CN108682593A - 一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱 - Google Patents

Abstract

一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱，包括极柱绝缘外壳、固封于该极柱绝缘外壳内部的真空断路器单元和隔离开关单元，真空断路器单元包括真空灭弧室和上触臂，隔离开关单元包括隔离上触臂、中间导电触臂、接地触臂和隔离导电棒；隔离上触臂内置第一导电弹簧触指；中间导电触臂一端通过软连接与真空灭弧室的下动端连接导通、另一端内置第二导电弹簧触指；接地触臂与外部断路器机箱连接导通，并且内置第三导电弹簧触指；隔离导电棒可滑动地连接在中间导电触臂内并始终与第二导电弹簧触指接触导通，并且该隔离导电棒可滑动至与第一导电弹簧触指接触导通或者滑动至述第三导电弹簧触指接触导通。实现了户外开关设备的智能化、小型化和一体化。

Description

一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱

技术领域

本发明涉及高压开关设备的技术领域，尤其是指一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱。

背景技术

目前，基于物联网技术的一二次融合的智能电网技术的日趋成熟，要求智能电网开关具备实时在线检测电网系统中的电压、电流及功率损耗等参数，实时传输电网运行数据，同时也要满足适应更为严苛恶劣的运行环境条件，尤其在恶劣的户外环境，开关设备能安全可靠的运行。

传统的真空柱上开关中空气绝缘的隔离开关的导电部件都是裸露在空气中，如本申请人于2017年12月26日申请的中国专利文件一种户外真空断路器的隔离开关（申请号201721845904X），其包括连接于断路器外侧壁上的动触头和支架，动触头上活动连接有一闸刀组件；支架上活动连接有拐臂，拐臂通过绝缘拉杆与闸刀组件传动连接；支架上还固定连接有绝缘子，该绝缘子上装设有静触头，闸刀组件包括两个平行并相对设置的刀闸；动触头两侧分别与两个刀闸接触，并且接触面为凹型球面；刀闸上具有与凹型球面相适配的凸型球面；一第一弹性连接件穿过凸型球面、两个凹型球面并锁合。

该专利中的隔离开关，需要较大的空气间距，就增大了开关设备外型，同时开关设备的环境的适应性非常差，遇到高空抛物或者小鸟筑巢，都会导致电网短路故障，对户外电网的维护造成极大的困难和不稳定。另外一种真空柱上开关是采用一体化的金属箱体结构，内置隔离开关和真空断路器单元，该结构的柱上开关的体积大而笨重，并且要在金属箱体内充六氟化硫（SF6）气体绝缘，SF6气体具有良好的绝缘效果，但SF6是一种温室效应气体，其单分子的温室效应是二氧化碳的2.2万倍，是《京都议定书》中被禁止排放的6种温室气体之一，对生态环境极为不友好，同时，金属箱体焊接工艺要求极高，容易漏气导致开关设备绝缘故障。

发明内容

本发明提供一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱，其主要目的在于克服上述户外柱上开关绝缘性能差、体积大、对环境不友好的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱，包括极柱绝缘外壳和固封于该极柱绝缘外壳内部的真空断路器单元，所述真空断路器单元包括真空灭弧室和上触臂，所述真空灭弧室的上静端与所述上触臂连接导通，并且所述上触臂穿过所述极柱绝缘外壳延伸至外部与电缆线连接导通，所述极柱绝缘外壳内部还固封有隔离开关单元，所述隔离开关单元包括隔离上触臂、中间导电触臂、接地触臂和隔离导电棒；

所述隔离上触臂穿过所述极柱绝缘外壳延伸至外部，并且其内置第一导电弹簧触指；

所述中间导电触臂一端通过软连接与所述真空灭弧室的下动端连接导通、另一端内置第二导电弹簧触指；

所述接地触臂与外部断路器机箱连接导通，并且其内置第三导电弹簧触指；

所述隔离导电棒可滑动地连接在所述中间导电触臂内并始终与所述第二导电弹簧触指接触导通，并且该隔离导电棒可滑动至与所述第一导电弹簧触指接触导通或者滑动至与所述第三导电弹簧触指接触导通。

进一步的，所述极柱绝缘外壳内部还固封有智能检测模块单元，所述智能检测模块单元包括感应电压传感器以及电流传感器，所述感应电压传感器穿心套设在所述上触臂外部用于采集该上触臂的电压信号，所述电流传感器穿心套设在所述感应电压传感器外部用于采集该上触臂的电流信号，并且该感应电压传感器与电流传感器均与设于断路器机箱内的控制终端电连接。

