CN104779549A - 智能全封闭永磁真空断路器 - Google Patents

智能全封闭永磁真空断路器 Download PDF

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Abstract

一种智能全封闭永磁真空断路器，其包括壳体(100)，在该壳体(100)内通过多块绝缘隔板(12)将所述壳体(100)内的空间分隔为SF6气室(10)、二次元件安装室(20)及电缆安装室(30)，所述SF6气室(10)及二次元件安装室(20)分别设于所述壳体(100)内上部，所述电缆安装室(30)设于所述壳体(100)内下部，所述SF6气室(10)内设有主回路组件(11)，所述二次元件安装室(20)内设有操作组件(21)，所述电缆安装室(30)内则设有电缆组件(31)，在所述壳体(100)外的前侧表面上还设有显示及开关组件(40)。本发明具有可靠性高且成本低廉等特点。

Description

智能全封闭永磁真空断路器
【技术领域】
本发明涉及永磁式真空断路器，特别是涉及一种智能全封闭永磁真空断路器。
【背景技术】
真空断路器目前是电力系统中压开关领域的重要组成部分，对系统的安全及稳定起着至关重要的作用。随着科学技术的不断发展，对开关设备也提出了更高的要求，包括需要具有断路器的过零点投切及在线监测等功能,这使得断路器的操动机构受到了更多的重视。永磁操动机构作为近几年一种新型的操动机构，具有零部件数量少、可靠性高、免维护等特性，相对于传统的机械式与电磁式操动机构有着无法比拟的优点。目前我国使用的真空断路器的操作机构都是采用弹簧机构和电磁机构。弹簧机构存在零部件多，制造工艺复杂，运行容易引起机械故障等缺陷。而电磁机构则存在驱动功率较大，接触力较小且合闸时容易引起触头跳动等问题，严重影响真空断路器的性能和可靠性。
【发明内容】
本发明旨在解决上述问题，而提供一种智能化、可靠性及安全性高、结构简单、使用寿命长且性价比高的智能全封闭永磁真空断路器。
为实现上述目的，本发明提供一种智能全封闭永磁真空断路器，其包括壳体，在该壳体内通过多块绝缘隔板将所述壳体内的空间分隔为SF6气室、二次元件安装室及电缆安装室，所述SF6气室及二次元件安装室分别设于所述壳体内上部，所述电缆安装室设于所述壳体内下部，所述SF6气室内设有主回路组件，所述二次元件安装室内设有操作组件，所述电缆安装室内则设有电缆组件，在所述壳体外的前侧表面上还设有显示及开关组件。
所述主回路组件包括永磁真空断路器、多个上连接铜排、多个隔离开关、多个下连接铜排、第一导电杆、上支架及下支架，其中，所述上支架及下支架分别水平固设于所述SF6气室内下部的侧壁上，在所述每个隔离开关上分别由上至下依次设有静触头、动触头及接地静触头，所述永磁真空断路器的一端穿过所述绝缘隔板与设与二次元件安装室内的操作组件连接，所述永磁真空断路器的另一端则与多个上连接铜排相连接，多个上连接铜排的另一端分别与上支架相固接，所述每个隔离开关的一端固定于所述上支架上，所述每个隔离开关的另一端则与下支架相固接，所述每个下连接铜排的一端与所述隔离开关的动触头连接，每个下连接铜排的另一端与所述第一导电杆连接，该第一导电杆穿过所述绝缘隔板与电缆安装室的电缆组件相连接。
所述操作组件包括分闸操作机构、分闸操作轴、隔离开关操作机构、隔离开关操作轴、接地操作轴、合闸操作机构及合闸操作轴，其中，所述分闸操作机构、分闸操作轴、合闸操作机构及合闸操作轴分别设于二次元件安装室的内上部，所述隔离开关操作机构、隔离开关操作轴及接地操作轴分别设于二次元件安装室的内下部，所述分闸操作轴水平穿设于所述分闸操作机构上，所述合闸操作轴水平穿设于所述合闸操作机构上，所述分闸操作轴及合闸操作轴的输入端分别与所述显示及开关组件连接，所述分闸操作轴及合闸操作轴的输出端与所述永磁真空断路器连接，所述隔离开关操作轴及接地操作轴分别水平穿设于所述隔离开关操作机构的上部及下部，所述隔离开关操作轴及接地操作轴的输入端分别与所述显示及开关组件连接，隔离开关操作轴的输出端与多个隔离开关相连接，接地操作轴的输出端则与接地静触头连接。
