CN107293988A - 一种限流真空断路器环网柜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种限流真空断路器环网柜，包括柜体，柜体内设置有固封极柱、设置于固封极柱内的真空灭弧室，和限流永磁操作机构；限流永磁操作机构包括传动杆、推力盘、上线圈和分合闸机构；分合闸机构运行时驱动传动杆运动，传动杆带动真空灭弧室的动导电杆完成分合闸运动；使真空灭弧室在2ms内快速分断短路故障电流，同时也能及时有效的恢复电网供电，又能利用其重合闸功能去识别电网故障性质来恢复电网供电，且分断短路故障电流大和可重复使用，而真空断路器正常开合负荷电流、过载电流、短路电流及重合闸的功能都具有，也解决了环网柜既要及时有效的分断短路故障电流，又要及时有效的恢复电网供电的技术难题。

Description

一种限流真空断路器环网柜
技术领域
本发明涉及环网柜技术领域，更具体地说，涉及一种限流真空断路器环网柜。
背景技术
随着国内经济的发展，环网供电系统的容量需求不断增大，电网中使用环网柜的数量也是越来越大，这主要取决于环网柜的突出优势，其具有结构简单和紧凑、体积小，操作灵活、联锁可靠、柜型扩充方便等特点，适用于开闭所、箱式变电站、住宅小区、工矿企业、大型商场、机场、地铁、铁路、化工等场所，同时还能满足用户不同技术方案的要求。然而，随着环网供电系统的容量持续增加，电网中短路故障时有发生，短路故障电流给电力设备带来的冲击危害有所增加，当电网中发生短路故障时，环网柜应及时有效的分断短路故障电流和及时有效的恢复电网供电，目前，国内环网供电系统中使用的进出线环网柜分为二大类：一类是真空断路器环网柜，其能及时有效的分断短路故障电流和及时有效的利用重合闸功能去识别电网故障性质来恢复电网供电，但真空断路器分断短路故障电流的时间长(大于25ms)，这样对电网中一些电力设备(如变压器类)不能及时有效的提供保护；二类是真空负荷开关+限流熔断器环网柜，其利用限流熔断器能在2ms内分断短路故障电流的特性，可及时有效的保护电网中一切电力设备，但限流熔断器每次分断短路故障电流后，都需要人工恢复，这在当今密集用电的形势下不合时宜，既要及时有效的分断短路故障电流，又要及时有效的恢复电网供电，这是环网柜的一个技术难题，一直困扰着环网供电系统的二次变配电设备行业。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种限流真空断路器环网柜，以解决现有技术中真空断路器不能在2ms内分断短路故障电流的技术难题，还解决环网柜既要及时有效的分断短路故障电流，又要及时有效的恢复电网供电的技术难题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种限流真空断路器环网柜，包括柜体；其中，所述柜体内设置有固封极柱、设置于所述固封极柱内的真空灭弧室，和限流永磁操作机构；所述限流永磁操作机构包括带动所述真空灭弧室的动导电杆分合闸的传动杆、与所述传动杆固定连接的推力盘、控制所述推力盘运行的上线圈，和分合闸机构；所述分合闸机构运行时驱动所述传动杆运动，所述传动杆带动所述真空灭弧室的动导电杆完成分合闸运动；所述上线圈在电网出现短路故障时受电，使所述推力盘中感应出涡流并产生电磁斥力，从而带动所述传动杆运动。
本发明所述的限流真空断路器环网柜，其中，所述分合闸机构包括与所述传动杆固定连接的动铁芯、控制所述动铁芯运动的下线圈、保持所述真空灭弧室分合闸的稀土永磁体。
本发明所述的限流真空断路器环网柜，其中，所述限流永磁操作机构还包括安装壳；所述安装壳内设置有安装所述上线圈和所述推力盘的第一安装腔室，和安装所述动铁芯、所述下线圈和所述稀土永磁体的第二安装腔室；所述传动杆贯穿所述第一安装腔室和所述第二安装腔室。
