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一种漏电断路器的新型操作系统、以及漏电断路器的制作方法

2021-11-18 00:14:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及电子元件领域,具体涉及一种漏电断路器的新型操作系统、以及漏电断路器。


背景技术:

2.漏电断路器是电路中漏电电流超过预定值时能自动动作的开关,提供过载和短路保护作用。漏电断路器中操作系统用于驱动动静触头的接触和分离,并且在漏电电流超过预定值时能自动动作,使动静触头分开从而切断电路。在现有漏电断路器中,操作系统采用了各种结构设计,但是很多存在零件多,结构复杂的问题,导致其运动链比较复杂,不利于漏电断路器的工作。并且随着操作系统零部件材料成本与人员劳动力的提高,结构复杂会造成成本高的问题,会使得原本就微薄的利润空间进一步的减小。


技术实现要素:

3.鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明要解决的技术问题在于提供一种漏电断路器的新型操作系统、以及漏电断路器,其结构简单,使用便捷,各零件之间运动简单,工作稳定可靠,降低成本。
4.为实现上述目的,本发明提供一种漏电断路器的新型操作系统,用于安装在漏电断路器的壳体座上来带动动触杆运动进行漏电断路器断开和合闸,所述新型操作系统包括手柄、第一连杆、第二连杆、支架、第三连杆、锁扣、锁扣驱动弹簧、跳扣、跳扣复位弹簧、漏电脱扣器、以及弹性复位断开机构;所述手柄可转动安装于壳体座,且其转动中心记为转动点a,所述支架可转动安装于壳体座,所述动触杆安装在支架上,所述锁扣尾端可转动地安装于壳体座、前端用于与跳扣配合,所述锁扣驱动弹簧作用于锁扣、用于使锁扣发生转动;所述跳扣可转动地安装于壳体座,所述跳扣复位弹簧作用于跳扣、使跳扣位于锁紧位,且跳扣位于锁紧位时与锁扣前端配合以将锁扣锁定;所述漏电脱扣器动作时推动跳扣运动至与锁扣解除锁定;所述第一连杆一端与手柄通过铰接点b进行铰接,所述第一连杆另一端与第二连杆一端通过铰接点b进行铰接,所述第二连杆另一端与支架铰接;所述第三连杆一端铰接在第一连杆与第二连杆的铰接点b上,所述第三连杆另一端与锁扣通过铰接点f进行铰接;所述弹性复位断开机构用于驱动手柄和支架转动复位至断开位置;在合闸过程中转动点a、铰接点b和铰接点c共直线,且合闸状态时,铰接点b和c的连线与铰接点c和f的连线之间的夹角θ≥90
°
,且合闸状态时,铰接点b和c的连线与铰接点c和f的连线之间的夹角θ≥90
°

5.进一步地,所述弹性复位断开机构包括设置在壳体座和支架之间的支架复位弹簧、以及设置在壳体座和手柄之间的手柄复位弹簧。
6.进一步地,所述弹性复位断开机构还包括拉簧,所述拉簧一端铰接在手柄转动轴上、另一端铰接在支架上。
7.进一步地,所述支架中具有一个转轴,所述转轴可转动地安装在壳体座中,所述支架复位弹簧为蝶形弹簧,且蝶形弹簧套装于转轴端部,所述蝶形弹簧两端分别连接在壳体
座和支架上。
8.进一步地,还包括可转动安装于壳体座上的复位板,所述复位板具有挡板部,所述漏电脱扣器具有伸缩运动的推杆,所述挡板部位于推杆和跳扣之间。
9.进一步地,还包括可转动安装于壳体座的指示件、以及中间连接组件,所述壳体座上还设有观察窗口,所述指示件上设有断开标识和合闸标识,所述手柄转动时通过中间连接组件带动指示件转动。
10.进一步地,所述中间连接组件包括第四连杆和摆动杆,所述第四连杆一端与第二连杆铰接、另一端与摆动杆一端铰接,所述摆动杆另一端铰接在壳体座上,所述摆动杆上设有连结杆部,所述连结杆部与指示件之间滑动配合且转动配合,所述摆动杆转动时通过连结杆部带动指示件转动。
11.进一步地,所述指示件上设有的连接槽,所述连结杆部端部为圆形且伸入到连接槽中,并且连结杆部端部能够在连接槽中能够相对移动和相对滑动。
12.进一步地,所述第四连杆上固定有中止挡块,所述手柄上固接有中止扭簧,且中止扭簧一端伸展形成中止挡条,所述手柄从合闸状态转向断开状态过程中所述中止挡条与中止挡块相抵。
13.本发明还提供一种漏电断路器,包括壳体座、具有动触头的动触杆、以及具有静触头的静触杆,所述静触杆固定于壳体座,还包括上述的新型操作系统。
14.如上所述,本发明涉及的新型操作系统、以及漏电断路器,具有以下有益效果:
15.通过设置手柄、第一连杆、第二连杆、支架、第三连杆、锁扣、锁扣驱动弹簧、跳扣、跳扣复位弹簧、漏电脱扣器、以及弹性复位断开机构,手柄转动时通过第一连杆、第二连杆、支架带动动触杆运动,进行合闸和端开,并且,通过锁扣、跳扣和第三连杆对其约束,形成稳定卡住状态,以此使断路器实现稳定的合闸状态;在线路出现故障自动断开时,漏电脱扣器发生动作,驱使跳扣解除与锁扣前端的锁定配合,锁扣转动带动第三连杆运动,第三连杆处于活动状态,解除对第一连杆的约束,使手柄、第一连杆、第二连杆和支架不再处于卡紧状态,在弹性复位断开机构的弹性作用力下实现自动复位断开,同时跳扣也会在跳扣复位弹簧作用下回到锁紧位,并将锁扣再次锁紧,整个新型操作系统回到断开状态。整个新型操作系统结构简单,使用便捷,各零件之间运动简单,工作稳定可靠,能够有效降低成本。
附图说明
16.图1为本发明中新型操作系统的结构示意图。
17.图2为本发明中的漏电脱扣器、复位板和跳扣的配合示意图。
18.图3为图1的正视图。
19.图4为本发明中新型操作系统在断开状态下的示意图。
20.图5为本发明中手柄、第一连杆、第二连杆、第三连杆和支架在断开位置的运动简化图。
21.图6为本发明中手柄、第一连杆、第二连杆、第三连杆和支架在中间死点位置的运动简化图。
22.图7为本发明中手柄、第一连杆、第二连杆、第三连杆和支架在合闸位置的运动简化图。
23.图8为本发明中的中止弹簧和中止挡块的工作示意图。
24.图9为本发明中漏电断路器的的结构示意图。
25.元件标号说明
[0026]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体座
[0027]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
动触杆
[0028]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
静触杆
[0029]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
手柄
[0030]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一连杆
[0031]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二连杆
[0032]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支架
[0033]
701
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转轴
[0034]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三连杆
[0035]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
锁扣
[0036]
10
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跳扣
[0037]
11
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跳扣复位弹簧
[0038]
12
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复位板
[0039]
1201
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挡板部
[0040]
13
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复位板辅助弹簧
[0041]
14
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漏电脱扣器
[0042]
1401
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推杆
[0043]
15
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指示件
[0044]
1501
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连接槽
[0045]
1502
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断开标识
[0046]
1503
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合闸标识
[0047]
16
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摆动杆
[0048]
1601
