一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器

《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》是浙江正泰電器股份有限公司於2009年8月6日申請的專利，該專利的公布號為CN101989518A，授權公布日為2011年3月23日，發明人是周長青、於利英。

《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》公開了一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器，包括絕緣外殼，所述的絕緣外殼由一塊隔板細分為兩個相鄰的部分，包括第一部分的斷路器相極和第二部分的漏電保護極。該發明的主要特點在於中線電路與漏電保護裝置呈同一平面布置，中性極動觸頭閉合和斷開由相極操作機構控制，電氣連線工藝簡單，中線電氣迴路長度縮短，產品運行功率損耗降低，結構更為合理。同時，所述中性極動觸頭通過一驅動桿與所述相極操作機構機械耦合，使相極動觸頭與中性極動觸頭協同動作，中性極動觸頭先閉合後斷開，結構簡單。

2018年12月20日，《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。

（概述圖為《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器
• 公告號：CN101989518A
• 授權日：2011年3月23日
• 申請號：2009101015183
• 申請日：2009年8月6日
• 申請人：浙江正泰電器股份有限公司
• 地址：浙江省溫州市北白象正泰高科技工業園
• 發明人：周長青、於利英
• Int.Cl.：H01H83/14(2006.01)I; H01H71/40(2006.01)I
• 代理機構：浙江杭州金通專利事務所有限公司
• 代理人：沈孝敬
• 類別：發明專利

專利背景

截至2009年8月6日，現有的相線加中線式的帶過電流保護的剩餘電流動作斷路器，如歐洲專利EP0456585“單極加中線式剩餘電流動作斷路器”，其外殼是由隔板（14）分成兩個相鄰的部分，包括：

第一室（16，160）（斷路器室），它包含與設定在外殼（12）的兩個相對的窄面（31，33）上的第一對端子（相端子）（26，28）相連線的相電路（20），一對與第一個滅弧室（44）相結合的相的動、靜觸頭和第一個操作機構（52），此機構可以用手柄手動操作也可以由雙金屬片式熱膜脫扣器（36）和勵磁線圈（40）式電磁脫扣器的協同動作來自動操作；[0004]第二室（18，180）（差動保護室），它包含環狀磁鐵芯（62）式差動電流互感器（54），此互感器有個相的初級繞組（64），中性線的初級繞組（66）和與電磁脫扣繼電器（56）相連的次級測量繞組，此繼電器是通過第二個脫扣器機構（58）與第一個機構（52）機械地協同動作的，[0005]與第二對中性線端子（30，32，130，132）相連的中性線電路（22），和設定在兩個室（16，18）的隔板（14）上的開孔（76，78），它們是為了讓把相的初級繞組（64）接進相電路（20）的兩根內部連線導體（68，70）通過。它表征為：相電路（20）是鄰近第二室（18，180），相的初級繞組（64）的連線導體之一（70）是接在最靠近的相端子（28）接線板上，而另一根導體（68）是接在與相的靜觸頭（38）相反側的線圈（40）後端（84）上；開孔（76，78）是位於設定在上述相端子（28）和第一個滅弧室（44）逸出區之間的空檔（83）中。

上述結構的斷路器將中線電路設定在斷路器極，相電路裝在中線電路和漏電保護極之間，中線電路內部導體的通道是在相電路的空間內，這一方面造成中線電路和漏電保護極電氣連線困難，另一方面使得中線電氣迴路較長，產品運行功率損耗增加，再者中線電路占用相電路的空間，使相電路的滅弧空間縮小，滅弧能力降低，產品在較高短路電流條件下分斷不可靠。

改進後的結構，如中國專利ZL200820118766.X“一種電路斷路器輔助脫扣機構”，其中線電路和相線電路設定在同一側，因而也沒有從根本上解決上述問題。

此外，如＊＊公司生產的EDE-C40和C40-DM型剩餘電流動作斷路器，雖然將中線電路和漏電脫扣裝置設定在一極，但中線電路的閉合和斷開由另一個包括操作手柄在內的一個四連桿機構來完成，零部件多，結構較為複雜。

