CN110412459A - 一种电流互感器二次回路快速切换操作机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，涉及变电站电流互感器领域。目前电流互感器二次回路切换操作部件采用螺栓结构，操作繁琐，切换部件无联闭锁功能，容易发生误动危险。本部件包括基座、双向切换刀闸、连接电流互感器二次回路的刀闸连接静触头、分别排列于刀闸连接静触头的左右两边的连接保护二次电流回路的保护静触头和电流二次回路短路接地静触头；双向切换刀闸与刀闸连接静触头连接，并可向左或向右两个方向转动实现与不同静触头的合闸；双向切换刀闸和基座之间设有互锁锁扣，在双向切换刀闸切换到与保护静触头接触合闸时，锁扣锁合使切换操作手柄会被误动拉开。可避免电流二次回路开路事故，提升电路切换效率。
Description
技术领域
本发明涉及变电站电流互感器领域，尤其涉及一种电流互感器二次回路快速切换操作机构。
背景技术
在变电站高压断路器进行检修作业时，需短接退出相应电流互感器二次电流回路，实现检修设备与运行设备电流回路的隔离。
实现这一功能需要使用到一个电流切换操作部件，以实现二次电流回路的联通及隔离，该部件在变电站一般被称为大电流切换端子。这些操作主要针对具有双母及分段母线接线方式下的母差保护、3/2接线方式下线路保护及变压器保护的二次电流回路与所检修设备电流互感器的二次回路进行隔离。目前电力系统所采用大电流切换操作部件主要为ZSD-5型螺栓式切换部件，该切换部件目前存在以下问题：
1、由于操作部件为螺栓结构，因此操作过程需要旋转这些短接或连接螺栓多圈，一个部件就需要操作四到五个这样的螺栓，用时较长，为了做到接触良好，操作中往往把这些螺栓旋的很紧，导致后续操作用时更长，操作效率极低。
2、由于切换部件无联闭锁功能，在短接或连接操作过程中一旦出现取放顺序错误，如本应先取下所有连接螺栓后再放上短接螺栓，变成先放短接螺栓，就可能导致保护误动或拒动的危险，类似的误操作事故已经出现多次。
3、由于采用螺栓结构，其连接或短接部分采用两端开路的金属螺母铜块浇注沉埋结构，由于开路两端的电气间距较短，螺栓的长期旋转操作，导致金属铜屑掉落到开路金属螺母铜块间的缝隙，尤其在户外使用中还受潮发生碱性碳酸铜的结晶体生长，使其开路部分极易发生连接导通，出现电流二次回路汲出或助增，严重时可能导致保护误动或拒动。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，以提升切换效率和提高安全性为目的。为此，本发明采取以下技术方案。
一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，包括基座、双向切换刀闸、设于基座上的连接保护二次电流回路的保护静触头、设于基座上的电流二次回路短路接地静触头和设于基座上的连接电流互感器二次回路的刀闸连接静触头，所述的接地静触头和保护静触头分别排列于刀闸连接静触头的左右两边，所述的双向切换刀闸与刀闸连接静触头连接，并可向左或向右两个方向转动，实现与两侧的静触头合闸接触，所述的双向切换刀闸设有切换操作手柄，所述的切换操作手柄和基座上位于保护静触头的一侧设有互锁锁扣，在双向切换刀闸切换到与保护静触头接触合闸时，互锁锁扣锁合将切换操作手柄锁住。正常运行时，双向切换刀闸的刀片与连接保护二次电流回路的保护静触头接触，通过将电流互感器二次电流接通到保护二次电流回路中，同时互锁锁扣将切换操作手柄锁住，使切换操作手柄不能因误碰等被拉开，可避免发生正常运行时电流二次回路开路事故；当电流互感器所在对应的一次设备检修时，将双向切换刀闸的刀片切换至电流二次回路短路接地静触头，将电流互感器输出的二次电流回路与保护的二次电流回路隔离，并实现短路接地；避免了传统的螺栓结构电气间距短导致的安全性差的问题，切换操作快，有效地提升了电路切换效率，提高了安全性。
作为优选技术手段：所述的接地静触头连接短路接地接线螺栓，所述的刀闸连接静触头连接电流互感器二次回路接线螺栓连接，所述的保护静触头连接保护二次电流回路接线螺栓。通过接线螺栓进行各电路连接，可靠性高。