本发明所述的限流真空断路器环网柜，其中，所述传动杆背离所述真空灭弧室一端设置有弹簧限位块；所述传动杆位于所述安装壳下端和所述弹簧限位块之间段表面套设有分闸弹簧；所述分闸弹簧与所述稀土永磁体共同作用保持所述真空灭弧室的分闸。
本发明所述的限流真空断路器环网柜，其中，所述柜体内设置有安装架；所述安装壳上设置有与所述安装架固定连接的多个固定柱。
本发明所述的限流真空断路器环网柜，其中，所述传动杆与所述真空灭弧室的动导电杆通过绝缘拉杆连接；所述绝缘拉杆表面套设有伞裙；所述固封极柱内壁设置有与所述伞裙对应的防爬电伞裙。
本发明所述的限流真空断路器环网柜，其中，所述限流真空断路器环网柜还包括上电缆室、下电缆室、电容储电室和控制室；所述电容储电室内设置有与为所述上线圈受电而储电的电容甲，和为所述下线圈受电而储电的电容乙；所述控制室内设置有控制所述上线圈和所述下线圈受电的智能控制器。
本发明所述的限流真空断路器环网柜，其中，所述固封极柱包括与所述上电缆室内电缆附件电连接的上出线座，和与所述下电缆室配合的下出线座；所述下出线座通过异型对接套管与所述下电缆室内电缆附件电连接。
本发明所述的限流真空断路器环网柜，其中，所述真空灭弧室的动导电杆与所述下出线座通过软连接电连接；所述异型对接套管包括绝缘套、位于所述绝缘套内的电缆，和与所述电缆电连接位于所述绝缘套外的触头；所述下出线座设置有与所述触头形状匹配的连接槽；所述连接槽内壁设置有斜圈弹簧触指，和安装所述斜圈弹簧触指的环形凹槽。
本发明所述的限流真空断路器环网柜，其中，所述绝缘套上设置有遮盖所述下出线座的绝缘盖板，所述绝缘盖板与所述固封极柱螺丝锁接。
本发明的有益效果在于：通过分合闸机构控制传动杆运行，进而带动真空灭弧室的动导电杆运行，完成分合闸动作，通过稀土永磁体保持分闸状态或合闸状态，当电网出现短路故障时，上线圈受电，使推力盘中感应出涡流并产生电磁斥力，从而带动传动杆运动，进而使真空灭弧室在2ms内快速分断短路故障电流，同时也能及时有效的恢复电网供电，又能利用其重合闸功能去识别电网故障性质来恢复电网供电，且分断短路故障电流大和可重复使用，而真空断路器正常开合负荷电流、过载电流、短路电流及重合闸的功能都具有，因此限流真空断路器环网柜综合了常规多种类环网柜的保护功能，其特性符合当前环网供电系统的技术要求，也解决了环网柜既要及时有效的分断短路故障电流，又要及时有效的恢复电网供电的技术难题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
图1是本发明较佳实施例的限流真空断路器环网柜侧面结构示意图；
图2是本发明较佳实施例的限流真空断路器环网柜正面结构示意图；
图3是本发明较佳实施例的限流真空断路器环网柜固封极柱与异型对接套管连接处放大图；
图4是本发明较佳实施例的限流真空断路器环网柜限流永磁机构结构放大图；
图5是本发明较佳实施例的限流真空断路器环网柜电气原理框图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明较佳实施例的限流真空断路器环网柜如图1所示，同时参阅图2、图3、图4和图5，包括柜体1，柜体1内设置有固封极柱10、设置于固封极柱10内的真空灭弧室11，和限流永磁操作机构12；限流永磁操作机构12包括带动真空灭弧室11的动导电杆分合闸的传动杆120、与传动杆120固定连接的推力盘121、控制推力盘121运行的上线圈122，和分合闸机构13；分合闸机构13运行时驱动传动杆120运动，传动杆120带动真空灭弧室11的动导电杆完成分合闸运动；上线圈122在电网出现短路故障时受电，使推力盘121中感应出涡流并产生电磁斥力，从而带动传动杆120运动；通过分合闸机构13控制传动杆120运行，进而带动真空灭弧室11的动导电杆运行，完成分合闸动作，当电网出现短路故障时，上线圈122受电，使推力盘121中感应出涡流并产生电磁斥力，从而带动传动杆120运动，完成2ms内快速分闸动作，进而使真空灭弧室11在2ms内快速分断短路故障电流，同时也能及时有效的恢复电网供电，又能利用其重合闸功能去识别电网故障性质来恢复电网供电，且分断短路故障电流大和可重复使用，而真空断路器正常开合负荷电流、过载电流、短路电流及重合闸的功能都具有，因此限流真空断路器环网柜综合了常规多种类环网柜的保护功能，其特性符合当前环网供电系统的技术要求，也解决了环网柜既要及时有效的分断短路故障电流，又要及时有效的恢复电网供电的技术难题。
