CN105207177B - 高压跌落式熔断器缺相自动保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压跌落式熔断器缺相自动保护装置,包括断相检测电路和电磁铁分断模块，所述断相检测电路包括三相电源检测电路、直流稳压电源和触发电路，所述三相电源检测电路包括3个继电器，3个继电器并联连接，三相电源的任意两相上分别接上两台直流稳压电源，正极经二极管隔离，经3个继电器的常闭触点并联后连接到触发电路，所述触发电路与电磁铁分断模块连接。该保护装置通过增加一个断相检测电路，当检测到有一相短路时，则切断另两相电路，切断整个生产运输线路的电源，起到保护作用。

Description

高压跌落式熔断器缺相自动保护装置

技术领域

本发明属于供电系统技术领域，涉及到一种高压跌落式熔断器，具体涉及一种高压跌落式熔断器缺相自动保护装置。

背景技术

跌落式熔断器安装在10kV配电线路分支线上，可缩小停电范围，因其有一个高压跌落式熔断器明显的断开点，具备了隔离开关的功能，给检修段线路和设备创造了一个安全作业环境，增加了检修人员的安全感。安装在配电变压器上，可以作为配电变压器的主保护，所以，在10kV配电线路和配电变压器中得到了普及。熔丝管两端的动触头依靠熔丝(熔体)系紧，将上动触头推入"鸭嘴"凸出部跌落式熔断器分后，磷铜片等制成的上静触头顶着上动触头，故而熔丝管牢固地卡在"鸭嘴"里。当短路电流通过熔丝熔断时，产生电弧，熔丝管内衬的钢纸管在电弧作用下产生大量的气体因熔丝管上端被封死，气体向下端喷出，吹灭电弧。由于熔丝熔断，熔丝管的上下动触头失去熔丝的系紧力，在熔丝管自身重力和上、下静触头弹簧片的作用下，熔丝管迅速跌落，使电路断开，切除故障段线路或者故障设备。

配电室配电系统承担着整个生产运输的供电，采用的是10kV或6kV的高压供电线路直接送至配电室，通过变压器变压经控制线路到用户。运输部炼钢、大钢配电室高压进线，由高压跌落式熔断器控制分断，由于高压跌落式熔断器安装在室外，风吹、日晒再加之多粉尘污染，经常发生接触不良现象；再者，由于低压线路的短路及过载故障使高压熔丝熔断，从而造成缺相，当不明原因缺相时，会引起设备烧毁，造成损失。微机联锁系统会瘫痪不能使用，从而影响整个生产运输线路的工作。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高压跌落式熔断器缺相自动保护装置，该保护装置通过增加一个断相检测电路，当检测到有一相短路时，则切断另两相电路，切断整个生产运输线路的电源，起到保护作用。

本发明的技术方案是：一种高压跌落式熔断器缺相自动保护装置，包括断相检测电路和电磁铁分断模块，所述断相检测电路包括三相电源检测电路、直流稳压电源和触发电路，所述三相电源检测电路包括3个继电器，3个继电器KM1-KM3的一端分别与三相电源的每一项连接，另一端共同与地连接，三相电源的任意两相上的每一相分别接上一台直流稳压电源，两台直流稳压电源的正极连接在一起后，正极再经二极管隔离，经3个继电器的常闭触点并联后连接到触发电路，所述触发电路与电磁铁分断模块连接。所述触发电路包括第一继电器，所述第一继电器连接电磁铁分断模块，第一继电器吸合后，使电磁铁分断模块的电磁铁工作，推斥熔断器熔管分断。所述断相检测电路还包括三相电源的面板信号灯电路和报警器，面板信号灯电路由二极管和电阻串接而成，所述报警器与第一继电器并联。该保护装置还包括电动机合闸模块、无线遥控模块和变压供电模块，所述电动机合闸模块包括电动机和齿轮传动机构，齿轮传动机构与熔断器熔管的下关节轴连接，无线遥控模块包括信号发送单元与信号接收单元，所述信号接收单元与电动机合闸模块连接，无线遥控模块通过信号接收单元向电动机合闸模块发送合闸信号，变压供电模块给所述电动机合闸模块提供低压电源。所述无线遥控模块的信号发送单元包括操作键、密码编码电路、超高频发射电路和微型发射器，密码编码电路将操作键的指令转换为加密的脉冲信号，经超高频发射电路调制后，由微型发射器发出脉冲编码信号。所述无线遥控模块的信号接收单元包括信号接收电路、高频检波放大电路、解码电路、锁存电路和输出电路，信号接收电路接收信号后，经高频放大、检波放大后，送入预先设定密码的解码电路进行比较，经过连续多次比较正确无误后，锁存相应信号，并使对应的数据输出端输出高电平控制信号。所述电动机合闸模块还包括直流继电器、接触器、通电延时型时间继电器和控制电路，将信号接收单元的信号放大，驱动直流继电器动作，再通过该直流继电器使接触器的起动按钮闭合，接通电动机电源；通电延时型时间继电器串接在控制电路中，通过时间继电器在熔断器熔管复位的一刹那动作，打开接触器的常闭触点，以迅速切断电动机的电源。所述电动机为制动电动机，所述制动电动机在切断电源后能立即停车。所述无线遥控模块的信号接收单元与电磁铁分断模块连接，信号接收单元收到分断信号后，触发继电器动作，使电磁铁工作，推斥熔断器熔管分断。

