CN104332964B - 基于直接温度检测的插拔式断路器过热保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于直接温度检测的插拔式断路器过热保护装置，由插拔式断路器每一相触头上的热保护开关与插拔式断路器的脱扣器构成热保护回路，且各相热保护回路为并联关系。在高压系统中配专用电源，低压系统中直接从断路器进线端子取电，实现了对插拔式断路器触头过热问题的实时监控，并能对触头异常温升起到及时保护作用，降低了设备故障率和损坏率、提高了供电的可靠性。本发明采用热保护开关作为动作温度检测和执行环节，使整个保护装置具有结构紧凑、成本低廉、安装使用方便、动作灵敏的特点。除插拔式断路器外，本装置还可用于其他容易出现触头过热、烧毁现象的电气开关设备。

Description

基于直接温度检测的插拔式断路器过热保护装置

技术领域

本发明涉及一种断路器保护装置，特别是涉及一种基于直接温度检测的插拔式断路器的过热保护装置。

背景技术

电网中现有的各种保护都是针对线路及其连接的电气设备的，在线路出现短路、过载和欠压等情况下进行保护，因此，检测的参数为电流或电压。断路器在这些保护中作为执行单元使用，即用于接通和分断正常负荷电流、过负荷电流或短路电流。

一般断路器使用的为基于电流的热磁保护的方式，即过载热保护和短路磁保护，检测的为长期过电流或短时大电流。过载热保护都是采用热继电器实现，由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而利用断路器切断主电路；类似的，短路磁保护是在出现短路短时大电流的情况下，依靠电流产生的电磁力驱动继电器开关动作，断路器切断主电路。可见，目前在断路器上安装的保护本质上是基于电流的、针对线路的保护，而没有对断路器本体的保护。

插拔式断路器经常在低压系统中使用，需要经常的开断，由于触头在开断过程中经常要通过短时过电流，还要在使用过程中长期通过较大的负载电流，插拔式触头很容易出现过热现象。

插拔式断路器的触头直接暴露于空气中，触头的接触部分受到热作用容易发生氧化，同时还会伴有机械变形等影响，这些变化又会使触头的工作环境进一步恶化，使其更容易积聚热量，形成了恶性循环，导致触头过热烧毁等问题时有发生。

随着断路器的使用、负载电流长期的满载运行或者环境影响，即使不发生短路或者过载，也经常引起断路器触头的发热、粘连，甚至烧毁，这是传统基于电流的线路保护不能解决的问题。有时的瞬时大电流会造成很强的磁场却未必会造成很高的热量，有时热量高时又未必会产生很高的电气量信号，所以对于断路器触头来说，直接利用温度作为判据更加准确。

因此，对触头过热进行基于温度的监测和保护十分必要，目前尚没有针对插拔式断路器触头烧毁问题的相关专利和技术。

发明内容

本发明的目的是针对目前插拔式断路器触头过热烧毁问题，提供一种基于直接温度检测的断路器触头过热保护装置，具有结构简单、成本低廉、安装使用方便、动作灵敏的的特点，可直接针对断路器的本体进行保护。

本发明为了解决上述问题采用的技术方案是：

基于直接温度检测的插拔式断路器过热保护装置，在插拔式断路器（5）的每相触头（1）上固定安装一个热保护开关（2），这些热保护开关（2）分别通过线缆（3）与插拔式断路器（5）的脱扣器（4）输入端子串联。每相触头（1）上安装的热保护开关（2）分别与脱扣器（4）构成一个热保护回路，每一个热保护回路之间都是并联，则任意一个回路过热都会使脱扣器（4）脱扣。由于触头（1）的过热受环境、机械等多种因素影响，通过同样大小负载电流时，各触头（1）的温度可能并不相同，因此，本装置的设计使得只要有一相触头（1）超过设定温度，都要动作跳闸。

当插拔式断路器（5）用于高压系统中时，热保护开关（2）与脱扣器（3）构成的串联回路需要有专用的电源供电，一般热保护开关（2）与脱扣器（3）的额定电压都是市电电压。当插拔式断路器（5）用于低压系统中时，热保护开关（2）与脱扣器（3）构成的串联回路直接从插拔式断路器（5）的进线端子（6）取电。

热保护开关（2）的动作温度根据插拔式断路器（5）工作需要选择，该动作温度值一般根据经验设计选取。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

