CN104091720A - 一种高压开关柜真空断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种型号为VF1-12的高压开关柜真空断路器，包括有真空灭弧室固封极柱和导电触头，所述真空灭弧室固封极柱中设置有真空灭弧室，其中，为了保证整个真空断路器的安全运行，在上述的真空断路器中设置有真空度监测装置和温度监测装置，通过上述的真空度监测装置和温度监测装置来实时监控断路器真空灭弧室的真空度变化和导电触头的温度变化，防止由于真空灭弧室泄漏或者导电触头过热导致整个真空断路器损坏，影响其安全运行。另外，为了防止底盘车卡死和实现智能化操作，本发明的底盘车采用的是电动底盘车来代替手动底盘车，控制器可在电动手车驱动电机运转受阻达到保护条件时立即对电机制动,逆向驱动电机解除卡死状态，避免机构的损坏。

Description

一种高压开关柜真空断路器

技术领域

本发明涉及真空断路器技术领域，特别是涉及一种高压开关柜真空断路器。

背景技术

真空断路器是一种经常应用在高压开关柜中的电器元件。

现有技术中，如在专利号为201120277603.8的中国实用新型专利公开说明书中就公开了一种固体绝缘高压开关柜用手车式真空断路器，它包括上导电杆、下导电杆、真空灭弧室固封极柱、断路器机架、操动机构、手车式底盘车，所述的真空灭弧室固封极柱包括环氧树脂外壳、上导电触头、下导电触头、真空灭弧室和硅橡胶缓冲层，真空灭弧室、上导电触头、下导电触头均封装在环氧树脂外壳内。上、下导电杆表面采用硫化绝缘层、环氧树脂导管隔离的双重固体绝缘技术，与真空灭弧室固封极柱连接时采用插入式硅橡胶套和硅胶将对接口封住，保证了上、下导电杆在极小的相间距离下对地及相间绝缘水平。

上述专利中的固体绝缘高压开关柜用手车式真空断路器,为了确保真空灭弧室内的真空度，采用的是全密封的结构，因此无法通过常规的真空度监测设备来监测真空灭弧室内部的真空度，由此当真空灭弧室发生轻微泄漏真空度下降时，无法第一时间监测到该变化，具有安全隐患。另外，上述专利中的真空断路器导电触头在长期运行过程中, 由于插接不良、表面氧化、电化腐蚀、超负荷、环温过高、通风不良等原因导致接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度很难及时发现，由此也会经常导致事故的发生，影响断路器的安全运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种可以保证安全运行的高压开关柜真空断路器。

为实现上述目的，本发明提供的第一种技术方案如下：

一种高压开关柜真空断路器,包括有真空灭弧室固封极柱，所述真空灭弧室固封极柱中设置有真空灭弧室，其中，该真空断路器还包括有真空度监测装置，所述真空度监测装置包括有

真空传感器，设置在所述真空灭弧室中，用于将真空灭弧室中的真空压力信号转换成电信号；

信号采集器，用于采集真空传感器产生的电信号，并将电信号传送；

信号处理器，用于接收信号采集器传送的电信号并进行处理，并将处理结果以电信号的方式传送。

作为本发明的优选，所述真空度监测装置还包括有断路器机构，与所述信号处理器耦合，当接受到信号处理器传送的异常信号时，可切断整台高压开关柜真空断路器的主电路。

作为本发明的改进，所述高压开关柜真空断路器还包括有断路器机架，在所述断路器支架旁设置有控制器，所述控制器中安装有单片机，所述信号采集器和信号处理器集成在该单片机中。

作为本发明的进一步改进，所述断路器机架上控制器有显示屏，所述显示屏与所述单片机耦合，用于在屏幕上显示信号处理结果。

作为本发明的优选，所述电信号是通过红外线传输。

本发明为解决前述技术问题所采用的第二种技术方案如下：

一种高压开关柜真空断路器，包括有真空灭弧室固封极柱，所述真空灭弧室固封极柱上设置有导电触头，其特征在于：还包括有温度监测装置，所述温度监测装置包括

温度传感器，设置在所述导电触头上，用于将导电触头的温度变化转换成无线信号；

信号采集器，用于采集温度传感器产生的无线信号，并将无线信号传送；

信号处理器，用于接收信号采集器传送的无线信号并进行处理，并将处理结果以无线信号的形式传送。

作为本发明的改进，所述高压开关柜真空断路器还包括有光电隔离盒，用于消除外界杂讯对信号采集器、信号处理器的干扰。

作为本发明的进一步改进，所述温度传感器为环状，缠绕在所述导电触头上。

作为本发明的优选，所述高压开关柜真空断路器还包括有断路器机架和电动底盘车，所述断路器机架固定在所述电动底盘车上，并且可随所述电动底盘车移动。

本发明解决上述技术问题采用的第三种技术方案如下：

一种高压开关柜真空断路器，包括有真空灭弧室固封极柱，所述真空灭弧室固封极柱上设置有导电触头，所述真空灭弧室固封极柱中设置有真空灭弧室，其中，还包括有真空度监测装置，所述真空度监测装置包括有

