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专利名称：一种应用于智能电力物联网的断路器

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410524553.0

专利申请（专利权）人：中核辽宁核电有限公司,武汉万业达电气有限公司
权利人地址：辽宁省葫芦岛市兴城市滨海大道100号

专利发明（设计）人：发明人:雷真

专利摘要：本发明涉及保护开关技术领域，且公开了一种应用于智能电力物联网的断路器，包括机壳以及换形通断部，换形通断部由线圈和操作结构组成，机壳的前后两端分别安装有输入连接器和输出连接器，而机壳的内腔前部对立设置有位于输入连接器左右侧的气压调控组件，以及位于气压调控组件后方错位分布的绝缘垫和涂料组件，绝缘垫和涂料组件分别与左右气压调控组件相连接；本发明通过绝缘垫将输入连接器和操作机构的金属触头阻隔开来，阻止输入连接器和金属触头间形成电。诙下菲骱险⒏次皇，绝缘垫退去而涂料组件进去，后由集料箱喷涂在输入连接器侧壁上，在金属表面涂抹导电胶液来提高金属触头与输入连接器的导电性。

主权利要求：
1.一种应用于智能电力物联网的断路器，包括上下开拆卸镜像设置的机壳（1），机壳（1）内腔中部安装有换形通断部（2），所述换形通断部（2）由线圈和操作结构组成，其特征在于：所述机壳（1）的前后两端分别安装有输入连接器（3）和输出连接器（4），而机壳（1）的内腔前部对立设置有位于输入连接器（3）左右侧的气压调控组件（5），以及位于气压调控组件（5）后方错位分布的绝缘垫（6）和涂料组件（7），所述绝缘垫（6）和涂料组件（7）分别与左右气压调控组件（5）相连接，此外所述机壳（1）外还设置有用以向涂料组件（7）供料的供料组件（8）；
所述气压调控组件（5）包括可逆气泵（501）、储气箱（502）及三通（503），其中所述可逆气泵（501）和储气箱（502）固定安装在机壳（1）的内腔中，可逆气泵（501）通过改变电机的旋转方向来完成吸气和吹气，即其泵气端和排气端方向可调转，而可逆气泵（501）的泵气端和排气端经三通（503）与储气箱（502）相连通；
所述气压调控组件（5）还包括左右对立设置的第一电磁阀（504）、第二电磁阀（505）、导气管（506）及伸缩组件（507），其中所述第一电磁阀（504）安装在同侧三通（503）与储气箱（502）连接的支管上，而第二电磁阀（505）安装在同侧三通（503）与导气管（506）连接的支管上，所述三通（503）经由同侧导气管（506）与伸缩组件（507）相连；
所述伸缩组件（507）包括管膛（5071）和活塞杆（5072），其中所述管膛（5071）固定安装在机壳（1）上，且管膛（5071）内活动插接有活塞杆（5072），而管膛（5071）与活塞杆（5072）之间设有与导气管（506）相通的气腔；
左侧活塞杆（5072）固定连接有能够沿着机壳（1）内壁滑轨移动的绝缘垫（6），右侧活塞杆（5072）固定连接有能够沿着机壳（1）内壁滑轨移动的涂料组件（7）；
所述涂料组件（7）包括框架（701）、集料箱（702）、喷头（703）、电推杆（704）及离心泵（705），其中所述框架（701）安装在右侧活塞杆（5072）的端部，框架（701）内活动设置有能够前后移动的集料箱（702），所述集料箱（702）与安装在框架（701）左右侧壁的电推杆（704）活动端相连接，集料箱（702）靠近输入连接器（3）一侧安装有与其内腔相通的矩阵分布的喷头（703），集料箱（702）顶壁安装有与之内腔相通的离心泵（705），所述涂料组件（7）的底部还安装有用以收集溢出液的回流槽（706）；
所述绝缘垫（6）和涂料组件（7）错位分布，二者的运动轨迹互不干涉，即不发生交集，所述框架（701）顶部还设有用以离心泵（705）移动的通槽，使得离心泵（705）随着集料箱（702）共同移动，而不被框架（701）遮挡其运行轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种应用于智能电力物联网的断路器，其特征在于：所述框架（701）和输入连接器（3）上分别设置有用以对齐匹配的红外发射器和红外接收器。
