CN201532918U - 插座式剩余电流断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种插座式剩余电流断路器，包括壳体和设置在壳体内的复位组件、机芯组件(14)和试验组件，其中，所述机芯组件(14)包括电路板(1410)以及设置在该电路板上的磁环组件(1411)和脱扣组件；在壳体内的一中层支架(11)上固定连接有一对插座片(9，13)，其上分别延伸出设有静触头(901，131)的静触头臂，用以与设置在所述磁环组件(1411)中的一对输入动触片(1406，1407)的动电触头(141，142)相对应，所述静触头臂设置为同向延伸；所述脱扣组件置于所述输入动触片(1406，1407)的下方，并与所述复位组件协同动作。该断路器结构简单、外部体积小，可直接安装于国内标准的墙壁接线盒内，并可安全可靠地适用于各种类型的插座。

Description

插座式剩余电流断路器

技术领域

本实用新型涉及一种剩余电流断路器，尤其涉及一种插座式剩余电流断路器。

背景技术

剩余电流断路器是在规定条件下，当被保护电路中剩余电流超过设定值时，能自动断开电路或发出报警信号的继电保护装置。该装置主要适用于交流50Hz，额定电压400V，额定电流至800A的配电网络中，用来对人提供间接接触保护，也可用来防止因设备绝缘损坏，产生接地故障电流而引起的火灾危险，并可用来分配电能和保护线路及电源设备的过载和短路，还可用作为线路的不频繁转换和电动机不频繁启动。

剩余电流断路器主要采用自动切断电源的保护原理。在直接接触防护中作为防止电击危险的基本保护措施的附加保护；在间接接触防护中作为防止因接地故障使电气设备外露导电部分带有危险电压而引发电击危害或电气火灾危险的有限保护。

目前日常生活中用到的普通插座只提供了两个输出插座(一个2插插座和一个3插插座)，且没有设置漏电保护装置。这样，在使用过程中，如果用电器发生漏电故障则没有任何保护措施，给人们的生活和生产安全带来极大隐患。

市场上现有的漏电保护插座往往结构复杂且使用不便。例如某些漏电保护插座的输入端配置了一个3插插头，使用时需要将3插插头插入到普通的3插插座里；某些漏电保护插座体积较大且结构复杂，不便于安装。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提出了一种结构简单但安全可靠的插座式剩余电流断路器的设计，采用该设计的插座可在各种情况下都能实现对负载的正确断开或闭合，尤其可实现在漏电情况下自动快速地切断故障电流。

为此，本实用新型的插座式剩余电流断路器包括壳体和设置在壳体内的复位组件、机芯组件和试验组件，其中，所述机芯组件包括电路板以及设置在该电路板上的磁环组件和脱扣组件。在壳体内的一中层支架上固定连接有一对插座片，其上分别延伸出设有静触头的静触头臂，用以与设置在所述磁环组件中的一对输入动触片的动电触头相对应，其中，所述静触头臂设置为同向延伸。所述脱扣组件置于所述输入动触片的下方，并与所述复位组件协同动作。

根据本实用新型的一种优选实施方式，所述同向延伸的静触头臂长短不一。应当理解的是，同向延伸的设计目的是为了减少整个断路器的内部空间结构。当插座片与动触片大致平行放置时，同向延伸的两个静触头臂的长度可以大致相同，这样，垂直于动触片方向的空间结构可以减少。另一方面，当插座片与动触片大致垂直放置时，则需同向延伸的静触头臂长短不一，以能够实现静触头与动电触头的彼此对应。这种情况下，在动触片的平行方向以及垂直方向上的空间结构均可相应减少，尤其可形成一种近似方形的壳体结构以适用于国内标准的墙壁接线盒。

在另一优选实施方式中，所述试验组件中的试验弹片与一个所述插座片一体形成。由此，可借助于插座片构成与电路板的连接来形成模拟漏电电流。优选地，所述插座片可分别通过一连接线连接至所述电路板，该连接线的一端穿过所述插座片上设置的接线孔并连接于插座片上，另一端焊接至所述电路板。在此，所述连接线可以为金属导线，其充当了将插座片直接电连接至电路板的作用。进一步地，当进行试验操作时，与插座片一体形成的试验弹片可直接与电路板相连产生漏电电流，而不需在电路板上额外设置限流电阻。将试验弹片与插座片一体形成，还可有效减少模具数量、节省材料且便于装配。