作为优选技术手段：所述的互锁锁扣包括母扣和公锁头，所述的母扣设于切换操作手柄上，母扣为楔形壳体结构，其上设有扣孔，所述的公锁头设于基座上，包括水平固定片、侧向可弹性弯曲的竖向锁片和位于竖向锁片上端的用于锁压住母扣的锁压片，锁压片与竖向锁片垂直，双向切换刀闸切换到与保护静触头接触合闸时，竖向锁片和锁压片向上穿过母扣的扣孔，并回弹锁压住母扣。结构简单，方便地实现了互锁结构。
作为优选技术手段：所述的锁压片为类直角三角形状，下端为水平直角边，与竖向锁片垂直，从锁压片位于竖向锁片处的上端位置向下端的水平直角边的远端处为外凸型圆弧线，且锁压片位于竖向锁片处的上端为最高点。在合闸时，母扣下压到锁压片的外凸型圆弧线上时，压力被分解成侧向和竖向向下的两个分力，侧向压力使竖向锁片侧向弯曲，锁压片侧向发生位移，锁压片最终向上穿过母扣的扣孔，竖向锁片失力后回弹使锁压片锁压住母扣，有效地实现了锁扣互锁。
作为优选技术手段：所述的竖向锁片上设有与竖向锁片同平面侧向延伸的挡片，与母扣锁合后，母扣的下端面抵靠在挡片的上端面上。可有效防止母扣继续向下移动，进而防止双向切换刀闸在竖向的向下移动，提升互锁的可靠性。
作为优选技术手段：所述的基座上设有公锁头固定槽，所述的水平固定片嵌于公锁头固定槽中，并通过连接件固定。方便实现公锁头的固定，把公锁头嵌于公锁头固定槽中，实现侧向定位固定。
作为优选技术手段：所述的公锁头为冲压弯折一体成型结构。制造方便，成本低。
作为优选技术手段：所述的接地静触头包括指触结构的铜片，铜片由单一铜材冲压折弯成型，上部中间为与双向切换刀闸合闸接触的簧片，底部设有螺栓孔，在铜片中间卡入一个弹簧卡，弹簧卡的上两端抵靠在簧片的两外侧面，弹簧卡的两外侧面抵靠在铜片的两外壁内侧面；所述的保护静触头与接地静触头采用相同结构；所述的刀闸连接静触头的底部设有螺栓孔。采用指触结构，将两个接触面分成三个接触面，这样每一个接触面都能自适应与插入的刀片良好接触，同时为了进一步增加接触的压力，在铜片内又卡入一个弹簧卡，有效提升簧片的压紧弹性，并与双向切换刀闸的刀片之间采用三个面接触压紧，从而使接触面始终能够有效接触。
作为优选技术手段：所述的基座上设有静触头固定槽，静触头固定槽的中间设有螺栓通孔，所述的保护二次电流回路接线螺栓从上往下穿过保护静触头的螺栓孔和基座的螺栓通孔后，再在基座的反面通过螺母拧紧固定；所述的接地接线螺栓从上往下穿过接地静触头的螺栓孔和基座的螺栓通孔后，再在基座的反面通过螺母拧紧固定；所述的电流互感器二次回路接线螺栓从上往下穿过刀闸连接静触头的螺栓孔和基座的螺栓通孔后，再在基座的反面通过螺母拧紧固定。方便地实现了基座上静触头和接线螺栓的连接固定。
作为优选技术手段：所述的双向切换刀闸位于转动点的上边和刀闸连接静触头之间焊接有一条软导线。可有效防止中间转动部件长期转动导致接触不良而造成的电气导通故障，提升通路性能。
作为优选技术手段：所述的接地接线螺栓、电流互感器二次回路接线螺栓和保护二次电流回路接线螺栓均为方柄螺栓，方柄的平面对角线长度大于静触头固定槽的宽度。可有效防止接线螺栓转动而造成的接触不良等电气故障的发生。
作为优选技术手段：所述的接地接线螺栓的各螺栓之间通过一个短接导电片连接。防止其中个别接线螺栓接地性能下降或接地断路出现的问题，提升接地效果。
有益效果：
1、通过双向切换刀闸的切换操作，避免了传统的螺栓结构电气间距短导致的安全性差的问题，并且操作方便，速度快，有效提升了电路切换效率，提升了安全性。
2、通过互锁锁扣结构，有效实现了双向切换刀闸在与保护二次电流回路的保护静触头合闸后的锁定，避免保护误动，有效提升了安全性。
3、 通过锁压片和挡片，可有效防止母扣在竖向的移动，实现对双向切换刀闸的锁定。
4、冲压弯折一体成型结构的公锁头，制造方便，成本低。
5、接地静触头与保护静触头采用通过弹簧卡增强的指触式结构，能够有效实现与双向切换刀闸之间的三面接触压紧，从而保持始终有效地电连接接触。
6、基座上静触头和螺栓的连接结构简单牢固，接线螺栓采用方柄可有效防止接线螺栓旋转，避免接触不良等电气故障的发生。
7、双向切换刀闸在转动点上方和下方的刀闸连接静触头之间焊接一条软导线，可有效提升电气导通效果，避免中间转动部件长期转动导致接触不良而造成的电气导通故障。
