CN104616943A - 一种带自动除冰装置的户外跌落式熔断器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，在工作时，当IC检测熔断器周围环境的温度降至零下15°，湿度大于百分之90以上时，自励源供电电路给震动装置的振动马达供电，振动马达的中心轴带动振子在熔丝管底部转动，振子转动即会使熔丝管发生震动，使熔丝管上的冰层及霜层被震落，可以防止传统技术中因熔断器在冰冻环境中无法正常工作，无法对电网进行保护，导致电网易受外界或自身影响而出现故障，造成重大的经济损失和政治影响的情况发生；而且由于是采用IC检测芯片通过温度检测IC检测熔断器的环境温度，来判断是否启动震动装置，可以长时间无间歇的工作，工作寿命长，继而保证震动装置的工作寿命，进而保证电网的安全。

Description

一种带自动除冰装置的户外跌落式熔断器

技术领域

本发明涉及户外跌落式熔断器，尤其涉及一种用于输配电电网中的带自动除冰装置的中高压跌落式熔断器。

背景技术

随着我国特高压输配电网的快速建设，国家将坚强智能电网的目标提升为战略目标，要求电网坚强化和智能化。随着国家坚强智能电网的快速建设的深入，输配电覆盖范围的不断扩大，特别是大电网一旦发生事故而且不能快速的解决恢复正常工作时，可能导致破坏和不可控制的连锁反应。造成大范围，长时间的断电。对社会的政治稳定和经济稳定造成严重的影响。冰冻对电网的影响是非常大的。目前我们虽然解决了线路融冰技术，但是对于终端的设备，包括断电器、熔断器、隔离刀闸还没有有效的融冰解决方案。为此，对于柱上产品的防冰冻功能需求非常迫切。

跌落式熔断器作为电网支线和配电变压器的短路保护开关，在电网系统中的作用是非常重要的。目前电力系统中普遍应用的是常规式户外跌落式熔断器，由于常规式熔断器不具备融冰功能，所以在冰冻环境中遇到过流或过载情况是不能起到熔断跌落保护的断开功能，电网或其他元件将直接承受损坏的风险，对电网和输配电变压器的影响是致命的，一旦出现问题将造成严重的后果，导致巨大的经纪损失。

因此，为了解决上述技术问题，设计一种能在冰冻环境中遇到过流或过载情况起到熔断跌落保护的断开功能的设备，已成为迫切需要解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种具备自动震动及除冰功能的户外跌落式熔断器，以克服传统跌落式熔断器在冰冻环境中无法实现对电网等保护的目的。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，设有温度传感器、IC检测芯片、自励源供电电路、震动装置、熔丝管及套设在熔丝管两端的绝缘子；所述温度传感器设于熔丝管旁边，温度传感器与IC检测芯片连接，IC检测芯片与震动装置连接，自励源供电电路分别与温度传感器、IC检测芯片及震动装置的供电电路连接；在所述IC检测芯片内设有一温度触点值，及一湿度触点值，使得IC检测芯片可以通过将接收的温度、湿度分别与温度触点值、湿度触点值进行比较，继而确定是否控制自励源供电电路给震动装置供电；所述震动装置包括振动振子和用于驱动振子的振动马达；所述振子的中心与振动马达中心轴的中心不重合，振子固定在振动马达中心轴上，振动马达的安装位置满足于：当中心轴带动振子旋转时，旋转中的振子至少有一个面能与熔丝管的其中一端面接触。

在所述振子上沿其轴向贯穿设有插孔，振子包括至少一个弧形面、水平面、第一垂直面及第二垂直面；所述第一垂直面连接弧形面和水平面的一端，第二垂直面连接弧形面和水平面的另一端；在所述水平面的中间位置径向设有半圆形状的凸部，凸部的圆心与插孔的圆心重合；所述振动马达的中心轴插入插孔内，振动马达的安装位置满足于：当振动马达的中心轴带动振子转动时，弧形面的最高点能与熔丝管的一端面接触。

在所述振子上设有两个弧形面。

所述振子的插孔四周封闭。

所述振动马达包括定子组、转子组和端盖组；所述端盖组包括端盖、套嵌在端盖内的端盖轴承、电刷与通电端子；所述电刷设置在端盖轴承的中心两侧，电刷通过通电端子与自励源供电电路连接；所述转子组设于定子组内，转子组设有中心轴，中心轴一端伸出定子组插入振子插孔内。