所述电缆组件包括电缆头、避雷针、高压电缆线、电流互感器、零序电流互感器及电缆固定支架，其中，所述电缆固定支架固设于所述电缆安装室内底部，所述高压电缆线的一端固定于电缆固定支架上，高压电缆线的另一端分别经零序电流互感器、电流互感器与电缆头相固接，电缆头的另一端则与设于所述SF6气室内的第一导电杆相连接，所述电缆头还与避雷针相连接。
所述显示及开关组件包括手动分闸操作孔、蜂鸣器、合闸指示灯、分闸指示灯、分闸按钮、合闸按钮、微机保护装置、故障指示器、隔离开关操作孔、电流表、带电显示器、隔离开关分合闸指示器、接地分合闸指示器、接地分合闸操作孔、观察窗、第二导电杆及处理器，所述处理器分别与蜂鸣器、合闸指示灯、分闸指示灯、微机保护装置、故障指示器、电流表、带电显示器、隔离开关分合闸指示器、接地分合闸指示器电连接，所述手动分闸操作孔、蜂鸣器、合闸指示灯、分闸指示灯、分闸按钮、合闸按钮及微机保护装置分别设于所述壳体外的前侧表面上部，所述观察窗设于所述壳体外的前侧表面下部，所述故障指示器、隔离开关操作孔、电流表、带电显示器、隔离开关分合闸指示器、接地分合闸指示器、接地分合闸操作孔分别设于所述手动分闸操作孔、蜂鸣器、合闸指示灯、分闸指示灯、分闸按钮、合闸按钮、微机保护装置与观察窗之间，在所述手动分闸操作孔、隔离开关操作孔及接地分合闸操作孔上分别设有手动分闸操作扳手、隔离开关操作扳手及接地分合闸操作扳手，所述手动分闸操作扳手与所述分闸操作轴活动连接，所述隔离开关操作扳手与所述隔离开关操作轴活动连接，所述接地分合闸操作扳手则与所述接地操作轴活动连接。
所述多块绝缘隔板由固态聚碳酸脂制成。
本发明的贡献在于，其有效克服了传统真空断路器的操作机构零部件多、制造工艺复杂、运行容易引起机械故障、驱动功率较大、接触力较小且合闸时容易引起触头跳动等缺陷，本发明通过采用了高性能免维护永磁机构断路器，加上传感技术和最新继电保护，具有扩展灵活、可靠性高，从而满足配电自动化对断路器的要求，并克服了传统弹簧机构和电磁机构的不足。此外，本发明将永久磁铁应用于操动机构中，使真空断路器分、合闸位置的保持通过永久磁铁实现，主要运动部件极少，无需机构脱、锁扣装置，故障源少，因此具有较高的可靠性。本发明还具有易于实施及调试等特点。
【附图说明】
图1是本发明的整体结构剖视图。
图2是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。
如图1，图2所示，本发明的智能全封闭永磁真空断路器包括壳体100、主回路组件11、操作组件21、电缆组件31及显示及开关组件40。所述壳体100通过多块绝缘隔板12将所述壳体100内的空间分隔为多个空间，在本实施例中，所述多块绝缘隔板12由固态聚碳酸脂制成。多个空间分别为SF6气室10、二次元件安装室20及电缆安装室30。所述SF6气室10及二次元件安装室20分别设于所述壳体100内上部。所述电缆安装室30设于所述壳体100内下部。所述SF6气室10内设有主回路组件11，所述二次元件安装室20内设有操作组件21，所述电缆安装室30内则设有电缆组件31，在所述壳体100外的前侧表面上还设有显示及开关组件40。