3.根据权利要求1所述的一种应用于智能电力物联网的断路器，其特征在于：所述机壳（1）上还设置有控制模块，所述机壳（1）的左侧壁开设有用以操作机构压柄活动的开关槽，且机壳（1）开关槽前侧壁内设置有用以检测操作机构的压柄施压的压力传感器，操作机构内设置有用以检测到压柄回弹时所产生扭矩力的扭矩传感器。
4.根据权利要求1所述的一种应用于智能电力物联网的断路器，其特征在于：所述供料组件（8）包括储液箱（801）、供液管（802）及回流管（803），其中所述储液箱（801）固定安装在机壳（1）的底壁，所述储液箱（801）通过供液管（802）与离心泵（705）的泵料端相连通，而滴落的导电胶液经回流槽（706）和回流管（803）回流至储液箱（801）内腔中。
5.根据权利要求4所述的一种应用于智能电力物联网的断路器，其特征在于：所述供液管（802）和回流管（803）均为活动贯穿机壳（1）侧壁，且其长度设置至少满足涂料组件（7）的位移要求。 说明书 : 一种应用于智能电力物联网的断路器技术领域[0001] 本发明涉及保护开关技术领域，更具体地涉及一种应用于智能电力物联网的断路器。背景技术[0002] 断路器，也被称为开关，是一种用于控制电流流动的电气设备。它的主要功能是在电路中起到保护作用，当电路出现异常或过载时，断路器会自动切断电源，防止电路损坏或发生火灾。[0003] 在正常工作条件下，断路器的主触点闭合，允许电流流过，当电路中出现过载或短路情况时，电流会急剧增加，当电路中的电流超过断路器的额定电流时，断路器内部的机制会被触发，导致它自动断开，从而切断电流，防止电路进一步的损害，这一过程主要依赖于断路器内部的脱扣器和操作机构。脱扣器能够感应到过载或短路的情况，驱动操作机构使触点分开，中断电路。[0004] 当出现电路过载而触发断路器跳闸时，断路器的操动机构与连接器之间电接触部易形成电。缁∈怯捎诘缌魍ü掌蚱渌到橹适辈某中诺缦窒，可以达到数千摄氏度，这样的高温不仅会对周围的部件造成热损伤，还可能导致断路器本身的损坏，影响其正常工作，甚至可能引发火灾或其他安全事故；[0005] 此外断路器的操动机构与连接器之间的电接触部分通常由导电金属材质制成，这些金属部件在长期运行过程中，由于不断地暴露在空气中，容易发生氧化反应，形成氧化层，氧化层的形成会导致接触电阻的增加，进而使得电接触部分在通电时的内阻增大，这会提高断路器运行时的温度，导致材料的热衰退，降低其导电性能。[0006] 因此，亟需新的一种应用于智能电力物联网的断路器，以保证断路器的稳定性和延长其使用寿命。发明内容[0007] 为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种应用于智能电力物联网的断路器，以解决上述背景技术中存在的当出现电路过载而触发断路器跳闸时，断路器的操动机构与连接器之间电接触部易形成电。缁〉奈露瓤纱锸闶隙，这很容易引起断路器损坏；此外断路器的操动机构与连接器之间的电接触部为导电金属材质，长期暴露在空气中易形成氧化层，使其自身内阻增大，提高了运行时温度的问题。[0008] 本发明提供如下技术方案：一种应用于智能电力物联网的断路器，包括上下开拆卸镜像设置的机壳，机壳内腔中部安装有换形通断部，所述换形通断部由线圈和操作结构组成，所述机壳的前后两端分别安装有输入连接器和输出连接器，而机壳的内腔前部对立设置有位于输入连接器左右侧的气压调控组件，以及位于气压调控组件后方错位分布的绝缘垫和涂料组件，所述绝缘垫和涂料组件分别与左右气压调控组件相连接，此外所述机壳外还设置有用以向涂料组件供料的供料组件；[0009] 所述气压调控组件包括可逆气泵、储气箱及三通，其中所述可逆气泵和储气箱固定安装在机壳的内腔中，可逆气泵通过改变电机的旋转方向来完成吸气和吹气，即其泵气端和排气端方向可调转，而可逆气泵的泵气端和排气端经三通与储气箱相连通；[0010] 所述气压调控组件还包括左右设置的第一电磁阀、第二电磁阀、导气管及伸缩组件，其中所述第一电磁阀安装在同侧三通与储气箱连接的支管上，而第二电磁阀安装在同侧三通与导气管连接的支管上，所述三通经由同侧导气管与伸缩组件相连。