本发明有如下积极效果：该保护装置通过增加一个断相检测电路，当检测到有一相短路时，则切断另两相电路，切断整个生产运输线路的电源，起到保护作用。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的断相检测电路。

图2为本发明具体实施方式的系统结构图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如附图1所示，为本发明的断相检测电路，10kV高压供电线路经跌落式熔断器送至变压器。二次侧输出0.4k V的三相交流电，经隔离开关QS送至母线给配电柜供电，中性点接地。检测电路就是在配电柜的进线端分别接入3个继电器KM1、KM2、KM3，用于检测三相电源，V1-V3、R1-R3、VD1-VD3分别是三相电源的面板信号灯电路。在三相电源的任意两相上分别接上两台直流稳压电源U1、U2，正极经二极管V4、V5隔离，经继电器KMl-KM3的常闭触点并联后连接到继电器KM4及报警器HA。如某相跌落式熔断器烧断，通过KM4的常开触点控制电磁铁分断模块的电磁铁，使三相电路的熔断器熔丝断开，从而起到保护作用。

当供电正常时，KM1、KM2、KM3的常闭触点均断开，KM4和HA无直流电压。当熔断器熔断或者接触不良导致供电不正常时，都会使三相交流电L1、L2、L3的其中一相缺电，那么KM1、KM2、KM3其中就有一个不吸合，使其常闭触点闭合。由于KM1、KM2、KM3的常闭触点是并联的，因此KM4吸合、通过KM4的常开触点控制电磁铁分断模块的电磁铁，使三相电路的熔断器熔丝断开，同时HA发出报警声响。因此，当供电正常时，指示灯指示正常。当高压跌落式熔断器缺相时，可以显示哪相缺相，同时发出报警声响并跳闸切断电源。直流稳压电源之所以用2台，就是考虑到三相交流电源无论缺少哪一相，V点始终都有直流电压。如L1、L3均缺相，则对三相电路没有什么危害，也就没有必要报警了。

电磁铁分断模块包括继电器KM4、电磁铁，KM1、KM2、KM3其中有一个不吸合，将驱动KM4动作，该继电器使电路闭合，电磁铁得电，推斥熔管分断。继电器KM4为小型直流继电器。

本发明的熔管的分断，均是通过继电器动作，进而控制电磁铁动作而实现的。由于电磁铁都是需要低压电气设备，而本操作机构所在位置又仅有高压电源.因此，必须对高压电源进行降压处理，本发明添加一个变压供电模块，通过将高压电转换成低压电，给电磁铁分断模块供电。

另外，本发明的跌落式高压熔断器，还包括电动机合闸模块、无线遥控模块、和变压供电模块，由于操作人员在进行熔管的分合时，必须配戴好劳保用品，如绝缘手套、护目镜、绝缘靴，同时保证有他人在旁监护时，方可手持电压等级相匹配的合格的高压绝缘钩棒进行操作。雨天操作时，还需在绝缘钩棒上另外加装适量的防雨罩。由于该类型熔断器的对地安全距离至少为4.5米，且其上部静触点的弹簧压力亦很大，因此人工操作熔管的分合不仅具有相当的难度，因此，增加电动机合闸模块，以通过电气控制实现熔管的合闸，帮助操作人员完成工作，无线遥控模块用来实现电动机合闸模块的无线控制。电动机合闸模块包括电动机和齿轮传动机构，齿轮传动机构与熔断器熔管的下关节轴连接，无线遥控模块包括信号发送单元与信号接收单元，所述信号接收单元与电动机合闸模块连接，无线遥控模块通过信号接收单元向电动机合闸模块发送合闸信号。

其中，无线遥控模块的信号发送单元包括操作键、密码编码电路、超高频发射电路和微型发射器，密码编码电路将操作键的指令转换为加密的脉冲信号，经超高频发射电路调制后，由微型发射器发出脉冲编码信号。无线遥控模块的信号接收单元包括信号接收电路、高频检波放大电路、解码电路、锁存电路和输出电路，信号接收电路接收信号后，经高频放大、检波放大后，送入预先设定密码(与发射器密码相同)的解码电路进行比较，经过连续多次比较正确无误后，锁存相应信号，并使对应的数据输出端输出高电平控制信号。

之所以采用加密遥控，是为了彻底排除误触发的发生。因为本操作机构的服务对象是串接于高压线路中的高压熔断器，一旦不慎发生误操作，将会造成大的停电事故，其间各方面的损失是难以估量的。如果我们采取措施，对发射信号进行加密处理，对接收信号进行解密处理，如此发射的加密信号和接收的解密信号可由数码开关进行预先设置，就可以可靠地防止由于外来信号侵入所造成的误触发。

采用遥控操作方式，不仅使操作难度很大的高压熔断器熔管的合闸与分断工作变得简单易行，而且还可以绝对避免操作人员与高压熔断器的直接电接触，充分保证了操作人员的人身安全。

