CN113012978B - 一种模块化的交流真空断路器组件 - Google Patents

一种模块化的交流真空断路器组件 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种模块化的交流真空断路器组件，包括：多个模块化交流真空断路器、交流真空断路器组件均压电容、保护电路电阻、保护电路电容、避雷器和控制单元箱,其中，保护电路电阻和保护电路电容构成阻容吸收器组，多个所述模块化交流真空断路器构成模块化交流真空断路器组，所述模块化交流真空断路器组、所述交流真空断路器组件均压电容、所述阻容吸收器组和所述避雷器并联。本申请的模块化的交流真空断路器组件集成度高、结构简单、维护检修方便且开断电压等级高，适用于高电压等级输电线路的开断。

Description

一种模块化的交流真空断路器组件
技术领域
本申请涉及真空开关领域领域，尤其涉及一种模块化的交流真空断路器组件。
背景技术
断路器是高压输变电上的重要电器元件，在整个输变电领域起着非常重要的作用。目前，电力系统中最常见的断路器主要有真空断路器和六氟化硫断路器，六氟化硫断路器因其灭弧介质为温室气体而逐渐减少使用，而真空断路器凭借其体积小、重量轻、适用于频繁开断、灭弧介质清洁无污染等优点成为了使用频率最高的断路器。
随着电力系统电压等级的提升，对高电压等级的真空断路器的需求也越来越强，但高压真空断路器相对低压真空断路器而言体积庞大、结构复杂，在日常维护和检修过程中都比较麻烦，一旦出现问题，更是会影响整个电力系统的稳定性。
发明内容
本申请提供了一种模块化的交流真空断路器组件，以满足对高电压等级的真空断路器的需求，并解决体积庞大和结构复杂的问题。
一种模块化的交流真空断路器组件，包括：多个模块化交流真空断路器、交流真空断路器组件均压电容、保护电路电阻、保护电路电容、避雷器和控制单元箱,其中，保护电路电阻和保护电路电容构成阻容吸收器组，多个所述模块化交流真空断路器构成模块化交流真空断路器组，所述模块化交流真空断路器组、所述交流真空断路器组件均压电容、所述阻容吸收器组和所述避雷器并联；
所述模块化交流真空断路器包括：上接线端、下接线端、侧接线端、金属封装箱和设置于所述金属封装箱内部的交流真空灭弧室静导电杆、交流真空灭弧室、交流真空灭弧室两端均压电容、交流真空灭弧室动导电杆、快速斥力机构连接杆、快速斥力机构和位移传感器；
所述上接线端、所述交流真空灭弧室静导电杆、所述交流真空灭弧室、所述交流真空灭弧室动导电杆、所述快速斥力机构连接杆、所述快速斥力机构和所述下接线端顺次连接；
所述交流真空灭弧室两端均压电容的一端连接所述上接线端，所述交流真空灭弧室两端均压电容的另一端连接所述交流真空灭弧室动导电杆；
所述交流真空灭弧室动导电杆上设有所述位移传感器，所述位移传感器通过所述侧接线端与所述控制单元箱连接；
多个所述模块化交流真空断路器通过所述上接线端和所述下接线端之间串联和/或并联，以构成所述模块化交流真空断路器组，所述模块化交流真空断路器组通过所述上接线端和所述下接线端接入所述交流真空断路器组件中。
进一步地，所述交流真空灭弧室的电压等级为kV。
进一步地，所述位移传感器用于监测所述交流真空灭弧室动导电杆的位移。
进一步地，所述控制单元箱用于接收所述位移传感器发送的位移信息，并根据所述位移信息判断所述模块化交流真空断路器的工作状态是否正常；
若所述位移大于所述交流真空灭弧室的分合闸行程的五分之四，所述模块化交流真空断路器的工作状态正常；否则，所述模块化交流真空断路器的工作状态不正常。
进一步地，所述控制单元箱用于控制所述模块化交流真空断路器的合闸与分闸。
进一步地，所述控制单元箱外置多个状态灯，所述状态灯与所述模块化交流真空断路器为一对一的关系，所述状态灯用于实时显示与其对应的所述模块化交流真空断路器的工作状态。
进一步地，根据所述模块化交流真空断路器的数量及所述模块化交流真空断路器之间的连接方式，选取所述交流真空断路器组件均压电容、所述保护电路电阻、所述保护电路电容和所述避雷器的型号。