[0011] 进一步的，所述伸缩组件包括管膛和活塞杆，其中所述管膛固定安装在机壳上，且管膛内活动插接有活塞杆，而管膛与活塞杆之间设有与导气管相通的气腔。[0012] 进一步的，左侧活塞杆固定连接有能够沿着机壳内壁滑轨移动的绝缘垫，右侧活塞杆固定连接有能够沿着机壳内壁滑轨移动的涂料组件。[0013] 进一步的，所述涂料组件包括框架、集料箱、喷头、电推杆及离心泵，其中所述框架安装在右侧活塞杆的端部，框架内活动设置有能够前后移动的集料箱，所述集料箱与安装在框架左右侧壁的电推杆活动端相连接，集料箱靠近输入连接器一侧安装有与其内腔相通的矩阵分布的喷头，集料箱顶壁安装有与之内腔相通的离心泵，所述涂料组件的底部还安装有用以收集溢出液的回流槽。[0014] 进一步的，所述绝缘垫和涂料组件错位分布，二者的运动轨迹互不干涉，即不发生交集，所述框架顶部还设有用以离心泵移动的通槽，使得离心泵随着集料箱共同移动，而不被框架遮挡其运行轨迹。[0015] 进一步的，所述框架和输入连接器上分别设置有用以对齐匹配的红外发射器和红外接收器。[0016] 进一步的，所述机壳上还设置有控制模块，所述机壳的左侧壁开设有用以操作机构压柄活动的开关槽，且机壳开关槽前侧壁内设置有用以检测操作机构的压柄施压的压力传感器，操作机构内设置有用以检测到压柄回弹时所产生扭矩力的扭矩传感器。[0017] 进一步的，所述供料组件包括储液箱、供液管及回流管，其中所述储液箱固定安装在机壳的底壁，所述储液箱通过供液管与离心泵的泵料端相连通，而滴落的导电胶液经回流槽和回流管回流至储液箱内腔中。[0018] 进一步的，所述供液管和回流管均为活动贯穿机壳侧壁，且其长度设置至少满足涂料组件的位移要求。[0019] 本发明的技术效果和优点：[0020] 本发明通过设有气压调控组件和绝缘垫及涂料组件，有利于当跳闸后，通过气压调控组件的气压调控，使得活塞杆端部连接的绝缘垫沿机壳内壁的滑轨移动，直至绝缘垫将输入连接器和操作机构的金属触头阻隔开来，阻止输入连接器和金属触头间形成电。诙下菲骱险⒏次皇，绝缘垫退去而涂料组件进去，集料箱向前贴附在输入连接器的侧壁，而后启动离心泵泵料，离心泵的泵料端经由供液管抽取储液箱内腔的导电胶液，后由集料箱喷涂在输入连接器侧壁上，在金属表面涂抹导电胶液来提高金属触头与输入连接器的导电性。附图说明[0021] 图1为本发明的整体结构示意图。[0022] 图2为本发明的整体结构及其局部剖面示意图。[0023] 图3为本发明的图2的进一步剖面结构示意图。[0024] 图4为本发明的气压调控组件和绝缘垫及涂料组件和供料组件连接结构后方视角示意图。[0025] 图5为本发明的气压调控组件和绝缘垫及涂料组件和供料组件连接结构前方视角示意图。[0026] 图6为本发明的涂料组件结构示意图。[0027] 附图标记为：1、机壳；2、换形通断部；3、输入连接器；4、输出连接器；5、气压调控组件；501、可逆气泵；502、储气箱；503、三通；504、第一电磁阀；505、第二电磁阀；506、导气管；507、伸缩组件；5071、管膛；5072、活塞杆；6、绝缘垫；7、涂料组件；701、框架；702、集料箱；703、喷头；704、电推杆；705、离心泵；706、回流槽；8、供料组件；801、储液箱；802、供液管；803、回流管。具体实施方式[0028] 下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种应用于智能电力物联网的断路器并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。[0029] 参照图1?6，本发明提供了一种应用于智能电力物联网的断路器，包括上下开拆卸镜像设置的机壳1，机壳1内腔中部安装有换形通断部2，机壳1的前后两端分别安装有输入连接器3和输出连接器4，而机壳1的内腔前部对立设置有位于输入连接器3左右侧的气压调控组件5，以及位于气压调控组件5后方错位分布的绝缘垫6和涂料组件7，绝缘垫6和涂料组件7分别与左右气压调控组件5相连接，此外机壳1外还设置有用以向涂料组件7供料的供料组件8。