此外，所述脱扣组件包括脱扣器、锁扣以及由线圈架、置于线圈架内的脱扣铁芯和与所述脱扣铁芯相抵接的脱扣弹簧构成的电磁元件，其中，所述锁扣卡扣在所述脱扣铁芯的铁芯卡槽上，并可置入所述脱扣器上的锁扣容置槽中。

进一步，所述复位组件包括复位按钮、与该复位按钮固定连接的复位销以及套装在复位销上的复位弹簧，所述复位销可移动地插入形成在所述脱扣器上的通孔中。

优选地，所述锁扣为L形，在置入所述脱扣器的锁扣容置槽中的一端上设有通孔。相应地，所述复位销下端设有卡槽，且复位销的顶端为锥形，所述卡槽可卡扣于所述锁扣上设置的通孔，以实现与脱扣组件的协同动作。

有利地，所述脱扣器分别从其两端延伸设有提臂，并在提臂上设有向上突起的凸棱。

可选地，本实用新型的断路器还可设有指示灯柱，其一端连接至电路板上的LED元件，另一端接近壳体上部的开口，以指示断路器的工作状态。

可选地，在所述中层支架上还可固定连接有接地片组件。

作为另一种可选的实施方式，还可在所述电路板和输入动触片之间设有一电弧挡板，以保护电路板上的电子元件不会受到电触头分离时所产生的电弧的损害，该电弧挡板可由耐电弧的绝缘材料制成。

可见，相比于现有技术，本实用新型的断路器由于壳体内部空间减少，从而整个断路器的外部体积减小，安装方便，可直接安装于国内标准的墙壁接线盒内；其结构简单，极大的降低了漏电保护插座的成本，节省资源；更重要的是，该断路器安全可靠，符合相关国家标准，设置的工作状态显示装置可有效避免不良状态下的错误操作和使用；此外，本实用新型断路器的使用非常广泛，可作为漏电保护装置使用，也可作为开关或插座使用，并可适用于各种类型的插座。

附图说明

图1a-1d为本实用新型一实施方式的插座式剩余电流断路器的外部示意图，其中图1a为示意性透视图，图1b和图1c为图1a中断路器的侧视图，图1d为图1a中断路器的顶视图；

图2为图1a-1d所示该实施方式的插座式剩余电流断路器的示意性分解透视图；

图3a为该实施方式的插座式剩余电流断路器的机芯组件的示意性透视图；

图3b为图3a所示机芯组件的分解透视图；

图4a为该实施方式的插座式剩余电流断路器处于复位状态的示意性截面图；

图4b与图4a类似，从另一个侧面示出了处于复位状态的插座式剩余电流断路器；

图5a为该实施方式的插座式剩余电流断路器处于脱扣状态的示意性截面图；

图5b与图5a类似，从另一个侧面示出了处于脱扣状态的插座式剩余电流断路器；

图6为本实用新型该优选实施方式的电路原理图。

附图标记说明

1面板                2壳体上盖

3防插滑块弹簧        4两极防插滑块

5两极接地防插滑块    6复位按钮

601复位销            602卡槽

7试验按钮            701压杆

8指示灯柱            9L线插座片

901L静触头           902试验弹片

903L接线孔           904，904′L插座片叶片

10复位弹簧           11中层支架

12接地片组件         121接地螺钉

122接地销                13N线插座片

131N静触头               132N接线孔

133，133′N插座片叶片    14机芯组件

1401脱扣器               1402锁扣

1403线圈架               1404脱扣铁芯

1405脱扣弹簧             1406L动触片

142L动电触头             1407N动触片

141N动电触头             1408L输入端接线片

1409N输入端接线片        1410电路板

1411磁环组件             1412提臂凸棱

1413铁芯卡槽             1414锁扣卡槽

1415锁扣通孔             1416脱扣器通孔

1417锁扣容置槽           1418凸柱

1419提臂                 1420电弧挡板

1421挡臂                 15壳体底座

16N连接线                17L连接线

D1-D4二极管              C1-C7电容

R1-R5电阻                LED发光二极管

SOL电磁线圈              MOV压敏电阻

C54123集成芯片           1′-8′集成芯片管脚

TEST试验开关             RESET复位开关

Q1三极管                 RING漏电检测环

具体实施方式

下面以一种优选的实施方式来详细描述本实用新型的插座式剩余电流断路器(以下简称断路器)。图1a-1b从各个角度图示了该断路器，其中，由壳体上盖2和壳体底座15构成了壳体外部，并可在壳体上盖2上覆盖一面板1，以使该断路器的外部尺寸更适合用于国内标准的墙壁接线盒。壳体上盖1上设有供复位按钮6和试验按钮7凸伸出的开口，以及供插头插入以与插座片相接触形成负载输出的插孔。