进一步地，所述连接方式包括并联和串联中的一种或两种。
本发明的有益效果为：
首先，结构简单稳定，维护检修容易且成本低。将多个小型的模块化交流真空断路器配合控制单元箱、均压电容、保护电路模块、避雷器等，装配成一个模块化的交流真空断路器组件，使得该模块化的交流真空断路器组件发开断电压等级提高，并且在出现故障时，可以直接更换小型的模块化交流真空断路器，即可继续正常工作。
其次，集成度高，开断电压等级范围大。将真空灭弧室、均压电容、快速斥力机构集成在一个金属封装箱内，构成模块化交流真空断路器，然后再将该模块化交流真空断路器配合其它部分构成模块化的交流真空断路器组件，集成度高，同时可通过调整交模块化的流真空断路器组件内的模块化交流真空断路器的数量即可调整整个模块化的流真空断路器组件的开断电压等级。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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附图。
图1为本申请一种模块化的交流真空断路器组件的结构示意图；
图2为本申请模块化交流真空断路器的结构示意图。
图中：1-模块化交流真空断路器，2-交流真空断路器组件均压电容，3-保护电路电阻，4-保护电路电容，5-避雷器，6-控制单元箱，11-上接线端，12-交流真空灭弧室静导电杆，13-交流真空灭弧室，14-交流真空灭弧室两端均压电容，15-交流真空灭弧室动导电杆，16-快速斥力机构连接杆，17-快速斥力机构，18-下接线端，19-侧接线端，110-位移传感器，111-金属封装箱。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
参见图1，为本申请一种模块化的交流真空断路器组件的结构示意图。一种模块化的交流真空断路器组件，所述交流真空断路器组件包括：多个模块化交流真空断路器1、交流真空断路器组件均压电容2、保护电路电阻3、保护电路电容4、避雷器5和控制单元箱6,其中，保护电路电阻3和保护电路电容4构成阻容吸收器组，多个所述模块化交流真空断路器1构成模块化交流真空断路器组，所述模块化交流真空断路器组、所述交流真空断路器组件均压电容2、所述阻容吸收器组和所述避雷器5并联；
参见图2，为本申请模块化交流真空断路器的结构示意图。所述模块化交流真空断路器1包括：上接线端11、下接线端18、侧接线端19、金属封装箱111和设置于所述金属封装箱111内部的交流真空灭弧室静导电杆12、交流真空灭弧室13、交流真空灭弧室两端均压电容14、交流真空灭弧室动导电杆15、快速斥力机构连接杆16、快速斥力机构17和位移传感器110；
所述上接线端11、所述交流真空灭弧室静导电杆12、所述交流真空灭弧室13、所述交流真空灭弧室动导电杆15、所述快速斥力机构连接杆16、所述快速斥力机构17和所述下接线端18顺次连接；
所述快速斥力机构17通过所述快速斥力机构连接杆16与所述交流真空灭弧室动导电杆15连接，当所述交流真空灭弧室动导电杆15受到所述快速斥力机构17向下的力时会向下运动，进而使得交流真空灭弧室13进行分闸动作；当所述交流真空灭弧室动导电杆15受到所述快速斥力机构17向上的力时会向上运动，进而使得交流真空灭弧室13进行合闸动作。
所述交流真空灭弧室两端均压电容14的一端连接所述上接线端11，所述交流真空灭弧室两端均压电容14的另一端连接所述交流真空灭弧室动导电杆15；
所述交流真空灭弧室动导电杆15上设有所述位移传感器110，所述位移传感器110通过所述侧接线端19与所述控制单元箱6连接，所述位移传感器110与所述控制单元箱6之间信号连接，所述位移传感器110可以向所述控制单元箱6发送位移信息；
所述位移传感器110用于监测所述交流真空灭弧室动导电杆15的位移；所述控制单元箱6用于接收所述位移传感器110发送的位移信息，并根据所述位移信息判断所述模块化交流真空断路器1的工作状态是否正常；