8、接地接线螺栓的各螺栓之间通过一个短接导电片连接，可有效防止其中个别螺栓接地性能下降或接地断路出现的问题，提升接地导通效果。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明图1中A部放大示意图。
图3是本发明中的母扣结构示意图。
图4是本发明中的公锁头结构示意图。
图5是本发明中的基座结构示意图。
图中：1-基座；2-双向切换刀闸；3-刀闸连接静触头；4-保护静触头；5-接地静触头；6-保护二次电流回路接线螺栓；7-电流互感器二次回路接线螺栓；8-接地接线螺栓；9-导电片；10-母扣；11-公锁头；12-连接件；101-公锁头固定槽；102-静触头固定槽；201-切换操作手柄；202-刀片；501-铜片；502-弹簧卡；50101-簧片；1001-扣孔；1101-水平固定片；1102-竖向锁片；1103-锁压片；1104-挡片。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1-5所示，一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，包括基座1、双向切换刀闸2、设于基座1上的连接保护二次电流回路的保护静触头4、设于基座1上的电流二次回路短路接地静触头5和设于基座1上的连接电流互感器二次回路的刀闸连接静触头3，接地静触头5和保护静触头4分别排列于刀闸连接静触头3的左右两边，双向切换刀闸2与刀闸连接静触头3连接，并可向左或向右两个方向转动，实现与两侧的静触头合闸接触，双向切换刀闸2设有切换操作手柄201，切换操作手柄201和基座1上位于保护静触头4的一侧设有互锁锁扣，在双向切换刀闸2切换到与保护静触头4接触合闸时，互锁锁扣锁合将切换操作手柄201锁住。
为了实现接线的可靠性，接地静触头5连接短路接地接线螺栓8，刀闸连接静触头3连接电流互感器二次回路接线螺栓7连接，保护静触头4连接保护二次电流回路接线螺栓6。通过接线螺栓进行各电路连接，可靠性高。
为了实现互锁结构，互锁锁扣包括母扣10和公锁头11，母扣10设于切换操作手柄201上，母扣10为楔形壳体结构，其上设有扣孔1001，公锁头11设于基座1上，包括水平固定片1101、侧向可弹性弯曲的竖向锁片1102和位于竖向锁片1102上端的用于锁压住母扣10的锁压片1103，锁压片1103与竖向锁片1102垂直，双向切换刀闸2切换到与保护静触头4接触合闸时，竖向锁片1102和锁压片1103向上穿过母扣10的扣孔1001，并回弹锁压住母扣10。结构简单，方便地实现了互锁结构。
为了实现母扣10下压时使锁压片1103侧向发生移动并进入母扣10的扣孔1001，锁压片1103为类直角三角形状，下端为水平直角边，与竖向锁片1102垂直，从锁压片1103位于竖向锁片1102处的上端位置向下端的水平直角边的远端处为外凸型圆弧线，且锁压片1103位于竖向锁片1102处的上端为最高点。在合闸时，母扣10下压到锁压片1103的外凸型圆弧线上时，压力被分解成侧向和竖向向下的两个分力，侧向压力使竖向锁片1102侧向弯曲，锁压片1103侧向发生位移，锁压片1103最终向上穿过母扣10的扣孔1001，竖向锁片1102失力后回弹使锁压片1103锁压住母扣10，有效地实现了锁扣互锁。
为了防止双向切换刀闸2在互锁后再发生竖向的向下移动，竖向锁片1102上设有与竖向锁片1102同平面侧向延伸的挡片1104，与母扣10锁合后，母扣10的下端面抵靠在挡片1104的上端面上。可有效防止母扣10继续向下移动，进而防止双向切换刀闸2在竖向的向下移动，提升互锁的可靠性。
为了实现公锁头11的固定，基座1上设有公锁头固定槽101，水平固定片1101嵌于公锁头固定槽101中，并通过连接件12固定。方便实现公锁头11的固定，把公锁头11嵌于公锁头固定槽101中，实现侧向定位固定。
为了降低成本，公锁头11为冲压弯折一体成型结构。制造方便，成本低。
