本實(shí)用新型公開(kāi)一種電能表外置斷路器及電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，按國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)表(IPC)劃分屬于低壓電器制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電能表外置斷路器是配合智能電能表實(shí)現(xiàn)智能費(fèi)控功能的關(guān)鍵器件，額定電流相對(duì)較大(>60A)的智能電能表一般采用外置斷路器的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各種費(fèi)控功能，以符合國(guó)家電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范 （Q/GDW11421-2015）和南方電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范要求。電能表外置斷路器實(shí)現(xiàn)的方式一般為：采用斷路器+電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)+控制電路板，電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)斷路器手柄及脫扣機(jī)構(gòu)使動(dòng)靜觸點(diǎn)閉合或分開(kāi)而實(shí)現(xiàn)合分閘，合閘過(guò)程是電機(jī)帶動(dòng)齒輪組與手柄轉(zhuǎn)軸齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)，如中國(guó)文獻(xiàn)CN 104795260 A公開(kāi)一種電能表外置斷路器，包括與若干極小型斷路器的手柄聯(lián)動(dòng)的電動(dòng)合閘機(jī)構(gòu)，所述的電動(dòng)合閘機(jī)構(gòu)包括平面豎齒從動(dòng)輪、傘形主動(dòng)輪及電機(jī)，該平面豎齒從動(dòng)輪通過(guò)傳動(dòng)軸與若干極小型斷路器的手柄聯(lián)動(dòng)。斷路器合閘過(guò)程為勻速狀態(tài)，在合閘（動(dòng)靜觸點(diǎn)閉合）瞬間，嚴(yán)重影響到產(chǎn)品電氣壽命，另外，動(dòng)靜觸點(diǎn)從開(kāi)始閉合到完全閉合，手柄轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速保持不變，對(duì)電機(jī)的沖擊力大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種電能表外置斷路器及電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，通過(guò)改變斷路器手柄轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)快速合閘和柔性控制，有效提高產(chǎn)品的電氣壽命。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種電能表外置斷路器電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，包括電機(jī)、齒輪組和撥動(dòng)齒輪，電機(jī)通過(guò)齒輪組與撥動(dòng)齒輪嚙合傳動(dòng)，撥動(dòng)齒輪與轉(zhuǎn)軸配合而使斷路器合閘，所述撥動(dòng)齒輪的兩側(cè)面分別設(shè)有凸部，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有相配合的撥桿，撥動(dòng)齒輪兩側(cè)面的凸部先后與轉(zhuǎn)軸的撥桿配合使轉(zhuǎn)軸先加速突變后減速而實(shí)現(xiàn)斷路器合閘。

進(jìn)一步，所述撥動(dòng)齒輪的正面設(shè)有第一凸部和第二凸部，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有上撥桿，第一凸部和第二凸部依次與上撥桿作用使轉(zhuǎn)軸加速突變帶動(dòng)斷路器快速合閘，撥動(dòng)齒輪的背面設(shè)有第三凸部，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有相配合的下?lián)軛U，撥動(dòng)齒輪的第三凸部推動(dòng)下?lián)軛U及轉(zhuǎn)軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，轉(zhuǎn)軸速度減速突變而完成斷路器合閘。

進(jìn)一步，所述撥動(dòng)齒輪上第一凸部所在齒輪半徑R1，第二凸部所在齒輪半徑R2，第三凸部所在齒輪半徑R3，其中R1<R2，R3<R2。

進(jìn)一步，所述撥動(dòng)齒輪上第一凸部處R1與第二凸部處R2形成夾角α，其中0°<α<90°。

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)軸上的上撥桿和下?lián)軛U具有一定角度，上撥桿與撥動(dòng)齒輪正面的兩凸部先后作用，實(shí)現(xiàn)快速合閘，下?lián)軛U承接與撥動(dòng)齒輪背面的凸部作用實(shí)現(xiàn)柔性控制。