如图1、图2和图4所示，分合闸机构13包括与传动杆120固定连接的动铁芯130、控制动铁芯130运动的下线圈131、保持真空灭弧室11分合闸的稀土永磁体132；当真空断路器正常分合闸时，下线圈131受电驱动动铁芯130，带动传动杆120使真空灭弧室11正常分合闸，同时通过稀土永磁体132对分合闸状态进行保持，保障真空断路器正常分合闸工作。
如图1、图2和图4所示，限流永磁操作机构12还包括安装壳123；安装壳123内设置有安装上线圈122和推力盘121的第一安装腔室124，和安装动铁芯130、下线圈131和稀土永磁体132的第二安装腔室125；传动杆120贯穿第一安装腔室124和第二安装腔室125；使得防短路以及正常分合闸相互之间互不影响，同时结构紧凑，整体性强，装配十分方便，便于批量生产。
如图1、图2和图4所示，传动杆120背离真空灭弧室11一端设置有弹簧限位块126；传动杆120位于安装壳123下端和弹簧限位块126之间段表面套设有分闸弹簧127；分闸弹簧127与稀土永磁体132共同作用保持真空灭弧室11的分闸；通过分闸弹簧127保障了在出现短路时能更加快速使得真空灭弧室11分闸，同时也能加快正常分闸时分闸速度，未通电状态下真空灭弧室11始终保持断开状态，提高装配安全性，此外结构紧凑，整体性好，装配方便，便于批量化生产。
如图1和图2所示，柜体1内设置有安装架14；安装壳123上设置有与安装架14固定连接的多个固定柱128；便于装配调试，整体性好。
如图1和图2所示，传动杆120与真空灭弧室11的动导电杆通过绝缘拉杆110连接；绝缘拉杆110表面套设有伞裙111；固封极柱10内壁设置有与伞裙111对应的防爬电伞裙100；通过绝缘拉杆110使得真空灭弧室11与限流永磁操作机构12间有较大的绝缘净距离；通过伞裙111和防爬电伞裙100，避免了出现爬电情况。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，限流真空断路器环网柜还包括上电缆室2、下电缆室3、电容储电室4和控制室5；电容储电室4内设置有与为上线圈122受电而储电的电容甲41，和为下线圈131受电而储电的电容乙40；控制室5内设置有控制上线圈122和下线圈131受电的智能控制器50；当电网发生短路故障时，采样电流互感器将故障电流瞬时值和电流上升率值传给智能控制器50进行检测，超过规定值后就向驱动甲发出脉冲信号，驱动甲通过预充电的电容甲41，向上线圈122放电，以产生一个持续时间为几个毫秒的脉冲电流；当真空断路器正常分合闸时，智能控制器50向驱动乙发出脉冲信号，驱动乙通过预充电的电容乙40，向下线圈131放电，以产生一个持续时间为数十毫秒的脉冲电流；此处，也可通过其他方式进行对正常分合闸以及短路故障时分别进行监测，并控制上线圈受电和下线圈受电。
如图1、图2和图3所示，固封极柱10包括与上电缆室2内电缆附件20电连接的上出线座101，和与下电缆室3配合的下出线座102；下出线座102通过异型对接套管6与下电缆室3内电缆附件30电连接；结构紧凑，且整体宽度较小，使得柜体能做到较小体积。