进一步的，所述智能检测模块单元还包括电阻分压器和电子式电压互感器，所述电阻分压器与所述中间导电触臂连接导通从而采集该中间导电触臂的电压信号，所述电子式电压互感器与所述中间导电触臂连接导通从而为所述控制终端供电，该电阻分压器和电子式电压互感器均与所述控制终端电连接。

进一步的，所述真空断路器单元、隔离开关单元和智能检测模块单元均通过环氧树脂或增强尼龙与所述极柱绝缘外壳浇筑成一体完成固封。

进一步的，所述第一导电弹簧触指、第二导电弹簧触指、第三导电弹簧触指由上往下按序布置于同一竖直方向上。

进一步的，还包括一隔离拉杆，所述隔离拉杆上端连接所述隔离导电棒的底端、下端与设于断路器机箱内的隔离开关操动机构传动连接使该隔离开关操动机构能够驱动所述隔离拉杆上下移动。

进一步的，所述极柱绝缘外壳外侧还包覆有一层硅橡胶。

和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:

1、本发明结构简单、实用性强，通过将真空断路器单元与隔离开关单元固封在极柱绝缘外壳内部，提高了户外柱上真空断路器的电气绝缘和防护性能，满足户外柱上真空断路器在智能化升级的同时，还解决绝缘性能差、体积大、环境不友好的问题，实现户外开关设备的智能化、小型化和一体化。

2、在本发明中，通过将智能检测模块单元固封在极柱绝缘外壳内部，简化了智能户外柱上真空断路器及配电电网的结构，使智能户外柱上开关具备高精度的保护、测量等智能化功能。

附图说明

图1为本发明处于工作状态时的剖视图。

图2为本发明处于检修状态时的剖视图。

图3为本发明中所述接地触臂的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

参照图1、图2和图3。一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱，包括极柱绝缘外壳1和固封于该极柱绝缘外壳1内部的真空断路器单元2，该真空断路器单2元包括真空灭弧室21和上触臂22，真空灭弧室21的上静端211与该上触臂22连接导通，并且上触臂22穿过极柱绝缘外壳1延伸至外部与电缆线连接导通。此外，极柱绝缘外壳1内部还固封有隔离开关单元3，该隔离开关单元3包括隔离上触臂31、中间导电触臂32、接地触臂33和隔离导电棒34；其中，

隔离上触臂31穿过极柱绝缘外壳1延伸至外部，并且其内置第一导电弹簧触指41；而穿过极柱绝缘外壳1延伸至外部的隔离上触臂31还与另一根电缆线连接导通；

中间导电触臂32一端通过软连接5与真空灭弧室21的下动端212连接导通、另一端内置第二导电弹簧触指42；

接地触臂33与外部断路器机箱6连接导通，并且其内置第三导电弹簧触指43；

隔离导电棒34可滑动地连接在中间导电触臂32内并始终与第二导电弹簧触42指接触导通，并且该隔离导电棒34可滑动至与第一导电弹簧触指41接触导通或者滑动至与第三导电弹簧触43指接触导通。即当隔离导电棒34滑动至与第一导电弹簧触指41接触导通时，与电缆线连接导通的上触臂22将电能依次传送至真空灭弧室21、软连接5、中间导电触臂32、第二导电弹簧触指42、隔离导电棒34、第一导电弹簧触指41、隔离上触臂31、与隔离上触臂31连接导通的另一根电缆线，从而完成电能的传递；当隔离导电棒34滑动至与第三导电弹簧触指43接触导通时，与电缆线连接导通的上触臂22将电能依次传送至真空灭弧室21、软连接5、中间导电触臂32、第二导电弹簧触指42、隔离导电棒34、第三导电弹簧触指43、接地触臂33、外部断路器机箱6，从而完成断电和接地保护。

本发明通过将真空断路器单元2与隔离开关单元3固封在极柱绝缘外壳1内部，提高了户外柱上真空断路器的电气绝缘和防护性能，满足该户外柱上真空断路器在智能化升级的同时，还解决绝缘性能差、体积大、环境不友好的问题，实现户外开关设备的智能化、小型化和一体化。

本智能户外柱上真空断路器包括固封极柱和断路器机箱6，固封极柱装设于断路器机箱6上侧，断路器机箱6内设有控制终端61、断路器操动机构62、隔离开关操动机构63，控制终端61为现有智能户外柱上开关中的常规技术手段，主要用于根据所接受的数据对电网的状态进行快速识别、判断电网和断路器所处的状态、并随时根据识别结果控制调节断路器动作等等；断路器操动机构62也是现有智能户外柱上开关中的常规技术手段，其主要用于驱动绝缘拉杆64的上下动作，当绝缘拉杆64上移至同时与软连接5、真空灭弧室21的下动端212连接导通时，软连接5才能通过该绝缘拉杆64与真空灭弧室21的下动端212连接导通，从而实现连接在上触臂22上的电缆线与连接在隔离上触臂31上的另一根电缆线之间的通电；而当断路器操动机构62驱动绝缘拉杆64下移断开连接后，该连接在上触臂22上的电缆线与连接在隔离上触臂31上的另一根电缆线则无法通电。