为了实现与双向切换刀闸2的刀片202之间的可靠接触压紧，接地静触头5包括指触结构的铜片501，铜片501由单一铜材冲压折弯成型，上部中间为与双向切换刀闸2合闸接触的簧片50101，底部设有螺栓孔，在铜片501中间卡入一个弹簧卡502，弹簧卡502的上两端抵靠在簧片50101的两外侧面，弹簧卡502的两外侧面抵靠在铜片501的两外壁内侧面；保护静触头4与接地静触头5采用相同结构；刀闸连接静触头3的底部设有螺栓孔。采用指触结构，将两个接触面分成三个接触面，这样每一个接触面都能自适应与插入的刀片202良好接触，同时为了进一步增加接触的压力，在铜片501内又卡入一个弹簧卡502，有效提升簧片50101的压紧弹性，并与双向切换刀闸2的刀片202之间采用三个面接触压紧，从而使接触面始终能够有效接触。
为了实现静触头和螺栓的连接固定，基座1上设有静触头固定槽102，静触头固定槽102的中间设有螺栓通孔，保护二次电流回路接线螺栓6从上往下穿过保护静触头4的螺栓孔和基座1的螺栓通孔后，再在基座1的反面通过螺母拧紧固定；接地接线螺栓8从上往下穿过接地静触头5的螺栓孔和基座1的螺栓通孔后，再在基座1的反面通过螺母拧紧固定；电流互感器二次回路接线螺栓7从上往下穿过刀闸连接静触头3的螺栓孔和基座1的螺栓通孔后，再在基座1的反面通过螺母拧紧固定。方便地实现了基座1上静触头和螺栓的连接固定。
为了防止双向切换刀闸2中间转动部件长期转动导致接触不良而造成的电气导通故障，双向切换刀闸2位于转动点的上边和刀闸连接静触头3之间焊接有一条软导线。可有效防止中间转动部件长期转动导致接触不良而造成的电气导通故障，提升通路性能。
为了防止接线螺栓转动，接地接线螺栓8、电流互感器二次回路接线螺栓7和保护二次电流回路接线螺栓6均为方柄螺栓，方柄的平面对角线长度大于静触头固定槽102的宽度。可有效防止接线螺栓转动而造成的接触不良等电气故障的发生。
为了提升接地导通效果，接地接线螺栓8的各螺栓之间通过一个短接导电片9连接。防止其中个别接线螺栓接地性能下降或接地断路出现的问题，提升接地导通效果。
该快速切换操作部件电流互感器二次回路接线螺栓7所接为电流互感器输出的二次电流，保护二次电流回路接线螺栓6连接保护二次电流采集回路，接地接线螺栓8连接短路接地回路。
正常运行时，双向切换刀闸2的刀片202与连接保护二次电流回路的保护静触头4接触，通过将电流互感器二次电流接通到保护二次电流回路中，同时互锁锁扣将切换操作手柄201锁住，使切换操作手柄201不能因误碰等被拉开，可避免发生正常运行时电流二次回路开路事故；当电流互感器所在对应的一次设备检修时，将双向切换刀闸2的刀片202切换至电流二次回路短路接地静触头5，将电流互感器输出的二次电流回路与保护的二次电流回路隔离，并实现短路接地；避免了传统的螺栓结构电气间距短导致的安全性差的问题，具有防脱扣闭锁功能，安全可靠，导流和通断能力强，操作便捷，操作效率高，切换操作快，有效地提升了电路切换效率，提高了安全性。
本实例中，接地静触头5、刀闸连接静触头3和保护静触头4按左中右等间距分布，每种静触头数量均为4个，按纵向等间距排列，螺栓数量与静触头相同；静触头的铜片501采用铍青铜，弹簧卡502采用钢卡；连接件12为铆钉。
以上图1-5所示的一种电流互感器二次回路快速切换操作机构是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，其特征在于：包括基座（1）、双向切换刀闸（2）、设于基座（1）上的连接保护二次电流回路的保护静触头（4）、设于基座（1）上的电流二次回路短路接地静触头（5）和设于基座（1）上的连接电流互感器二次回路的刀闸连接静触头（3），所述的接地静触头（5）和保护静触头（4）分别排列于刀闸连接静触头（3）的左右两边，所述的双向切换刀闸（2）与刀闸连接静触头（3）连接，并可向左或向右两个方向转动，实现与两侧的静触头合闸接触，所述的双向切换刀闸（2）设有切换操作手柄（201），所述的切换操作手柄（201）和基座（1）上位于保护静触头（4）的一侧设有互锁锁扣，在双向切换刀闸（2）切换到与保护静触头（4）接触合闸时，互锁锁扣锁合将切换操作手柄（201）锁住。
2.根据权利要求1所述的一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，其特征在于：所述的接地静触头（5）连接短路接地接线螺栓（8），所述的刀闸连接静触头（3）连接电流互感器二次回路接线螺栓（7）连接，所述的保护静触头（4）连接保护二次电流回路接线螺栓（6）。