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连结杆部
[0049]
17
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第四连杆
[0050]
18
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指示复位辅助弹簧
[0051]
19
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转动块
[0052]
20
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中止扭簧
[0053]
21
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中止挡块
[0054]
22
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拉簧
具体实施方式
[0055]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0056]
须知,本说明书附图所绘的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产
生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语,亦仅为便于叙述明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
[0057]
参见图1至图9,本发明提供了一种漏电断路器的新型操作系统,用于安装在漏电断路器的壳体座1上来带动动触杆2运动,使动静触头接触或分开,从而进行漏电断路器断开和合闸,其中壳体座1为漏电断路器主要构件,作为其他零部件安装基础和保护作用。
[0058]
本发明的新型操作系统包括手柄4、第一连杆5、第二连杆6、支架7、第三连杆8、锁扣9、锁扣驱动弹簧(附图中未示出)、跳扣10、跳扣复位弹簧11、漏电脱扣器14、以及弹性复位断开机构;手柄4可转动安装于壳体座1,支架7可转动安装于壳体座1,且其转动中心记为转动点a,动触杆2安装在支架7上,锁扣9尾端可转动地安装于壳体座1、前端用于与跳扣10配合,锁扣驱动弹簧作用于锁扣9、用于使锁扣9发生转动;跳扣10可转动地安装于壳体座1,跳扣复位弹簧11作用于跳扣10、使跳扣10位于锁紧位,且跳扣10位于锁紧位时与锁扣9前端配合以将锁扣9锁定;漏电脱扣器14动作时推动跳扣10运动至与锁扣9解除锁定;第一连杆5一端与手柄4通过铰接点b进行铰接,第一连杆5另一端与第二连杆6一端通过铰接点b进行铰接,第二连杆6另一端与支架7铰接;第三连杆8一端铰接在第一连杆5与第二连杆6的铰接点b上,第三连杆8另一端与锁扣9通过铰接点f进行铰接;弹性复位断开机构用于驱动手柄4和支架7转动复位至断开位置;在合闸过程中转动点a、铰接点b和铰接点c会共直线,且合闸状态时,铰接点b和c的连线与铰接点c和f的连线之间的夹角θ≥90
°
,且合闸状态时,铰接点b和c的连线与铰接点c和f的连线之间的夹角θ≥90
°

[0059]
在本发明中,由于手柄4、第一连杆5、第二连杆6和支架7为联动件,因此弹性复位断开机构提供的弹性力,可以只作用在手柄4和支架7中的一个上,也可同时作用在两个上,以此来驱动手柄4和支架7向断开位置转动。
[0060]
本发明涉及的新型操作系统的工作原理包括以下几个方面:
[0061]
(1)断开状态时,参见图4,在弹性复位断开机构的弹性力作用下,手柄4位于右侧的断开位置,支架7处于断开位置,跳扣复位弹簧11对跳扣10施加弹性力,使跳扣10保持在锁紧位,此时跳扣10与锁扣9前端配合,将锁扣9锁定,锁扣9不会发生转动,锁扣驱动弹簧处于弹性储能状态,手柄4转动轴心记为转动点a,手柄4与第一连杆5的铰接点为铰接点b,第一连杆5与第二连杆6的铰接点为铰接点c,第二连杆6与支架7的铰接点为铰接点d,支架7转动轴心记为转动点e,第三连杆8与锁扣9的铰接点为铰接点f,锁扣9后端与壳体座1的铰接点记为铰接点g,锁扣9前端记为点h,此时手柄4、第一连杆5、第二连杆6、支架7、第三连杆8和锁扣9之间的运动连接关系可简化为图5所示,其中手柄4运动简化为摆杆ab,第一连杆5简化为杆bc,第二连杆6简化为杆cd,支架7运动简化为摆杆de,第三连杆8运动简化为摆杆cf(由于锁扣9被锁定时点f不动),锁扣9运动简化为摆杆hg。
[0062]
