可带电插拔更换控制器的断路器的制造方法

可带电插拔更换控制器的断路器的制造方法
【专利摘要】可带电插拔更换控制器的断路器，包括可插拔更换安装在断路器本体或其支架上的控制器和设置在断路器本体上的不更换电路，控制器上设有可更换电路、与不更换电路的各线路节点电气对接的电气插头、绝缘插脚和与该电气插头电气连接的切换开关，用于在更换前切断串接的脱扣执行机构的激励回路。断路器本体上设有安装在不更换电路上的电气插座和可相对弹性接触片对。控制器通过由弹性接触片对相互配合形成的常闭开关触点，实现与电流互感器二次线圈的电气连接。绝缘插脚设置在控制器的底板上随控制器插接时可自动准确插入弹性接触片对之间的位置处，使该弹性接触片对在控制器连接时斥开和在控制器脱离时自动闭合。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及低压电器领域，具体涉及低压断路器，特别是一种可带电插拔更 换控制器的断路器。 可带电插拔更换控制器的断路器

【背景技术】
[0002] 低压断路器是低压配电系统起通断控制及保护作用的重要电器，现在大量使用的 空气断路器主要靠电子智能控制器（以下简称控制器）进行保护，这对于控制器提出很高 的要求。随着新的材料和工艺的提升，空气断路器的本体机构部分的使用年限可能要超过 10年，但作为24小时工作制的电子智能控制器考虑到不同的使用环境、焊接工艺，不同的 电子元器件具有不同的使用寿命，而且电子元器件比较多，容易受到各种干扰(系统环境的 电磁干扰，电压的长期扰动，温度和湿度频繁变化，部分振动因素等)，造成个别元器件的失 效，而且长期工作使控制器中的电子元器件容易老化，相对于断路器的其它部件，其寿命较 短，经常会出现控制器出现故障需要更换的现象。为了保证使用安全和提高断路器工作的 可靠性，用户一般要求电子智能控制器在使用到3至5年后，在空气断路器正常工作的情况 下强制更换，即在更换控制器的过程中要求一直在工作中的断路器所控制的主电路不能停 电，且要求需整体更换的就是一个安装好的控制器，不动断路器本体。可见，对现有断路器 产品实现带电和快速更换控制器，需要解决两大问题，一是在控制器与断路器本体之间建 立能有效支持快速插拔更换的机械连接问题，二是在控制器与断路器本体之间建立能有效 支持带电更换的电气连接问题。后者的电气连接问题是指更换控制器时运行中的断路器本 体和控制器之间的可靠工作接口对接的处理方案，这正是本实用新型要解决的内容。
[0003] 众所周知，断路器本体上带有电流互感器等装置，电流互感器包括罗氏线圈和铁 心线圈（又称速饱和线圈），控制器的电源通常由速饱和线圈供给，控制器的主要任务之一 是根据电流互感器、热传感器等多种多个传感器输入的信号，经处理后控制脱扣执行机构 (磁通变换器-脱扣线圈）的工作状态，各传感器必须设置在断路器本体上才能采集到反映 主电路（由本断路器负责控制通/断的下游的电力电路）是否正常的信号，脱扣执行机构也 必须设置在断路器本体上才能与断路器的操作机构的脱扣装置机械耦合。然而，控制器在 和断路器本体脱离瞬间或连接瞬间可能会产生电压扰动，前者将可能引起控制器的工作异 常而误发脱扣指令，导致断路器本体的误跳闸，造成供电意外中断问题，后者在连接控制器 瞬间产生的高电压的扰动可能引起对更换的控制器的直接损伤或者工作失效的隐患。因 此，现有解决电气连接的方式不能杜绝上述脱扣执行机构的误触发动作跳闸或高压扰动问 题，不能可靠实现带电更换的功能。此外，在卸除控制器时，使得安装在断路器本体中用于 提供电源的速饱和线圈转换为开路状态，引起该线圈的输出电压瞬间过快升高的问题。
[0004] 由于现有产品更换控制器时往往停电操作，显然这将对整个供电系统带来极大的 不便，而带电更换过程中电流可能引起上述种种问题，因此需要一种可以带电更换控制器 的断路器，尤其是更换时断路器本体和控制器两部分的接口方便、可靠实现对接的断路器。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种可带电插拔更换控制器的断路器，它克服了现有 技术的缺陷，不仅使得控制器可带电更换得以实现，而且可靠性高、生产方便、使用安全、成 本低。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案。
