CN113793776A - 一种模块式永磁高压真空断路器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种模块式永磁高压真空断路器，包括有用于放置在高压真空配电装置壳体内部的绝缘框架，所述绝缘框架内设置有若干组相互独立的控制机构；所述控制机构包括有用于与外接电路插接配合的第一插座以及第二插座，所述绝缘框架内还设置有若干组分别与各自控制机构联动的永磁机构，所述永磁机构用于通断各自控制机构的供电回路。本申请具有优化了真空断路器的布局，使得真空断路器的内部局部更加合理；当需要将位于高压真空配电装置壳体内部的控制机构和/或永磁机构进行维修时，通过将绝缘框架整体从高压真空配电装置的壳体内移出，从而便能更加方便且便捷的对控制机构和/或永磁机构进行维修的效果。

Description

一种模块式永磁高压真空断路器

技术领域

本发明涉及断路器领域，尤其是涉及一种模块式永磁高压真空断路器。

背景技术

电力企业是我国重点发展的行业，对人们的生活以及生产有着非常重要的影响作用，为了使电力系统运行的稳定性、安全性、可靠性得到保障，就要对电力系统中发电机保护与断路器之间进行研究，两者之间需要合适的配合方案，才能够促进电网运行正常，而对于当前大多数陈旧式的断路器，显然很难满足现阶段电力运行要求，并且在维修方面还需要投入大量经费，这样持续下去不仅经济上会不断增加负担，而且电力运行也得不到有效保障。

永磁高压真空断路器是一种采用永磁操动机构的真空断路器。在国内，主要用于12.5KV至40.5KV电压级的线路中。永磁操动机构采用永磁保持，电子控制。与传统的断路器操动机构相比，永磁机构采用了一种全新的工作原理和结构，工作时主要的运动部件只有一个，无需机械脱、锁扣装置，故障源少，具有较高的可靠性。

在部分矿用高压真空配电装置中，通常采用三相交流电来对外部的电动机进行供电，而为了保证三相交流电的供电安全，通常会在每相交流电的供电回路中安装一组永磁高压真空断路器，当任意一相交流电的供电回路发生故障，相应的永磁高压真空断路器便能将对应的供电回路断开。而传统的永磁高压真空断路器通常直接安装在高压真空配电装置的壳体内侧壁上，当需要对永磁高压真空断路器进行维修时，由于高压真空配电装置内部空间有限，维修人员难以对内部的永磁高压真空断路器进行维修。

发明内容

为了改善维修人员难以对内部的永磁高压真空断路器进行维修的问题，本申请提供一种模块式永磁高压真空断路器。

一种模块式永磁高压真空断路器，包括有用于放置在高压真空配电装置壳体内部的绝缘框架，所述绝缘框架内设置有若干组相互独立的控制机构；所述控制机构包括有用于与外接电路插接配合的第一插座以及第二插座，所述绝缘框架内还设置有若干组分别与各自控制机构联动的永磁机构，所述永磁机构用于通断各自控制机构的供电回路。

通过采用上述技术方案，本申请通过将若干组控制机构与永磁机构设置在同一绝缘框架内，从而优化了真空断路器的布局，使得真空断路器的内部局部更加合理；当需要将位于高压真空配电装置壳体内部的控制机构和/或永磁机构进行维修时，通过将绝缘框架整体从高压真空配电装置的壳体内移出，从而便能更加方便且便捷的对控制机构和/或永磁机构进行维修；通过将控制机构与永磁机构设置在绝缘框架内，绝缘框架能给控制机构与永磁机构提供一个相对稳定的工作环境，有效减小了外部环境对控制机构与永磁机构产生的不良影响。在将外接电路与控制机构进行连接时，通过将设置在外接电路上的插头分别插入在对应的第一插座或第二插座上，此时便实现了控制机构与外接电路的连接；整个连接过程十分的方便快捷。

可选的，所述控制机构包括有真空管以及负载触头，所述真空管靠近第一插座，且所述真空管一端插入至第一插座内；所述负载触头靠近第二插座，所述负载触头一端插入至第二插座内；所述真空管与负载触头之间设置有位于绝缘框架内的负载铜排，所述负载铜排一端与负载触头连接，所述负载铜排另一端位于永磁机构与真空管之间。

通过采用上述技术方案，当外接电路与控制机构断开时，通过真空管能起到较佳的灭弧效果，从而能有效抑制火花的产生，提高控制机构的安全性；当永磁机构从分闸状态变至合闸状态时，永磁机构将推动负载铜排与真空管接触，此时第一插座与第二插座便处于导通状态；当永磁机构从合闸状态变至分闸状态时，负载铜排将复位并与真空管分离，此时第一插座与第二插座便处于断开状态。