若所述位移大于所述交流真空灭弧室13的分合闸行程的五分之四，所述模块化交流真空断路器1的工作状态正常；否则，所述模块化交流真空断路器1的工作状态不正常。
所述分合闸行程在真空灭弧室出厂时就设置为固定参数，在确定真空灭弧室时，分合闸行程就已确定。
多个所述模块化交流真空断路器1通过所述上接线端11和所述下接线端18之间串联和/或并联，以构成所述模块化交流真空断路器组，串联的模块化交流真空断路器1数量越多，模块化的交流真空断路器组件可以开断的电压等级越高；并联的模块化交流真空断路器1数量越多，模块化的交流真空断路器组件可以开断的电流越大。串并联这种形式都是为了将多个具有电压等级较低的真空灭弧室的模块化交流真空断路器1集成一个开断电压等级较高的模块化交流真空断路器组，具体连接形式应依据最终产品要求的开断电压等级决定，同时需要考虑留有一定裕度等。
所述模块化交流真空断路器组通过所述上接线端11和所述下接线端18接入所述交流真空断路器组件中。
进一步地，所述交流真空灭弧室13的电压等级为6kV。
进一步地，所述控制单元箱6用于控制所述模块化交流真空断路器1的合闸与分闸，所述控制单元箱6可同时控制所有的模块化交流真空断路器1进行合闸或分闸。
进一步地，所述控制单元箱6外置多个状态灯，所述状态灯与所述模块化交流真空断路器1为一对一的关系，所述状态灯用于实时显示与其对应的所述模块化交流真空断路器1的工作状态，所述工作状态包括该模块化交流真空断路器1的合闸状态、分闸状态和分合闸故障状态。
进一步地，根据所述模块化交流真空断路器1的数量及所述模块化交流真空断路器1之间的连接方式，选取所述交流真空断路器组件均压电容2、所述保护电路电阻3、所述保护电路电容4和所述避雷器5的型号；所述连接方式包括并联和串联中的一种或两种。
根据最终产品对开断电压等级的要求，设计多个模块化交流真空断路器1之间的连接方式，进而确定模块化的交流真空断路器组件的开断电压等级及开断电流等级等参数，依据该电压等级及开断电流等级等参数，去配合地选取交流真空断路器组件均压电容2、保护电路电阻3、保护电路电容4和避雷器5的型号。
本发明提供的一种模块化的交流真空断路器组件，模块化的交流真空断路器组件接入电力系统正常工作时，控制单元箱6外置的每个状态灯显示与其对应的模块化交流真空断路器1的工作状态为合闸状态；
当电力系统出现故障时，控制单元箱6接收到来自电力系统的分闸信号后，控制单元箱6控制所有的模块化交流真空断路器1进行分闸动作，每个模块化交流真空断路器1中的快速斥力机构17推动快速斥力机构连接杆16动作，快速斥力机构连接杆16与交流真空灭弧室动导电杆15相连，进而推动交流真空灭弧室动导电杆15进行向下运动，使得交流真空灭弧室13开始分闸，安装在交流真空灭弧室动导电杆15上的位移传感器110将交流真空灭弧室动导电杆15的位移信息发送给控制单元箱6，控制单元箱6判断该位移是否满足分合闸条件，这里分合闸条件设为该位移要大于分合闸行程的五分之四，如果满足分合闸条件，则控制单元箱6判断该模块化交流真空断路器1分闸成功，与该模块化交流真空断路器1相对应的状态灯显示该模块化交流真空断路器1的工作状态为分闸状态；如果不满足分合闸条件，则控制单元箱6判断该模块化交流真空断路器1分闸失败，与该分闸失败的模块化交流真空断路器1相对应的状态灯开始闪烁，显示该模块化交流真空断路器1发生故障，需要维修人员及时断电并进行更换，新更换的模块化交流真空断路器1需经测试功能正常后，即可重新投入电力系统中；