[0007] -种可带电插拔更换控制器的断路器，包括固定安装在断路器本体1上的支架3、 可插拔更换地安装在断路器本体1或其支架3上的控制器2和设置在断路器本体1上的不 更换电路（1A)，所述的不更换电路（1A)包括电流互感器13、脱扣执行机构10和电压检测 部件，所述的脱扣执行机构10包括磁通变换器Μ和脱扣线圈，电流互感器13包括罗氏线圈 和速饱和线圈；所述的控制器2上设有可更换电路（2Α)、与可更换电路（2Α)电气连接的电 气插头21、绝缘插脚22和切换开关23,所述的断路器本体1上设有弹性接触片对12和与 不更换电路（1Α)电气连接的电气插座11，弹性接触片对12相互配合形成弹力接触的常闭 开关触点，该常闭开关触点的两端与速饱和线圈的两端并联联接；所述的电气插头21和绝 缘插脚22随控制器2的插拔动作分别与断路器本体1上的电气插座11和弹性接触片对12 插拔联接，在绝缘插脚22插入弹性接触片对12的状态下弹性接触片对12的常闭开关触点 断开；在绝缘插脚22从弹性接触片对12拔出的状态下弹性接触片对12的常闭开关触点闭 合。
[0008] 根据本实用新型的一种【具体实施方式】，所述的断路器本体1的不更换电路1Α中的 与可更换电路2Α电气连接的各线路节点分别对应连接到所述的电气插座11的各导电插套 110上；所述的控制器2的可更换电路2Α中的与不更换电路1Α电气连接的各线路节点分 别对应连接到所述的电气插头21的各导电插脚210上。所述的电气插头21和绝缘插脚22 随控制器2插入或者拔出动作联动，在插入时，所述的绝缘插脚22先使两个导电接触片120 电气分断，电气插头21的各导电插脚210分别与断路器本体1上的电气插座11的各导电 插套110电气联接；在拔出时，电气插头21的各导电插脚210先与电气插座11的各导电插 套110电气断开，所述的绝缘插脚22拔出使两个导电接触片120自动电气闭合。
[0009] 根据本实用新型的一种变形，所述的电气插座11和弹性接触片对12分别固定安 装在一个电气插接用的总成板15上，所述的总成板15固定安装在断路器本体1上或者固 定安装在断路器本体1上的支架3上。
[0010] 根据本实用新型的又一种变形，所述的控制器2通过异形导轨副30与所述的支架 3可插拔定位连接，所述的异形导轨副30为滑块301与滑槽302的滑动导轨式配合结构。
[0011] 根据本实用新型的再一种变形，所述的弹性接触片对12包括两个弹性导电接触 片120,每个导电接触片120包括电连接脚12a、安装部12b和触点12c，两个导电接触片120 的安装部12b以相互绝缘的方式分别固定在一起，并使得两个触点12c形成为常闭开关触 点，两个电连接脚12a形成为常闭开关触点的两端。
[0012] 根据本实用新型的另一种变形，所述的断路器本体1上的不更换电路1A通过电气 插座11与电气插头21插接向控制控制器2输入交流电源AC+或直流电源DC+。
[0013] 根据本实用新型的又一种变形，所述的控制控制器2的可更换电路2A还包括电源 电路24,断路器本体1上的不更换电路1A通过电气插座11与电气插头21插接向控制器2 输入交流电源AC+，电源电路24将交流电源AC+转换成直流电后向可更换电路2A提供直流 电源vcc。
[0014] 根据本实用新型的又一种变形，所述的断路器本体1上的不更换电路1A通过电气 插座11与电气插头21插接向控制器2输入直流电源DC+，直流电源DC+直接向可更换电路 2Α提供直流电源VCC。
[0015] 根据本实用新型的又一种变形，所述的切换开关23控制控制器2的输入电源 (AC+，或DC+)向可更换电路2Α的直流电源VCC供电的回路的通/断；或者，所述的切换开 关23控制可更换电路2Α的直流电源VCC向脱扣执行机构10供电的回路的通/断。
[0016] 根据本实用新型的进一步实施方式，所述的切换开关23可以是微动开关、旋转开 关、拨码开关或者滑动开关中的任一种。
[0017] 本 申请人:已经设计、测试并实施了本实用新型来克服上述现有技术的诸多缺点， 并获得了这些和其他目的和优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0018] 图1是本实用新型的可带电插拔更换控制器的断路器的整体结构立体示意图。