3.根据权利要求1所述的一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，其特征在于：所述的互锁锁扣包括母扣（10）和公锁头（11），所述的母扣（10）设于切换操作手柄（201）上，母扣（10）为楔形壳体结构，其上设有扣孔（1001），所述的公锁头（11）设于基座（1）上，包括水平固定片（1101）、侧向可弹性弯曲的竖向锁片（1102）和位于竖向锁片（1102）上端的用于锁压住母扣（10）的锁压片（1103），锁压片（1103）与竖向锁片（1102）垂直，双向切换刀闸（2）切换到与保护静触头（4）接触合闸时，竖向锁片（1102）和锁压片（1103）向上穿过母扣（10）的扣孔（1001），并回弹锁压住母扣（10）。
4.根据权利要求3所述的一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，其特征在于：所述的锁压片（1103）为类直角三角形状，下端为水平直角边，与竖向锁片（1102）垂直，从锁压片（1103）位于竖向锁片（1102）处的上端位置向下端的水平直角边的远端处为外凸型圆弧线，且锁压片（1103）位于竖向锁片（1102）处的上端为最高点。
5.根据权利要求4所述的一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，其特征在于：所述的竖向锁片（1102）上设有与竖向锁片（1102）同平面侧向延伸的挡片（1104），与母扣（10）锁合后，母扣（10）的下端面抵靠在挡片（1104）的上端面上。
6.根据权利要求4所述的一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，其特征在于：所述的基座（1）上设有公锁头固定槽（101），所述的水平固定片（1101）嵌于公锁头固定槽（101）中，并通过连接件（12）固定。
7.根据权利要求5所述的一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，其特征在于：所述的公锁头（11）为冲压弯折一体成型结构。
8.根据权利要求1所述的一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，其特征在于：所述的接地静触头（5）包括指触结构的铜片（501），铜片（501）由单一铜材冲压折弯成型，上部中间为与双向切换刀闸（2）合闸接触的簧片（50101），底部设有螺栓孔，在铜片（501）中间卡入一个弹簧卡（502），弹簧卡（502）的上两端抵靠在簧片（50101）的两外侧面，弹簧卡（502）的两外侧面抵靠在铜片（501）的两外壁内侧面；所述的保护静触头（4）与接地静触头（5）采用相同结构；所述的刀闸连接静触头（3）的底部设有螺栓孔。
9.根据权利要求2所述的一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，其特征在于：所述的基座（1）上设有静触头固定槽（102），静触头固定槽（102）的中间设有螺栓通孔，所述的保护二次电流回路接线螺栓（6）从上往下穿过保护静触头（4）的螺栓孔和基座（1）的螺栓通孔后，再在基座（1）的反面通过螺母拧紧固定；所述的接地接线螺栓（8）从上往下穿过接地静触头（5）的螺栓孔和基座（1）的螺栓通孔后，再在基座（1）的反面通过螺母拧紧固定；所述的电流互感器二次回路接线螺栓（7）从上往下穿过刀闸连接静触头（3）的螺栓孔和基座（1）的螺栓通孔后，再在基座（1）的反面通过螺母拧紧固定。
10.根据权利要求9所述的一种电流互感器二次回路快速切换操作机构，其特征在于：所述的双向切换刀闸（2）位于转动点的上边和刀闸连接静触头（3）之间焊接有一条软导线；所述的接地接线螺栓（8）、电流互感器二次回路接线螺栓（7）和保护二次电流回路接线螺栓（6）均为方柄螺栓，方柄的平面对角线长度大于静触头固定槽（102）的宽度；所述的接地接线螺栓（8）的各螺栓之间通过一个短接导电片（9）连接。
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