進(jìn)一步，所述撥動(dòng)齒輪上的第一凸部和第二凸部連接形成連接體或第一凸部和第二凸部不連接形成分開(kāi)的作用點(diǎn)。

進(jìn)一步，所述撥動(dòng)齒輪的背面設(shè)有斜面凸起，該斜面凸起推動(dòng)脫扣推桿使斷路器分閘。

進(jìn)一步，所述的撥動(dòng)齒輪背面設(shè)有磁鋼安裝孔用于容置磁鋼，該磁鋼與電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)一側(cè)線路板上的一個(gè)以上霍爾元件配合定位。

進(jìn)一步，所述撥動(dòng)齒輪的斜面凸起與撥動(dòng)齒輪上的第三凸部連接形成凸臺(tái)，凸臺(tái)上設(shè)有磁鋼安裝孔。

一種電能表外置斷路器，包括上述的電能表外置斷路器電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。

本實(shí)用新型通過(guò)撥動(dòng)齒輪兩側(cè)面設(shè)有的凸部分別與合閘轉(zhuǎn)軸上的撥桿配合實(shí)現(xiàn)先增速后減速的合閘行程，分閘時(shí)通過(guò)撥動(dòng)齒輪的斜面凸起碰觸推桿脫扣完成。本實(shí)用新型合閘過(guò)程中，電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的兩次變速配合斷路器合閘過(guò)程中的受力情況實(shí)現(xiàn)了柔性控制和快速合閘功能，提高產(chǎn)品的電氣壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型斷路器示意圖。

圖2是本實(shí)用新型電動(dòng)操作模塊示意圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例另一示意圖。

圖5是撥動(dòng)齒輪正面示意圖。

圖6是撥動(dòng)齒輪背面示意圖。

圖7是本實(shí)用新型斷路器電操合閘速度曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)施例：隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，電能表費(fèi)控系統(tǒng)作為量大面廣的基礎(chǔ)，受到國(guó)家電網(wǎng)公司和南網(wǎng)電網(wǎng)公司的重視。為進(jìn)一步提高電能表費(fèi)控系統(tǒng)的可靠性，確保電力系統(tǒng)智能管理、智能服務(wù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，國(guó)家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司分別制定了《電能表外置斷路器技術(shù)規(guī)范》，本實(shí)用新型是依據(jù)此規(guī)范研發(fā)而成。

本實(shí)用新型電能表外置斷路器基本功能有：可靠實(shí)現(xiàn)欠費(fèi)自動(dòng)分閘斷電，用戶(hù)不能合閘，繳費(fèi)自動(dòng)合閘續(xù)電，用戶(hù)可以自由分合閘，同時(shí)可精準(zhǔn)反饋合閘、分閘脫扣、離合三種狀態(tài)信號(hào)。