發明內容

專利目的

《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》的目的在於克服現有技術的不足，提供一種新型的整體外殼式相線加中線剩餘電流動作斷路器，旨在最佳化中線電路的電流路徑，擴展相電路的滅弧空間，簡化中線電路觸頭操作結構。

技術方案

一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器，包括絕緣外殼，所述的絕緣外殼由一塊隔板細分為兩個相鄰的部分，包括：

第一部分是斷路器相極，具有一個相電路連線到設定在外殼的兩個相對的窄面上的一對相端子；一對相極動、靜觸頭與滅弧室相結合；還有一個操作機構，手動操作是用手柄，自動操作是用雙金屬片熱脫扣器和勵磁線圈式電磁脫扣器的協同動作；

第二部分是漏電保護極，包括一隻環狀零序電流互感器、電磁繼電器、漏電脫扣機構和試驗電路組成的漏電脫扣裝置；以及由一對中性極動、靜觸頭，與相極操作機構驅動軸機械耦合動觸頭驅動桿及動觸頭支架，觸頭壓力彈簧和一個連線到設定在外殼的兩個相對的窄面上的一對中線端子構成的中線電路，中性極動、靜觸頭設定在零序電流互感器和中線端子之間；互感器有一隻相極初級繞組，一隻中性極初級繞組和一隻測量用次級繞組，次級繞組連線電磁繼電器，此繼電器是通過漏電脫扣機構與相極操作機構機械地協同動作。

改善效果

《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》的主要特點在於中線電路與漏電保護裝置呈同一平面布置，中性極動觸頭閉合和斷開由相極操作機構控制，電氣連線工藝簡單，中線電氣迴路長度縮短，產品運行功率損耗降低，結構更為合理。同時，所述中性極動觸頭通過一驅動桿與所述相極操作機構機械耦合，使相極動觸頭與中性極動觸頭協同動作，中性極動觸頭先閉合後斷開，結構簡單。

根據《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》，所述中性極動觸頭的觸頭臂設有一支架，一方面在空間上對觸頭臂進行定位，另一方面與所述驅動桿及觸頭臂以機械耦合的形式平衡驅動桿對觸頭臂力的傳遞。

作為《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》的進一步改進，所述斷路器相極操作機構中與中性極動觸頭驅動桿機械耦合的軸採用金屬材料製成，以鑲嵌的方式與相極操作機構的塑膠槓桿成為一體。

作為《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》的進一步改進，所述中性極靜觸頭迴路設計成，通過所述中性極動觸頭迴路的電流方向與通過中性極靜觸頭迴路的電流方向一致，動、靜觸頭在流過較大電流或短路電流時產生的電動力能使動、靜觸頭接觸更緊密，使得中性極動觸頭滯後或與相極動觸頭協同動作，以確保中性極動觸頭較相極動觸頭後斷開。

作為《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》的進一步改進，所述中性極靜觸頭迴路設計成，靜觸頭迴路連線板呈弧型結構，與動觸頭在斷開位置及其引弧板在空間上近似平行，有利於電弧運動，所述連線板既是靜觸頭迴路導電件，也是靜觸頭的引弧板。

作為《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》的更進一步改進，所述中性極動觸頭的壓力彈簧及其一端的固定軸是所述漏電脫扣裝置中試驗迴路的導電件。

作為《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》的再進一步改進，所述斷路器相極的滅弧室空間得到了擴展，滅弧能力顯著提升，短路分斷更為可靠。

作為《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》的再進一步改進，隔板上設有止擋，用於對驅動桿限位，以確保驅動桿在對觸頭臂力的傳遞過程中力的作用線始終保持偏移狀態，避免形成死點。

附圖說明

圖1是《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》斷路器的平面圖。

圖2是圖1沿2-2向的剖視圖。

圖3是圖1沿3-3向的剖視圖。

圖4是中線電路結構圖。

技術領域

《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》涉及一種剩餘電流動作斷路器（GB16917.1-2002），特別是涉及一種相線加中線式的帶過電流保護的剩餘電流動作斷路器。在IPC中屬H01H83/00（不僅在過電流時，並在各種異常電氣工況出現時都動作的保護開關，如斷路開關或保護繼電器）、H01H83/02（由接地故障電流操作的兩個或多個不平衡電流或電壓作用的，如差動保護，H01H83/14優先）、H01H71/00（包含在H01H73/00至H01H83/00各組內的保護開關或繼電器的零部件）和H01H71/02（外罩；外殼；底座；支架；H01H71/10？操作或釋放機構）。

