CN110071009B - 一种根据电压和温度断开报警的真空断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种根据电压和温度断开报警的真空断路器，真空断路器包括真空断路器主体和底座、控制箱、三相电路回路、降温单元，控制箱包括三个电压互感器、分励脱扣器、热敏电阻，分励脱扣器控制三相电路回路，各电压互感器分别与三相电路回路的其中一相电路连接，各感应端均和分励脱扣器的分励线圈连接；热敏电阻、降温单元依次串联并入三相电路回路内成一回路，热敏电阻和降温单元所在的回路和分励脱扣器呈并联设置，降温单元连接分励线圈。本发明提出的真空断路器中当三相电压不稳定时，降温单元和电压互感器都能通过分励脱扣器断开关闭三相电路回路，双层断电保护使负载更安全。

Description

一种根据电压和温度断开报警的真空断路器

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种根据电压和温度断开报警的真空断路器。

背景技术

真空断路器因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名，其按照主导电回路的排布方式可分为正装式真空断路器和侧装式真空断路器两种，其中：侧装式断路器的主导电回路与操动机构呈纵向布置，整机宽度尺寸小，结构紧凑，固定安装，适用于各类箱式变电站、环网柜和固定式开关柜。

高压柜内的侧装式真空断路器正常工作时会遇到三相电路回路中的电压不稳定造成负载过载的情况，更有可能负载过载烧毁，出现火灾隐患。当三相电路回路中出现电压不稳定，用户无法直观且及时的了解情况，导致无法及时处理，会造成时间上的延迟，导致事故发生。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种根据电压和温度断开报警的真空断路器，旨在解决当侧装式真空断路器发生三相电路回路中电压不稳定的情况时，无法及时对三相电路回路进行控制的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种根据电压和温度断开报警的真空断路器包括真空断路器主体和底座、控制箱、三相电路回路、降温单元，所述真空断路器主体固设在所述底座上，所述控制箱固设在所述底座的一侧，所述控制箱包括三个电压互感器、分励脱扣器、热敏电阻，所述分励脱扣器与所述三相电路回路连接，且所述分励脱扣器控制所述三相电路回路的断开与闭合，各所述电压互感器分别与所述三相电路回路的其中一相电路连接，各所述电压互感器均和所述分励脱扣器的分励线圈连接，且三个电压互感器呈并联设置，当任一所述电压互感器感应到对应一相电路内电压上升或下降时，所述电压互感器感控制所述分励脱扣器断开所述三相电路回路；所述热敏电阻、所述降温单元依次串联并入所述三相电路回路内成一回路，所述热敏电阻和所述降温单元所在的回路与所述分励脱扣器呈并联设置，且所述降温单元连接所述分励线圈，当所述热敏电阻阻值降低时，所述降温单元开启对所述真空断路器进行降温，且所述降温单元控制所述分励脱扣器断开所述三相电路回路。

优选的，所述降温单元包括控制器和储氮罐、冷却循环单元、液氮喷射单元，所述储氮罐包括液氮循环口和液氮喷液口，且所述储氮罐设置在所述控制箱面向所述真空断路器主体的一侧上；所述液氮喷射单元包括相互连接的第一喷嘴和第一电磁阀，所述液氮喷液口通过所述第一电磁阀连接所述第一喷嘴；所述冷却循环单元包括冷却箱、液压泵和缠绕式换热管，所述冷却箱包括连接口、出液口、回液口和第二电磁阀，所述连接口和所述液氮循环口通过连接管连接，所述连接管上设置有所述第二电磁阀，所述出液口和所述回液口分别与所述缠绕式换热管的两端口连接，所述缠绕式换热管围绕所述真空断路器主体设置，且所述出液口上连接所述液压泵。

优选的，所述真空断路器还包括火焰探测器和与所述火焰探测器连接的二氧化碳灭火灌，所述二氧化碳灭火灌和所述储氮罐位于所述真空断路器主体的同一侧上，所述二氧化碳灭火灌包括面向所述真空断路器主体的二氧化碳喷射口和二氧化碳加液口、第四电磁阀，所述第四电磁阀设置在所述二氧化碳喷射口上，所述火焰探测器连接所述第四电磁阀，且所述火焰探测器和所述第四电磁阀串联并入所述三相电路回路中形成另一回路。