請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖6，一種電能表外置斷路器，包括斷路器A和電動(dòng)操作單元B，斷路器A的與電動(dòng)操作單元B通過(guò)內(nèi)軸傳動(dòng)，所述內(nèi)軸為轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)斷路器手柄實(shí)現(xiàn)合閘作業(yè)，保證了斷路器分合閘的同步性、一致性和可靠性。電動(dòng)操作單元B是由殼體B1和殼體內(nèi)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、及線路板B2組成。電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)即為電能表外置斷路器電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)100，包括電機(jī)或直流電機(jī)1、齒輪組2和撥動(dòng)齒輪3，電機(jī)1通過(guò)齒輪組2與撥動(dòng)齒輪3嚙合傳動(dòng)，撥動(dòng)齒輪3與轉(zhuǎn)軸4配合而使斷路器合閘，撥動(dòng)齒輪3的兩側(cè)面分別設(shè)有凸部，轉(zhuǎn)軸4上設(shè)有相配合的撥桿，撥動(dòng)齒輪兩側(cè)面的凸部先后與轉(zhuǎn)軸的撥桿配合使轉(zhuǎn)軸先加速突變后減速而實(shí)現(xiàn)斷路器合閘。撥動(dòng)齒輪3的正面設(shè)有第一凸部301和第二凸部302，轉(zhuǎn)軸4上設(shè)有上撥桿41，第一凸部301和第二凸部302依次與上撥桿41作用使轉(zhuǎn)軸4加速突變帶動(dòng)斷路器快速合閘，撥動(dòng)齒輪3的背面設(shè)有第三凸部303，轉(zhuǎn)軸4上設(shè)有相配合的下?lián)軛U42，撥動(dòng)齒輪3的第三凸部303推動(dòng)下?lián)軛U42及轉(zhuǎn)軸4繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，轉(zhuǎn)軸4速度減速突變而完成斷路器合閘。撥動(dòng)齒輪3上第一凸部301中心所在齒輪半徑R1，第二凸部302中心所在齒輪半徑R2，第三凸部303中心所在齒輪半徑R3，其中R1<R2，R3<R2。撥動(dòng)齒輪3上第一凸部處R1與第二凸部處R2形成夾角α，其中0°<α<90°。本實(shí)用新型撥動(dòng)齒輪3上的第一凸部和第二凸部連接形成連接體或第一凸部和第二凸部不連接形成分開(kāi)的作用點(diǎn)。本實(shí)用新型轉(zhuǎn)軸上的上撥桿41和下?lián)軛U42具有一定角度，上撥桿41與撥動(dòng)齒輪3正面的兩凸部先后作用，實(shí)現(xiàn)快速合閘，下?lián)軛U42承接與撥動(dòng)齒輪背面的凸部作用實(shí)現(xiàn)柔性控制，上撥桿和下?lián)軛U可以一體成型，也可以分開(kāi)成型生產(chǎn)后按設(shè)定要求組裝在轉(zhuǎn)軸上。本實(shí)用新型撥動(dòng)齒輪3的背面還設(shè)有斜面凸起304，該斜面凸起304推動(dòng)脫扣推桿5使斷路器分閘，斜面凸起304與第三凸部303連接形成凸臺(tái)或不連接。當(dāng)斜面凸起與第三凸部連接形成凸臺(tái)時(shí)，在凸臺(tái)上設(shè)有磁鋼安裝孔305用于容置磁鋼，該磁鋼與電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)一側(cè)線路板B2上的一個(gè)以上霍爾元件配合定位，可以是3個(gè)或更多個(gè)霍爾元件。當(dāng)斜面凸起與第三凸部不連接時(shí)，也可以直接在撥動(dòng)齒輪背面上設(shè)有磁鋼安裝孔以固定磁鋼以與相配合的磁感應(yīng)元件精準(zhǔn)定位，方便電路實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)用新型電能表外置斷路器工作如下：

1、電表給出合閘信號(hào)，電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)100帶動(dòng)斷路器A合閘；

2、斷路器A合閘后，電機(jī)1反轉(zhuǎn)，回到初始位置；

3、此時(shí)用戶(hù)處在未欠費(fèi)狀態(tài)，可以自由合分閘；

4、用戶(hù)欠費(fèi)，電表給出分閘信號(hào)，電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)100推動(dòng)脫扣連桿（推桿5）分閘；

5、用戶(hù)欠費(fèi)，手動(dòng)合閘，斷路器不能閉合。

本實(shí)用新型電能表外置斷路器電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)技術(shù)方案：

1、直流電機(jī)1與蝸桿固定連接，蝸桿帶動(dòng)一級(jí)齒輪21轉(zhuǎn)動(dòng)；

2、一級(jí)齒輪21上有上下兩層齒輪，一級(jí)齒輪帶動(dòng)二級(jí)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

3、二級(jí)齒輪22上也有上下兩層齒輪，二級(jí)齒輪帶動(dòng)三級(jí)齒輪即撥動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