(2)合闸过程中,参见图4、图5和图6,手柄4向合闸位置转动,也即摆杆ab右转,带动第一连杆5向下运动,第一连杆5带动第二连杆6向下运动,同时带动第三连杆8绕铰接点f向下转动(由于此时锁扣9被跳扣10锁定而不动),第二连杆6带动支架7向下转动,支架7带动触杆2转动至动静触头接触,手柄4在到达合闸位置之前,转动点a、铰接点b和铰接点c会达到共直线状态,参见图5,此时称为中间死点位置,c点达到最低处,也即支架7转动至最低
状态,然后手柄继续转动至达到合闸位置时,摆杆ab和杆bc不再共线,跨过了死点位置,摆杆de小幅度上摆一段距离,并且动静触头接触依旧保持接触(动静触头之间的接触具有一定弹性空间,具体而言,动触杆2和静触杆3具有一定形变能力),铰接点b和c的连线与铰接点c和f的连线之间的夹角θ≥90
°
,参见图6,也即杆bc与杆fc之间夹角θ≥90
°
,合闸状态时,在摆杆fc和杆cd对杆bc的约束下,摆杆ab不能向左转动来带动杆bc,也即此时弹性复位断开机构无法驱使手柄4和支架7向断开位置复位转动,整个操作系统处于稳定卡住状态,从而使断路器保持稳定的合闸状态。
[0063]
(3)漏电自动断开时,参见图1、图4和图7,当所接线路出现漏电现象,漏电脱扣器14发生动作,驱使跳扣10转动,解除与锁扣9前端的锁定配合,此时锁扣9在锁扣驱动弹簧的弹力作用下发生转动,从而带动第三连杆8向上运动,第三连杆8拉动第一连杆5和第二连杆6的铰接点c,参见图7,也即点f向上转动,不再被固定,解除了对杆bc的约束,杆bc能够顺利向下运动,摆杆ab能够顺利向左转动复位,因此,在弹性复位断开机构的弹性作用力下,手柄4和支架7能顺利向断开位置运动,从而使得动静触头分离,实现自动断开;同时漏电脱扣器14复位后,跳扣10也会在跳扣复位弹簧11作用下回到锁紧位,并将锁扣9再次锁紧,整个新型操作系统回到断开状态,参见图4所示。
[0064]
本发明涉及的新型操作系统,采用手柄4、第一连杆5、第二连杆6、支架7来带动动触杆2运动,通过锁扣9、跳扣10和第三连杆8对其约束,形成稳定卡住状态,以此使断路器实现稳定的合闸状态,并且在出现漏电时,使自动解除约束,实现自动复位断开。整个新型操作系统结构简单,使用便捷,各零件之间运动简单,工作稳定可靠,能够有效降低成本。
[0065]
参见图1至图8,以下以一个具体实施例对本发明做进一步说明:
[0066]
在本实施例中,参见图1和图3,作为优选设计,弹性复位断开机构包括设置在壳体座1和支架7之间的支架复位弹簧、以及设置在壳体座1和手柄4之间的手柄复位弹簧(附图中未示出),支架复位弹簧用以辅助支架7复位至断开位置,并且,优选地,支架复位弹簧为蝶形弹簧(附图中未示出),参见图3,支架7中具有一个转轴701,转轴可转动的安装在壳体座1中,从而实现支架7整体的可转动安装,并且动触杆2可固接在转轴701上,蝶形弹簧套装于转轴701端部,且蝶形弹簧两端分别连接在壳体座1和支架7上,具体地,可连接在转轴701中或者支架7的其他部位,采用蝶形弹簧的方式,只需要将其安装在转轴701端部,位于支架7和壳体座1之间,相对去其他弹簧形式,占据空间小,安装更方便。手柄复位弹簧可采用扭簧,两端分别与壳体座1和手柄4连接。
[0067]
此外,在本实施例中,进一步地,参见图3,弹性复位断开机构还包括拉簧22,拉簧22一端铰接在手柄4转动轴上、另一端铰接在支架7的适当位置出,并且,在合闸状态时,拉簧22被拉伸,其弹性拉力用于拉动支架7转动复位。
[0068]
本发明中,漏电脱扣器14可直接或者间接的推动跳扣10。作为优选设计,在本实施例中,参见图1和图2,新型操作系统还包括可转动安装于壳体座1上的复位板12,复位板12具有挡板部1201,漏电脱扣器14具有伸缩运动的推杆1401,挡板部1201位于推杆1401和跳扣10之间,漏电脱扣器14在感应到漏电时,其推杆1401伸出推动挡板部1201使复位板12转动,再通过挡板部1201推动锁扣9转动。此外,还设有相应弹簧作用于复位板12,使漏电脱扣器14复位后复位板12能够自动复位到原来位置,解除对跳扣10的推动,使跳扣10能够顺利复位。其中,漏电脱扣器14为断路器中的常见结构,当线路有漏电或人身触电时会发生动
作。
[0069]
在本实施例中,参见图1、图3和图4,作为优选设计,新型操作系统还包括可转动安装于壳体座1的指示件15、以及中间连接组件,壳体座1上还设有观察窗口,指示件15上设有断开标识1502和合闸标识1503,手柄4合闸运动时通过中间连接组件带动指示件15转动,其中中间连接组件可直接设置手柄4和指示件15之间,也可以设置在指示件15与第一连杆5、第二连杆6等和手柄4联动的运动件之间。优选地,还包括指示复位辅助弹簧18,用于辅助指示件15复位至断开位置。在断开状态时,断开标识1502位于观察窗口,在合闸过程中,手柄4转动,通过中间连接组件带动指示件15转动,并且指示复位辅助弹簧18处于弹性储能状,合闸状态时,合闸标识1503正好位于观察窗口。漏电自动断开时,手柄4转动通过中间连接组件带动指示件15转动复位至断开位置,同时指示复位辅助弹簧18的弹力会辅助指示件15复位。通过设置指示件15,方便观察断路器所处状态。
