CN107863757B - 开关分合闸的应急保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关分合闸的应急保护方法，涉及电力系统保护技术领域，该开关分合闸的应急保护方法利用位于配电室内的操作装置和位于配电室外的远程保护装置，通过机械手段迅速而及时的切断开关分合闸线圈回路和有效灭火。本发明解决了现有的利用电子监控和保护的开关分合闸出现事故时无法切断分合闸线圈回路的问题，主要用于开关分合闸遇到起火等紧急情况时，有效而快速地切断分合闸线圈回路，避免引起电力系统的受损而影响变电站的供电。

Description

开关分合闸的应急保护方法

技术领域

本发明涉及电力系统保护技术领域，特别涉及一种开关分合闸的应急保护方法。

背景技术

配电室是电力输送系统中的一个重要组成部分，它的任务是接受电能，变换电能电压，将电网输送来的35kv、10kv或6kv高压电能降低为普通机器设备及照明灯泡能使用的380v/220v电压，并分配到所需的电路中。配电室中具有高压配电柜，高压配电柜是指用于高压电的输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电气设备，主要包括高压断路器、高压隔离开关、高压防爆配电装置和高压开关柜。

其中，现有的高压断路器，一般都是采用电动式或弹簧储能式分合闸操动机构。这种机构在操作过程中由于电流过大、分合闸时间过长、分合闸不到位等原因，容易导致接触部位发热，分合闸线圈的温度升高，从而引起分合闸线圈烧毁的事故，容易致使大面积停电，甚至引起爆炸、火灾等严重后果，不仅影响变电室的供电连续性，而且还使变电室设备不能安全、稳定、可靠运行，导致故障频发，严重影响电力系统的可靠运行。

为了解决上述问题，目前出现了一些断路器分合闸线圈防烧的保护方法，一般是通过控制模块控制驱动元件来驱动电力电子开关切断分合闸线圈回路的电流，确保分合闸线圈不会因长时间通电而烧毁，以达到对断路器分合闸线圈回路保护和监视的功能。

但是此类保护方法都是利用非机械的手段，当开关分合闸爆炸起火时，整个电流回路将处于瘫痪的状态，控制模块无法正常地控制驱动元件驱动电力电子开关切断分合闸线圈回路的电流，导致分合闸线圈回路无法被切断，从而就无法实现对开关分合闸线圈的保护。而目前还没有利用机械手段去保护断路器分合闸线圈防烧的方法。针对此，本发明提出了一种解决此问题的开关分合闸的应急保护方法。

发明内容

本发明意在提供一种开关分合闸的应急保护方法，当开关分合闸爆炸起火时，能够利用机械手段迅速而及时的切断开关分合闸线圈回路和有效灭火。

为达到上述目的，本发明提供的基础方案如下：

开关分合闸的应急保护方法，包括以下内容：

合闸时，将手柄上的导电块转动至与横条上的线圈接触，两个导电块之间的导线将断开的分合闸线圈回路连通；

开闸时，回转手柄至原位，导电块处于不和线圈接触的位置，分合闸线圈回路被断开；

当线圈在合闸的过程中出现被烧毁等紧急情况时，下压手柄，手柄带动导电块下移，将导电块与线圈错开，分合闸线圈回路被断开；

当线圈在合闸的过程中出现起火或爆炸等紧急情况时，手握手提部将开合机构向上拔出，缸体的第一密闭空间和第二密闭空间连通，第二密闭空间内预先填充的压缩空气流进第一密闭空间内；

进入第一密闭空间的气流通过管道流进爆破球内，爆破球内的压强增大，迫使爆破球爆开，处于球壳内的弹片被爆破形成的冲击力冲向导线或者线圈并将导线或者线圈切断；

同时，处于球壳内的干粉灭火剂覆盖在起火的线圈或导线上进行灭火。

基础方案的有益效果为：与现有的开关分合闸线圈防烧保护方法相比，本发明增加设置的位于配电室内的操作装置和位于配电室外的远程保护装置，能够利用机械手段迅速而及时的切断开关分合闸线圈回路和有效灭火，避免开关分合闸爆炸起火时，利用电子开关无法切断分合闸线圈回路电流的情况。