[0019] 图2是图1所示的断路器中控制器2与操作机构1和支架3部件的结构立体示意 图。
[0020] 图3是图1所示的断路器的总成板15部件的结构立体示意图。
[0021] 图4是图1所示的断路器的弹性接触片对12部件的导电接触片120零件的结构 立体示意图。
[0022] 图5是图1所示的本实用新型的可带电插拔更换控制器的断路器的不更换电路1Α 和可更换电路2Α的电路结构及其它们之间电气联接结构的第一实施方案的示意框图，图 中所示的可更换电路2Α为直流输入方式，切换开关23断电源。
[0023] 图6是图1所示的本实用新型的可带电插拔更换控制器的断路器的不更换电路1Α 和可更换电路2Α的电路结构及其它们之间电气联接结构的第二实施方案的示意框图，图 中所示的可更换电路2Α为直流输入方式，切换开关23断脱扣部件电源。
[0024] 图7是图1所示的本实用新型的可带电插拔更换控制器的断路器的不更换电路1Α 和可更换电路2Α的电路结构及其它们之间电气联接结构的第三实施方案的示意框图，图 中所示的可更换电路2Α为交流输入方式，切换开关23断电源。
[0025] 图8是图1所示的本实用新型的可带电插拔更换控制器的断路器的不更换电路1Α 和可更换电路2Α的电路结构及其它们之间电气联接结构的第四实施方案的示意框图，图 中所示的可更换电路2Α为交流输入方式，切换开关23断脱扣部件电源。

【具体实施方式】
[0026] 以下结合附图1至8给出的实施例，进一步说明本实用新型的可带电插拔更换控 制器的断路器的【具体实施方式】。本实用新型的可带电插拔更换控制器的断路器不限于以下 实施例的描述。
[0027] 图1所示的是本实用新型的可带电插拔更换控制器的断路器中断路器本体1、控 制器2和支架3之间的一种装配关系，即控制器2可插拔更换地安装在断路器本体1的支 架3上，显然，控制器2也可插拔更换地安装在断路器本体1。如图5至图8所示，断路器还 包括设置在断路器本体1上的不更换电路1A，所述的不更换电路1A包括电流互感器13、包 括磁通变换器Μ和脱扣线圈的脱扣执行机构10和电压检测部件。所述的控制器2上设有 可更换电路2Α、与可更换电路2Α电气连接的电气插头21、绝缘插脚22和切换开关23。参 见图2至4,所述的断路器本体1上设有电气插座11和一对可相对弹性接触/分离的弹性 接触片对12,所述的电气插座11安装在所述的不更换电路1Α上，用于与控制器2上的可更 换电路2Α的各线路节点电气对接；所述的控制器2通过由所述的弹性接触片对12相互配 合形成具有弹力接触的常闭开关触点，实现与电流互感器13的速饱和线圈（图中未示出）电 气连接。图2所示的绝缘插脚22设置在控制器2的底板上，它随控制器2插接时可自动准 确插入所述的弹性接触片对12之间的位置处（图3)，使该弹性接触片对12在控制器2连接 时斥开和在控制器脱离时自动闭合，即：所述的电气插头21和绝缘插脚22随控制器2的插 拔动作分别与断路器本体1上的电气插座11和弹性接触片对12插拔联接，在绝缘插脚22 插入弹性接触片对12的状态下，弹性接触片对12的常闭开关触点断开；在绝缘插脚22从 弹性接触片对12拔出的状态下，弹性接触片对12的常闭开关触点闭合。
[0028] 如图5至8所示，断路器本体1的不更换电路1Α中的与可更换电路2Α电气连接 的各线路节点分别对应连接到所述的电气插座11的各导电插套110上，所述的不更换电路 1Α中的每对需拆卸后闭合的线路节点分别对应连接到所述的弹性接触片对12的两个导电 接触片120上。不更换电路1Α的各线路节点分别与电气插座11的各导电插套110的具体 对应连接结构，随不更换电路1Α的结构不同可有多种方案，如：图5至8所示的第一插套 Κ11、第二插套Κ12分别与脱扣执行机构10的磁通变换器Μ和脱扣线圈的两端对应连接，第 三插套Κ13与电流互感器13的信号输出节点连接，第四插套Κ14、第五插套Κ15分别与电流 互感器13的速饱和线圈的两端对应连接，第六插套Κ16与电压检测部件的信号检测节点连 接。图5和6所示的直流正极插套VCC1、直流负极插套Vssl分别与不更换电路1Α的直流 输出正极节点DC+、直流输出负极节点DC-对应连接。