杆21、第一传感器22、第二传感器23、第三传感器24、第四传感器
·[0074]25、储能联动盘·具体实施方式
下面结合图1至图12对本实用新型的欠压及过压保护装置进行详细的说明。本实用新型的欠压及过压保护装置包括图1中示出的欠压及过压保护机构以及图4中示出的自动复位装置，还包括与其彼此电连接的采样电路、中央处理器(未示出)，欠压及过压保护机构包括脱扣装置，脱扣装置与断路器联动，脱扣装置脱扣会触发断路器执行断路操作。采样电路采集电路中的电压值，并将采集的电压值反馈至中央处理器，中央处理器持续将采集的电压值进行分析处理，当中央处理器发现电压值处于欠压或过压状态时，向欠压及过压保护机构发出脱扣指令，触发脱扣装置脱扣，断路器执行断路操作，在脱扣指令执行完成后，因为中央处理器是持续对实时采集的电压值进行分析处理，所以当中央处理器发现采样电路采集的电压值处于正常状态时，触发自动复位机构执行复位操作，脱扣装置回到初始位置，断路器执行合闸操作。在本实施例中，中央处理器根据采样电路采集的电压值，判断电压是否处于正常值，正常电压值为大于等于160V且小于280V，反之电压值处于欠压或者过压状态，在正常使用状态中，当中央处理器发现存在过压或者欠压电压值，且故障电压存在时间持续超过软件设定延迟时间(具体延迟时间依据EN50550的要求(见表1)，采集信号的电压等级，以及脱扣机构的实际动作时间进行设置)，则触发欠压及过压保护机构的脱扣装置进行脱扣，断路器进行断开操作。表I断开时间和非促动时间的极限值
权利要求1.一种与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于包括彼此电连接的采样电路、中央处理器、欠压及过压保护机构以及自动复位机构，所述欠压及过压保护机构包括脱扣装置，所述脱扣装置与所述断路器联动，所述采样电路采集电路中的电压值，将采集的电压值反馈至所述中央处理器，所述中央处理器持续将采集的电压值进行处理，当所述中央处理器发现电压值处于欠压或过压状态时，向欠压及过压保护机构发出脱扣指令，触发所述脱扣装置脱扣，所述断路器执行断路操作，在脱扣指令执行完成后，当所述中央处理器发现所述采样电路采集的电压值处于正常状态且满足所述断路器合闸条件时，触发所述自动复位机构执行复位操作，所述脱扣装置回到初始位置，所述断路器执行合闸操作。
2.根据权利要求1所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述欠压及过压保护机构包括电磁继电器(1)，所述脱扣装置包括联动杆(2)、储能脱扣杆(3)、弹力构件与储能联动盘(25)、脱扣针轴(4)，所述联动杆(2) —端与所述电磁继电器(I)上端连接，所述联动杆(2)中部下侧由压缩弹簧(5)向上支撑，所述弹力构件向上拉动储能联动盘(25),所述储能联动盘(25)带动储能脱扣杆(3),使其产生围绕机械中心轴旋转的趋势，所述支架(8)钩住所述储能脱扣杆(3)左上端以阻止所述储能脱扣杆(3)和所述储能联动盘(25)向上运动，所述脱扣针轴(4)设置于所述储能脱扣杆(3)上，所述脱扣针轴(4)与所述断路器联动，当欠压及过压保护机构执行脱扣指令时，所述电磁继电器(I)对联动杆(2)产生向下的电磁力，该电磁力远大于所述压缩弹簧(5)对所述联动杆(2)向上的弹力，所述联动杆(2 )向下转动，所述联动杆(2 )触发所述储能脱扣杆(3 )左下角，使得所述储能脱扣杆(3)围绕其自身旋转轴转动，从而摆脱所述支架(8)的阻碍，所述储能联动盘(25)受到所述弹力构件向上的拉力，带动所述储能脱扣杆(3)和所述脱扣针轴(4)转动，所述脱扣针轴(4)触发断路器断路脱扣机构，断路器断开电路。
3.根据权利要求2所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述过压及欠压保护机构还包括脱扣手柄(6)，所述脱扣手柄(6)与所述储能脱扣杆(3)通过连杆机构连接，所述储能脱扣杆(3)的运动触发所述脱扣手柄(6)的运动，所述脱扣手柄(6)从合闸位置运动至脱扣位置。
4.根据权利要求1所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述支架(8)是塑料钩。
5.根据权利要求3所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述自动复位机构包括复位手柄(10 )，电机(11)，由所述电机(11)驱动的蜗杆(12 )，与所述蜗杆(12)配合进行传动的斜齿轮(13)，以及与所述斜齿轮(13)配合进行传动的多个齿轮(14)，当所述自动复位机构进行复位操作时，所述电机(11)驱动所述蜗杆(12)转动，并由所述蜗杆(12)传递该运动通过所述斜齿轮(13)以及所述多个齿轮(14)，该多个齿轮的最后一个传动齿轮触发所述复位手柄(10)从脱扣位置运动回到合闸位置，所述复位手柄(10)的运动带动断路器手柄合闸，完成复位。
6.根据权利要求5所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述复位手柄(10 )、所述脱扣手柄(6 )以及断路器手柄联动。