如图1所示，所述主回路组件11包括永磁真空断路器111、多个上连接铜排112、多个隔离开关113、多个下连接铜排114、第一导电杆115、上支架116及下支架117。其中，所述上支架116及下支架117分别水平固设于所述SF6气室10内下部的侧壁上，在所述每个隔离开关113上分别由上至下依次设有静触头1131、动触头1132及接地静触头1133，所述永磁真空断路器111的一端穿过所述绝缘隔板12与设与二次元件安装室20内的操作组件21连接，所述永磁真空断路器111的另一端则与多个上连接铜排112相连接，多个上连接铜排112的另一端分别与上支架116相固接，所述每个隔离开关113的一端固定于所述上支架116上，所述每个隔离开关113的另一端则与下支架117相固接，所述每个下连接铜排114的一端与所述隔离开关的动触头1132连接，每个下连接铜排114的另一端与所述第一导电杆115连接，该第一导电杆115穿过所述绝缘隔板12与电缆安装室30的电缆组件31相连接。在本实施例中，隔离开关与接地开关的联锁关系为：1、合闸整个线路，必须先分开接地开关，方能合上隔离开关，如果未先分接地开关则无法合上隔离开关，只有在合上隔离开关后才能合上断路器。2、分闸整个线路，必须首先分开断路器，在断路器分闸后，再分隔离开关，接着合上接地开关，如果没有先分开隔离开关则无法合上接地开关。所述主回路组件11具有过载及短路保护功能，当短路时，大电流(一般为10至12倍)产生的磁场克服反力弹簧，脱扣器拉动操作组件21动作，开关瞬时跳闸。当过载时，电流变大，发热量加剧，双金属片变形到一定程度推动机构动作(电流越大，动作时间越短)利用短路产生的电动斥力使动、静触头断开。
如图1所示，所述操作组件21包括分闸操作机构211、分闸操作轴212、隔离开关操作机构213、隔离开关操作轴214、接地操作轴215、合闸操作机构及合闸操作轴。其中，所述分闸操作机构211、分闸操作轴212、合闸操作机构及合闸操作轴分别设于二次元件安装室20的内上部，所述隔离开关操作机构213、隔离开关操作轴214及接地操作轴215分别设于二次元件安装室20的内下部，所述分闸操作轴212水平穿设于所述分闸操作机构211上，所述合闸操作轴水平穿设于所述合闸操作机构上，所述分闸操作轴212及合闸操作轴的输入端分别与所述显示及开关组件40连接，所述分闸操作轴212及合闸操作轴的输出端与所述永磁真空断路器111连接，所述隔离开关操作轴214及接地操作轴215分别水平穿设于所述隔离开关操作机构213的上部及下部，所述隔离开关操作轴214及接地操作轴215的输入端分别与所述显示及开关组件40连接，隔离开关操作轴214的输出端与多个隔离开关113相连接，接地操作轴215的输出端则与接地静触头1133连接。
如图1所示所述电缆组件31包括电缆头311、避雷针312、高压电缆线313、电流互感器314、零序电流互感器315及电缆固定支架316。其中，所述电缆固定支架316固设于所述电缆安装室30内底部，所述高压电缆线313的一端固定于电缆固定支架316上，高压电缆线313的另一端分别经零序电流互感器315、电流互感器314与电缆头311相固接，所述电缆头311的另一端则与设于所述SF6气室10内的第一导电杆115相连接，所述电缆头311还与避雷针312相连接。在本实施例中，所述电流互感器314、零序电流互感器315用于监视和主回路组件11及跳、合闸回路的完好性，并能指示断路器正常合闸和分闸的位置状态。且在自动合闸和自动跳闸时若出现故障，及时发出报警信号，合闸和跳闸完成后，能使命令脉冲解除，能切断合闸或跳闸的电源。
如图2所示，所述显示及开关组件40包括手动分闸操作孔401、蜂鸣器402、合闸指示灯403、分闸指示灯404、分闸按钮405、合闸按钮406、微机保护装置407、故障指示器408、隔离开关操作孔409、电流表410、带电显示器411、隔离开关分合闸指示器412、接地分合闸指示器413、接地分合闸操作孔414、观察窗415、第二导电杆416及处理器。在本实施例中，所述处理器采用型号为TMS320F2812的DSP芯片作为核心处理器。所述处理器分别与蜂鸣器402、合闸指示灯403、分闸指示灯404、微机保护装置407、故障指示器408、电流表410、带电显示器411、隔离开关分合闸指示器412、接地分合闸指示器413电连接。