进一步，导电块滑动连接在上下设置的两个支架上，在每个支架上开设有供弹片和干粉灭火剂通过的镂空通道，导电块在移动过程中是沿着两个支架的镂空通道进行移动。

当开关分合闸遇到起火等紧急情况时，爆破球迅速爆炸，爆破球内的干粉灭火剂和弹片可以通过镂空通道向下掉落到导电块内部的导线，增加了干粉灭火剂和弹片的覆盖面积，进一步实现快速灭火和切断分合闸线圈回路；

同时，镂空通道对导电块起导向作用，并且导电块在镂空通道上滑动的过程中，能将覆盖在镂空通道上的灰尘清除掉，从而在紧急情况出现时，干粉灭火剂和弹片能够无障碍地通过镂空通道。

进一步，所述两根横条相邻的端部为楔形部，楔形部上设置有与各自线圈连通的导电片；所述导电块的端部与横条端部形状相匹配；在导电块转动到横条的楔形部时，导电块与楔形部上的导电片接触，使分合闸线圈回路连通。

当在合闸过程中遇到起火等紧急情况时，由于横条和导电块的端部形状为楔形，所以配电室的值班人员可以不费劲的下压手柄，使导电块远离线圈的这一平面，从而迅速地切断分合闸线圈回路。

进一步，提前利用打气筒向第二密闭空间内输入压缩空气，通过手提部将第二密闭空间与第一密闭空间隔开。

当开合机构拔出时，第二密闭空间内的压缩空气会迅速通过第一密闭空间和管道流进爆破球内，从而让爆破球迅速爆炸，以达到迅速切断分合闸线圈电路的目的。

进一步，当导电块转动到横条的楔形部时，楔形部压迫导电块向靠近手柄的方向移动，两个导电块之间的弹簧支撑住导电块并将导电块卡接在两个横条之间。

在弹簧的支撑作用下，导电块牢固地卡接在两个横条之间，使导电块与横条上的楔形部稳固地接触。

进一步，所述管道为波纹管，通过波纹管将第一密闭空间和爆破球连通。

由于具有弹性的波纹管可以伸长和收缩，所以在管道要随着手柄的转动而移动的过程中，波纹管满足了管道长度变化的要求。

附图说明

图1为基于本发明开关分合闸的应急保护方法所设计的应急保护装置的结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：配电室1、远程保护装置2、外壳3、横条4、线圈5、手柄6、支架7、导电块8、导线9、弹簧10、爆破球11、缸体12、开合机构13、手提部14、管道15、第一密闭空间16、第二密闭空间17、导电片18。

如图1和图2所示，本发明实施例使用了一种应急保护装置，包括位于配电室1内的操作装置和位于配电室1外的远程保护装置2；

操作装置包括外壳3和位于外壳3内同轴且相对的两根横条4，两根横条4相邻的端部为楔形部，两根横条4上缠绕有线圈5，线圈5连通有设置在横条4端部的导电片18，导电片18覆盖在楔形部的端面上，外壳3的顶部设有伸入外壳3内的手柄6，手柄6形状为倒L型，手柄6与外壳3顶壁转动配合，手柄6伸入外壳3内的一端焊接有可连通分合闸线圈回路的导电部；

导电部包括上下平行的支架7，上支架7的长度小于下支架7的长度，两个支架7之间滑动连接有两个相对设置的导电块8，本实施例中导电块8伸出支架7的一端具有与楔形部端面相匹配的斜面，每个导电块8与手柄6之间设有用来将导电块8伸出支架7外的弹簧10；两个支架7上均开设有供干粉灭火剂和弹片通过的镂空通道，导电块8可沿镂空通道滑动，两个导电块8之间连接有导线9，导电块8可与导电片18接触；