导电弹簧触指可以在小空间内传送强电流，同时也可以用作纯粹的机械连接。其使用没有任何限制，适合在多种静态或动态的中高压环境下使用。弹簧触指的大小和独立的线圈圈数使弹簧适用于各种电接触设计,并以最大的接触点为最佳的载流能力电气或EMI屏蔽使用。每个线圈将独立补偿接触和表面变化,它允许更广泛的配件之间的公差。多个接触点增加导电率,同时它的使用操作温度比较低,所以使用寿命更长。

参照图1、图2和图3。极柱绝缘外壳1内部还固封有智能检测模块单元7，智能检测模块单元7包括感应电压传感器71以及电流传感器72，感应电压传感器71穿心套设在上触臂22外部用于采集该上触臂22的电压信号，电流传感器72穿心套设在感应电压传感器71外部用于采集该上触臂22的电流信号，并且该感应电压传感器71与电流传感器72均与控制终端61电连接，具体实施时，感应电压传感器71和电流传感器72上均有引线直接牵引到固封极柱的底部，再延伸至与控制终端61电连接。该感应电压传感器71作用在于判断上触臂22是否有电，再将该是否有电的信号发送给控制终端61并显示在该控制终端上供用户查看；电流传感器72作用在于采集上触臂22上精确的电流值，再将该电流信号发送给控制终端61并显示在该控制终端上供用户查看。

感应电压传感器71是一种将被测交流电压、直流电压、脉冲电压转换成按线性比例输出直流电压或直流电流并隔离输出模拟信号或数字信号的装置，其能够准确地判断上触臂22是否有电。电流传感器72是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，其能够有效地采集上触臂22上精确的电流值。

此外，参照图1、图2和图3。智能检测模块单元7还包括电阻分压器73和电子式电压互感器74，电阻分压器73与中间导电触臂32连接导通从而采集该中间导电触臂32的电压信号，电子式电压互感器74与中间导电触臂32连接导通从而为控制终端61供电，该电阻分压器73和电子式电压互感器74均与控制终端61电连接。具体实施时，电阻分压器73和电子式电压互感器74上均有引线直接牵引到固封极柱的底部，再延伸至与控制终端61电连接。该电阻分压器73作用在于采集中间导电触臂3上精确的电压值，再将该电压信号发送给控制终端61并显示在该控制终端上供用户查看；电子式电压互感器74具有取电PT功能，其作用在于采取电网的电能量，为控制终端61内的蓄电池充电以提高其续航能力使控制终端61能够持续工作。本发明通过将智能检测模块单元7固封在极柱绝缘外壳内部，简化了本智能户外柱上开关及配电电网的结构，使本智能户外柱上开关具备高精度的保护、测量等智能化功能。

电阻分压器73是高电压测量的专用仪器仪表，其能够有效地采集中间导电触臂3上精确的电压值。电子式电压互感器74是一种由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成的装置，其用于传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置，将其应用于本发明中能够有效地采取电网的电能量，为控制终端61供电。

参照图1、图2和图3。真空断路器单元2、隔离开关单元3和智能检测模块单元7均通过环氧树脂或增强尼龙与极柱绝缘外壳1浇筑成一体完成固封，并且极柱绝缘外壳1外侧还包覆有一层硅橡胶8，以提高设备整体的安全性。

参照图1、图2和图3。第一导电弹簧触指41、第二导电弹簧触指42、第三导电弹簧触指43由上往下按序布置于同一竖直方向上。即隔离导电棒34能够上移至同时与第一导电弹簧触指41和第二导电弹簧触指42接触导通以实现导电，或者下移至同时与第三导电弹簧触指43和第二导电弹簧触指42接触导通以实现断电。