当控制单元箱6控制所有模块化交流真空断路器1进行合闸动作时，每个模块化交流真空断路器1中的快速斥力机构17推动快速斥力机构连接杆16动作，快速斥力机构连接杆16与交流真空灭弧室动导电杆15相连，进而推动交流真空灭弧室动导电杆15进行向上运动，使得交流真空灭弧室13开始合闸，安装在交流真空灭弧室动导电杆15上的位移传感器110将交流真空灭弧室动导电杆15的位移信息发送给控制单元箱6，控制单元箱6判断该位移是否满足分合闸条件，这里分合闸条件同样设为该位移要大于分合闸行程的五分之四，如果满足分合闸条件，则控制单元箱6判断该模块化交流真空断路器1合闸成功，与该模块化交流真空断路器1相对应的状态灯显示该模块化交流真空断路器1的工作状态为合闸状态；如果不满足分合闸条件，则控制单元箱6判断该模块化交流真空断路器1合闸失败，与该合闸失败的模块化交流真空断路器1相对应的状态灯开始闪烁，显示该模块化交流真空断路器1发生故障，需要维修人员及时断电并进行更换，新更换的模块化交流真空断路器1需经测试功能正常后，即可重新投入电力系统中。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种模块化的交流真空断路器组件，其特征在于，所述交流真空断路器组件包括：多个模块化交流真空断路器(1)、交流真空断路器组件均压电容(2)、保护电路电阻(3)、保护电路电容(4)、避雷器(5)和控制单元箱(6),其中，保护电路电阻(3)和保护电路电容(4)构成阻容吸收器组，多个所述模块化交流真空断路器(1)构成模块化交流真空断路器组，所述模块化交流真空断路器组、所述交流真空断路器组件均压电容(2)、所述阻容吸收器组和所述避雷器(5)并联；
所述模块化交流真空断路器(1)包括：上接线端(11)、下接线端(18)、侧接线端(19)、金属封装箱(111)和设置于所述金属封装箱(111)内部的交流真空灭弧室静导电杆(12)、交流真空灭弧室(13)、交流真空灭弧室两端均压电容(14)、交流真空灭弧室动导电杆(15)、快速斥力机构连接杆(16)、快速斥力机构(17)和位移传感器(110)；
所述上接线端(11)、所述交流真空灭弧室静导电杆(12)、所述交流真空灭弧室(13)、所述交流真空灭弧室动导电杆(15)、所述快速斥力机构连接杆(16)、所述快速斥力机构(17)和所述下接线端(18)顺次连接；
所述交流真空灭弧室两端均压电容(14)的一端连接所述上接线端(11)，所述交流真空灭弧室两端均压电容(14)的另一端连接所述交流真空灭弧室动导电杆(15)；
所述交流真空灭弧室动导电杆(15)上设有所述位移传感器(110)，所述位移传感器(110)通过所述侧接线端(19)与所述控制单元箱(6)连接；
多个所述模块化交流真空断路器(1)通过所述上接线端(11)和所述下接线端(18)之间串联和/或并联，以构成所述模块化交流真空断路器组，所述模块化交流真空断路器组通过所述上接线端(11)和所述下接线端(18)接入所述交流真空断路器组件中；
所述位移传感器(110)用于监测所述交流真空灭弧室动导电杆(15)的位移；
所述控制单元箱(6)用于接收所述位移传感器(110)发送的位移信息，并根据所述位移信息判断所述模块化交流真空断路器(1)的工作状态是否正常；
若所述位移大于所述交流真空灭弧室(13)的分合闸行程的五分之四，所述模块化交流真空断路器(1)的工作状态正常；否则，所述模块化交流真空断路器(1)的工作状态不正常。
2.如权利要求1所述的一种模块化的交流真空断路器组件，其特征在于，所述交流真空灭弧室(13)的电压等级为6kV。
3.如权利要求1所述的一种模块化的交流真空断路器组件，其特征在于，所述控制单元箱(6)用于控制所述模块化交流真空断路器(1)的合闸与分闸。
4.如权利要求1所述的一种模块化的交流真空断路器组件，其特征在于，所述控制单元箱(6)外置多个状态灯，所述状态灯与所述模块化交流真空断路器(1)为一对一的关系，所述状态灯用于实时显示与其对应的所述模块化交流真空断路器(1)的工作状态。
5.如权利要求1所述的一种模块化的交流真空断路器组件，其特征在于，根据所述模块化交流真空断路器(1)的数量及所述模块化交流真空断路器(1)之间的连接方式，选取所述交流真空断路器组件均压电容(2)、所述保护电路电阻(3)、所述保护电路电容(4)和所述避雷器(5)的型号。
6.如权利要求5所述的一种模块化的交流真空断路器组件，其特征在于，所述连接方式包括并联和串联中的一种或两种。
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