CN102169776B - 中压一体化智能断路器 - Google Patents

Abstract

固封真空极柱一侧设置有上触臂和下触臂，另一侧上部设置有真空极柱支柱，支柱通过支柱螺栓与断路器骨架上部连接，固封真空极柱下端与断路器骨架底座连接；固封真空极柱上端固封有上触臂连接导体，上触臂连接导体下端与真空灭弧室连接，固封真空极柱下部一侧设有与真空灭弧室连接的下触臂连接导体，真空灭弧室的下端设置连杆一；真空极柱支柱内固封有电子式电压互感器，电子式电流互感器套在上触臂上并与上触臂固封为一体。断路器骨架内设置有永磁操作机构、智能单元，永磁操作机构下端的连杆二通过连杆三与连杆一连接；智能单元通过控制线分别与电子式电流互感器、电子式电压互感器、永磁操作机构连接。

Description

中压一体化智能断路器

技术领域

本发明属于智能电网技术领域，具体涉及一种中压智能断路器。

背景技术

智能电网是当今世界电力系统发展变革的风向标，是21世纪电力科技创新与发展的重要趋势。智能电网实际上就是将输电、配电的整个系统提高一个层次，通过智能电网这样一个概念使我们的电网运行更可靠、更安全、更连续。智能电网要求从发电、输电到配电的整个电网，包括系统和元器件可靠、安全，能够保证供电的连续性、安全性，这对开关设备行业也提出了更高的要求。

包括美国在内的工业化国家正在集合企业和研究机构等的力量，加强智能技术攻关和成果推广，积极推动智能设备、智能家电等研发和应用。在国际大电网会议上，国家电网公司提出建设坚强统一智能电网的规划，其中数字化变电站的建设和开关设备行业的关系密切。数字化变电站就是要实现变电站一次设备的在线监测、智能分析和诊断，实现一次设备的智能化和二次设备的网络化。通过信息化手段其可以实现变电站远程监控，电网运行状态监视，不同智能设备间协调运行，可以实现功能重构，能够与调度中心实现信息灵活交互，提高系统可靠性。

与二次设备相比，我国一次设备的数字化、智能化还没有实现，一次设备是数字化变电站的瓶颈，是下一步需要完善的方向。

智能化开关设备的研发，凸显了多领域专业技术的融合，在7.2～40.5 kV中压领域，真空断路器由于具有可靠性高、体积小、重量轻、低噪声，能在整个寿命期内做到免维护等一系列优点而广泛应用于电力工业、工矿企业、铁道运输等各个领域，是电力工业发展不可或缺的重要装备之一。在中压领域要涉及到绝缘、电场等问题，目前，真空断路器主要作为成套开关设备的核心执行元件使用，中压供电系统的智能化主要依靠智能化中压开关成套设备来实现。由于智能化中压开关成套设备，采用多个元件成套来实现功能，单一元件又由不同厂家生产制造，其系统的匹配往往无法达到最佳状态，产品的协调可靠性较差。而且，设备的体积大，材料消耗多，生产制造、调试运行、维护检修工作量大，技术要求高。另外，断路器内部参数难以取得，很难判断开关设备的剩余使用寿命和计算出维修期限。因此，采用微机核心单元，结合先进的测量和传感器技术，将其整合到智能化真空断路器内部，使其具有或超过智能化中压开关成套设备功能的中压真空断路器，成为了发展的方向。

 发明内容

技术问题：本发明提供一种将微机保护装置、电压电流互感器与断路器集成为一体、配置简单、可靠性高、成本低的中压智能真空断路器。

技术方案：本发明的中压智能真空断路器包括固封真空极柱、断路器骨架，所述固封真空极柱一侧设置有上触臂和下触臂，另一侧上部设置有真空极柱支柱，所述真空极柱支柱通过支柱螺栓与断路器骨架上部连接，所述固封真空极柱下端与断路器骨架底座连接；固封真空极柱上端固封有上触臂连接导体，所述上触臂连接导体下端与真空弧室连接，所述固封真空极柱下部一侧设有下触臂连接导体，所述下触臂连接导体通过导电连接件与真空弧室连接，真空灭弧室的下端设置连杆一。真空极柱支柱内固封有电子式电压互感器，所述电子式电压互感器采用阻容分压器，一端与支柱螺栓连接，另一端与上触臂连接导体连接。所述的上触臂与上触臂连接导体连接；所述的下触臂与下触臂连接导体连接；电子式电流互感器套在上触臂上并与上触臂固封为一体，所述的电子式电流互感器采用罗氏线圈。所述的断路器骨架内设置有永磁操作机构、智能单元，所述永磁操作机构下端的连杆二通过连杆三与连杆一连接；所述的智能单元通过控制线分别与电子式电流互感器、电子式电压互感器、永磁操作机构连接。

