一种快速拔插式断路器

技术领域

本发明属于电力物联网技术领域，具体涉及一种快速拔插式断路器。

背景技术

目前，许多重要的供电场合均是靠断路器来对电路进行断合控制的。

但传统断路器仅仅能提供过载与短路保护，并不具备节点电压、电流温度、相位、开关状态等感知与通信能力，为适应智能电网发展，传统断路器可通过增加外接模块的方式扩充其功能。

但是增加外接模块的方式会带来如下问题：

1、强电线需要通过外部接线的方式与外接模块连接，线体外露，存在人员触电安全隐患；

2、外接模块内部的电子件，通常寿命与可靠性低于断路器本身，因此使用寿命相对较短，在对外接模块进行更换时，必须将断路器主电路断电，然后方可对外接模块进行更换，无法带电更换，需要停电检修，会影响其它线路供电的连续性，造成不必要的停电，带来不必要的经济损失；

3、断路器内部与外部的强电与弱电线纠缠在一起，导致强弱电之间电气隔离强度不足；

4、外接模块通常采用单相供电与单相PLC方式通信，当出现缺相时，外接模块供电与通信均被中断，导致节点缺相故障不能准确告警。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速拔插式断路器，以解决上述的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种快速拔插式断路器，包括断路器及控制模块，其中：

所述断路器与所述控制模块拔插连接，且所述控制模块采用三相供电及三相PLC通信；

所述断路器包括，壳体，所述壳体侧边设置有连接基座，所述壳体内部设置有采集子板，所述连接基座内部设置有接口子板，所述采集子板与接口子板通过连接器连接；

所述控制模块包括，外壳，且所述外壳内部设置有控制主板；

所述连接基座通过拔插组件与所述控制模块拔插连接，且所述连接基座通过导向组件对所述控制模块进行连接导向；

所述连接基座通过限位组件对所述控制模块进行限位，且所述控制模块通过固定组件设置于连接基座顶部；

所述采集子板通过接口子板与控制主板连接；

所述接口子板上设置有强电接口及弱电接口，所述强电接口及弱电接口通过PCB连接线与采集子板连接。

优选的，所述拔插组件包括，设置于连接基座的连接口a、设置于接口子板的对插接口a、设置于外壳的连接口b及设置于控制主板的对插接口b,所述连接口a与对插接口a相互对应设置，所述连接口b与对插接口b相互对应设置,所述对插接口a与所述对插接口b相互对应设置，且所述对插接口a与所述对插接口b能够拔插连接。

优选的，所述导向组件包括，设置于所述壳体侧壁的导轨及设置于外壳侧壁的导块,所述导轨两侧对应设置，所述导轨朝向连接基座设置，所述导轨与导块相互对应设置，且所述导轨与导块相互配合,所述导轨为矩型滑动导轨，且所述导块能够在导轨内纵向滑动。

优选的，所述限位组件包括，设置于壳体侧壁的限位槽及设置于外壳侧壁的限位块,所述限位槽内设置有限位件，且所述限位件两侧对应设置于限位槽内壁,所述限位件上设置有凹槽，所述限位块上设置有凸块，所述凹槽与凸块相互对应设置，且所述凹槽与凸块相互卡合,所述限位件能够限制限位块除控制模块插拔方向以外的其它五个方向移动或转动的自由度。

优选的，所述固定组件包括，固定设置于壳体顶部的固定槽及设置于外壳侧壁的固定块,所述固定槽与所述固定块相互对应设置，且所述固定块可设置于固定槽内,所述固定槽上设置有固定孔a，所述固定块上设置有固定孔b，且所述固定孔a与所述固定孔b相互对应设置。

优选的，所述强电接口通过强电PCB连接线与连接器一端连接，且所述连接器另一端通过强电PCB连接线与采集子板连接,所述弱电接口通过弱电PCB连接线与连接器一端连接，且所述连接器另一端通过弱电PCB连接线与采集子板连接。

优选的，所述接口子板及采集子板中部设置有隔离区。

优选的，所述断路器底部可拆卸设置有底盖。

本发明的技术效果和优点，该快速拔插式断路器：

1、本发明断路器无外部走线，且断路器内部采用PCB连接线替代传统的拉线缆方式，从根本上解决线体外露问题，防止发生人员触电安全隐患；

2、通过在断路器内部设置采集子板，并在采集子板侧边加装接口子板，且接口子板上提供快对插接口a，实现不停电即可通过拔插方式更换控制模块，方便维护；

3、本发明断路器无外部走线，且断路器内部采用PCB连接线替代传统的拉线缆方式，从根本上解决强弱电线缆交缠问题，并且在连接器及采集子板中部设置隔离区，能够有效提高电气隔离强度，进一步解决强弱电线缆交缠问题；