优选的，所述控制箱内还设置有相互连接的紧急启动器和移动电源，所述移动电源分别连接所述第一电磁阀和所述第四电磁阀，当紧急启动器启动时，所述移动电源向所述第一电磁阀和所述第四电磁阀供电，所述第一电磁阀和所述第四电磁阀成打开状态。

优选的，所述降温单元内还设置有温度检测单元，所述温度检测单元和所述火焰探测器均连接所述移动电源，当所述温度检测单元检测所述真空断路器温度达到预设温度时，所述温度检测单元向所述移动电源发送信号，所述移动电源控制所述第一电磁阀打开；当所述火焰探测器检测到火源信号时，所述火焰探测器向所述移动电源发送信号，所述移动电源控制所述第一电磁阀和所述第四电磁阀同时打开。

优选的，所述冷却箱还包括喷射口、第三电磁阀和第二喷嘴，所述喷射口通过所述第三电磁阀连接所述第二喷嘴，所述控制器还包括连接所述第三电磁阀的时间继电器，所述时间继电器用于控制所述第三电磁阀的打开与关闭。

优选的，所述控制箱内还设置有流量检测装置，所述流量检测装置分别连接所述第一电磁阀和所述第二电磁阀。

与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：

分别通过三个电压互感器监控三相电路回路的三相电压，再通过电压互感器与分励脱扣器达成互锁，当三相电压不稳定时，电压互感器使分励脱扣器断开来关闭三相电路回路；同时如果电压互感器的反馈不及时，热敏电阻感应到真空断路器内温度上升，热敏电阻阻值降低，降温单元通电启动使分励脱扣器断开来关闭三相电路回路，同时降低真空断路器内温度，通过双层断电保护，使三相电压不稳定对负载的影响降低到最小。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种根据电压和温度断开报警的真空断路器一实施例的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中降温单元的结构示意图；

图4为图1中二氧化碳灭火灌的结构示意图；

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种根据电压和温度断开报警的真空断路器。

参见图1至图2，一种根据电压和温度断开报警的真空断路器包括真空断路器主体100和底座200、控制箱300、三相电路回路、降温单元400，真空断路器主体100固设在底座200上，控制箱300固设在底座200的一侧，控制箱300包括三个电压互感器、分励脱扣器、热敏电阻、通讯单元，分励脱扣器与三相电路回路连接，分励脱扣器控制三相电路回路的断开与闭合，各电压互感器分别与三相电路回路的其中一相电路连接，各电压互感器的均和分励脱扣器的分励线圈连接，且三个电压互感器呈并联设置，当任一电压互感器感应到对应一相电路内电压上升或下降时，感应端向分励线圈发送信号，分励脱扣器断开三相电路回路；热敏电阻、降温单元400依次串联并入三相电路回路内成一回路，热敏电阻和降温单元400所在的回路与分励脱扣器呈并联设置，且降温单元400连接分励线圈；当热敏电阻阻值降低时，降温单元400开启对真空断路器进行降温，且降温单元400控制分励脱扣器断开三相电路回路；降温单元400和电压互感器均连接通讯单元，通讯单元将降温单元400和电压互感器在真空断路器内的运行状态发送至外部终端显示。

分别通过三个电压互感器监控三相电路回路的三相电压，再通过电压互感器与分励脱扣器达成互锁，当三相电压不稳定时，电压互感器使分励脱扣器断开来关闭三相电路回路；同时如果电压互感器的反馈不及时，热敏电阻感应到真空断路器内温度上升，热敏电阻阻值降低，降温单元400通电启动使分励脱扣器断开来关闭三相电路回路，同时降低真空断路器内温度，通过双层断电保护，使三相电压不稳定对负载的影响降低到最小。