图7和8所示的交流火线插套AC1+、 交流零线插套AC1-分别与不更换电路1A的交流火线节点AC+、交流零线节点AC-对应连 接。所述的控制器2的可更换电路2A中的各线路节点分别与所述的电气插头21的各导 电插脚210的具体对应连接结构，随可更换电路2A的结构不同可有多种方案，如：图5至8 所示的第一插脚K21、第二插脚K22分别与控制电路201的两个控制输出节点对应连接，第 三插脚K23与控制信号输入节点连接，第四插脚K24、第五插脚K25分别与辅助电源输入的 两个节点对应连接，第六插脚K26与信号检测输入节点连接。图5和6所示的直流正极插 脚VCC2、直流负极插脚Vss2分别与控制器2的直流电源正极节点DC+、直流电源负极节点 DC-对应连接。图7和8所示的交流火线插脚AC2+、交流零线插脚AC2-分别与控制器2的 交流电源的交流火线节点AC+、交流零线节点AC-对应连接。
[0029] 所述的电气插头21和绝缘插脚22随控制器2插入或者拔出动作联动，并且绝缘 插脚22的端部结构的设置，应使其刚与所述的弹性接触片对12接触并致使该弹性接触片 对12分断的瞬间，在各导电插脚210与各对应的各导电插套110之间仍存在有电绝缘的间 隙，之后再相互接触上。也就是说，在插入瞬间，绝缘插脚22先插入两个导电接触片120之 间使其电气分断，接着，电气插头21的各导电插脚210分别与断路器本体1上的电气插座 11的各导电插套110实现电气联接；在拔出瞬间，电气插头21的各导电插脚210先与电气 插座11的各导电插套110电气断开，然后，绝缘插脚22从两个导电接触片120完全拔出 使它们自动电气闭合。通过弹性接触片对12在控制器的插拔过程机械式的斥开或闭合接 触片之间的电气连接，当控制器2 (作为负载）连接时斥开接触片，产生的能量提供控制器 2的正常工作；当控制器2脱离时，接触片自动闭合，达到短接的目的，避免了在卸除控制器 2时，由于使安装在断路器本体1中用于提供电源的铁心线圈开路，可能引起线圈输出的电 压瞬间过快升高，内部温度瞬间升高(产生的能量以热形式向外传导)，影响铁心线圈工作 的可靠性，甚至损毁铁心线圈本身，也避免了在连接控制器2的瞬间可能产生的高电压对 更换的控制器将引起直接损伤或者工作失效的隐患。所述的弹性接触片对12包括两个弹 性导电接触片120,每个导电接触片120包括电连接脚12a、安装部12b和触点12c，两个导 电接触片120的安装部12b以相互绝缘的方式分别固定在一起，并使得两个触点12c形成 为常闭开关触点，两个电连接脚12a形成为常闭开关触点的两端。
[0030] 所述的断路器本体1上的不更换电路1A通过电气插座11与电气插头21插接向控 制控制器2输入电源，输入的电源方式包括两种选择：一种直流电源DC+，即如图5所示的 第一实施方案和6所示的第二实施方案，不更换电路（1A)通过电气插座11的直流正极插 套VCC1、直流负极插套Vssl分别与电气插头21的直流正极插脚VCC2、直流负极插脚Vss2 交流火线插套AC1+、交流零线插套AC1-的插接向控制控制器2输入直流电源DC+，也就是 在控制器2的可更换电路2A上形成直流电源正极节点DC+、直流电源负极节点DC-。另一 种是交流电源AC+，即如图7所示的第三实施方案和8所示的第四实施方案，不更换电路1A 通过电气插座11的交流火线插套AC1+、交流零线插套AC1-分别与电气插头21的交流火 线插脚AC2+、交流零线插脚AC2-的插接向控制控制器2输入交流电源AC+，也就是在控制 器2的可更换电路2A上形成交流火线节点AC+、交流零线节点AC-。在图5所示的第一实 施方案和图6所示的第二实施方案下，所述的断路器本体1上的不更换电路1A通过电气插 座11与电气插头21插接向控制器2输入直流电源DC+，直流电源DC+直接向可更换电路 2A提供直流电源VCC。在图7所示的第三实施方案和图8所示的第四实施方案下，所述的 控制器2的可更换电路2A还包括电源电路24,断路器本体1上的不更换电路1A通过电气 插座11与电气插头21插接向控制器2输入交流电源AC+，电源电路24将交流电源AC+转 换成直流电后向可更换电路（2A)提供直流电源VCC。