7.根据权利要求6所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述复位手柄(10)、所述脱扣手柄(6)以及断路器的手柄容纳在同一手柄杆(9)中。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述多个齿轮为3个。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于设置与所述复位手柄(10)具有相同旋转轴的带凸块的半月齿轮(15)，所述带凸块的半月齿轮(15)侧面设置有凸块(16)，所述凸块(16)与所述复位手柄(10)接合，以当所述带凸块的半月齿轮(15)运动时，推动所述复位手柄(10)运动，所述多个齿轮的最后一个传动齿轮与所述带凸块的半月齿轮(15)配合进行传动。
10.根据权利要求5至7中任一项所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述复位手柄(10)下端设置有通槽(17)，该多个齿轮的最后一个传动齿轮通过连杆(18)与所述通槽(17)连接，所述连杆(18) 一端设置于所述通槽(17)内，且在所述通槽(17)内可滑动，所述连杆(18)另一端设置于该多个齿轮的最后一个传动齿轮上，且随着该多个齿轮的最后一个传动齿轮的运动而运动。
11.根据权利要求10所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述复位手柄(10)围绕旋转轴进行圆周运动，所述通槽(17)沿着所述复位手柄(10)圆周运动的径向方向延伸。
12.根据权利要求5至7中任一项所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述复位手柄(10)与该多个齿轮的最后一个传动齿轮通过连杆(19)连接，所述连杆(19) 一端设置于所述复位手柄(10)的侧部，另一端设置于该多个齿轮的最后一个传动齿轮的侧部。
13.根据权利要求9所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述自动复位机构包括第一传感器(21)、第二传感器(22)、第三传感器(23)以及第四传感器(24)，所述第一传感器(21)用于检测所述带凸块的半月齿轮(15)是否在初始位置，当所述带凸块的半月齿轮(15)位于初始位置时，触发所述第一传感器(21)，所述第二传感器(22)用于检测所述复位手柄(10)是否运动到合闸位置，当所述复位手柄(10)位于合闸位置时，触发所述第二传感器(22)，所述第三传感器(23)用于检测所述断路器是否在断开位置，当所述断路器位于断开位置时，触发所述第三传感器(23)，所述第四传感器(24)用于检测所述自动复位机构是否在自动位置，当所述自动复位机构位于自动位置时，触发所述第四传感器(24)。
14.根据权利要求13所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述自动复位机构还包括推杆(20)，所述推杆(20)与所述脱扣针轴(4)联动，所述第三传感器(23 )检测所述推杆(20 )的位置以判断所述断路器是否处于断开位置。
15.根据权利要求14所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于当所述中央处理器发现电压值恢复正常水平，所述第一传感器(21)、所述第三传感器(23)和所述第四传感器(24)被触发，所述电机(11)正向转动，推动所述复位手柄(10)回到合闸位置，并带动所述脱扣手柄(6)回到合闸位置，当所述脱扣手柄(6)回到合闸位置后，所述第二传感器(22)被触发，所述电机(11)停转，接着所述电机(11)反向转动，推动所述带凸块的半月齿轮(15)回到初始位置，当所述带凸块的半月齿轮(15)回到初始位置时，所述第一传感器(21)被触发，所述电机(11)停转，自动复位过程结束。
16.根据权利要求2至7中任一项所述的与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其特征在于所述弹力构件是储能弹簧。
专利摘要一种与断路器配合使用的过压及欠压保护装置，其克服了现有技术的不足，具有体积小，能够保证主回路高分断能力,动作迅速，制造成本低的优点。该装置包括彼此电连接的采样电路、中央处理器、欠压及过压保护机构以及自动复位机构，所述采样电路采集电路中的电压值，将采集的电压值反馈至所述中央处理器，所述中央处理器持续将采集的电压值进行处理，并根据处理的实时结果，向欠压及过压保护机构发出脱扣指令，或向所述自动复位机构执行发出进行复位操作的指令，以实现当断路器所在的电路电压值异常时，使得断路器断路以及当断路器所在的电路电压值正常时，使得断路器合闸。
文档编号H01H71/66GK202839504SQ20122038032
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者李祎博, 袁东栩 申请人:施耐德电器工业公司