可选的，所述绝缘框架内设置有位于同组真空管与负载触头之间的限位槽，所述负载铜排设置在各自的限位槽内；所述负载铜排与限位槽的内侧壁相互贴合。

通过采用上述技术方案，在将负载铜排进行安装时，由于各个限位槽之间相对独立，通过将负载铜排放置在各自的限位槽内，在限位槽侧壁的作用下能增大相邻负载铜排之间的爬电距离，从而能减少相邻的负载铜排之间在导通时发生击穿的情况；并且通过负载铜排与限位槽内侧壁相互贴合，能提高负载铜排整体的稳定性。

可选的，所述绝缘框架内设置有靠近负载触头的分隔罩，所述控制机构还包括有设置在分隔罩内的压敏电阻，所述压敏电阻一端与负载触头连接，所述压敏电阻另一端接地。

通过采用上述技术方案，当永磁机构将控制机构的供电回路切断瞬间，与电动机（或其他负载）相连的外接电路将会产生较大的反向电流从负载触头流入，此时电流将流过与负载触头连接的压敏电阻，一部分电流将被压敏电阻消耗，而其余电流最终将通过压敏电阻接地，压敏电阻的设置实现了在分闸瞬间对反向电流的消耗，从而能对内部的控制机构与永磁机构起到保护的作用；分隔罩的设置能将压敏电阻与外部元器件进行分隔，从而能减小流入压敏电阻的反向电流对外部元器件带来的不良影响。

可选的，所述真空管上设置有温度传感器，所述温度传感器的输入端与真空管的电流输入端连接，所述温度传感器的输出端用于与温度控制器连接；所述绝缘框架内设置有用于控制永磁机构分合闸的分闸控制器，所述分闸控制器的输入端用于接收温度控制器发出的控制信号；所述分闸控制器的输出端响应于温度控制器发出的控制信号，以输出分闸信号给所述永磁机构；所述永磁机构接收到分闸信号后将控制机构的供电回路断开。

通过采用上述技术方案，温度传感器用于检测真空管电流输入端的温度，当温度传感器检测到的温度超过温度控制器的预设值时，温度控制器将输出控制信号给分闸控制器，分闸控制器在接收到控制信号后将发出分闸信号给永磁机构，最终永磁机构将控制机构的供电回路断开；通过温度传感器实现了对控制机构电流输入端的温升监测，并在发生过热时自动将控制机构的供电回路进行分闸，从而起到了过温保护的作用。

可选的，所述负载触头上设置有电流互感器，所述电流互感器用于检测通过负载触头的电流；所述电流互感器的输出端用于与电流控制器连接，并将检测到的电流转换成相应的电流信号输出给电流控制器，所述分闸控制器的输入端与电流控制器的输出端连接，并用于接收电流控制器输出的控制信号。

通过采用上述技术方案，电流互感器用于将流经负载触头的一次侧大电流转换成二次侧小电流给电流控制器，当电流互感器检测到的电流值大于电流控制器的预设值时，则表明发生了过流现象；此时电流控制器的输出端将输出相应的控制信号给分闸控制器，分闸控制器的输入端在接收到控制信号后，同样将输出分闸信号给永磁机构，最终永磁机构同样能控制机构的供电回路断开，从而起到了过流保护的效果。

可选的，所述真空管与永磁机构之间设置有绝缘子，所述绝缘子一端与永磁机构联动，所述绝缘子另一端与负载铜排连接。

通过采用上述技术方案，当永磁机构由分闸状态转变至合闸状态时，永磁机构将推动绝缘子向靠近真空管的方向移动，最终绝缘子将推动负载铜排与真空管接触，此时控制机构的供电回路便被导通；绝缘子还能够耐受电压和机械应力，增加永磁机构与真空管之间的爬电距离，减小永磁机构与真空管之间的电磁干扰。

可选的，所述绝缘框架上设置有靠近永磁机构的手分连杆，所述手分连杆一端从绝缘框架外侧壁穿出，所述手分连杆上设置有若干分别朝向各自永磁机构的手分推块；所述永磁机构上设置有用于控制永磁机构内部分闸的手分摆杆，所述手分摆杆转动设置在永磁机构外部；所述手分推块位于各自相邻的手分摆杆一侧，且所述手分推块用于控制手分摆杆摆动。