所述定子组设有定子外壳、贴合定子外壳内壁的永磁体和定子轴承；所述端盖组设在中心轴和定子外壳的端部；所述转子组还设有支撑部、片状线圈、和换向器；所述片状线圈首尾相接，并围绕在支撑部外侧，换向器设置在中心轴的外侧，换向器同线圈相连接。

所述震动装置还设有两个弹性组件，两个弹性组件分别设置在熔丝管两端的绝缘子内，并套设在熔丝管两端上；所述振子与熔丝管的底面接触。

上述技术方案的有益之处在于：

1、本发明提供了一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，在工作时，当IC检测熔断器周围环境的温度降至零下15°，湿度大于百分之90以上时，IC检测芯片向震动装置发送脉冲供电信号，即接通震动装置与自励源供电电路之间的供电线路，自励源供电电路给震动装置的振动马达供电，振动马达的中心轴带动振子在熔丝管底部转动，振子转动即会使熔丝管发生震动，使熔丝管上的冰层及霜层被震落，可以防止传统技术中因熔断器在冰冻环境中无法正常工作，无法对电网进行保护，导致电网易受外界或自身影响而出现故障，造成重大的经济损失和政治影响的情况发生；而且由于是采用IC检测芯片通过温度检测IC检测熔断器的环境温度，来判断是否启动震动装置，可以长时间无间歇的工作，工作寿命长，继而保证震动装置的工作寿命，进而保证电网的安全。

2、本发明的振子设置有以圆弧面，工作时，旋转中的振子利用圆弧面的最高点与熔丝管底端面接触，即振子没旋转一周，该两个圆弧面的最高点则与熔丝管底端面分别接触一次，通过这种间歇性的接触设置，以增加熔丝管的振动频率和振动幅度，可以保证振子对熔丝管施加的震力更大，达到较好的除冰效果和效率，确保电网的使用安全和寿命。

3、本发明的震动装置还设有两个弹性组件，两个弹性组件分别设置在熔丝管两端的绝缘子内，并套设在熔丝管两端上，在熔丝管受到振子作用而震动时，弹性组件可以对熔丝管起到一个固定作用，防止熔丝管因振子震动导致脱落，同时由于弹性组件受力后的恢复趋势，可以增加熔丝管振动的频率，进一步保证了电网工作的安全性。

4、本发明提供的一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，因振子水平面的中部径向设有半圆形状的凸部，凸部的圆心位于水平面上，插孔的圆心与凸部的圆心重合，增大插孔与振子的重心之间的距离，增强振子的震动效果，继而增加了熔丝管的振动效果，保证熔丝管上冰层或霜层能被震落。

5、本发明提供的一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，由于振子的插孔四周封闭，振动马达的中心插接在插孔中即可，振子不会出现龟裂现象，提高振子的使用寿命，继而提高了对熔丝管的保护寿命，保证熔断器的正常工作。

6、本发明振动马达的线圈的形成是通过先将线缠绕在模具上，将缠好的线圈取下，捏合压扁成片状后再首尾相接贴合与支撑部上，再通过转子组的设置，可以提高马达及振子的振动量，同时体积微小，安装简单。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明震动装置结构示意图；

图3为本发明振子的侧视图；

图4为本发明振子的剖视图；

图5为本发明弹性组件安装位置示意图；

图6、7为本发明振子的另一结构侧视图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，主要包括温度传感器1、IC检测芯片、自励源供电电路、震动装置2、熔丝管3及套设在熔丝管两端的绝缘子4；其中：

所述的温度传感器1设有用于检测变压器温度并输出控制信号的温度控制IC5，温度控制芯片为一般常规的温度检测控制芯片IC，具有温度信号输出端和电源输入端，温度控制IC可以安装固定在绞栓5处，以保证温度控制IC能收集熔丝管3周围环境温度；温度控制IC与IC检测芯片连接，使IC检测芯片可采集温度控制IC所检测的熔丝管3的环境温度及湿度，当IC检测熔丝管3周围环境的温度降至零下15°，湿度大于百分之90以上时，IC检测芯片向震动装置2发送脉冲供电信号，即接通震动装置2与自励源供电电路之间的供电线路，自励源供电电路给震动装置2供电，震动装置2震动将熔断器上的冰霜震落。