[0030] 本实施例中，需要具体说明的是机壳1上还设置有控制模块，用以接收传感器输出的判定信息，并通过分析和处理输出对执行机构的控制指令；[0031] 输入连接器3与入户线(即电源)进行电连接，输出连接器4与用负载(即用电器)进行电连接；[0032] 换形通断部2由线圈和操作结构组成，在断路器中，负载电流通过双金属条和电磁线圈流动，—个称为活塞的移动部件负责在输入连接器3和输出连接器4之间建立和断开连接，当电流通过这个线圈时，会在线圈周围形成一个磁。捎谕ü呷Φ牡缌魇墙涣鞯缌，所以形成的磁场也是脉动的，一个由铁磁材料制成的圆筒被放置在线圈内部，线圈的磁场对圆筒施加一个力，也被称为电磁现象，在正常电流值下，弹簧不会让圆筒移动，因为圆筒中产生的力不能克服弹簧张力，但在断路的情况下，电流值可以升高到其正常值的50?100倍，因此会产生一个高强磁。么懦《栽餐彩┘哟罅康牧，从而使圆筒移动并触发操作机构，立即切断电路；[0033] 机壳1的左侧壁开设有用以操作机构压柄活动的开关槽，且机壳1开关槽前侧壁内设置有用以检测操作机构的压柄施压的压力传感器；[0034] 操作机构内设置有用以检测到压柄回弹时所产生扭矩力的扭矩传感器。[0035] 参照图3?5，气压调控组件5包括可逆气泵501、储气箱502及三通503，其中可逆气泵501和储气箱502固定安装在机壳1的内腔中，可逆气泵501通过改变电机的旋转方向来完成吸气和吹气，即其泵气端和排气端方向可调转，而可逆气泵501的泵气端和排气端经三通503与储气箱502相连通；[0036] 气压调控组件5还包括左右对立设置的第一电磁阀504、第二电磁阀505、导气管506及伸缩组件507，其中第一电磁阀504安装在同侧三通503与储气箱502连接的支管上，而第二电磁阀505安装在同侧三通503与导气管506连接的支管上，三通503经由同侧导气管506与伸缩组件507相连；[0037] 伸缩组件507包括管膛5071和活塞杆5072，其中管膛5071固定安装在机壳1上，且管膛5071内活动插接有活塞杆5072，而管膛5071与活塞杆5072之间设有与导气管506相通的气腔；[0038] 左侧活塞杆5072固定连接有能够沿着机壳1内壁滑轨移动的绝缘垫6，右侧活塞杆5072固定连接有能够沿着机壳1内壁滑轨移动的涂料组件7；[0039] 涂料组件7包括框架701、集料箱702、喷头703、电推杆704及离心泵705，其中框架701安装在右侧活塞杆5072的端部，框架701内活动设置有能够前后移动的集料箱702，集料箱702与安装在框架701左右侧壁的电推杆704活动端相连接，集料箱702靠近输入连接器3一侧安装有与其内腔相通的矩阵分布的喷头703，集料箱702顶壁安装有与之内腔相通的离心泵705；[0040] 涂料组件7的底部还安装有用以收集溢出液的回流槽706。[0041] 本实施例中，需要具体说明的是绝缘垫6和涂料组件7错位分布，二者的运动轨迹互不干涉，即不发生交集；[0042] 框架701顶部还设有用以离心泵705移动的通槽，使得离心泵705随着集料箱702共同移动，而不被框架701遮挡其运行轨迹；[0043] 框架701和输入连接器3上分别设置有用以对齐匹配的红外发射器和红外接收器；[0044] 可逆气泵501、第一电磁阀504、第二电磁阀505、电推杆704及离心泵705所在电路与断路器所接电路互不干涉，即装置配备有独立蓄电池组，以供可逆气泵501、第一电磁阀504、第二电磁阀505、电推杆704及离心泵705使用。[0045] 参照图4和图6，供料组件8包括储液箱801、供液管802及回流管803，其中储液箱801固定安装在机壳1的底壁，储液箱801通过供液管802与离心泵705的泵料端相连通，而滴落的导电胶液经回流槽706和回流管803回流至储液箱801内腔中。[0046] 本实施例中，需要具体说明的是供液管802和回流管803均为活动贯穿机壳1侧壁，且其长度设置至少满足涂料组件7的位移要求。