如图1、图2和图3所示，真空灭弧室11的动导电杆与下出线座102通过软连接112电连接；异型对接套管6包括绝缘套60、位于绝缘套60内的电缆(图中未显示)，和与电缆(图中未显示)电连接位于绝缘套60外的触头61；下出线座102设置有与触头61形状匹配的连接槽103；连接槽103内壁设置有斜圈弹簧触指104，和安装斜圈弹簧触指104的环形凹槽105；结构紧凑，且整体宽度较小，使得柜体能做到较小体积；通过斜圈弹簧触指104，使得下出线座与触头连接时有多个接触点，增加了导电率，减少了接触电阻阻值，温升较低，增强了载流能力，可以承载额定电流、动热稳定电流，同时，可使下出线座结构体积减小。
如图1、图2和图3所示，绝缘套60上设置有遮盖下出线座102的绝缘盖板62，绝缘盖板62与固封极柱10螺丝锁接；保证连接后异形对接套管的紧固性，同时也避免了出现爬电情况。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种限流真空断路器环网柜，包括柜体；其特征在于，所述柜体内设置有固封极柱、设置于所述固封极柱内的真空灭弧室，和限流永磁操作机构；所述限流永磁操作机构包括带动所述真空灭弧室的动导电杆分合闸的传动杆、与所述传动杆固定连接的推力盘、控制所述推力盘运行的上线圈，和分合闸机构；所述分合闸机构运行时驱动所述传动杆运动，所述传动杆带动所述真空灭弧室的动导电杆完成分合闸运动；所述上线圈在电网出现短路故障时受电，使所述推力盘中感应出涡流并产生电磁斥力，从而带动所述传动杆运动。
2.根据权利要求1所述的限流真空断路器环网柜，其特征在于，所述分合闸机构包括与所述传动杆固定连接的动铁芯、控制所述动铁芯运动的下线圈、保持所述真空灭弧室分合闸的稀土永磁体。
3.根据权利要求2所述的限流真空断路器环网柜，其特征在于，所述限流永磁操作机构还包括安装壳；所述安装壳内设置有安装所述上线圈和所述推力盘的第一安装腔室，和安装所述动铁芯、所述下线圈和所述稀土永磁体的第二安装腔室；所述传动杆贯穿所述第一安装腔室和所述第二安装腔室。
4.根据权利要求3所述的限流真空断路器环网柜，其特征在于，所述传动杆背离所述真空灭弧室一端设置有弹簧限位块；所述传动杆位于所述安装壳下端和所述弹簧限位块之间段表面套设有分闸弹簧；所述分闸弹簧与所述稀土永磁体共同作用保持所述真空灭弧室的分闸。
5.根据权利要求3所述的限流真空断路器环网柜，其特征在于，所述柜体内设置有安装架；所述安装壳上设置有与所述安装架固定连接的多个固定柱。
6.根据权利要求1-5任一所述的限流真空断路器环网柜，其特征在于，所述传动杆与所述真空灭弧室的动导电杆通过绝缘拉杆连接；所述绝缘拉杆表面套设有伞裙；所述固封极柱内壁设置有与所述伞裙对应的防爬电伞裙。
7.根据权利要求2所述的限流真空断路器环网柜，其特征在于，所述限流真空断路器环网柜还包括上电缆室、下电缆室、电容储电室和控制室；所述电容储电室内设置有与为所述上线圈受电而储电的电容甲，和为所述下线圈受电而储电的电容乙；所述控制室内设置有控制所述上线圈和所述下线圈受电的智能控制器。
8.根据权利要求7所述的限流真空断路器环网柜，其特征在于，所述固封极柱包括与所述上电缆室内电缆附件电连接的上出线座，和与所述下电缆室配合的下出线座；所述下出线座通过异型对接套管与所述下电缆室内电缆附件电连接。
9.根据权利要求8所述的限流真空断路器环网柜，其特征在于，所述真空灭弧室的动导电杆与所述下出线座通过软连接电连接；所述异型对接套管包括绝缘套、位于所述绝缘套内的电缆，和与所述电缆电连接位于所述绝缘套外的触头；所述下出线座设置有与所述触头形状匹配的连接槽；所述连接槽内壁设置有斜圈弹簧触指，和安装所述斜圈弹簧触指的环形凹槽。
10.根据权利要求9所述的限流真空断路器环网柜，其特征在于，所述绝缘套上设置有遮盖所述下出线座的绝缘盖板，所述绝缘盖板与所述固封极柱螺丝锁接。
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