CN111489944A - 一种高压熔断器结构及其配套使用的绝缘操作杆 - Google Patents

一种高压熔断器结构及其配套使用的绝缘操作杆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压熔断器结构及其配套使用的绝缘操作杆，包括熔断器底座、熔断件和绝缘操作杆。熔断器底座采用半封闭结构，熔断器底座触头设置在熔断器底座腔室内，熔断件可从熔断器底座腔室的开口处取出或插入，可实现在不停电的状况下更换熔断件。减少高压开关柜内部易损件数量，大大降低安全风险，缩短维护周期，避免复杂的操作程序，具有良好人机工作界面，操作杆具有一定长度用于保证操作人员操作时处于安全区域。

Description

一种高压熔断器结构及其配套使用的绝缘操作杆
技术领域：
本发明涉及一种高压熔断器结构，具体为一种用于3-35kV户内高压成套设备的电压互感器保护用限流熔断器。
背景技术：
高压配电系统中使用高压限流式熔断器作为高压电压互感器的一次保护元件，当电压互感器发生过电压、谐振、接地等故障时，熔断器熔断切断电压互感器高压侧电源以达到保护互感器及其二次设备等目的。熔断器发生熔断后需要更换熔断件，因此熔断件是一种易损件，在高压配电设备运行期间需要不定时更换维护。
现有的高压开关柜电压互感器用熔断器一般有两种安装方式。大部分采用开放式安装方式，熔断器底座触头固定在有绝缘子支持的铜(铝)母排上，熔断件卡在固定在熔断器底座上的熔断器底座触头内，整体表现为裸露开放式。更换熔断件时需要操作人员用手握住熔断件拔出或卡入熔断件，此时操作人员接近或接触裸露的导电金属母排或熔断件上的导电触头，如果这些可带电体上带有高压电，接近这些可带电体都会引发安全事故，故而必须在确保停电的状态下才能进行上述操作；另一种是把熔断器与互感器做成一体化组合电器，该结构的熔断器采用全封闭安装，熔断件安装在互感器浇注的密闭腔室内，当熔体熔断需要更换熔断件时需要拆开该腔室的密封盖，熔断器密封盖打开后熔断件利用腔室内部弹簧弹出，此时可手拽出熔断件。显然，由于熔断件头部是金属物，同样必须要保证熔断件和互感器在停电的状态下才能更换熔断件。两种安装方式都要求操作或维护人员严格遵循安全作业规范，并对持续供电有一定的影响，对于更换熔断件这样简单的事情来说，其操作要求过高且存在一定的安全作业风险。
发明内容
本发明解决的主要问题是在不解除防误触电措施，可在带电状态下更换高压电压互感器配套的熔断件。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种高压熔断器结构，包括熔断器底座、熔断件；
所述的熔断器底座为半开口的筒状绝缘体，筒状绝缘体利用法兰上内嵌的螺母固定，所述熔断器底座头部内嵌受电端子，受电端子顶端为螺孔用于固定受电端子螺钉，受电端子尾端有螺孔用于受电触头；
所述熔断器底座尾部装有馈电端子，供将电路连接到互感器；
所述熔断器底座内部有第一腔室；
熔断器底座触头为同心的两个环状弹性触头，作为熔断器的馈电侧和受电侧导体分别设置在筒状绝缘体的第一腔室里；
熔断件穿过馈电侧环状弹性触头插入至受电侧环形弹性触头；
所述熔断件的后端增设与熔断器底座馈电侧环状弹性触头相配合的馈电套，且在其末端增设握柄。
本发明的进一步技术：
优选的，所述熔断器底座上侧内壁设置有第二腔室用以容纳杠杆，杠杆以轴为转动中心，当熔断件插入后熔断件管壁顶住杠杆顶部斜面使杠杆抬起，同时杠杆上部顶柱上顶驱动辅助开关动作，辅助开关内部有电气接点供电气连接输出。
优选的，两个环状弹性触头之间保证一定距离使其分别与熔断件的两端弹性接触。
优选的，所述的受电触头为坛状径向弹簧，且受电触头具有锥形导向结构。
优选的，所述的馈电触头为环状径向弹簧，同多片异形弹性导电零件均布在集电环上加工而成，在集电环周边使用螺钉固定在熔断器底座腔室内，且馈电触头具有锥形导向结构。
优构，所述握柄尾部有锥状选的，所述握柄前端法兰状结构为止动面，所述握柄中部有双耳结导向面。
本发明还提供一种与上述熔断器结构配套使用的绝缘操作杆，所述的绝缘操作杆头部有一腔室，可将熔断件的尾部纳入其中，腔室前端有一对异形卡件用于夹住或松开熔断器上的双耳，通过旋转操作杆卡住或松开熔断件以达到抽出或插入时固定熔断件的目的；绝缘操作杆尾部为操作人员的握持区域。
有益效果：本发明一种新型熔断器结构，熔断器底座采用半封闭结构，熔断器底座触头设置在熔断器底座腔室内，熔断件可从熔断器底座腔室的开口处取出或插入，可实现在不停电的状况下更换熔断件。