[0031] 此外，采用上述技术方案，可使控制器2不会在和断路器本体1脱离瞬间或连接瞬 间引起电压扰动而误发脱扣指令，避免了引起断路器本体1跳闸和供电中断的隐患。这包 括两种选择：第一种选择，是在拆卸除旧控制器前，首先通过切换开关23, 一对可相对弹性 接触/分离的弹性接触片对12切断控制器2的可更换电路（2A)的直流电源VCC ;，即切 断来自电流互感器13的铁心线圈的控制器2的工作电源，并在插接后才接通控制器2的工 作电源。第二种选择，是在拆卸除旧控制器前，首先通过切换开关23切断可更换电路（2A) 的直流电源VCC向断路器本体1的不更换电路1A的脱扣执行机构10的供电路回路，即切 断脱扣执行机构10的-磁通变换器Μ的电源，并在连接后再接通控制器2的执行机构电路 回路。于是，切换开关23的设置方案也具有两种选择。一种选择是所述的切换开关23控 制控制器2的输入电源（AC+，或DC+)向可更换电路（2Α)的直流电源VCC供电的回路的通 /断的设置方案，它包括两种可选择的具体设置结构：一种设置结构是如图7所示的第三实 施方案，即切换开关23串联设置在由断路器本体1输入给控制控制器2的交流电源AC+节 点与可更换电路（2Α)的直流电源VCC节点之间；另一种设置结构是如图5所示的第一实施 方案，即切换开关23串联设置在由断路器本体1输入给控制控制器2的直流电源DC+节点 与可更换电路（2A)的直流电源VCC节点之间。另再一种选择是所述的切换开关23控制可 更换电路（2A)的直流电源VCC向脱扣执行机构10供电的回路的通/断的设置方案，它也包 括两种可选择的具体设置结构：一种设置结构是如图6所示的第二实施方案，即切换开关 23串联设置在由直流电源DC+直接向可更换电路（2A)提供的直流电源VCC节点与控制单 元20的直流电源输入节点之间；另一种设置结构是如图8所示的第四实施方案，即切换开 关23串联设置在由电源电路24的直流输出端向可更换电路（2A)提供的直流电源VCC节 点与控制单元20的直流电源输入节点之间。应当能理解到，由于可更换电路（2A)的直流 电源VCC是由控制控制器2的输入电源（AC+，或DC+)提供的，因此在控制控制器2的输入 电源（AC+，或DC+)节点与可更换电路（2A)的直流电源VCC节点之间必然存在供电的回路， 所述的切换开关23控制控制器2的输入电源（AC+，或DC+)向可更换电路（2A)的直流电源 VCC供电的回路的通/断的设置方案，其实质是控制可更换电路（2A)的直流电源VCC节点 的得电/失电，即：在切换开关23接通的状态下，所述的供电的回路接通，直流电源VCC节 点得电；而在切换开关23分断的状态下，所述的供电的回路断开，直流电源VCC节点失电。 由于脱扣执行机构10的磁通转换器Μ的电能是由可更换电路（2A)的直流电源VCC提供的， 因此在直流电源VCC节点与脱扣执行机构10的磁通转换器Μ之间必然存在供电的回路，所 述的切换开关23控制可更换电路（2Α)的直流电源VCC向脱扣执行机构10供电的回路的 通/断的设置方案，其实质是控制磁通转换器Μ的得电/失电（即使直流电源VCC上有电也 不例外)，该供电的回路的接通是磁通转换器Μ产生脱扣动作的前提条件，该供电的回路的 分断确保了磁通转换器Μ不会产生误动作。当然，为了确保在插拔装卸控制器2的操作过 程中脱扣执行机构10的磁通转换器Μ不产生误动作，需在拆卸旧的控制器前通过操作切换 开关23来控制所述的供电的回路分断，而在安装上新的控制器后通过操作切换开关23来 控制所述的供电的回路接通。
[0032] 上述不更换电路1Α和可更换电路2Α是根据现有断路器的实现所需的各种功能的 整体电路拆分而成，它们中所涉及的已知具体电路在不同的断路器中根据使用要求可以是 不同的，它们至少包含如图5至图8所示的控制电路201、电流互感器13和脱扣执行机构 10。脱扣执行机构10中的执行元件磁通转换器Μ包括电磁线圈（图中未示出)和衔铁（图中 未示出），当电磁线圈的激励电流(或电压）达到设计的阈值时，电磁线圈内的磁通致使衔铁 产生脱扣动作，该脱扣动作再触发断路器的操作机构的脱扣装置（图中未示出）脱扣跳闸。 通常情况下：由控制电路201等构成控制单元20,控制电路201包括控制输出回路Ε和与 电流互感器13的二次侧线圈(如罗氏线圈)相连接的信号输入端Ctr，当信号输入端Ctr的 电平小于设计的阈值时，控制输出回路E截止，当信号输入端Ctr的电平大于或等于设计的 阈值时，控制输出回路E导通。