[0047] 本发明工作原理：[0048] S1、脱扣测定阶段：当换形通断部2跳闸时，圆筒移动并触发操作机构，使得操作机构两端连接的金属触头分别与输入连接器3和输出连接器4脱扣，切断电路，而此时机壳1开关槽前侧壁设置的压力传感器检测到操作机构的压柄施压，判定此时断路器已完成对异常电路的截断，则压力传感器向控制模块输出压力判定信息，通过控制模块接收压力判定信息而输出左侧第一电磁阀504和第二电磁阀505的控制指令；[0049] S2、电弧阻隔阶段：左侧第一电磁阀504和第二电磁阀505接收控制模块所输出的控制指令，继而控制此第一电磁阀504和第二电磁阀505开阀，使得储气箱502内存储的高压气体经由左侧三通503上的第一电磁阀504、第二电磁阀505及导气管506导入管膛5071内的气腔，以消退管膛5071气腔内的负压，气流推动活塞杆5072逐渐抽离管膛5071且活塞杆5072端部连接的绝缘垫6沿机壳1内壁的滑轨自左向右移动，直至绝缘垫6平移到达输入连接器3的正后方，将输入连接器3和操作机构的金属触头阻隔开来，阻止输入连接器3和金属触头间形成电。员；ざ下菲鳎籟0050] S3、合闸测定阶段：当用户握持操作机构的压柄，向后抬起时，操作机构内的扭矩传感器检测到压柄复位回弹的扭矩力，判定此时操作机构缓慢复位合闸，则扭矩传感器向控制模块输出扭矩判定信息，通过控制模块接收扭矩判定信息而输出左侧第一电磁阀504、可逆气泵501、第二电磁阀505及右侧第一电磁阀504和第二电磁阀505的控制指令；[0051] S4、撤销阻隔阶段：左侧第一电磁阀504和可逆气泵501及右侧第一电磁阀504接收控制模块所输出的控制指令，继而控制左侧第一电磁阀504关阀，第二电磁阀505开阀，右侧第一电磁阀504开阀；同时控制可逆气泵501经由开阀的左侧第二电磁阀505及导气管506抽取管膛5071气腔内的气体，使得管膛5071气腔恢复负压状态，致使绝缘垫6从输入连接器3和操作机构的金属触头间迅速脱离，而可逆气泵501经右侧开阀的第一电磁阀504将气体重新导入储气箱502内，管膛5071气腔气体被抽空后，第二电磁阀505关阀；[0052] 当绝缘垫6在活塞杆5072的牵引下缩合复位后，左侧第二电磁阀505关阀，右侧第一电磁阀504和第二电磁阀505开阀，使得储气箱502内存储的高压气体经由右侧三通503上的第一电磁阀504、第二电磁阀505及导气管506导入管膛5071内的气腔，以消退管膛5071气腔内的负压，致使活塞杆5072端部连接的涂料组件7沿机壳1内壁的滑轨自右向左移动，直至涂料组件7平移到达输入连接器3的正后方；[0053] S5、对齐测定阶段：当框架701上的红外发射器与输入连接器3上的红外接收器校准并形成红外通信时，判定此时涂料组件7和输入连接器3已对齐以待喷涂处理，则红外接收器向控制模块输出红外判定信息，通过控制模块接收红外判定信息而输出对电推杆704和离心泵705的控制指令；[0054] S6、涂料阶段：电推杆704和离心泵705接收控制模块所输出的控制指令，继而控制电推杆704的活动端带动与之连接的集料箱702向前贴附在输入连接器3的侧壁，而后启动离心泵705泵料，离心泵705的泵料端经由供液管802抽取储液箱801内腔的导电胶液，后由喷头703喷涂在输入连接器3侧壁上，滴落的导电胶液经回流槽706和回流管803回流至储液箱801内腔，在金属表面涂抹导电胶液来提高金属触头与输入连接器3的导电性，在完成喷涂后电推杆704牵动集料箱702复位，离心泵705停止泵料，最后进一步执行S4阶段相似的操控过程，直至涂料组件7复位至初始状态；[0055] S4?S6阶段贯穿整个断路器合闸复位过程，即完成S4?S6后，断路器恰好合闸复位。[0056] 以上，仅是本发明的一个优选的特定实施例，但本发明的保护范围并非限定于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；按照本发明的技术计划和其改进构想进行等价的替代或修改，这些都应该包括在本发明的保护之下。

专利地区：辽宁

专利申请日期：2024-04-29

专利公开日期：2024-10-08

专利公告号：CN118197874B