4、本发明控制模块采用三相供电与三相PLC通信，任何一相出现故障，依然能够正常工作，且能准确做出保护动作并将故障信息发送至控制主板，避免采用单相供电与单相PLC通信，当供电或通信的相位出现故障时，控制模块供电与通信均被中断，导致节点缺相故障不能准确告警。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明的爆炸图；

图4为本发明断路器的具体结构示意图；

图5为本发明控制模块的具体结构示意图；

图6为本发明PCB连接线的具体走线示意图。

图中：1、断路器；2、控制模块；3、拔插组件；4、导向组件；5、限位组件；6、固定组件；7、PCB连接线；8、隔离区；

11、壳体；12、连接基座；13、采集子板；14、接口子板；15、连接器；16、底盖；

141、强电接口；142、弱电接口；

21、外壳；22、控制主板；

31、连接口a；32、对插接口a；33、连接口b；34、对插接口b；

41、导轨；42、导块；

51、限位槽；52、限位块；53、限位件；54、凹槽；55、凸块；

61、固定槽；62、固定块；63、固定孔a；64、固定孔b；

71、强电PCB连接线；72、弱电PCB连接线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1-6，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-6中所示的一种快速拔插式断路器，包括断路器1及控制模块2，其中：

所述断路器1与所述控制模块2拔插连接，且断路器1与控制模块2采用一体式设计，可以大大提升控制模块2的更换效率，能够不停电即可通过拔插方式更换控制模块2，方便维护。

所述控制模块2采用三相供电及三相PLC通信，在任何一相出现故障，依然能够正常工作，且能准确做出保护动作并将故障信息发送至控制主板22，避免采用单相供电与单相PLC通信，当供电或通信的相位出现故障时，控制模块2供电与通信均被中断，导致节点缺相故障不能准确告警，故，本发明产品相比传统方案具有更高的可靠性、健壮性。

所述断路器1包括，壳体11，壳体11采用塑料外壳21。

所述壳体11侧边设置有连接基座12，连接基座12用于对控制模块2进行承载。

所述壳体11内部设置有采集子板13，所述连接基座12内部设置有接口子板14，所述采集子板13与接口子板14通过连接器15连接，采集子板13具有电压采集、电流采集、相位采集与温度采集功能，并且采集子板13具有存储单元，可对各项采集功能的校正参数进行保存，且采集子板13可提供高精度计量功能，断路器1出厂前均会对采集子板13进行校正，并且校正参数被保存在采集子板13上的存储单元内，由于采集子板13设置于壳体11内，与断路器1本体绑定，当有需要更换控制模块2时，采集子板13并不会被更换，从而避免，更换控制模块2，导致校验参数丢失，进而导致采集精度下降。

所述控制模块2包括，外壳21，外壳21采用塑料外壳21，且所述外壳21内部设置有控制主板22，控制主板22能够监控断路器1内电压、电流、相位、触头温度、内部环境温度、开关状态(分闸、合闸、跳扣)，对断路器1进行全方面安全保护。

所述连接基座12通过拔插组件3与所述控制模块2拔插连接，且所述连接基座12通过导向组件4对所述控制模块2进行连接导向，可对引导控制模块2进行安装。

所述连接基座12通过限位组件5对所述控制模块2进行限位，且所述控制模块2通过固定组件6设置于连接基座12顶部，固定组件6可使控制模块2与连接基座12固定，防止控制模块2脱离连接基座12。

所述采集子板13通过接口子板14与控制主板22连接，完成整个线路的导通。

所述接口子板14上设置有强电接口141及弱电接口142，所述强电接口141及弱电接口142通过PCB连接线7与采集子板13连接，采用PCB连接线7替代传统的拉线缆方式，从根本上解决线体外露问题，防止发生人员触电安全隐患。

具体的，所述拔插组件3包括，设置于连接基座12的连接口a31、设置于接口子板14的对插接口a32、设置于外壳21的连接口b33及设置于控制主板22的对插接口b34,对插接口a32可采用针母、对插接口b34可采用针排，通过针母与针排插接，可完成对插接口a32与对插接口b34的插接。

所述连接口a31与对插接口a32相互对应设置，所述连接口b33与对插接口b34相互对应设置,所述对插接口a32与所述对插接口b34相互对应设置，且所述对插接口a32与所述对插接口b34能够拔插连接，通过利用导向组件4，使对插接口a32与对插接口b34相互对应，然后可将对插接口a32与对插接口b34插接，使对插接口a32与对插接口b34相接触并导通，可使采集子板13通过接口子板14与控制主板22连接，完成整个线路的导通，使控制模块2与断路器1连接。