具体的，在所述IC检测芯片内设有一温度触点值，及一湿度触点值，IC检测芯片通过将接收的温度、湿度分别与温度触点值、湿度触点值进行比较，若小于温度触点值和湿度触点值，则向自励源供电电路发送信号，使自励源供电电路给震动装置供电。具体实施方案采用现有IC控制芯片，利用现有IC控制芯片内参数即可。

所述的震动装置2主要包括振动马达20和两个弹性组件26；如图5所示，两个弹性组件26分别设于熔丝管3两端的绝缘子4内，并套设在熔丝管3两端上，振动马达20设于熔丝管3下方，振动马达20包括定子组21、圆形转子组22和端盖组23。

如图2所示，所述定子组21包括定子外壳210、贴合定子外壳210内壁的永磁体211和定子轴承212。

所述端盖组23包括端盖230、套嵌在端盖230内的端盖轴承231、电刷232与通电端子233；电刷232设置在端盖轴承231的中心两侧，电刷233通过通电端子232与自励源供电电路连接，并由IC检测芯片控制接通或断开。

所述转子组22包括支撑部220、线圈221、换向器222和中心轴223；所述支撑部220为导磁或非导磁材料，端盖组23设在中心轴223和定子外壳210的端部，中心轴223伸出定子外壳210至振子24内，振子24偏心套设在中心轴223上；所述的线圈221先将线缠绕在设定模具上，取出缠绕好的线圈捏合压扁成片状，将片状线圈221首尾相接而成，线圈221围绕在支撑部220外侧，换向器222设置在中心轴223的外侧，换向器222同线圈相连接。

如图3所示，在本实施例中，所述的振子24包括弧形面240、水平面241、第一垂直面242及第二垂直面243；所述第一垂直面242连接弧形面240和水平面241的一端，第二垂直面243连接弧形面242和水平面240的另一端。在水平面241的中间位置径向设有半圆形状的凸部244，该凸部244的圆心位于该水平面241上。

所述振子24沿其轴向贯穿设有供中心轴233插入的一插孔245，该插孔245的四周封闭，插孔245的圆心与凸部244的圆心重合，插孔245的尺寸略小于振动马达中心轴223的直径，使得该插孔245与振动马达的中心轴223过盈配合。

如图4所示，所述振子24由四块铁板25积层形成，铁板25是经冲压形成。该铁板25的前侧面形成两个凸起250，该铁板25的后侧面对应所述两个凸起250的位置形成两个凹槽。组装时，所述四个铁板25按顺序前后连接，相邻的两个铁板25中，后面一个铁板25的凸起250插入到前面一个铁板25的凹槽中。该铁板25上沿其轴向贯穿设有一穿孔251，所述四个铁板的四个穿孔251组成所述插孔245。

在本实施例中，振动马达20的安装位置满足于：振子弧形面240位于上方时，弧形面240的最高点能与熔丝管3底部接触。具体安装位置本领域技术人员在实施时即可确定。

在本实施例中，所述的弹性组件26是采用橡胶圈，当然也可以是其他弹性材料或装置，弹性组件26的主要用途是对震动中的熔丝管进行限位及增加震动频率，防止熔丝管因振子震动而脱落，具体实施方案本领域技术人员在实施时可根据实际情况确定；例如可以在熔丝管的两端壁面上均匀的设置2-3个弹簧固定位，绝缘子内壁壁面上相对的位置也设置有2-3个弹簧固定位，弹簧的一端固定在熔丝管上，另一端固定在绝缘子上，这样，当振子带动熔丝管震动时，也可以实现固定的目的。当然，为降低安装成本和制造成本的考虑，在本发明中，优选采用橡胶圈。

本发明由于将振子24的插孔245四周封闭，振动马达20的中心插223接在插孔245中即可，振子24不会出现龟裂现象，提高振子24的使用寿命，继而提高了对熔丝管3的保护寿命，保证熔断器的正常工作。

而且，因水平面241的中部径向设有半圆形状的凸部244，凸部244的圆心位于水平面241上，插孔245的圆心与凸部244的圆心重合，增大插孔245与振子24的重心之间的距离，增强振子24的震动效果，继而增加了熔丝管3的振动效果，保证熔丝管3上冰层或霜层能被震落。