通过采用上述技术方案，将从绝缘框架外侧壁穿出部分的手分连杆向绝缘框架内压入，此时设置在手分连杆上的手分推块将推动各自相邻的手分摆杆摆动，随着手分摆杆的摆动，手分摆杆将推动各自所在的永磁机构实现分闸；此时便实现了能将绝缘框架内部的永磁机构进行同步分闸的目的；确保了分闸动作的一致性。

可选的，所述手分连杆上设置有弹簧，所述弹簧一端与绝缘框架内侧壁连接，所述弹簧另一端与手分连杆连接；所述弹簧沿手分连杆的滑移方向伸缩。

通过采用上述技术方案，当手分连杆完成对绝缘框架内部永磁机构的分闸动作后，手分连杆在弹簧的作用下将实现复位，从而保证了后续永磁机构的合闸动作顺利进行。

可选的，所述手分推块背离相邻手分摆杆的侧壁上设置有导向面，所述导向面向靠近弹簧的方向倾斜。

通过采用上述技术方案，当手分推块在弹簧的作用下跟随手分连杆一同复位时，通过设置在手分推块上的导向面，能使手分推块更加顺利的越过各自相邻的手分摆杆，确保手分推块顺利复位。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

优化了真空断路器的布局，使得真空断路器的内部局部更加合理；当需要将位于高压真空配电装置壳体内部的控制机构和/或永磁机构进行维修时，通过将绝缘框架整体从高压真空配电装置的壳体内移出，从而便能更加方便且便捷的对控制机构和/或永磁机构进行维修。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是图1的局部结构示意图。

图3是图2的局部结构示意图。

图4是图1的局部结构剖面示意图。

图5是凸显图3中凸显手分连杆的局部结构示意图。

附图标记说明：

1、绝缘框架；10、底座；101、安装座；11、限位槽；12、分隔罩；2、控制机构；21、第一插座；22、第二插座；23、真空管；24、负载触头；25、负载铜排；26、压敏电阻；27、绝缘子；3、永磁机构；31、永磁筒；32、铁芯；33、第一复位弹簧；34、第二复位弹簧；35、手分轴套；36、手分圆柱销；4、温度传感器；5、分闸控制器；6、电流互感器；7、手分连杆；71、手分推块；72、弹簧；73、导向面；8、手分摆杆。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种模块式永磁高压真空断路器。参照图1、图2，模块式永磁高压真空断路器包括有，用于放置在高压真空配电装置壳体内部的绝缘框架1。绝缘框架1包括有内部中空的底座10，以及多个呈依次排布的安装座101。安装座101的数量可根据实际需求进行增减，本实施例中安装座101的数量为三组。三组安装座101下端固定安装在底座10内，安装座101上端从底座10内伸出。

如图2、图3所示，绝缘框架1内安装有三组分别位于对应安装座101内的控制机构2，三组控制机构2之间相互独立。每组控制机构2均包括有用于与外接电路插接配合的第一插座21以及第二插座22。位于同组控制机构2上的第一插座21与第二插座22呈并排设置，并且第一插座21与第二插座22设置在安装座101背离底座10的侧壁上。底座10内安装有三组用于分别与各自控制机构2联动的永磁机构3，三组永磁机构3用于分别控制各自控制机构2的供电回路通断。

如图3、图4所示，控制机构2还包括有真空管23、负载触头24以及压敏电阻26。真空管23的长度方向沿绝缘框架1的高度方向延伸，并且真空管23靠近第一插座21。真空管23的一个触头从安装座101内穿出至第一插座21内，并且真空管23的触头位于第一插座21的中心轴上，位于第一插座21内的真空管23触头作为外接电源输入端。

如图3、图4所示，真空管23上设置有位于第一插座21内的温度传感器4，温度传感器4的输入端与真空管23的触头连接，温度传感器4的输出端用于与温度控制器连接。底座10内固定安装有三组分别位于各自永磁机构3一侧的分闸控制器5，分闸控制器5的输入端与各自对应的温度控制器输出端连接，分闸控制器5的输出端与各自对应的永磁机构3电连接。温度传感器4用于检测各自所在的真空管23电流输入端的温度，当温度传感器4检测到的温度超过温度控制器的预设值时，温度控制器将输出控制信号给各自的分闸控制器5，分闸控制器5的输出端响应于温度控制器发出的控制信号。分闸控制器5在接收到控制信号后将发送分闸信号给永磁机构3，最终永磁机构3将各自所在的控制机构2供电回路断开。