控制输出回路E与磁通转换器Μ的电磁线圈串联连接，当电 流互感器13的二次侧线圈感应到异常的电信号时，通过信号输入端Ctr控制上述控制输出 回路E的通/断，以此实现断路器的保护功能。由此可见，在不可更换控制器的断路器中， 控制电路201、电流互感器13、脱扣执行机构10、电压检测部件等是属于一个整体的电路， 该电路的具体结构是已知的（不同的断路器之间可以是有区别的)，但为了实现控制器的更 换，必须将整体电路划分成设置在可更换的控制器2上和仍需留在断路器本体1上(在此将 这部分多个具体电路统称为不更换电路1A)的两部分，本文中所述的"可更换电路"是指随 控制器2 -起更换的设置在控制器2内部的电路。显然，实现带电插拔更换控制器2的电 路划分方案可有多种，本实用新型优选的方案如图5至图8所示：将包括磁通转换器Μ的脱 扣执行机构10、电流互感器13、电压检测部件设置在断路器本体1上的不更换电路1Α中， 将切换开关23、控制电路201设置在控制器2上的可更换电路2Α中。如此划分形成的的不 更换电路1Α和可更换电路2Α具有以下优点，它们的结合/分离状态不会涉及断路器的主 电路的闭合/分断。设置在控制器2内部的可更换电路2Α的切换开关23可以选用微动开 关、旋转开关、拨码开关或者滑动开关等。
[0033] 实现带电插拔更换控制器2的一个需要是防止插拔过程引发脱扣执行机构10的 误动作，如插拔过程导致断路器脱扣跳闸。为此，本实用新型将切换开关23设置在控制器2 上，并且由切换开关23控制由控制器2向控制脱扣执行机构10的磁通转换器Μ提供的激 励电能，不管是采用切换开关23控制控制器2的输入电源（AC+，或DC+)向可更换电路（2Α) 的直流电源VCC供电的回路的通/断的技术方案，或者是采用切换开关23控制可更换电路 (2Α)的直流电源VCC向脱扣执行机构10供电的回路的通/断的技术方案，只要在插拔操作 前先断开切换开关23,便能解决带电更换过程中更换控制器的误动作引起的断路器跳闸的 问题，其优点在于：在控制电路201的电源由控制器2上的工作电源供给的情况下，可方便 地实现对控制电路电源的同步控制；即使在采用控制电路201的电源包括由电流互感器13 的速饱和线圈的感应电辅助供电的情况下，仍能确保磁通转换器Μ因无激励电源而不可能 产生误动作。
[0034] 从满足插拔更换控制器2的另一个基本要求出发，不更换电路1Α与可更换电路2Α 之间的结合/分离需在插拔过程中自动完成。为此，本实用新型采用了插头与插座的插拔 配合方式，即在断路器本体1上的不更换电路1Α中设置了电气插座11，电气插座11上设有 多个导电插套110,在控制器2上的可更换电路2Α中设置了电气插头21，电气插头21上设 有多个对应的导电插脚210。当导电插脚210随控制器2的插入操作插入导电插套110时， 导电插脚210与导电插套110电气连接，不更换电路1Α与可更换电路2Α实现自动结合，当 导电插脚210随控制器2的拔出操作从导电插套110拔出时，导电插脚210与导电插套110 电气分断，不更换电路1Α与可更换电路2Α实现自动分离。
[0035] 实现带电插拔更换控制器2的进一步需要是确保插拔过程以及不更换电路1Α与 可更换电路2Α分离状态下的安全，例如，电流互感器中的二次线圈的开断，特别是在采用 带速饱和线圈的向控制器2供给能量的二次线圈的情况下，在控制器2拔出而使二次线圈 开路状态下，需避免因二次线圈开路引起高压和高温，防止损坏电流互感器，以及在控制器 2插上的一刹那二次线圈释放的高电压冲击控制器的某些电路。为此要求不更换电路1Α 中的某些线路能够实现自动拆卸后闭合，这里自动拆卸后闭合是指在控制器2拔出拆下的 状态下，使得不更换电路1Α中的某些线路自动闭合以形成回路。对此本实用新型采用了带 有弹性的弹性接触片对12的方案来解决，所述的断路器本体1包括电气插座11和弹性接 触片对12,不更换电路1Α中的与可更换电路2Α电气连接的各线路节点分别对应连接到电 气插座11的各导电插套110上，不更换电路1Α中的每对需拆卸后闭合的线路节点分别对 应连接到各弹性接触片对12上；所述的控制器2包括电气插头21和绝缘插脚22,可更换 电路2Α中的与不更换电路1Α电气连接的各线路节点分别对应连接到电气插头21的各导 电插脚210上。