在本实施例中，所述的自励源供电电路是根据电磁场储能原理，从高压一次导体中直接获取能量的一种先进方式。具体做法是在一次高压导体外设计一个具有较高磁导率的微晶磁性材料的环形导体，作为取能线圈。取能后通过相关电子元器件模块转化为电能，实现低压供电。在本实施例中，自励源供电电路用于给温度传感器、IC检测芯片及震动装置供电，具体实施方案采用现有技术即可。

在本发明另外一个实施例中，所述的振子还可以设有2个甚至3个弧形面，如图6、7所示，每个弧形面的直径都相等，相邻弧形面之间设有间距，设置多个弧形面，可以进一步增加熔丝管的振动频率。当然最佳的，在本发明中优选只设置两个弧形面，设置两个弧形面可以使熔丝管具有较高的振动幅度，同时也有足够的振动频率。

使用时，当IC检测芯片控制自励源供电电路给电机端子232通电时，电刷232和换向器222间的交换至转子组的线圈221，当转子组的线圈221通电后就会产生磁场。转子组的磁场和定子组的永磁体互作用而产生固定一个方向的电磁力，由于中心轴233固定在端盖轴承231和定子轴承212中，所以产生的电磁力就会使转子组产生围绕中心轴233持续不断的旋转运动，中心轴233即带动振子24在熔丝管3下方转动，使熔丝管3在振子24的作用下高频率震动，使熔丝管3上冰层或霜层掉落。

Claims (7)

1.一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，其特征在于：设有温度传感器、IC检测芯片、自励源供电电路、震动装置、熔丝管及套设在熔丝管两端的绝缘子；所述温度传感器设于熔丝管旁边，温度传感器与IC检测芯片连接，IC检测芯片与震动装置连接，自励源供电电路分别与温度传感器、IC检测芯片及震动装置的供电电路连接；在所述IC检测芯片内设有一温度触点值，及一湿度触点值，使得IC检测芯片可以通过将接收的温度、湿度分别与温度触点值、湿度触点值进行比较，继而确定是否控制自励源供电电路给震动装置供电；所述震动装置包括振动振子和用于驱动振子的振动马达；所述振子的中心与振动马达中心轴的中心不重合，振子固定在振动马达中心轴上，振动马达的安装位置满足于：当中心轴带动振子旋转时，旋转中的振子至少有一个面能与熔丝管的其中一端面接触。

2.如权利要求1所述的一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，其特征在于：在所述振子上沿其轴向贯穿设有插孔，振子包括至少一个弧形面、水平面、第一垂直面及第二垂直面；所述第一垂直面连接弧形面和水平面的一端，第二垂直面连接弧形面和水平面的另一端；在所述水平面的中间位置径向设有半圆形状的凸部，凸部的圆心与插孔的圆心重合；所述振动马达的中心轴插入插孔内，振动马达的安装位置满足于：当振动马达的中心轴带动振子转动时，弧形面的最高点能与熔丝管的一端面接触。

3.如权利要求2所述的一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，其特征在于：在所述振子上设有两个弧形面。

4.如权利要求2所述的一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，其特征在于：所述振子的插孔四周封闭。

5.如权利要求1所述的一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，其特征在于：所述振动马达包括定子组、转子组和端盖组；所述端盖组包括端盖、套嵌在端盖内的端盖轴承、电刷与通电端子；所述电刷设置在端盖轴承的中心两侧，电刷通过通电端子与自励源供电电路连接；所述转子组设于定子组内，转子组设有中心轴，中心轴一端伸出定子组插入振子插孔内。

6.如权利要求5所述的一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，其特征在于：所述定子组设有定子外壳、贴合定子外壳内壁的永磁体和定子轴承；所述端盖组设在中心轴和定子外壳的端部；所述转子组还设有支撑部、片状线圈、和换向器；所述片状线圈首尾相接，并围绕在支撑部外侧，换向器设置在中心轴的外侧，换向器同线圈相连接。

7.如权利要求1所述的一种带有自动除冰装置的户外跌落式熔断器，其特征在于：所述震动装置还设有两个弹性组件，两个弹性组件分别设置在熔丝管两端的绝缘子内，并套设在熔丝管两端上；所述振子与熔丝管的底面接触。