本发明的罗氏线圈采用空心非导磁骨架，骨架上均匀绕制线圈，线圈的两端为引出端，通过控制线与智能单元连接。

本发明的智能单元包括微处理器、开入开出量通道、总线通信通道、数据采集通道和人机接口。

有益效果：本发明通过集成技术将中压真空断路器的微机保护装置、电流电压互感器等与断路器合为一体，简化开关系统接线方式，减少低压仪表室的配置，提高整体开关设备的可靠性并降低成本。

本发明采用环氧树脂将罗氏线圈和触臂固封为一个整体，将阻容分压器固封在固封真空极柱支柱内部。这种结构充分考虑了复杂电磁环境下的抗干扰和高可靠性设计。

本发明采用体积小、线性度高的罗氏线圈，在很大范围内能够保持较好的线性电流检测能力。

本发明采用固封真空极柱技术，合理配置参数，综合考虑罗氏线圈结构、安装方式以及数据采集电路设计等方面的影响，提高智能断路器测控系统的精度和抗干扰能力，提高综合性能。

附图说明

图1为本发明原理图，图2为本发明结构示意图，图3为本发明固封真空极柱结构示意图；图4为罗氏线圈结构图，图5为智能单元组成框图。

图中有：真空断路器1、永磁操作机构2、电子式互感器3、智能单元4、上触臂11、电子式电流互感器12、固封真空极柱13、电子式电压互感器14、支柱螺栓15、下触臂16、连杆三17、断路器骨架18、上触臂连接导体19、真空灭弧室20、下触臂连接导体21、真空极柱支柱22、连杆二23、连杆一24、不导磁空心线圈骨架25、线圈26、导电连接件27、微处理器41、数据采集通道42、开入开出量通道43、总线通信通道44和人机接口45。

具体实施方式

一种中压智能真空断路器，包括固封真空极柱13、断路器骨架18，所述固封真空极柱13一侧设置有上触臂11和下触臂16，另一侧上部设置有真空极柱支柱22，所述真空极柱支柱22通过支柱螺栓15与断路器骨架18上部连接，所述固封真空极柱13下端与断路器骨架18底座连接；固封真空极柱13上端采用环氧树脂固封有上触臂连接导体19，所述上触臂连接导体19下端与真空灭弧室20连接，所述固封真空极柱13下部一侧设有下触臂连接导体21，所述下触臂连接导体21通过导电连接件27与真空灭弧室20连接，电流可经下触臂16、下触臂连接导体21、导电连接件27输送至真空灭弧室；真空灭弧室20的下端设置连杆一24； 真空极柱支柱22内采用环氧树脂固封有电子式电压互感器14，所述电子式电压互感器14采用阻容分压器，一端与支柱螺栓15连接，另一端与上触臂连接导体19连接； 所述的上触臂11与上触臂连接导体19连接；所述的下触臂16与下触臂连接导体21连接；电子式电流互感器12套在上触臂11上并与上触臂11固封为一体，所述的电子式电流互感器12采用罗氏线圈；所述的断路器骨架18内设置有永磁操作机构2、智能单元4，所述永磁操作机构2下端的连杆二23通过连杆三17与连杆一24连接；所述的智能单元4通过控制线分别与电子式电流互感器12、电子式电压互感器14、永磁操作机构2连接。

Claims (1)

1.一种中压智能真空断路器，其特征在于，该真空断路器包括固封真空极柱（13）、断路器骨架（18），所述固封真空极柱（13）一侧设置有上触臂（11）和下触臂（16），另一侧上部设置有真空极柱支柱（22），所述真空极柱支柱（22）通过支柱螺栓（15）与断路器骨架（18）上部连接，所述固封真空极柱（13）下端与断路器骨架（18）底座连接；

固封真空极柱（13）上端固封有上触臂连接导体（19），所述上触臂连接导体（19）下端与真空灭弧室（20）连接，所述固封真空极柱（13）下部一侧设有下触臂连接导体（21），所述下触臂连接导体（21）通过导电连接件（27）与真空灭弧室（20）连接，真空灭弧室（20）的下端设置第一连杆（24）；

真空极柱支柱（22）内固封有电子式电压互感器（14），所述电子式电压互感器（14）采用阻容分压器，一端与支柱螺栓（15）连接，另一端与上触臂连接导体（19）连接；

所述的上触臂（11）与上触臂连接导体（19）连接；所述的下触臂（16）与下触臂连接导体（21）连接；电子式电流互感器（12）套在上触臂（11）上并与上触臂（11）固封为一体，所述的电子式电流互感器（12）采用罗氏线圈；

所述的断路器骨架（18）内设置有永磁操作机构（2）、智能单元（4），所述永磁操作机构（2）下端的第二连杆（23）通过第三连杆（17）与第一连杆（24）连接；所述的智能单元（4）通过控制线分别与电子式电流互感器（12）、电子式电压互感器（14）、永磁操作机构（2）连接。

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