附图说明:
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的实施例；
图1为一种高压熔断器结构示意图；
图2为熔断件示意图；
图3为绝缘操作杆结构示意图；
图4为熔断器底座方案一结构示意图；
图5为熔断器底座方案二结构示意图；
图6为第二腔室结构示意图。
具体实施结构:
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一部分实施例，而不是全部的实施例。
图1，本发明提供一种高压熔断器结构，在带电状态下更换高压电压互感器配套的熔断件，包括熔断器底座1、熔断件2和外部的绝缘操作杆3构成。
图2，熔断件2由熔芯21、馈电套22、握柄23构成。
馈电套与熔芯的配合有两种方案：一种是过盈配合，另一种采用弹性配合。过盈配合时熔芯不可拆，弹性配合时熔芯可拆，对用户来说可节省维护成本。本发明优选过盈配合；
馈电套22前端有孔与熔芯21的尾端过盈配合，馈电套22是优良导电体，能把电流从熔芯传递到熔断器底座触头,馈电套22后端有轴，伸入握柄23前端孔内与操作柄22过盈配合使熔芯21、馈电套22、握柄23构成一个熔断件整体部件2。握柄23为绝缘材料制作，前端法兰状结构为止动面231，用于定位熔断件2在熔断器底座1腔室内的插入深度。握柄23中部有双耳结构232，双耳结构232与绝缘操作杆3内的异形卡件31配合，可通过旋转操作杆3卡住或松开熔断件2以达到抽出或插入时固定熔断件2的目的。
握柄尾端有锥形面，供插入绝缘操作杆3腔室32时导向用。
如图6，熔断器底座1上侧内壁设置有第二腔室11用以容纳杠杆4，杠杆4以轴41为转动中心，当熔断件2插入后熔断件管壁顶住杠杆顶部斜面42使杠杆4抬起，同时杠杆上部顶柱44上顶驱动辅助开关5动作，辅助开关内部有电气接点供电气连接输出。
腔室11的设计应满足电气间隙和爬电距离的要求。能将熔断器腔室内部的熔断件在否情况通过机械连杆机构传递到管壁外，使电气间隙和爬电距离变成曲线，减小直线距离，满足规范要求。
该底座上带有机械结构以实现在高压环境下检测熔断器是否插入或隔离器是否分断，并能将熔断器位置机械信号通过辅助开关转换成电信号。该信号能正确检测熔断器隔离器的开断状态并通过电路接入自动化系统。使断路器隔离器作用得到充分应用，简化了电路设计，并能充分节省高压开关设备的空间。
图3，与高压熔断器结构配套的绝缘操作杆3：专用操作工具，可以在远离熔断器的地方取出或插入熔断件。其头部有一腔室32，可将熔断件的尾部纳入其中，腔室前端有一对异形卡件31可通过左旋或右旋操作夹住或松开熔断器上的双耳232。尾部为操作人员的握持区域33。操作杆3具有一定长度用于保证操作人员操作时处于安全区域。
与高压熔断器结构配套的熔断器底座，熔断器底座1有以下2个实施方案：
具体方案一：如图4，固定面位于熔断器底座1中部
环氧浇注本体11：头部内嵌导电嵌件(受电端子)111，受电端子111顶端为螺孔用于固定受电端子螺钉(一次端子固定螺钉)，尾端有螺孔用于固定熔断器底座触头(受电触头)12；中部有法兰113内嵌固定螺母嵌件用于将熔断器底座固定在金属柜体(高压成套开关设备/开关柜)上；尾部装有馈电端子115供将电路连接到互感器。环氧浇注本体11外部表面设计足够的伞裙以满足安全的电气间隙和爬电距离。内部有腔室112用以容纳熔断件2及熔断器底座触头13等零件，腔室长度亦有足够的距离以满足安全的电气间隙和爬电距离。浇注本体11中部内腔有嵌件用于安装固定熔断器底座触头(馈电触头)13。
熔断器底座触头(受电触头)12为坛状径向弹簧，用于径向弹性夹持熔断件2受电端。其12使用螺钉固定在浇注本体11内腔底部的受电端子111螺孔上。受电触头12具有锥形导向结构121，能保证熔断件2受电端插入时自动对正。
熔断器底座触头(馈电触头)13为环状径向弹簧，同多片异形弹性导电零件均布在集电环131上加工而成。用于径向夹持熔断器馈电套22。在集电环131周边使用螺钉固定在熔断器底座腔室靠前中部的嵌件114上。馈电触头13具有锥形导向结构132，能保证熔断件馈电套22插入后自动对正。
导线116为金属导电体，用于电气连接集电环131和馈电端子115。
馈电端子115为金属导体，嵌于熔断器底座1尾部。馈电端子115端部有螺孔，用于固定熔断器馈电侧螺钉和导线(母排)。