所述手动分闸操作孔401、蜂鸣器402、合闸指示灯403、分闸指示灯404、分闸按钮405、合闸按钮406及微机保护装置407分别设于所述壳体100外的前侧表面上部，所述观察窗415设于所述壳体100外的前侧表面下部，所述故障指示器408、隔离开关操作孔409、电流表410、带电显示器411、隔离开关分合闸指示器412、接地分合闸指示器413、接地分合闸操作孔414分别设于所述手动分闸操作孔401、蜂鸣器402、合闸指示灯403、分闸指示灯404、分闸按钮405、合闸按钮406、微机保护装置407与观察窗415之间。在本实施例中，所述蜂鸣器402和故障指示器408可在自动合闸和自动跳闸时出现故障时，及时发出报警信号。并在故障指示器408上显示故障信息。所述观察窗415用于观察断路器合闸分闸的指示。所述电流表410可用于查看当前的电流数值。所述合闸指示灯403、分闸指示灯404分别用于显示当前的分合闸的状态。在所述手动分闸操作孔401、隔离开关操作孔409及接地分合闸操作孔414上分别设有手动分闸操作扳手、隔离开关操作扳手及接地分合闸操作扳手。所述手动分闸操作扳手与所述分闸操作轴212活动连接。所述隔离开关操作扳手与所述隔离开关操作轴214活动连接。所述接地分合闸操作扳手则与所述接地操作轴215活动连接，所述第二导电杆416安装于所述壳体100外的前侧表面上部，其用于变压器线圈引出线与外线连接。
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (6)

1.一种智能全封闭永磁真空断路器，其特征在于，其包括壳体(100)，在该壳体(100)内通过多块绝缘隔板(12)将所述壳体(100)内的空间分隔为SF6气室(10)、二次元件安装室(20)及电缆安装室(30)，所述SF6气室(10)及二次元件安装室(20)分别设于所述壳体(100)内上部，所述电缆安装室(30)设于所述壳体(100)内下部，所述SF6气室(10)内设有主回路组件(11)，所述二次元件安装室(20)内设有操作组件(21)，所述电缆安装室(30)内则设有电缆组件(31)，在所述壳体(100)外的前侧表面上还设有显示及开关组件(40)。
2.如权利要求1所述的智能全封闭永磁真空断路器，其特征在于，所述主回路组件(11)包括永磁真空断路器(111)、多个上连接铜排(112)、多个隔离开关(113)、多个下连接铜排(114)、第一导电杆(115)、上支架(116)及下支架(117)，其中，所述上支架(116)及下支架(117)分别水平固设于所述SF6气室(10)内下部的侧壁上，在所述每个隔离开关(113)上分别由上至下依次设有静触头(1131)、动触头(1132)及接地静触头(1133)，所述永磁真空断路器(111)的一端穿过所述绝缘隔板(12)与设与二次元件安装室(20)内的操作组件(21)连接，所述永磁真空断路器(111)的另一端则与多个上连接铜排(112)相连接，多个上连接铜排(112)的另一端分别与上支架(116)相固接，所述每个隔离开关(113)的一端固定于所述上支架(116)上，所述每个隔离开关(113)的另一端则与下支架(117)相固接，所述每个下连接铜排(114)的一端与所述隔离开关的动触头(1132)连接，每个下连接铜排(114)的另一端与所述第一导电杆(115)连接，该第一导电杆(115)穿过所述绝缘隔板(12)与电缆安装室(30)的电缆组件(31)相连接。