權利要求

1.一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器，包括絕緣外殼（4），其特徵在於所述的絕緣外殼（4）由一塊隔板（27）分隔成兩個相鄰的部分，其中：

第一部分是斷路器相極，具有一個相電路連線到設定在外殼的兩個相對的窄面（14、15）上的一對相端子（5、6）；一對相極動、靜觸頭（23、22）與滅弧室（16）相結合；還有一個操作機構（19），手動操作是用手柄（11），自動操作是用雙金屬片熱脫扣器（24）和勵磁線圈式電磁脫扣器（42）的協同動作；

第二部分是漏電保護極，包括由一隻環狀零序電流互感器（26）、電磁繼電器（45）、漏電脫扣機構（44）和試驗電路組成的漏電脫扣裝置；以及由一對中性極動、靜觸頭（35、36），與相極操作機構（19）的驅動軸機械耦合的動觸頭驅動桿（29）及動觸頭支架（32），觸頭壓力彈簧（33）和一個連線到設定在外殼（4）的兩個相對的窄面（14、15）上的一對中線端子（7、8）構成的中線電路，中性極動、靜觸頭（35、36）設定在環狀零序電流互感器（26）和其中一個中線端子（7、8）之間；環狀零序電流互感器（26）有一隻相極初級繞組、一隻中性極初級繞組和一隻測量用次級繞組，次級繞組連線電磁繼電器（45），所述的電磁繼電器（45）通過漏電脫扣機構（44）與相極操作機構（19）機械地協同動作。

2.如權利要求1所述的相線加中線式剩餘電流動作斷路器，其特徵在於斷路器相極操作機構（19）中與動觸頭驅動桿（29）機械耦合的軸（20）採用金屬材料製成，以鑲嵌的方式與相極操作機構的塑膠槓桿成為一體。

3.如權利要求1所述的相線加中線式剩餘電流動作斷路器，其特徵在於中性極靜觸頭迴路設計成：通過中性極動觸頭（35）迴路的電流方向與通過中性極靜觸頭（36）迴路的電流方向一致，中性極動、靜觸頭（35、36）在流過較大電流或短路電流時產生的電動力能使中性極動、靜觸頭（35、36）接觸更緊密，使得中性極動觸頭（35）滯後或與相極動觸頭（23）協同動作，以確保中性極動觸頭較相極動觸頭後斷開。

4.如權利要求1所述的相線加中線式剩餘電流動作斷路器，其特徵在於中性極靜觸頭迴路設計成：中性極靜觸頭迴路連線板（38）呈弧型結構，與中性極動觸頭（35）在斷開位置及其引弧板（37）在空間上平行，有利於電弧運動，所述中性極靜觸頭迴路連線板（38）既是中性極靜觸頭迴路的導電件，也是中性極靜觸頭的引弧板。

5.如權利要求1所述的相線加中線式剩餘電流動作斷路器，其特徵在於所述中性極動觸頭的觸頭壓力彈簧（33）及其一端的固定軸（40）是所述漏電脫扣裝置中試驗迴路的導電件。

6.如權利要求1-5任何一項所述的相線加中線式剩餘電流動作斷路器，其特徵在於所述的隔板（27）上設有用於對動觸頭驅動桿（29）限位的止擋（28）。

實施方式

參照圖1到圖4，《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》的相線加中線式剩餘電流動作斷路器1是裝在一隻絕緣外殼4中，外殼由中間隔板27細分為兩個相鄰的部分，第一部分是斷路器相極，第二部分是漏電保護極。[