所述的电气插头21和绝缘插脚22随控制器2插入动作联动、并能分别插 入断路器本体1上的电气插座11和弹性接触片对12。尤其是所述的绝缘插脚22的端部 的设置，应使其刚与所述的弹性接触片对12接触并致使该弹性接触片对12分断的瞬间，在 各导电插脚210与各对应的各导电插套110之间仍存在有电绝缘的间隙。就是说，当绝缘 插脚22随控制器2的插入操作插入弹性接触片对12时，弹性接触片对12的两个导电接触 片120被绝缘插脚22隔开，使两个导电接触片120自动分断，此时，弹性接触片对12先电 气分断，电气插头21的各导电插脚210继而分别与电气插座11的各导电插套110电气联 接。当绝缘插脚22随控制器2的拔出操作从弹性接触片对12拔出时，所述的电气插头21 和绝缘插脚22随控制器2拔出动作联动、并能分别从断路器本体1上的电气插座11和弹 性接触片对12拔出分离，此时，电气插头21的各导电插脚210与电气插座11的各导电插 套110电气断开后，两个导电接触片120恢复自动闭合的常闭状态，解决了带电更换过程中 铁心线圈开路引起的高电压和温升问题。
[0036] 所述的电气插座11和弹性接触片对12固定安装到断路器本体1上的方案可有多 种，一中优选的方案如图2和图3所示，所述的可带电插拔更换控制器的断路器还包括固定 安装在断路器本体1上的供电气插接用的总成板15,电气插座11和弹性接触片对12分别 固定安装在总成板15上。该方案的优点是：由于电气插座11上的导电插套110是包含了 多个插套零件的组件，如图5至图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,在实施过程中还需要根据不同用途的插套零件分组 (如图2所示分成2组)，弹性接触片对12也存在需要多个的可能。此外，导电插套110和弹 性接触片对12需要精确定位，才能很好与电气插头21、绝缘插脚22对准，以实现良好的插 接配合，为此，本实用新型将电气插座11和弹性接触片对12分别固定安装在总成板15上 的结构能提高生产效率，便于实现流水线安装调试，有利于保证导电插套110中的各插套 零件和弹性接触片对12中的各导电接触片120的精确定位。
[0037] 为了提高插拔操作的速度和实现控制器2在断路器本体1上的精确定位和可靠锁 定，一种优选的方案如图2所示，所述的可带电插拔更换控制器的断路器还包括固定安装 在断路器本体1上的支架3,控制器2通过异形导轨副30与支架3可插拔定位连接，电气插 座11和弹性接触片对12分别安装在支架3上。异形导轨副30包括设置在控制器2上的 滑块301和设置在支架3上的滑槽302,通过滑块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，并能保证理想的定位精度。电气插座11和弹性接触片对 12固定安装在支架3上的方式可以两种选择方案，其中一种是，电气插座11和弹性接触片 对12分别安装直接安装在支架3上，另一种是间接安装在支架3上，S卩：所述的可带电插拔 更换控制器的断路器还包括固定安装在断路器本体1上的支架3、固定安装在支架3上的电 气插接用的总成板15,控制器2通过异形导轨副30与支架3可插拔定位连接，电气插座11 和弹性接触片对12分别安装在电气插接总成板15上。
[0038] 应该理解到的是：上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的 限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的发明创造，均落入本实用新型的保护范围 之内，例如，本实用新型的弹性接触片对12不限于仅使用在速饱和线圈上，它可用于需要 将其两端采取拆卸后闭合的其它元器件上，如电流互感器的其它二次线圈、电感和电容类 器件。
【权利要求】