参见图3，降温单元400包括控制器和储氮罐410、冷却循环单元420、液氮喷射单元430，储氮罐410包括加氮口411、液氮循环口和液氮喷液口，且储氮罐410设置在控制箱300面向真空断路器主体100的一侧上；液氮喷射单元430包括相互连接的第一喷嘴431和第一电磁阀432，液氮喷液口通过第一电磁阀432连接第一喷嘴431；冷却循环单元420包括冷却箱421、液压泵426和缠绕式换热管427，冷却箱421包括连接口、出液口、回液口和第二电磁阀422，连接口和液氮循环口通过连接管425连接，连接管425上设置有第二电磁阀422，出液口和回液口分别与缠绕式换热管427的两端口连接，缠绕式换热管427围绕真空断路器主体100设置，且出液口上连接液压泵426；控制器分别和分励线圈、通讯单元、第一电磁阀432、第二电磁阀422、液压泵426连接，控制器通过通讯单元将所述第一电磁阀432第二电磁阀422、液压泵426的工作状态显示在外部终端上。冷却箱421和缠绕式换热管427完成对真空断路器的日常冷却，液氮喷射单元430完成对真空断路器的急速冷却，控制器通过控制第一电磁阀432、第二电磁阀422、液压泵426来完成日常冷却和紧急冷却。控制器和分励线圈连接，当控制器启动第二电磁阀422时，分励线圈不脱扣，当控制器启动第一电磁阀432时，控制器向分励线圈发送信号，分励线圈脱扣，实现多段控制，可以方便真空断路器的日常冷却要求。受限于真空断路器的内部空间，为保证储氮罐410内液氮的供应量，储氮罐410通过一加氮管连通储氮罐410的加氮口411和位于外部的液氮源，且加氮管穿过控制箱300与液氮源连接，且加氮管避开了控制箱300内各部件。

参见图4，真空断路器还包括火焰探测器520和与火焰探测器520连接的二氧化碳灭火灌510，二氧化碳灭火灌510和储氮罐410位于真空断路器主体100的同一侧上，二氧化碳灭火灌510包括面向真空断路器主体100的二氧化碳喷射口和二氧化碳加液口560、第四电磁阀530，第四电磁阀530设置在二氧化碳喷射口上，且第四电磁阀530连接有第三喷嘴550，火焰探测器520连接第四电磁阀530，且火焰探测器520和第四电磁阀530串联并入三相电路回路中形成另一回路。火焰探测器520通过一连接臂540和控制箱300连接，火焰探测器520位于连接臂540远离控制箱300的一端上，且火焰探测器520面向真空断路器主体100。通过火焰探测器520和二氧化碳灭火罐，当真空断路器内起火，可以及时熄灭并配合降温单元400一起使用。

控制箱300内还设置有紧急启动器，紧急启动器连接移动电源，移动电源连接第一电磁阀432和第四电磁阀530，当紧急启动器启动时，移动电源向第一电磁阀432和第四电磁阀530供电，第一电磁阀432和第四电磁阀530成打开状态，紧急启动器连接通讯单元，外部终端通过通讯单元启动紧急启动单元。避免热敏电阻出现问题，当用户靠近控制箱300，人体感受到温度异常，可以通过紧急启动器来实现降温单元400和二氧化碳灭火罐510的启动。

降温单元400内还设置有温度检测单元，温度检测单元和火焰探测器520均连接移动电源，当温度检测单元检测真空断路器温度达到预设温度时，温度检测单元向移动电源发送信号，移动电源控制第一电磁阀432打开；当火焰探测器520检测到火源信号时，火焰探测器520向移动电源发送信号，移动电源控制第一电磁阀432和第四电磁阀530同时打开。温度检测单元连接通讯单元，温度检测单元将真空断路器的温度数据通过通讯单元发送至外部终端上显示。当热敏电阻出现异常时，根据温度检测单元内的预设温度和实时采集的温度判断移动电源是否向第一电磁阀432或第二电磁阀422发送电源信号，且预设温度值可以设置多个；当三相电路回路出现问题时，火焰探测器520向移动电源发送信号控制第一电磁阀432和第四电磁阀530同时打开，达到灭火和急速降温的效果。

冷却箱421还包括喷射口、第三电磁阀423和第二喷嘴424，喷射口通过第三电磁阀423连接第二喷嘴424，控制器还包括连接第三电磁阀423的时间继电器，时间继电器用于控制第三电磁阀423的打开与关闭。第二电磁阀422和液压泵426联动，当第二电磁阀422打开时液压泵426启动，且第三电磁阀423和液压泵426联动，当第三电磁阀423打开时液压泵426关闭。液氮在缠绕式换热管427内流动时会吸收真空断路器上的热量，导致液氮转化为气态，通过第二喷嘴424使气态的氮离开冷却箱421。冷却箱421内还设置有连接第二电磁阀422的压力检测装置，当压力检测装置检测冷却箱421内压力降低，第二电磁阀422打开使液氮进入冷却箱421内。时间继电器的时间间隔根据计算液氮转化气态的时间段设定，且时间间隔小于液氮转化气态的时间段。