真空传感器，设置在所述真空灭弧室中，用于将真空灭弧室中的真空压力信号转换成模拟信号；

第一信号采集器，用于采集真空传感器产生的模拟信号，并将模拟信号传送至信号处理器；

第一信号处理器，用于接收信号采集器传送的模拟信号并进行处理，再根据处理结果将接收到的模拟信号转换成正常信号或异常信号；

还包括有温度监测装置，所述温度监测装置包括

温度传感器，设置在所述导电触头上，用于将导电触头的温度变化转换成模拟信号；

第二信号采集器，用于采集温度传感器产生的模拟信号，并将模拟信号传送至信号处理器；

第二信号处理器，用于接收信号采集器传送的模拟信号并进行处理，再根据处理结果将接收到的模拟信号转换成正常信号或异常信号。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在高压开关柜真空断路器中设置真空度监测装置或者温度监测装置，又或者是同时设置真空度监测装置和温度监测装置，使得本发明的真空断路器具有能够实时对真空灭弧室内的真空度或者导电触头的温度进行实时在线监测的功能，一旦上述的真空度、导电触头的温度出现异常，能够第一时间将信号传递给信号处理器处理，断开断路器的主电路，确保断路器工作的安全性。

附图说明

图1为本发明第一种技术方案的实施例中高压开关柜真空断路器的结构示意图；

图2为图1所示实施例中的高压开关柜真空断路器的侧视图；

图3为图1所示实施例中的真空度监测装置的流程示意图；

图4为本发明第二种技术方案的实施例中高压开关柜真空断路器的结构示意图；

图5为图4所示实施例中的导电触头的内部结构示意图；

图6为图4所示实施例中的温度监测装置的流程示意图；

图7为本发明第三种技术方案的实施例中高压开关柜真空断路器的结构示意图。

附图标记：

1、真空灭弧室固封极柱；2、真空灭弧室；3、真空度传感器；4、断路器机架；5、真空度控制器；6、导电触头；61、上导电触头；62、下导电触头；7、电动底盘车；8、温度传感器。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明的高压开关柜真空断路器作进一步的详细描述。

本发明的第一种技术方案的实施例如图1和图2所示，本实施例为一种高压开关柜真空断路器,包括有真空灭弧室固封极柱1和断路器机架4，在断路器机架旁设置有控制器（图中未示出），所述真空灭弧室固封极柱中设置有真空灭弧室2，该高压开关柜真空断路器还包括有真空度监测装置，该真空度监测装置用于对真空灭弧室的真空度进行一个实时在线监测，并且可以在第一时间将监测得到的结果反馈到设置在上述断路器旁的控制器（图中未示出）中，该控制器的核心为一台工业微电脑，在该工业微电脑中集成有控制芯片，该控制芯片可以为单片机或PLC。

前述的真空度监测装置包括有真空度传感器3。该真空传感器是设置在所述真空灭弧室中，其作用是将真空灭弧室中的真空压力信号转换成模拟信号，通常来说，这种模拟信号为电信号。为了保证真空灭弧室的真空度，前述的真空度传感器是在真空灭弧室固封极柱1被完全密封之前就预先放置在真空灭弧室2内的，然后再将整个真空灭弧室固封极柱1密封住，从而可以防止泄漏引起真空度下降。这里，由于真空度传感器3是被完全密封在真空灭弧室2内的，为了不破坏真空灭弧室的真空度，在本实施例采用了红外线传输技术将真空传感器3生成的电信号传递出去，而不采用现有技术中常用的信号线。

在前述控制器的单片机中集成有信号采集器和信号处理器，上述的信号采集器是具有现场实时数据采集、处理功能的自动化设备，主要用于采集真空度传感器产生的电信号，并将电信号传送至信号处理器。

信号处理器，又称DSP (digital signal processor)的简称,是一种专门用来实现信号处理算法的微处理器芯片，主要用于接收信号采集器传送的电信号并进行处理，再根据处理结果将接收到的电信号转换成正常信号或异常信号发送到断路器执行机构中。

所述真空度监测装置还包括有断路器机构，与前述的信号处理器通过红外线传输或者无线传输技术信号处理器耦合，当接受到信号处理器传送的正常信号时，该断路器机构正常工作。而一旦接受到信号处理器传送的异常信号时，该断路器执行机构可切断整个高压开关柜真空断路器的主电路。