图2至图3b分别示出了壳体内部各部件的结构和位置关系。应当理解的是，在本实施方式中，用于描述断路器各部件的结构和位置方向的表述，例如上、下、左、右、前和后等，都不是绝对的，而是相对的。当断路器位于图中所示的位置时，这些表述是适当的。但是，如果断路器的位置变化，这些表述会根据断路器的位置的变化而变化。

首先参见图2，在壳体内部的中间部分设有由绝缘材料制成的中层支架11，其上可放置一对插座片9，13。其中，插座片9，13上设有与壳体上盖2上的插孔相对应的插座叶片904，904′和133，133′，并分别从一侧延伸出设有静触头901，131的静触头臂，且两静触头被设置为同向延伸。

在所述中层支架11的下方为容置于壳体底座15内的机芯组件14(下面将会描述)，其上的输入动触片1406，1407及其动电触头141，142与插座叶片的静触头臂及其静触头901，131相对应。在该实施方式中，将插座片9，13与输入动触片1406，1407大致垂直设置，由此一个插座片的静触头臂延伸得比另一个插座片的静触头臂更长。为了使较长的静触头臂保持相对静止，在中层支架11上可设有固定支撑。

在所述中层支架11的上方设有复位组件和试验组件。复位组件由复位按钮6、固定连接于该复位按钮6下方的复位销601以及套装在该复位销上的复位弹簧10组成，复位销601能够可移动地穿过设置在中层支架11上的通孔，以与所述机芯组件14上的相应部件协同动作。所述试验组件包括试验按钮7和试验弹片902。可在试验按钮7的下方固定连接一压杆701来有效按压试验弹片902。在该实施方式中，试验弹片902可与一个所述插座片例如L线插座片9一体形成。由金属制成的L连接线17可将其一端穿过所述L线插座片9上设置的接线孔903并连接于该插座片上，另一端焊接至电路板来将插座片直接连接至电路板。这样，与插座片一体形成的试验弹片902即可直接与电路板相连，并在按压试验按钮7时产生模拟漏电电流。类似地，在N线插座片13上也可设有接线孔132，用以通过连接于该接线孔132的N连接线16连接至电路板。

在所述中层支架11的上方还可设有防插滑块4和5。该防插滑块在初始状态时覆盖在所述插座片叶片的上方，能够防止异物或插头的不正确插入，并可在正确插入时随插头的插入过程而横向滑动，以露出插座片叶片供该断路器正常使用。根据该断路器的使用需求，插座叶片的结构特征以及壳体上盖2上设置的插孔形状可以不同。因此，防插滑块的结构亦可相应变化。例如，在该实施方式中，按照GB1002插头插座标准，插座片叶片形成的负载端可以为10A的额定电流，但插座片叶片904，133的负载端为两极插座叶片，904′，133′形成的负载端则为两极带接地插座叶片，因而两种插座片对应的插孔形状是不一致的，分别覆盖在插座片叶片上的防插滑块4和5的结构也就不同。另外，为了实现防插滑块的横向滑动，可为每个滑块分别配置一个防插滑块弹簧3，且该弹簧3的一端抵接在防插滑块上，另一端抵接在例如壳体上盖2的内壁上。

这里还需注意的是，由于该实施方式采用的是两种插孔相结合的负载端，因而只需配置一个接地端，即接地片组件12，所述接地片组件12包括与接地插孔相对应的接地销122和接地螺钉121。还应理解的是，该断路器的负载端的额定电流并不被限制为10A，亦可加入16A的负载设计。

在壳体内壁还可设有一指示灯柱8，其一端可通过中层支架11上的穿孔连接至电路板上的LED元件(图2中未示出)，另一端则接近壳体上盖2上的开口，以指示断路器的工作状态。所述开口的位置可根据实际需要来设置，例如位于图2中为复位按钮6和试验按钮7所设置的开口之间。