控制箱300内还设置有流量检测装置，流量检测装置分别连接第一电磁阀432和第二电磁阀422，流量检测装置连接通讯单元，流量检测装置将液氮从第一电磁阀432和第二电磁阀422流出的流量数据通过通讯单元发送至外部终端显示。用户可以根据流量检测装置实时监控储氮罐410内液氮的剩余量，可以及时为储氮罐410内添加液氮。

外部终端包括智能手机和计算机，使数据的获取不受限地理位置。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种根据电压和温度断开报警的真空断路器，其特征在于，所述真空断路器包括真空断路器主体和底座、控制箱、三相电路回路、降温单元，所述真空断路器主体固设在所述底座上，所述控制箱固设在所述底座的一侧，所述控制箱包括三个电压互感器、分励脱扣器、热敏电阻，所述分励脱扣器与所述三相电路回路连接，且所述分励脱扣器控制所述三相电路回路的断开与闭合，各所述电压互感器分别与所述三相电路回路的其中一相电路连接，各所述电压互感器均和所述分励脱扣器的分励线圈连接，且三个电压互感器呈并联设置，当任一所述电压互感器感应到对应一相电路内电压上升或下降时，所述电压互感器感控制所述分励脱扣器断开所述三相电路回路；所述热敏电阻、所述降温单元依次串联并入所述三相电路回路内成一回路，所述热敏电阻和所述降温单元所在的回路与所述分励脱扣器呈并联设置，且所述降温单元连接所述分励线圈，当所述热敏电阻阻值降低时，所述降温单元开启对所述真空断路器进行降温，且所述降温单元控制所述分励脱扣器断开所述三相电路回路；所述降温单元包括控制器和储氮罐、冷却循环单元、液氮喷射单元，所述储氮罐包括液氮循环口和液氮喷液口，且所述储氮罐设置在所述控制箱面向所述真空断路器主体的一侧上；所述液氮喷射单元包括相互连接的第一喷嘴和第一电磁阀，所述液氮喷液口通过所述第一电磁阀连接所述第一喷嘴；所述冷却循环单元包括冷却箱、液压泵和缠绕式换热管，所述冷却箱包括连接口、出液口、回液口和第二电磁阀，所述连接口和所述液氮循环口通过连接管连接，所述连接管上设置有所述第二电磁阀，所述出液口和所述回液口分别与所述缠绕式换热管的两端口连接，所述缠绕式换热管围绕所述真空断路器主体设置，且所述出液口上连接所述液压泵；所述冷却箱还包括喷射口、第三电磁阀和第二喷嘴，所述喷射口通过所述第三电磁阀连接所述第二喷嘴，所述控制器还包括连接所述第三电磁阀的时间继电器，所述时间继电器用于控制所述第三电磁阀的打开与关闭；当第二电磁阀打开时液压泵启动，当第三电磁阀打开时液压泵关闭；冷却箱内还设置有连接第二电磁阀的压力检测装置，当压力检测装置检测冷却箱内压力降低，第二电磁阀打开使液氮进入冷却箱内；所述真空断路器还包括火焰探测器和与所述火焰探测器连接的二氧化碳灭火灌，所述二氧化碳灭火灌和所述储氮罐位于所述真空断路器主体的同一侧上，所述二氧化碳灭火灌包括面向所述真空断路器主体的二氧化碳喷射口和二氧化碳加液口、第四电磁阀，所述第四电磁阀设置在所述二氧化碳喷射口上，所述火焰探测器连接所述第四电磁阀，且所述火焰探测器和所述第四电磁阀串联并入所述三相电路回路中形成另一回路；所述控制箱内还设置有相互连接的紧急启动器和移动电源，所述移动电源分别连接所述第一电磁阀和所述第四电磁阀，当紧急启动器启动时，所述移动电源向所述第一电磁阀和所述第四电磁阀供电，所述第一电磁阀和所述第四电磁阀成打开状态；所述降温单元内还设置有温度检测单元，所述温度检测单元和所述火焰探测器均连接所述移动电源，当所述温度检测单元检测所述真空断路器温度达到预设温度时，所述温度检测单元向所述移动电源发送信号，所述移动电源控制所述第一电磁阀打开；当所述火焰探测器检测到火源信号时，所述火焰探测器向所述移动电源发送信号，所述移动电源控制所述第一电磁阀和所述第四电磁阀同时打开；所述控制箱内还设置有流量检测装置，所述流量检测装置分别连接所述第一电磁阀和所述第二电磁阀；温度检测单元连接通讯单元，温度检测单元将真空断路器的温度数据通过通讯单元发送至外部终端上显示。