參照圖2，斷路器的第一部分9包括一個相電路25和與其相連的一對相端子5、6。上游端子5設定在外殼4的一個窄側面14上，下游端子6是設定在另一個相對的表面15上。相電路25包括一個動觸頭23，它是由雙金屬片式脫扣器24與上游端子5電氣地連線的；還包括一個連線到電磁脫扣器42的勵磁線圈17前端上的靜觸頭22；以及包括一個零序電流互感器26的相極初級繞組，相極初級繞組一端與勵磁線圈17通過隔板27的孔電氣地連線，另一端與下游端子6通過隔板27的孔電氣地連線。滅弧室16是設定在電磁脫扣器42和外殼4底部之間，它由一組平行分布的去電離用的滅弧柵片和固定板構成。

動觸頭23是由用手柄11手動操作和由雙金屬片式熱脫扣器24及電磁脫扣器42自動操作的相極操作機構19所操動。相極操作機構19是四連桿式機構。

參照圖3，第二部分10是位於第一部分9的右邊，它包含一隻零序電流互感器26和一隻與漏電操作手柄12機械動作的漏電脫扣機構44協同動作的電磁繼電器45；以及包含一個中線電路和一對中線端子7、8相連，中線端子7、8與相端子5、6呈平行分布；還包含一個漏電試驗電路。漏電脫扣機構44是通過一些連線件與相極操作機構19互相連線的（未表示出來），在電磁繼電器45發出漏電脫扣指令時，這些連線件容許電磁繼電器45的自動復位動作。漏電脫扣機構44可以是中國專利ZL200820118766.X檔案中所描述的那一類機構。

參照圖4，中線電路39與漏電保護裝置設定在同一側，由一隻連線板38及靜觸頭36，一隻電氣地與端子7相連的觸頭臂46組件及動觸頭35，一隻電氣地與端子8和連線板38相連的零序電流互感器26的中性極初級繞組構成。中線電路不設定滅弧室，也沒有設定電磁脫扣器和熱脫扣器。

觸頭臂46組件和漏電保護裝置呈同一平面布置，設定在零序電流互感器26和上游端子7之間，由觸頭臂46及動觸頭35，支架32及定位軸34，觸頭壓力彈簧33及其固定軸40，以及一驅動桿29構成。驅動桿29一端以孔的形式與相極操作機構19的絞軸20形成機械耦合，另一端以絞軸31的形式與支架32及觸頭臂46的孔形成機械耦合，隔板27的止擋28用於對驅動桿29限位，以確保驅動桿29在對觸頭臂46力的傳遞過程中絞軸31與絞軸20和定位軸34的連線始終保持圖4所示的偏移狀態，避免形成死點。

端子7上設定一個引弧板37，引弧板37與動觸頭35在打開位置時相對應，在空間上與弧型結構的連線板38近似平行，有利於動、靜觸頭打開時電弧運動。

漏電試驗電路由相線下游端子6，及分別與相線下游端子6和彈簧30電氣連線的電阻41、試驗按鈕13、彈簧33及其固定軸40、以及與觸頭臂46電氣連線的中線上游端子7構成，彈簧33及其固定軸40既是中線動觸頭的壓力彈簧和固定軸，也是漏電試驗電路的導電件。

推動斷路器相極操作手柄11，通過連桿18帶動相極操作機構19順時針旋轉，使相極動觸頭23向與靜觸頭22閉合的方向運動，同時相極操作機構19的絞軸20通過驅動桿29驅動中線動觸頭35向靜觸頭36閉合的方向運動，與相極操作手柄機械耦合的漏電操作手柄12也通過連桿43帶動漏電脫扣機構44順時針旋轉，當推動相極操作手柄使相線和中線動、靜觸頭處於閉合位置後，漏電脫扣機構也完成儲能並自鎖。在此狀態下，當線路中出現過載或短路電流故障時，相電路中的雙金屬片式脫扣器24或電磁脫扣器42自動操作使相線和中線動、靜觸頭打開，斷開故障電路，漏電脫扣機構不會動作；當線路中出現漏電流並達到動作值或按下試驗按鈕13推動彈簧30的力臂與固定軸40接觸形成試驗電流時，電磁繼電器45發出漏電脫扣指令使漏電脫扣機構解鎖，儲能釋放，驅動相極操作機構解鎖，相線和中線動、靜觸頭打開。

榮譽表彰

2018年12月20日，《一種相線加中線式剩餘電流動作斷路器》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。