现在参照图3a和3b。本实用新型的机芯组件14包括电路板1410、设置在该电路板上的磁环组件1411和脱扣组件，其中，所述脱扣组件包括脱扣器1401、锁扣1402以及由线圈架1403、置于线圈架内的脱扣铁芯1404和与所述脱扣铁芯相抵接的脱扣弹簧1405构成的电磁元件。所述锁扣1402优选为L形，在置入所述脱扣器1401的锁扣容置槽1417中的一端上设有通孔1415，另一端则设有锁扣卡槽1414，用于卡扣在所述脱扣铁芯1404的铁芯卡槽1413上。

所述脱扣器1401置于所述输入动触片1406，1407的下方，并分别从两端延伸设有提臂1419，用于在进行复位时抬起所述输入动触片。优选地，在所述提臂1419上还可设有向上突起的凸棱1412，以增强对输入动触片施加动作的灵敏度。该凸棱可位于提臂上的任意位置，也可沿任意方向延伸，更可只沿提臂的一部分延伸。优选地，该凸棱可沿提臂的延伸方向延伸整个提臂的长度，并位于靠近磁环组件1411的一端。

如上所述的，在脱扣器1401以及锁扣元件1402上分别设置有脱扣器通孔1416和锁扣通孔1415，用以供复位组件中的复位销601穿过。回到图2，可以看出本实施方式中的所述复位销601的下端设有卡槽602，所述卡槽可卡扣于所述锁扣1402上设置的锁扣通孔1415。复位销601的顶端优选为锥形，这样设置的优点在于，当按下复位按钮6时，复位销601可借助于顶端的锥形斜面顺利插入锁扣通孔1415，并由于脱扣弹簧1405的作用而使卡槽602卡扣于锁扣通孔1415的边缘，以进一步实现复位操作(下面将会描述)。另外，采用锥形的复位销，还可在复位时只导通一次SOL线圈，由此延长了SOL线圈的使用寿命。为了使复位销601更准确且稳固地插入脱扣器通孔1416，还可沿脱扣器通孔1416向上延伸形成一凸柱1418。

图3中还可看到，在电路板1410上可连接有金属接线片，即L输入端接线片1408和N输入端接线片1409，在两个接线片上可卡扣连接有如图2和图3a所示的接线螺钉，这里不再赘述。另外，还可在电路板1410和输入动触片1406，1407之间设有一电弧挡板1420。在该实施方式中，该电弧挡板1420可设置为大致拱形，用以罩在线圈架1403的线圈上，并可从两侧分别延伸出一挡臂1421以遮挡电路板1410上的部分电子元件，避免因故障跳闸而在动电触头与静电触头分离时产生的飞弧损伤电阻元件及线圈。

下面结合图4a-5b和图6来描述该实施方式的具体操作过程。首先参照图4a和4b，示出的是处于正常工作，即复位状态下的断路器。当按下复位按钮6时，与其固定连接的复位销601向下移动。在这里，可结合图2看到中层支架11上设置的供复位销通过的通孔内设有凸缘，该凸缘限制了复位弹簧10的移位。因此，此时的复位弹簧10可被压缩。复位销601随之穿过所述锁扣1402插入脱扣器1401内一侧上的锁扣通孔1415并向下移动，当复位销601上的卡槽602移至锁扣通孔1415的侧边时，在所述脱扣弹簧1405的作用下，锁扣通孔1415的该侧边横向移动并卡扣进入该卡槽602中。此时松开复位按钮6，在所述复位弹簧10的作用下，复位按钮6向上弹起并带动锁扣1402进而带动脱扣器1401向上移动，从而脱扣器1401上的两提臂1419可将位于其上的L动触片1406和N动触片1407抬起，并使动电触头141，142分别与对应的L线插座片9和N线插座片13上的静触头901，131接触，由此实现本实用新型电源输入端与负载输出端的电导通。

再如图5a和5b所示的漏电脱扣状态，当与用电器相连的断路器输出线中的火线或零线出现漏电故障，或者用电器出现漏电故障时，磁环组件1411检测到漏电电流并产生信号触发可控硅使其导通，从而使电磁元件中的线圈架1403内得电并产生足以驱动脱扣铁芯1404的磁场，脱扣铁芯1404带动横置在脱扣器1401的锁扣1402动作，使复位销601的卡槽602从L形锁扣1402的锁扣通孔1451内滑出，复位销601向上弹起。这时，脱扣器1401失去了从复位销601传递过来的复位弹簧10的弹力而相应下落，同时动触片1406，1407在自身的弹性作用下下落。由此，动触片1406，1407上的动电触头141，142与插座片9，13尾端上的静触头901，131分开，即实现了电源输入端与负载输出端之间电力连接的断开，用电器的电源被切断。