3.如权利要求1所述的智能全封闭永磁真空断路器，其特征在于，所述操作组件(21)包括分闸操作机构(211)、分闸操作轴(212)、隔离开关操作机构(213)、隔离开关操作轴(214)、接地操作轴(215)、合闸操作机构及合闸操作轴，其中，所述分闸操作机构(211)、分闸操作轴(212)、合闸操作机构及合闸操作轴分别设于二次元件安装室(20)的内上部，所述隔离开关操作机构(213)、隔离开关操作轴(214)及接地操作轴(215)分别设于二次元件安装室(20)的内下部，所述分闸操作轴(212)水平穿设于所述分闸操作机构(211)上，所述合闸操作轴水平穿设于所述合闸操作机构上，所述分闸操作轴(212)及合闸操作轴的输入端分别与所述显示及开关组件(40)连接，所述分闸操作轴(212)及合闸操作轴的输出端与所述永磁真空断路器(111)连接，所述隔离开关操作轴(214)及接地操作轴(215)分别水平穿设于所述隔离开关操作机构(213)的上部及下部，所述隔离开关操作轴(214)及接地操作轴(215)的输入端分别与所述显示及开关组件(40)连接，隔离开关操作轴(214)的输出端与多个隔离开关(113)相连接，接地操作轴(215)的输出端则与接地静触头(1133)连接。
4.如权利要求1所述的智能全封闭永磁真空断路器，其特征在于，所述电缆组件(31)包括电缆头(311)、避雷针(312)、高压电缆线(313)、电流互感器(314)、零序电流互感器(315)及电缆固定支架(316)，其中，所述电缆固定支架(316)固设于所述电缆安装室(30)内底部，所述高压电缆线(313)的一端固定于电缆固定支架(316)上，高压电缆线(313)的另一端分别经零序电流互感器(315)、电流互感器(314)与电缆头(311)相固接，电缆头(311)的另一端则与设于所述SF6气室(10)内的第一导电杆(115)相连接，所述电缆头(311)还与避雷针(312)相连接。
5.如权利要求1所述的智能全封闭永磁真空断路器，其特征在于，所述显示及开关组件(40)包括手动分闸操作孔(401)、蜂鸣器(402)、合闸指示灯(403)、分闸指示灯(404)、分闸按钮(405)、合闸按钮(406)、微机保护装置(407)、故障指示器(408)、隔离开关操作孔(409)、电流表(410)、带电显示器(411)、隔离开关分合闸指示器(412)、接地分合闸指示器(413)、接地分合闸操作孔(414)、观察窗(415)、第二导电杆(416)及处理器，所述处理器分别与蜂鸣器(402)、合闸指示灯(403)、分闸指示灯(404)、微机保护装置(407)、故障指示器(408)、电流表(410)、带电显示器(411)、隔离开关分合闸指示器(412)、接地分合闸指示器(413)电连接，所述手动分闸操作孔(401)、蜂鸣器(402)、合闸指示灯(403)、分闸指示灯(404)、分闸按钮(405)、合闸按钮(406)及微机保护装置(407)分别设于所述壳体(100)外的前侧表面上部，所述观察窗(415)设于所述壳体(100)外的前侧表面下部，所述故障指示器(408)、隔离开关操作孔(409)、电流表(410)、带电显示器(411)、隔离开关分合闸指示器(412)、接地分合闸指示器(413)、接地分合闸操作孔(414)分别设于所述手动分闸操作孔(401)、蜂鸣器(402)、合闸指示灯(403)、分闸指示灯(404)、分闸按钮(405)、合闸按钮(406)、微机保护装置(407)与观察窗(415)之间，在所述手动分闸操作孔(401)、隔离开关操作孔(409)及接地分合闸操作孔(414)上分别设有手动分闸操作扳手、隔离开关操作扳手及接地分合闸操作扳手，所述手动分闸操作扳手与所述分闸操作轴(212)活动连接，所述隔离开关操作扳手与所述隔离开关操作轴(214)活动连接，所述接地分合闸操作扳手则与所述接地操作轴(215)活动连接。
6.如权利要求1所述的智能全封闭永磁真空断路器，其特征在于，所述多块绝缘隔板(12)由固态聚碳酸脂制成。
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