电动机合闸模块还包括直流继电器、接触器、通电延时型时间继电器和控制电路，首先，通过放大电路将遥控装置中接收器接收到的信号放大，使之能够驱动直流继电器动作，再通过该直流继电器使接触器的起动按钮闭合，接通电动机电源，使电动机通过齿轮传动机构拖动熔管下关节轴旋转，完成熔管合闸复位动作:另一方面，通过对串接在控制电路中通电延时型时间继电器延时时间的计算与实际调试，最终保证该时间继电器在熔管复位的一刹那动作，打开接触器的常闭触点，以迅速切断电动机的电源。为保证电动机在切断电源后能立即停车，以免对熔断器造成损害，我们设计选用制动电动机。

为保证电动机拖动熔管复位后能立即停车，我们需要对电动机的动作时间进行初步地定量计算，从而选择出合适的时间继电器。再通过试车过程中的实际调试，就可以精确定位继电器的延时时间，以保证在熔管复位的一刹那，时间继电器立即动作。

因为熔断器每工作一段时间就需要人工检修，换掉旧的熔丝，因此，本发明通过对KM4的无线控制，使其在操作人员的控制下，可以断开。无线遥控模块的信号接收单元与电磁铁分断模块连接，信号接收单元收到分断信号后，触发继电器KM4动作，使电磁铁工作，推斥熔管分断。操作人员首先合上主电路的刀闸开关，然后按动手中遥控器的相应按键，于是，发射器发出加密信号，该信号被接收器接收并解密，然后接收器的相应引脚输出高电平信号，信号被放大后驱动小型直流继电器动作，该继电器使电路闭合，电磁铁得电，推斥熔管分断。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高压跌落式熔断器缺相自动保护装置，其特征在于，包括断相检测电路和电磁铁分断模块，所述断相检测电路包括三相电源检测电路、直流稳压电源和触发电路，所述三相电源检测电路包括3个继电器KM1-KM3，3个继电器KM1-KM3的一端分别与三相电源的每一相 连接，另一端共同与地连接，三相电源的任意两相上的每一相分别接上一台直流稳压电源，两台直流稳压电源的正极均分别经过一个二极管隔离后连接在一起，经3个继电器的常闭触点并联后连接到触发电路，所述触发电路与电磁铁分断模块连接，

所述触发电路包括第一继电器，所述第一继电器连接电磁铁分断模块，第一继电器吸合后，使电磁铁分断模块的电磁铁工作，推斥熔断器熔管分断。

2.根据权利要求1所述的高压跌落式熔断器缺相自动保护装置，其特征在于，所述断相检测电路还包括三相电源的面板信号灯电路和报警器，面板信号灯电路由二极管和电阻串接而成，所述报警器与第一继电器并联。

3.根据权利要求1所述的高压跌落式熔断器缺相自动保护装置，其特征在于，该保护装置还包括电动机合闸模块、无线遥控模块和变压供电模块，所述电动机合闸模块包括电动机和齿轮传动机构，齿轮传动机构与熔断器熔管的下关节轴连接，无线遥控模块包括信号发送单元与信号接收单元，所述信号接收单元与电动机合闸模块连接，无线遥控模块通过信号接收单元向电动机合闸模块发送合闸信号，变压供电模块给所述电动机合闸模块提供低压电源。

4.根据权利要求3所述的高压跌落式熔断器缺相自动保护装置，其特征在于，所述无线遥控模块的信号发送单元包括操作键、密码编码电路、超高频发射电路和微型发射器，密码编码电路将操作键的指令转换为加密的脉冲信号，经超高频发射电路调制后，由微型发射器发出脉冲编码信号。

5.根据权利要求4所述的高压跌落式熔断器缺相自动保护装置，其特征在于，所述无线遥控模块的信号接收单元包括信号接收电路、高频检波放大电路、解码电路、锁存电路和输出电路，信号接收电路接收信号后，经高频放大、检波放大后，送入预先设定密码的解码电路进行比较，经过连续多次比较正确无误后，锁存相应信号，并使对应的数据输出端输出高电平控制信号。

6.根据权利要求3所述的高压跌落式熔断器缺相自动保护装置，其特征在于，所述电动机合闸模块还包括直流继电器、接触器、通电延时型时间继电器和控制电路，将信号接收单元的信号放大，驱动直流继电器动作，再通过该直流继电器使接触器的起动按钮闭合，接通电动机电源；通电延时型时间继电器串接在控制电路中，通过时间继电器在熔断器熔管复位的一刹那动作，打开接触器的常闭触点，以迅速切断电动机的电源。

7.根据权利要求6所述的高压跌落式熔断器缺相自动保护装置，其特征在于，所述电动机为制动电动机，所述制动电动机在切断电源后能立即停车。

8.根据权利要求3所述的高压跌落式熔断器缺相自动保护装置，其特征在于，所述无线遥控模块的信号接收单元与电磁铁分断模块连接，信号接收单元收到分断信号后，触发继电器动作，使电磁铁工作，推斥熔断器熔管分断。