4、三級(jí)齒輪即撥動(dòng)齒輪3正反面（正背面）各有不同凸起，正面凸起設(shè)有兩個(gè)與轉(zhuǎn)軸碰撞的凸起點(diǎn)，兩個(gè)凸起點(diǎn)可以是連接的，也可以是不連接的，背面設(shè)置一個(gè)凸起點(diǎn)、一個(gè)斜面凸起、一個(gè)磁鋼安裝孔；

5、轉(zhuǎn)軸4上設(shè)置兩個(gè)撥桿41、42；

6、在合閘過(guò)程中，三級(jí)齒輪（撥動(dòng)齒輪3）上表面（正面）的一個(gè)凸起點(diǎn)（第一凸部）推動(dòng)轉(zhuǎn)軸的上撥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸4運(yùn)動(dòng)，緊接著，三級(jí)齒輪上表面的另一個(gè)凸起點(diǎn)（第二凸部）推動(dòng)轉(zhuǎn)軸的上撥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)由于兩個(gè)凸起點(diǎn)在三級(jí)齒輪上的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不一樣（半徑加長(zhǎng)），接觸轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑也不一樣（半徑減短），齒輪3上和轉(zhuǎn)軸4上的半徑變化疊加，轉(zhuǎn)軸上的速度發(fā)生突變（增加），帶動(dòng)斷路器快速合閘（斷路器動(dòng)靜觸點(diǎn)快速閉合），提高產(chǎn)品的電氣壽命；動(dòng)靜觸點(diǎn)閉合后，三級(jí)齒輪下表面（背面）的凸起點(diǎn)（第三凸部）推動(dòng)轉(zhuǎn)軸的下?lián)軛U轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)三級(jí)齒輪下表面的凸起點(diǎn)和下?lián)軛U的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑又產(chǎn)生變化，轉(zhuǎn)軸上的速度再次發(fā)生突變（減?。?，此時(shí)斷路器合閘力最大，減速后可以減少對(duì)電機(jī)的沖擊；

7、在此合閘過(guò)程中，電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的兩次變速配合斷路器合閘過(guò)程中的受力情況實(shí)現(xiàn)了柔性控制和快速合閘功能，通過(guò)仿真后的合閘速度曲線如圖7所示；

8、斷路器合閘后，電機(jī)反轉(zhuǎn)，回到初始位置，帶動(dòng)三級(jí)齒輪與轉(zhuǎn)軸間分開(kāi)，保證合閘后，斷路器可以手動(dòng)分合閘；

9、在接收到分閘信號(hào)后，電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)三級(jí)齒輪，三級(jí)齒輪的斜面凸起推動(dòng)推桿，推桿推動(dòng)斷路器脫扣部件脫扣，實(shí)現(xiàn)斷路器分閘。電機(jī)反轉(zhuǎn)到一定位置后停止，保證在分閘信號(hào)下分閘后斷路器不能手動(dòng)分合閘，此時(shí)斜面凸起定位在推桿的止擋位，即使用戶(hù)手動(dòng)合閘，斷路器不能閉合，此狀態(tài)為用戶(hù)欠費(fèi)狀態(tài)。

本實(shí)用新型斷路器符合《GB10963.1家用及類(lèi)似場(chǎng)所過(guò)電流保護(hù)斷路器》標(biāo)準(zhǔn)，符合國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)《電能表外置斷路器技術(shù)規(guī)范》，符合中國(guó)CQC質(zhì)量認(rèn)證中心CQC1121-2016《電能表外置斷路器技術(shù)規(guī)范》。

以上所記載，僅為利用本創(chuàng)作技術(shù)內(nèi)容的實(shí)施例，任何熟悉本項(xiàng)技藝者運(yùn)用本創(chuàng)作所做的修飾、變化，皆屬本創(chuàng)作主張的專(zhuān)利范圍，而不限于實(shí)施例所揭示者。