手柄6上连接有位于外壳3顶壁和导电部之间的爆破球11，爆破球11包括球壳和设置在球壳内的干粉灭火剂和弹片，爆破球11的球壳为加厚的乳胶气球，以防止放置在爆破球11内的弹片将球壳划伤，避免开关分合闸没有遇到起火等紧急情况而爆破球11自己爆炸；

远程保护装置2包括缸体12，缸体12内设有将缸体12分为第一密闭空间16和第二密闭空间17的开合机构13，开合机构13顶部设有伸出缸体12外的手提部14，开合机构13与缸体12顶壁滑动密封，缸体12和爆破球11之间连通有管道15，本实施例中的管道15为波纹管，以满足在手柄6转动过程中管道15长度变化的要求，管道15将爆破球11和第一密闭空间16连通，缸体12内的第二密闭空间17需要预先填充有压缩空气，可以提前使用打气筒向第二密闭空间17输送气体，增大第二密闭空间17的压强。

本实施例中的开关分合闸的应急保护方法具体的工作过程为：

当需要合闸的时候，将手柄6旋转一定角度，由于在操作装置的外壳3内设有同轴且相对设置的两根横条4，手柄6伸入外壳3内的一端设有可连通分合闸线圈回路的导电部，导电部包括上下平行的两个支架7，两个支架7之间滑动连接有两个相对设置的导电块8，每个导电块8与手柄6之间设有用来将导电块8伸出支架7外的弹簧10；所以导电块8可以在支架7上水平移动，转动的手柄6带动支架7转动，支架7带动导电块8转动，当导电块8转动至与横条4上的楔形部接触时，楔形部压迫导电块8向靠近手柄6的方向移动，两个导电块8之间的弹簧10支撑住导电块8并将导电块8卡接在两个横条4之间，在弹簧10的弹性作用力下，导电块8会牢固地卡合在横条4之间；

又因为两个横条4上缠绕的线圈5连通有设置在横条4端部的导电片18，两个导电块8之间连通有导线9，当导电块8与导电片18接触的时候，导电块8之间的导线9通过导电片18将两个处于断路状态的分合闸线圈回路连通；

当需要开闸时，回转手柄6至原位，此时导电块8处于不和导电片18接触的位置，进而分合闸线圈回路被断开。

当线圈5在合闸的过程中出现被烧毁等紧急情况时，配电室1的值班人员可以快速下压手柄6，手柄6带动爆破球11向下运动，由于两根横条4相邻的端部为楔形部，导电块8伸出支架7的一端具有与楔形部端面相匹配的斜面，所以配电室1的值班人员可以不费劲的迅速下压手柄6，从而带动手柄6上的整个导电部向下移动，此时导电块8与线圈5不在同一平面上，导线9无法与线圈5接触，从而实现快速断电。

当线圈5在合闸的过程中出现起火或爆炸等紧急情况时，此时人不能靠近配电室1，就可以通过远程保护装置2切断连通的分合闸线圈回路，远程保护装置2包括缸体12，缸体12内设有将缸体12分为第一密闭空间16和第二密闭空间17的开合机构13，开合机构13顶部设有伸出缸体12外的手提部14，开合机构13与缸体12顶壁滑动密封，缸体12内的第二密闭空间17内预先填充有压缩空气；手握手提部14将开合机构13从向上拔出，缸体12的第一密闭空间16和第二密闭空间17连通；