参照图1、图2和图3。还包括一隔离拉杆9，该隔离拉杆9上端连接隔离导电棒34的底端、下端与隔离开关操动机构63传动连接使该隔离开关操动机构63能够驱动隔离拉杆9上下移动。隔离开关操动机构63上设有可转动的曲柄631，该曲柄631可向上转动以推动隔离拉杆9上移，也可向下转动以拉动隔离拉杆9下移，该曲柄控制的原理是利用曲柄连杆机构，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动曲柄转动，其为本领域惯用技术手段，无须赘述。接地触臂33上开设有螺栓孔331，具体实施时，能够将接地触臂33通过螺栓与断路器机箱6锁合连接以实现接地触臂33的接地，同时，接地触臂33上开设有可供隔离导电棒34穿过的导电通道332，将第三导电弹簧触指43嵌设在该导电通道332内，隔离导电棒34穿过导电通道332时，能够与该第三导电弹簧触指43接触完成导通。同样的，在隔离上触臂31、中间导电触臂32上也分别开设有可供隔离导电棒穿过的导电通道，并在各自的导电通道内分别嵌设有第一导电弹簧触指41，第二导电弹簧触指42，此处便不再赘述。此外，由于具体实施时，隔离上触臂31和上触臂22分别位于极柱绝缘外壳1上的前后两侧，因此中间导电触臂32横向布置，并且其两个端部呈前后分布。

参照图1、图2和图3。本发明的使用原理为：

工作状态：控制隔离导电棒34向上滑动至与第一导电弹簧触指41接触导通，与电缆线连接导通的上触臂22将电能依次传送至真空灭弧室21、软连接5、中间导电触臂32、第二导电弹簧触指42、隔离导电棒34、第一导电弹簧触指41、隔离上触臂31、与隔离上触臂31连接导通的另一根电缆线，从而完成电能的传递；

检修状态：控制隔离导电棒34向下滑动至与第三导电弹簧触指43接触导通，与电缆线连接导通的上触臂22将电能依次传送至真空灭弧室21、软连接5、中间导电触臂32、第二导电弹簧触指42、隔离导电棒34、第三导电弹簧触指43、接地触臂33、外部断路器机箱6，从而完成断电和接地保护。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (7)

1.一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱，包括极柱绝缘外壳和固封于该极柱绝缘外壳内部的真空断路器单元，所述真空断路器单元包括真空灭弧室和上触臂，所述真空灭弧室的上静端与所述上触臂连接导通，并且所述上触臂穿过所述极柱绝缘外壳延伸至外部与电缆线连接导通，其特征在于：所述极柱绝缘外壳内部还固封有隔离开关单元，所述隔离开关单元包括隔离上触臂、中间导电触臂、接地触臂和隔离导电棒；

所述隔离上触臂穿过所述极柱绝缘外壳延伸至外部，并且其内置第一导电弹簧触指；

所述中间导电触臂一端通过软连接与所述真空灭弧室的下动端连接导通、另一端内置第二导电弹簧触指；

所述接地触臂与外部断路器机箱连接导通，并且其内置第三导电弹簧触指；

所述隔离导电棒可滑动地连接在所述中间导电触臂内并始终与所述第二导电弹簧触指接触导通，并且该隔离导电棒可滑动至与所述第一导电弹簧触指接触导通或者滑动至与所述第三导电弹簧触指接触导通。

2.如权利要求1所述一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱，其特征在于：所述极柱绝缘外壳内部还固封有智能检测模块单元，所述智能检测模块单元包括感应电压传感器以及电流传感器，所述感应电压传感器穿心套设在所述上触臂外部用于采集该上触臂的电压信号，所述电流传感器穿心套设在所述感应电压传感器外部用于采集该上触臂的电流信号，并且该感应电压传感器与电流传感器均与设于断路器机箱内的控制终端电连接。

3.如权利要求2所述一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱，其特征在于：所述智能检测模块单元还包括电阻分压器和电子式电压互感器，所述电阻分压器与所述中间导电触臂连接导通从而采集该中间导电触臂的电压信号，所述电子式电压互感器与所述中间导电触臂连接导通从而为所述控制终端供电，该电阻分压器和电子式电压互感器均与所述控制终端电连接。

4.如权利要求2所述一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱，其特征在于：所述真空断路器单元、隔离开关单元和智能检测模块单元均通过环氧树脂或增强尼龙与所述极柱绝缘外壳浇筑成一体完成固封。

5.如权利要求1所述一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱，其特征在于：所述第一导电弹簧触指、第二导电弹簧触指、第三导电弹簧触指由上往下按序布置于同一竖直方向上。

6.如权利要求5所述一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱，其特征在于：还包括一隔离拉杆，所述隔离拉杆上端连接所述隔离导电棒的底端、下端与设于断路器机箱内的隔离开关操动机构传动连接使该隔离开关操动机构能够驱动所述隔离拉杆上下移动。

7.如权利要求1所述一种智能户外柱上真空断路器用的固封极柱，其特征在于：所述极柱绝缘外壳外侧还包覆有一层硅橡胶。