所述断路器机架上设置有真空度控制器5，所述真空度控制器5与所述单片机耦合，用于在屏幕上显示信号处理结果，并且还可以附加在显示屏上报警的功能。

具体的监测参数如下：

气体压强监测范围：有效测量范围10°Pa～10^-3Pa；监测器工作状态下显示：当前三相真空灭弧室内气体压强及真空等级、当前气体压强数据的采集时间、监测器系统时间；三相真空灭弧室内气体压强在有效测量范围内以间隔半个数量级分段显示，真空等级以圆点颜色（绿、黄、红）显示表示；气体压强和真空等级关系: 数字显示＜5×10^-3Pa、5×10^-3Pa、1×10^-2 Pa时, 真空等级显绿色, 为安全真空等级。当数字显示5×10^-2 Pa时, 真空等级显黄色, 为过度性真空等级。当数字显示1×10^-1Pa、>1×10^-1Pa时，真空等级显红色, 为危险性真空等级；报警性能: 当显示5×10^-2 Pa时, 发出提示性报警声，提示该相灭弧室内气体压强已升至临界状态, 应更换。当数字显示1×10^-1Pa、>1×10^-1Pa时, 发出长时间报警声，提示该相灭弧室已丧失开断能力；在线真空监测器可通过通讯接口与主控室计算机相连，用户不仅在现场观察, 还可以远距离(不超过1000m) 用电脑观测。

本发明的第二种技术方案的实施例如图3和图4所示，本实施例为一种高压开关柜真空断路器，包括有真空灭弧室固封极柱1，所述真空灭弧室固封极柱上设置有导电触头6，上述的导电触头有两根，由上至下分为上导电触头61和下导电触头62。

其中，上述的高压开关柜真空断路器还包括有温度监测装置，所述温度监测装置包括温度传感器8，通常为环状，缠绕在所述的上导电触头61和下导电触头62上，由此可以牢固的固定在其上且360度的测控上述的导电触头，随后，该温度传感器8可以将导电触头的温度变化转换成模拟信号发出，这里的模拟信号采用的是无线信号，如果采用现有技术中的普通信号线，那则有可能会被高温的导电触头烧坏，而采用了无线信号之后就不再需要信号线来传递模拟信号，得到了优化。

上述的温度监测装置还包括有信号采集器，用于采集温度传感器产生的无线信号，并将该无线信号传送至信号处理器中，该温度传感器的具体参数如下：测温精度：±0.5℃；温度测量范围：-50~150℃；供电方式：CT取电（10A≤电流≤4000A），电池供电（≥5年）。

前述的信号处理器，是用于接收信号采集器传送的无线信号并进行处理，再将处理结果以电信号的形式传送至断路器执行机构中（断路器执行机构的安装位置和工作原理可以参考本发明第一种方案的实施例）。上述的信号采集器和信号处理器也是集成在单片机中的。

所述高压开关柜真空断路器包括有光电隔离盒，光电隔离盒又名光电隔离器（optoelectronic isolator，英文缩写为OC）亦称光电耦合器、光耦合器，简称光耦，用于消除外界杂讯对信号采集器、信号处理器的干扰。还包括有遥控接收装置，遥控器，遥控器使用说明：1、合闸操作: 先按B键1秒,在5秒内按D键,可实现合闸动作; 2、分闸操作: 先按B键1秒,在5秒内按A键,可实现分闸动作;3、指示灯用于对分、合闸过程指示。遥控距离: ≥50m; 环境温度: -25～+80℃ (常温型),-40～+85℃(宽温型);

综上所述，本实施例的技术方案是采用了无线温度在线监测系统，采用国际上先进的无线传感器网络技术，以智能微处理器为核心，使用精密的数字式温度传感器，彻底解决了强电磁场干扰环境下的温度监测难题。实现了电力设备的在线监测和状态检修，为建设数字化智能电网，发挥着重要作用。

如图1和图3所示，无论是在本发明的第一种技术方案和第二种技术方案中，所述的断路器机架4下方均设置有电动底盘车7，所述的断路器机架4固定在所述电动底盘车7上，并且可随所述电动底盘车7移动。而现有技术中的底盘车通常是手拉式的，由于是手动操作，工作量大，对机构卡滞现象处理随意。而采用了电动底盘车以后，能实现手车的控制和保护，具有就地和远方两种操作模式，控制器可在电动手车驱动电机运转受阻（如安装不到位或机构卡死）达到保护条件时立即对电机制动, 逆向驱动电机解除手车卡死状态，避免机构的损坏。有完善的状态指示功能和联锁识别功能，使用方便可靠，是真正实现智能化的产品。