又因为手柄6上设有位于外壳3顶壁和导电部之间的爆破球11，爆破球11包括球壳和位于球壳内的干粉灭火剂和弹片，缸体12和爆破球11之间设有管道15，管道15将爆破球11和第一密闭空间16连通；当开合机构13未拔出缸体12的时候，爆破球11和第一密闭空间16通过管道15形成了一个气流平衡的状态；但是当开合机构13被拔出缸体12时，第二密闭空间17内压缩的气体迅速流进第一密闭空间16内，使爆破球11和第一密闭空间16的气流平衡状态被打破，第一密闭空间16内的气流通过管道15流向爆破球11中，爆破球11内的压强迅速增大，迫使爆破球11爆开，处于球壳内的弹片被爆破形成的冲击力冲向导线9或者线圈5并将导线9或者线圈5切断；同时，处于球壳内的干粉灭火剂向四周冲击覆盖在起火的线圈5或导线9上，将线圈5或导线9与空气隔绝，从而实现导电物体的绝缘和灭火，避免火势的蔓延和对电力系统的进一步伤害。

由于每个支架7上开设有供弹片和干粉灭火剂通过的镂空通道，导电块8在移动过程中是沿着两个支架7的镂空通道进行移动。当开关分合闸遇到起火等紧急情况时，爆破球11迅速爆炸，爆破球11内的干粉灭火剂和弹片可以通过镂空通道向下掉落到导电块8内部的导线9，增加了干粉灭火剂和弹片的覆盖面积，进一步实现快速灭火和切断分合闸线圈回路；同时，镂空通道对导电块8起导向作用，使导电块只在镂空通道上滑动，并且导电块8在镂空通道上滑动的过程中，能将覆盖在镂空通道上的灰尘清除掉，从而在紧急情况出现时，干粉灭火剂和弹片能够无障碍地通过镂空通道。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.开关分合闸的应急保护方法，其特征在于，包括以下内容：

合闸时，将手柄上的导电块转动至与横条上的线圈接触，两个导电块之间的导线将断开的分合闸线圈回路连通；

开闸时，回转手柄至原位，导电块处于不和线圈接触的位置，分合闸线圈回路被断开；

当线圈在合闸的过程中出现被烧毁的紧急情况时，下压手柄，手柄带动导电块下移，将导电块与线圈错开，分合闸线圈回路被断开；

当线圈在合闸的过程中出现起火或爆炸的紧急情况时，手握手提部将开合机构向上拔出，缸体的第一密闭空间和第二密闭空间连通，第二密闭空间内预先填充的压缩空气流进第一密闭空间内；

进入第一密闭空间的气流通过管道流进爆破球内，爆破球内的压强增大，迫使爆破球爆开，处于球壳内的弹片被爆破形成的冲击力冲向导线或者线圈并将导线或者线圈切断；

同时，处于球壳内的干粉灭火剂覆盖在起火的线圈或导线上进行灭火。

2.根据权利要求1所述的开关分合闸的应急保护方法，其特征在于：导电块滑动连接在上下设置的两个支架上，在每个支架上开设有供弹片和干粉灭火剂通过的镂空通道，导电块在移动过程中是沿着两个支架的镂空通道进行移动。

3.根据权利要求1所述的开关分合闸的应急保护方法，其特征在于：两根横条相邻的端部为楔形部，楔形部上设置有与各自线圈连通的导电片；所述导电块的端部与横条端部形状相匹配；在导电块转动到横条的楔形部时，导电块与楔形部上的导电片接触，使分合闸线圈回路连通。

4.根据权利要求1所述的开关分合闸的应急保护方法，其特征在于：提前利用打气筒向第二密闭空间内输入压缩空气，通过开合机构将第二密闭空间与第一密闭空间隔开。

5.根据权利要求3所述的开关分合闸的应急保护方法，其特征在于：当导电块转动到横条的楔形部时，楔形部压迫导电块向靠近手柄的方向移动，两个导电块之间的弹簧支撑住导电块并将导电块卡接在两个横条之间。

6.根据权利要求1至5任一项所述的开关分合闸的应急保护方法，其特征在于：所述管道为波纹管，通过波纹管将第一密闭空间和爆破球连通。