[0070]
在本实施例中,参见图1、图3和图4,进一步地,中间连接组件包括第四连杆17和摆动杆16,第四连杆17一端与第二连杆6铰接、另一端与摆动杆16一端铰接,摆动杆16另一端铰接在壳体座1上,具体地,第四连杆17可铰接在第二连杆6和第一连杆5的铰接轴上,当然也可以铰接在其他位置,摆动杆16上设有连结杆部1601,连结杆部1601与指示件15之间滑动配合且转动配合,摆动杆16通过连结杆部1601带动指示件15转动。具体地,指示件15上设有u型的连接槽1501,连结杆部1601端部为圆形且伸入到连接槽1501中,并且连结杆部1601端部能够在连接槽1501中能够相对移动和相对滑动,以此实现两者的滑动配合且转动配,以此摆动杆16在转动时,通过连结杆部1601能够顺利带动指示件15转动,当然,连结杆部1601端部与指示件15之间滑动配合且转动配合的方式,也不限于上述具体形式,还可以采用其他结构形式,能实现相同功能即可。在合闸过程中,参见图4,第二连杆6会带动第四连杆17向下移动,然后带动摆动杆16向下摆动,通过连结杆部1601和连接槽1501的配合,带动指示件15向下转动至合闸位置。漏电自动断开时,在第二连杆6会带动第四连杆17向上运动,摆动杆16向上转动,通过连结杆部1601带动指示件15向上转动,复位至断开位置。当然,中间连接组件也并不限于上述形式,在其他实施例中,也可以采用其他现有合适结构,能够实现相同带动指示件15转动即可。
[0071]
指示复位辅助弹簧18的安装可以有多种形式,在本实施例中,参见图1、图3和图4,作为优选设计,在指示件15上设有轴销,在轴销上安装有一个转动块19,指示复位辅助弹簧18为扭簧,且套接于该轴销上,指示复位辅助弹簧18一端与指示件15相抵,另一端用于与转动块19相抵,转动块19上设有限位柱,在跳扣10的内侧设有限位滑面。在指示件15向断开位置转动过程中,参见图3,指示件15会带动转动块19一起向下运动,转动块19上的限位柱与跳扣10上的限位滑面接触,指示件15继续向合闸位置转动时,通过转动块19与跳扣10的抵靠作用,限制指示件15不再转动,因此会使指示件15与转动块19发生相对转动,指示复位辅助弹簧18被指示件15和转动块19扭动,从而处于弹性储能状态,以此可用于辅助指示件15的复位。
[0072]
在本实施例中,参见图4和图8,作为优选设计,第四连杆17上固定有中止挡块21,手柄4上固接有中止扭簧20,具体地,中止扭簧20可套接于手柄4的转轴上,并与中止扭簧20固定连接,中止扭簧20一端延伸形成中止挡条,手柄4从合闸状态转向断开状态过程中中止挡条与中止挡块21相抵。具体地,参见图7,图7给出了从合闸状态到断开状态过程中中止扭
簧20和中止挡块21的配合关系,当合闸状态时,中止扭簧20的中止挡条位于中止挡块21右侧,在漏电自动断开时,手柄4右转,并带动中止弹簧转动,当手柄4到达合闸位置与断开位置之间的某个位置时,中止挡条与中止挡块21相抵,中止弹簧被扭产生弹性扭力,当中止弹簧弹性扭力与弹性复位断开机构的弹性力达到平衡,能够限制手柄4不再右转,但此时动静触头已经分开,手柄4此时所处位置称为中止位置,然后再通过手动用力继续拨动手柄4右转,中止弹簧进一步被扭变形,使得中止挡条逐渐被扭至到达中止挡块21上端,并从中止挡块21上端夸过,当手柄4位于断开位置时,中止挡条位于中止挡块21左侧。在合闸时,基于相同的原理,在手柄4转动时会时中止挡条从中止挡块21左侧切换到右侧。通过设置中止挡块21和中止扭簧20,使得在漏电自动断开过程中具有中止位置,而并不直接跳到断开位置,能够起到警示作用,提醒操作人员线路具有漏电故障,工作人员排出线路故障后,再手动拨回断开状态,然后重新合闸,从而提高使用时的安全保障。
[0073]
本发明还提供了一种漏电断路器,包括壳体座1、具有动触头的动触杆2、具有静触头的静触杆3,静触杆3固定于壳体座1,还包括上述的新型操作系统,利用新型操作系统带动动触杆2动作,实现合闸和断开。
[0074]
综上所述,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
[0075]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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