图6还示出了测试电路和显示电路。在供电回路中还并联有一个压敏电阻MOV，当电源中突然产生高电压时，其可瞬间吸收高电压以保护断路器和所使用的电器。

试验开关TEST和测试电阻R5构成了一个测试电路，用以定期检测该断路器的工作状态。该测试电路与L连接线17并联，并连接至SOL线圈。由此，如上所述的，当按下试验按钮7使其触及试验弹片902时，可由连接至电路板的L连接线17向SOL线圈提供模拟漏电电流，使SOL导通进行脱扣动作。

为了显示该断路器的工作状态，还设有一显示电路。该显示电路由电阻R1和发光二极管LED串联构成，它并联在输出端火线、零线之间。当串联在供电回路中的复位按钮6闭合时有电源输出，LED亮起，表明该断路器工作正常；当串联在供电回路中的复位按钮6跳脱时，输出端没有电源输出，LED灭，表明该断路器没有电源输出。

本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化和改进，但都属于本实用新型的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的。

Claims (13)

1.一种插座式剩余电流断路器，包括壳体和设置在壳体内的复位组件、机芯组件(14)和试验组件，其中，

所述机芯组件(14)包括电路板(1410)以及设置在该电路板上的磁环组件(1411)和脱扣组件；

在壳体内的一中层支架(11)上固定连接有一对插座片(9，13)，其上分别延伸出设有静触头(901，131)的静触头臂，用以与设置在所述磁环组件(1411)中的一对输入动触片(1406，1407)的动电触头(141，142)相对应，其中，所述静触头臂设置为同向延伸；

所述脱扣组件置于所述输入动触片(1406，1407)的下方，并与所述复位组件协同动作。

2.根据权利要求1所述的插座式剩余电流断路器，其特征在于，所述同向延伸的静触头臂长短不一。

3.根据权利要求1所述的插座式剩余电流断路器，其特征在于，所述试验组件中的试验弹片(902)与一个所述插座片一体形成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的插座式剩余电流断路器，其特征在于，所述插座片(9，13)分别通过一连接线(16，17)连接至所述电路板(1410)，该连接线的一端穿过所述插座片上设置的接线孔(903，132)并连接于插座片上，另一端焊接至所述电路板(1410)。

5.根据权利要求4所述的插座式剩余电流断路器，其特征在于，所述脱扣组件包括脱扣器(1401)、锁扣(1402)以及由线圈架(1403)、置于线圈架内的脱扣铁芯(1404)和与所述脱扣铁芯相抵接的脱扣弹簧(1405)构成的电磁元件，其中，所述锁扣(1402)卡扣在所述脱扣铁芯(1404)的铁芯卡槽(1413)上，并可置入所述脱扣器(1401)上的锁扣容置槽(1417)中。

6.根据权利要求5所述的插座式剩余电流断路器，其特征在于，所述复位组件包括复位按钮(6)、与该复位按钮固定连接的复位销(601)以及套装在复位销上的复位弹簧(10)，所述复位销(601)可移动地插入形成在所述脱扣器(1401)上的通孔(1416)中。

7.根据权利要求6所述的插座式剩余电流断路器，其特征在于，所述锁扣(1402)为L形，在置入所述脱扣器(1401)的锁扣容置槽(1417)中的一端上设有通孔(1415)。

8.根据权利要求7所述的插座式剩余电流断路器，其特征在于，所述复位销(601)的下端设有卡槽(602)，且复位销(601)的顶端为锥形，所述卡槽可卡扣于所述锁扣(1402)上设置的通孔(1415)。

9.根据权利要求8所述的插座式剩余电流断路器，其特征在于，所述脱扣器(1401)分别从其两端延伸设有提臂(1419)。

10.根据权利要求9所述的插座式剩余电流断路器，其特征在于，在所述提臂(1419)上设有向上突起的凸棱(1412)。

11.根据权利要求10所述的插座式剩余电流断路器，其特征在于，还设有指示灯柱(8)，其一端连接至电路板上的LED元件，另一端接近壳体上部的开口，以指示断路器的工作状态。

12.根据权利要求11所述的插座式剩余电流断路器，其特征在于，在所述中层支架(11)上还固定连接有接地片组件(12)。

13.根据权利要求12所述的插座式剩余电流断路器，其特征在于，在所述电路板(1410)和输入动触片(1406，1407)之间还设有一电弧挡板(1420)。

Images