具体的，所述导向组件4包括，设置于所述壳体11侧壁的导轨41及设置于外壳21侧壁的导块42,所述导轨41两侧对应设置，所述导轨41朝向连接基座12设置，所述导轨41与导块42相互对应设置，且所述导轨41与导块42相互配合,所述导轨41为矩型滑动导轨41，且所述导块42能够在导轨41内纵向滑动，导轨41与导块42能够提供导向和定位两个功能，用于控制控制模块2与断路器1的安装定位，它为控制模块2的插拔操作提供了必要的位置精度和方向精度的导向性。

具体的，所述限位组件5包括，设置于壳体11侧壁的限位槽51及设置于外壳21侧壁的限位块52,所述限位槽51内设置有限位件53，且所述限位件53两侧对应设置于限位槽51内壁,所述限位件53上设置有凹槽54，所述限位块52上设置有凸块55，所述凹槽54与凸块55相互对应设置，且所述凹槽54与凸块55相互卡合,所述限位件53能够限制限位块52除控制模块2插拔方向以外的其它五个方向移动或转动的自由度，限位槽51与限位件53为一体成型结构，且限位块52为一体成型结构，通过一体成型结构的设置，可以大大增加限位槽51、限位件53及限位块52的结构强度。

当限位件53与限位块52相互卡合时，可限制控制模块2安装到连接基座12时在除插拔方向以外的其它五个方向移动或转动的自由度(即直角坐标系中的X方向移动、Z方向移动、绕X轴转动、绕Y轴转动和绕Z轴转动)，并且由于导向组件4的存在，使限位件53与限位块52可快速卡合限位，使控制模块2在拔插安装过程中可先进行定位后进行限位，使控制模块2拔插安装过程迅速，不需要添加多余动作，节约更换控制模块2所需时间，实现快速的更换操作。

具体的，所述固定组件6包括，固定设置于壳体11顶部的固定槽61及设置于外壳21侧壁的固定块62,所述固定槽61与所述固定块62相互对应设置，且所述固定块62可设置于固定槽61内,所述固定槽61上设置有固定孔a63，所述固定块62上设置有固定孔b64，且所述固定孔a63与所述固定孔b64相互对应设置，可通过使用长脚螺钉先后穿过固定孔b64及固定孔a63，通过旋紧长脚螺钉可将固定块62稳定固定在固定槽61内，防止控制模块2在外力影响下脱离连接基座12。

具体的，所述强电接口141通过强电PCB连接线71与连接器15一端连接，且所述连接器15另一端通过强电PCB连接线71与采集子板13连接,所述弱电接口142通过弱电PCB连接线72与连接器15一端连接，且所述连接器15另一端通过弱电PCB连接线72与采集子板13连接，可以从根本上解决线体外露问题，使断路器1无外部走线，防止发生人员触电安全隐患。

具体的，所述接口子板14及采集子板13中部设置有隔离区8，隔离区8能够进一步提高电气隔离强度，进一步解决强弱电线缆交缠问题。

具体的，所述断路器1底部可拆卸设置有底盖16，底盖16可对断路器1底部进行密封，防止灰尘及外部杂物进入断路器1内对断路器1内部电子元器件、接口子板14及采集子板13造成影响。

在本发明中，断路器1顶部可拆卸设置有顶盖，顶盖可采用螺钉连接的方式可拆卸设置于断路器1顶部，可防止灰尘及外部杂物进入断路器1内。

工作原理：该快速拔插式断路器的控制模块2更换操作，具体包括以下步骤：

1、将螺丝刀插入固定槽61内，并旋转长脚螺钉，使长脚螺钉脱离固定孔b64及固定孔a63；

2、向上拉动控制模块2，将旧控制模块2轻松拔出，使旧控制模块2与壳体11侧边的连接基座12脱离；

3、将新控制模块2上的导块42插入壳体11侧壁的导轨41内，并向下按压新控制模块2使新控制模块2上设置的对插接口b34与连接基座12上设置的对插接口a32相互插接，当对插接口b34与对插接口a32插入到位，新控制模块2外壳21侧壁设置的限位块52会与断路器1壳体11侧壁设置的限位件53相互卡合，对新控制模块2进行限位；

4、将长脚螺钉先后穿过固定孔b64及固定孔a63并使用螺丝刀旋紧，使固定块62稳定固定在固定槽61内，将控制模块2固定设置在连接基座12上。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。