第一种实施方案的熔断器是安装于高压开关柜柜内隔板上的。该隔板将熔断器进线侧与电压互感器室分隔开来，便于电压互感器形成独立的单元功能小室。当然要求不高时，也可以使用安装梁来安装熔断器。此方案操作人员虽然打开柜门后直接面对带电体，但是在安全距离之外。
具体方案二：如图5，固定面位于熔断器底座尾部(操作侧)
环氧浇注本体11：头部内嵌导电嵌件(受电端子)111，受电端子111顶端为螺孔用于固定受电端子螺钉(一次端子固定螺钉)，尾端有螺孔用于固定熔断器底座触头(受电触头)12；中部有法兰内嵌固定螺母用于连接馈电螺钉和导线(母排)将电路连接到互感器；尾部有法兰结构114内嵌固定螺母113用于将熔断器底座1固定在金属柜体(高压成套开关设备/开关柜)上。环氧浇注本体11外部设计足够的伞裙以满足安全的电气间隙和爬电距离。内部有腔室112用以容纳熔断件2及熔断器底座触头等零件，腔室长度亦有足够的距离以满足安全的电气间隙和爬电距离。浇注本体11中部内腔有嵌件用于安装固定熔断器底座触头(馈电触头)13。
熔断器底座触头(受电触头)12为坛状径向弹簧，用于径向夹持熔断件2受电端。受电触头12使用螺钉固定在浇注本体11内腔112底部的受电端子111螺孔上。受电触头12具有锥形导向结构121，能保证熔断件2受电端插入时自动对正。
熔断器底座触头(馈电触头)13为环状径向弹簧，同多片异形弹性导电零件均布在集电环131上加工而成。用于径向夹持熔断器馈电套22。在集电环131周边使用螺钉固定在熔断器底座腔室靠前中部的嵌件上。馈电触头13具有锥形导向结构132，能保证熔断件馈电套22插入后自动对正。
导线116为金属导电体，用于连接集电环131和馈电端子115。
第二种实施方案的熔断器是安装开关柜柜内面板上的。该面板将操作侧与带电侧分隔开，所有带电部件都装在面板后部，防止人员误入带电间隔使操作更为安全。此方案操作人员最大化地接触不到带电体，安全无虞。
法兰设置的位置决定熔断器的安装布局，方案一可实现电压互感器与熔断器处于单独的电气小室内；方案二实现了熔断器板前操作。熔断器底座腔室的开口方向面对操作人员，且与操作人员之间没有障碍物或设置可随时移除的防护板以方便安全更换熔断件。熔断器底座外部的结构不排除有更合适的布局或固定方式，但主体结构(环氧浇注带有内腔的熔断器底座，环形受电、馈电熔断器底座触头等)是不会改变的。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种高压熔断器结构，其特征在于：包括熔断器底座、熔断件；
所述的熔断器底座为半开口的筒状绝缘体，筒状绝缘体利用法兰上内嵌的螺母固定，所述熔断器底座头部内嵌受电端子，受电端子顶端为螺孔用于固定受电端子螺钉，受电端子尾端有螺孔用于受电触头；
所述熔断器底座尾部装有馈电端子，供将电路连接到互感器；
所述熔断器底座内部有第一腔室；
熔断器底座触头为同心的两个环状弹性触头，作为熔断器的馈电侧和受电侧导体分别设置在筒状绝缘体的第一腔室里；
熔断件穿过馈电侧环状弹性触头插入至受电侧环形弹性触头；
所述熔断件的后端增设与熔断器底座馈电侧环状弹性触头相配合的馈电套，且在其末端增设握柄。
2.根据权利要求1中所述的一种高压熔断器结构，其特征在于：两个环状弹性触头之间保证一定距离使其分别与熔断件的两端弹性接触。
3.根据权利要求1中所述的一种高压熔断器结构，其特征在于：所述的受电触头为坛状径向弹簧，且受电触头具有锥形导向结构。
4.根据权利要求1中所述的一种高压熔断器结构，其特征在于：所述的馈电触头为环状径向弹簧，同多片异形弹性导电零件均布在集电环上加工而成，在集电环周边使用螺钉固定在熔断器底座腔室内，且馈电触头具有锥形导向结构。
5.根据权利要求1中所述的一种高压熔断器结构，其特征在于：所述熔断器底座上侧内壁设置有第二腔室用以容纳杠杆，杠杆以轴为转动中心，当熔断件插入后熔断件管壁顶住杠杆顶部斜面使杠杆抬起，同时杠杆上部顶柱上顶驱动辅助开关动作，辅助开关内部有电气接点供电气连接输出。
6.根据权利要求1中所述的一种高压熔断器结构，其特征在于：所述握柄前端法兰状结构为止动面，所述握柄中部有双耳结构，所述握柄尾部具有锥形导向结构。
7.一种绝缘操作杆，所述的绝缘操作杆与权利要求6所述的高压熔断器结构配套使用，其特征在于：所述的绝缘操作杆头部有一腔室，可将熔断件的尾部纳入其中；
腔室前端有一对异形卡件夹住或松开熔断器上的双耳，通过旋转操作杆卡住或松开熔断件以达到抽出或插入时固定熔断件的目的；
绝缘操作杆尾部为操作人员的握持区域。
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