所述的基于直接温度检测的插拔式断路器过热保护装置采用基于触头温度直接检测的方式，可直接保护断路器触头，解决了传统基于电流保护只能保护线路、不能保护断路器的问题；同时在触头正常情况下，过载或短路也可能引起触头过热，因此也起到对线路保护的作用。采用每相热保护回路并联方式，在任一相触头发生温度超限时，都能够及时脱扣，动作灵敏。采用热保护开关根据温度变化直接提供动作信号，结构简单，成本低廉，使整个装置可靠度更高。

附图说明

图1装置结构图。

图中：1-触头、2-热保护开关、3-线缆、4-脱扣器、5-插拔式断路器、6-进线端子。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了基于直接温度检测的插拔式断路器过热保护装置，在插拔式断路器（5）的每个触头（1）上固定安装一个热保护开关（2），这些热保护开关（2）通过线缆（3）分别与插拔式断路器（5）的脱扣器（3）的输入端子串联构成一个热保护回路，回路之间是并联关系。由于在每一相的触头（1）上均安装有热保护开关（2），当任意一个触头（1）过热超过保护限值时，该回路就会驱动插拔式断路器（5）的脱扣器（3）脱扣，断开主电路，而此时，可能线路上并未出现过载或短路现象。

当插拔式断路器（5）用于高压系统中时，如10kV或6.6kV，热保护开关（2）与脱扣器（3）构成的串联回路需要有专用的电源供电。当插拔式断路器（5）用于低压系统中时，如380V/220V，热保护开关（2）与脱扣器（3）构成的串联回路直接从插拔式断路器（5）的某一相进线端子（6）和零线取电，或者是任意两相进线端子（6）取电。

其中，热保护开关（2）的动作温度根据插拔式断路器工作需要选择。一般热保护开关（2）对应不同的动作温度值有不同的型号参数，在本装置安装时，可根据插拔式断路器（5）的触头（1）热保护设计的动作温度值选择对应的热保护开关（2）。

热保护开关（2）可以采用双金属片型，作为感温组件的温控器，紧贴触头（1）安装。当触头（1）温度正常时，双金属片处于自由状态，触点处于闭合/断开状态；当触头（1）温度达到动作温度时，双金属片受热产生内应力而迅速动作，打开/闭合触点切断/接通电路；当触头（1）冷却到复位温度时，触点自动闭合/打开，恢复正常工作状态。

由于插拔式断路器的触头外置，而且出现触头过热的情况较多，采用本装置进行设计、改造和安装均比较方便；而有的断路器触头封装在断路器的壳体内，虽然也可以采用本装置进行触头的直接热保护，但在设计、改造时，对于断路器的结构要作相应的调整。此外，本装置还可用于其他容易出现触头过热、烧毁现象的电气开关设备。

本发明不仅局限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单的变化或更改的设计，都是本发明的保护范围。

Claims (3)

1.基于直接温度检测的插拔式断路器过热保护装置，其特征在于：在插拔式断路器(5)的每相触头(1)上固定安装一个热保护开关(2)，所述热保护开关根据温度变化直接提供动作信号，结构简单，所述热保护开关采用双金属片型，作为感温组件的温控器，紧贴所述触头(1)安装，当触头(1)温度正常时，双金属片处于自由状态，触点处于闭合/断开状态；当触头(1)温度达到动作温度时，双金属片受热产生内应力而迅速动作，打开/闭合触点切断/接通电路；当触头(1)冷却到复位温度时，触点自动闭合/打开，恢复正常工作状态，每个热保护开关(2)均通过线缆(3)分别与插拔式断路器(5)的脱扣器(4)的输入端子串联，每相触头(1)上安装的热保护开关(2)分别与脱扣器(4)构成一个热保护回路，每一个热保护回路之间都是并联；任意一个回路过热都会使脱扣器(4)脱扣；由于触头(1)的过热受环境、机械多种因素影响，通过同样大小负载电流时，各触头(1)的温度不相同，只要有一相触头(1)超过设定温度，都要动作跳闸。

2.根据权利要求1所述的基于直接温度检测的插拔式断路器过热保护装置，其特征在于：插拔式断路器(5)用于高压系统中时，热保护开关(2)与脱扣器(4)构成的串联回路需要有专用的电源供电；插拔式断路器(5)用于低压系统中时，热保护开关(2)与脱扣器(4)构成的串联回路直接从插拔式断路器(5)的进线端子(6)取电。

3.根据权利要求1所述的基于直接温度检测的插拔式断路器过热保护装置，其特征在于：热保护开关(2)的动作温度根据插拔式断路器(5)工作需要选择。