如图5所示，为本发明的第三种技术方案的实施例。本实施例为一种高压开关柜真空断路器，包括有真空灭弧室固封极柱，所述真空灭弧室固封极柱上设置有导电触头，所述真空灭弧室固封极柱中设置有真空灭弧室，其中，还包括有真空度监测装置，所述真空度监测装置包括有真空度传感器，设置在所述真空灭弧室中，用于将真空灭弧室中的真空压力信号转换成模拟信号；第一信号采集器，用于采集真空传感器产生的模拟信号，并将模拟信号传送至信号处理器；第一信号处理器，用于接收信号采集器传送的模拟信号并进行处理，再根据处理结果将接收到的模拟信号转换成正常信号或异常信号；还包括有温度监测装置，所述温度监测装置包括温度传感器，设置在所述导电触头上，用于将导电触头的温度变化转换成模拟信号；第二信号采集器，用于采集温度传感器产生的模拟信号，并将模拟信号传送至信号处理器；第二信号处理器，用于接收信号采集器传送的模拟信号并进行处理，再根据处理结果将接收到的模拟信号转换成正常信号或异常信号。

可以看出，本发明的第三种技术方案实质上是对本发明第一种技术方案和第二种技术方案的综合。同时在上述三种方案中，任何一种方案都可以加上远程遥控功能！实现智能化操作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高压开关柜真空断路器,包括有真空灭弧室固封极柱，所述真空灭弧室固封极柱中设置有真空灭弧室，其特征在于：还包括有真空度监测装置，所述真空度监测装置包括有

真空度传感器，设置在所述真空灭弧室中，用于将真空灭弧室中的真空压力信号转换成模拟信号；

信号采集器，用于采集真空度传感器产生的模拟信号，并将模拟信号传送至信号处理器；

信号处理器，用于接收信号采集器传送的模拟信号并进行处理，再根据处理结果将接收到的模拟信号转换成正常信号或异常信号。

2.根据权利要求1所述的高压开关柜真空断路器，其特征在于：所述真空度监测装置还包括有断路器机构，与所述信号处理器耦合，当接受到信号处理器传送的异常信号时，可切断整个高压开关柜真空断路器的主电路。

3.根据权利要求1所述的高压开关柜真空断路器，其特征在于： 

还包括有断路器机架，在所述断路器机架旁设置有控制器，所述控制器中安装有单片机，所述信号采集器和信号处理器集成在该单片机中。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的高压开关柜真空断路器，其特征在于：所述断路器机架上控制器有显示屏，所述显示屏与所述单片机耦合，用于在屏幕上显示信号处理结果。

5.根据权利要求4所述的高压开关柜真空断路器，其特征在于：所述模拟信号是通过红外线传输。

6.一种高压开关柜真空断路器，包括有真空灭弧室固封极柱，所述真空灭弧室固封极柱上设置有导电触头，其特征在于：还包括有温度监测装置，所述温度监测装置包括

温度传感器，设置在所述导电触头上，用于将导电触头的温度变化转换成模拟信号；

信号采集器，用于采集温度传感器产生的模拟信号，并将模拟信号传送至信号处理器；

信号处理器，用于接收信号采集器传送的模拟信号并进行处理，再根据处理结果将接收到的模拟信号转换成正常信号或异常信号。

7.根据权利要求6所述的高压开关柜真空断路器，其特征在于：还包括有光电隔离盒，用于防止外界杂讯对信号采集器、信号处理器的信号接收产生干扰。

8.根据权利要求6所述的高压开关柜真空断路器，其特征在于：所述温度传感器缠绕在所述导电触头上。

9.根据权利要求1或6所述的高压开关柜真空断路器，其特征在于：还包括有断路器机架和由电动底盘车，所述断路器机架固定在电动底盘车上，并且可随所述电动底盘车移动。

10.一种高压开关柜真空断路器，包括有真空灭弧室固封极柱，所述真空灭弧室固封极柱上设置有导电触头，所述真空灭弧室固封极柱中设置有真空灭弧室，其特征在于：还包括有真空度监测装置，所述真空度监测装置包括有

真空传感器，设置在所述真空灭弧室中，用于将真空灭弧室中的真空压力信号转换成模拟信号；

第一信号采集器，用于采集真空传感器产生的模拟信号，并将模拟信号传送至信号处理器；

第一信号处理器，用于接收信号采集器传送的模拟信号并进行处理，再根据处理结果将接收到的模拟信号转换成正常信号或异常信号；

还包括有温度监测装置，所述温度监测装置包括

温度传感器，设置在所述导电触头上，用于将导电触头的温度变化转换成模拟信号；

第二信号采集器，用于采集温度传感器产生的模拟信号，并将模拟信号传送至信号处理器；

第二信号处理器，用于接收信号采集器传送的模拟信号并进行处理，再根据处理结果将接收到的模拟信号转换成正常信号或异常信号。