1. 一种可带电插拔更换控制器的断路器，包括固定安装在断路器本体（1)上的支架 (3)、可插拔更换地安装在断路器本体（1)或其支架（3)上的控制器（2)和设置在断路器本 体（1)上的不更换电路（1A)，所述的不更换电路（1A)包括电流互感器（13)、脱扣执行机构 (10)和电压检测部件，所述的脱扣执行机构（10)包括磁通变换器Μ和脱扣线圈，电流互感 器（13)包括罗氏线圈和速饱和线圈，其特征在于： 所述的控制器（2)上设有可更换电路（2Α)、与可更换电路（2Α)电气连接的电气插头 (21)、绝缘插脚（22)和切换开关（23)，所述的断路器本体（1)上设有弹性接触片对（12)和 与不更换电路（1Α)电气连接的电气插座（11)，弹性接触片对（12)相互配合形成弹力接触 的常闭开关触点，该常闭开关触点的两端与速饱和线圈的两端并联联接； 所述的电气插头（21)和绝缘插脚（22)随控制器（2)的插拔动作分别与断路器本体 (1)上的电气插座（11)和弹性接触片对（12)插拔联接，弹性接触片对（12)的常闭开关触 点在绝缘插脚（22)插入弹性接触片对（12)的状态下断开；弹性接触片对（12)的常闭开关 触点在绝缘插脚（22)从弹性接触片对（12)拔出的状态下闭合。
2. 根据权利要求1所述的可带电插拔更换控制器的断路器，其特征在于：所述的断路 器本体（1)的不更换电路（1Α)中的与可更换电路（2Α)电气连接的各线路节点分别对应连 接到所述的电气插座（11)的各导电插套（110)上；所述的控制器（2)的可更换电路（2Α) 中的与不更换电路（1Α)电气连接的各线路节点分别对应连接到所述的电气插头（21)的各 导电插脚（210)上。
3. 根据权利要求1所述的可带电插拔更换控制器的断路器，其特征在于：所述的电气 插座（11)和弹性接触片对（12)分别固定安装在一个电气插接用的总成板（15)上，所述的 总成板（15)固定安装在断路器本体（1)上或者固定安装在断路器本体（1)上的支架（3) 上。
4. 根据权利要求1所述的可带电插拔更换控制器的断路器，其特征在于：所述的控制 器（2)通过异形导轨副（30)与所述的支架（3)可插拔定位连接，所述的异形导轨副（30) 为滑块（301)与滑槽（302)的滑动导轨式配合结构。
5. 根据权利要求1所述的可带电插拔更换控制器的断路器，其特征在于：所述的弹 性接触片对（12)包括两个弹性导电接触片（120)，每个导电接触片（120)包括电连接脚 (12a)、安装部（12b)和触点（12c)，两个导电接触片（120)的安装部（12b)以相互绝缘的方 式分别固定在一起，并使得两个触点（12c)形成为常闭开关触点，两个电连接脚（12a)形成 为常闭开关触点的两端。
6. 根据权利要求1所述的可带电插拔更换控制器的断路器，其特征在于：所述的断路 器本体（1)上的不更换电路（1A)通过电气插座（11)与电气插头（21)插接，向控制器（2) 输入交流电源AC+或直流电源DC+。
7. 根据权利要求1所述的可带电插拔更换控制器的断路器，其特征在于：所述的控制 控制器（2)的可更换电路（2A)还包括电源电路（24)，断路器本体（1)上的不更换电路（1A) 通过电气插座（11)与电气插头（21)插接，向控制器（2)输入交流电源AC+，所述的电源电 路（24)将交流电源AC+转换成直流电后向可更换电路（2A)提供直流电源VCC。
8. 根据权利要求1所述的可带电插拔更换控制器的断路器，其特征在于：所述的断路 器本体（1)上的不更换电路（1A)通过电气插座（11)与电气插头（21)插接向控制器（2) 输入直流电源DC+，直流电源DC+直接向可更换电路（2A)提供直流电源VCC。
9. 根据权利要求1所述的可带电插拔更换控制器的断路器，其特征在于：所述的切换 开关（23)控制控制器⑵的输入电源（AC+，或DC+)向可更换电路（2A)的直流电源VCC供 电的回路的通/断；或者，所述的切换开关（23)控制可更换电路（2A)的直流电源VCC向脱 扣执行机构（10)供电的回路的通/断。
10. 根据权利要求1所述的可带电插拔更换控制器的断路器，其特征在于：所述的切换 开关（23)是微动开关、旋转开关、拨码开关或者滑动开关中的任一种。
【文档编号】H01H71/08GK203882917SQ201420170576
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】柴爱军, 廖传灿, 吴小伟 申请人:上海诺雅克电气有限公司