如图3、图4所示，负载触头24的长度方向同样沿绝缘框架1的高度方向延伸，负载触头24靠近第二插座22，负载触头24上端从安装座101内穿出至第二插座22内，并且负载触头24位于第二插座22的中心轴上。位于第二插座22内的负载触头24作为外接电路输出端。

如图3、图4所示，负载触头24上套设有位于第二插座22内的电流互感器6，电流互感器6用于检测通过负载触头24的电流。电流互感器6的输出端用于与电流控制器连接，并将检测到的电流转换成相应的电流信号输出给电流控制器，分闸控制器5的输入端还与各自电流控制器的输出端连接，且分闸控制器5用于接收电流控制器输出的控制信号。电流互感器6用于将流经负载触头24的一次侧大电流转换成二次侧小电流给电流控制器，当电流互感器6检测到的电流值大于电流控制器的预设值时，则表明发生了过流现象。此时电流控制器的输出端将输出相应的控制信号给分闸控制器5，分闸控制器5的输入端在接收到电流控制器的控制信号后，同样将输出分闸信号给永磁机构3，最终永磁机构3同样能控制各自控制机构2的供电回路断开。

如图3、图4所示，安装座101内还设置有位于同组控制机构2的真空管23与负载触头24之间的限位槽11，限位槽11内安装有负载铜排25，限位槽11与负载铜排25相适配，且负载铜排25与限位槽11的内侧壁相互贴合。负载铜排25一端与负载触头24连接，负载铜排25另一端从限位槽11内穿出，并延伸至永磁机构3与真空管23的另一组触头之间。

如图3、图4所示，真空管23与永磁机构3之间设置有绝缘子27，绝缘子27下端与永磁机构3联动，绝缘子27上端与负载铜排25固定连接。当永磁机构3合闸时，永磁机构3将驱动绝缘子27与负载铜排25向靠近真空管23触头的方向移动，当负载铜排25与真空管23的下端触头接触时，外接电源输入端与外接电路输出端便被接通。

如图3、图4所示，安装座101内还一体成型有靠近负载触头24的分隔罩12，压敏电阻26设置在分隔罩12内。压敏电阻26一端与各自相邻的负载触头24连接，压敏电阻26的另一端通过电缆接地。

如图3、图4所示，永磁机构3包括有中空的永磁筒31，永磁筒31内滑动设置有铁芯32，铁芯32上端从永磁筒31内伸出并与绝缘子27下端固定连接。永磁机构3内还设置有套设在铁芯32外部的线圈，通过向线圈通电，通电线圈产生的磁力将驱动铁芯32向靠近绝缘子27的方向推动，当负载铜排25与真空管23的下端触头接触时，永磁机构3便完成了合闸动作，接着将线圈的供电回路断开，在永磁筒31的自身磁力作用下，铁芯32将吸附在永磁筒31内侧壁的顶部。并且负载铜排25将保持与真空管23下端触头的接触。

如图3、图4所示，永磁机构3还包括有设置在永磁筒31上的第一复位弹簧33以及第二复位弹簧34，第一复位弹簧33位于铁芯32内，且第一复位弹簧33沿铁芯32的滑动方向伸缩，第一复位弹簧33一端与铁芯32连接，第一复位弹簧33另一端与永磁筒31内侧壁固定连接。第二复位弹簧34位于永磁筒31外部，且第一复位弹簧33与第二复位弹簧34呈同轴设置。第二复位弹簧34上端与永磁筒31外侧壁连接，第二复位弹簧34下端与底座10底壁连接固定。当永磁机构3处于合闸状态时，第一复位弹簧33处于压缩状态，且第一复位弹簧33用于给铁芯32施加向下的弹力；而第二复位弹簧34处于拉伸状态，第二复位弹簧34将给永磁筒31施加向下的拉力。

如图3、图4所示，底座10上活动穿设有一根位于三组永磁机构3同侧的手分连杆7，手分连杆7一端从底座10外侧壁穿出。手分连杆7上固定安装有三组分别朝向各自永磁机构3的手分推块71。永磁筒31的外侧壁上转动设置有位于铁芯32一侧的手分轴套35，手分轴套35的转动轴垂直于铁芯32的滑动方向。手分轴套35上固定安装有平行于铁芯32的手分摆杆8，手分轴套35上设置有退位槽，永磁筒31上设置有上端插入至退位槽内的手分圆柱销36，手分圆柱销36下端伸入至永磁筒31内并与内部的铁芯32正对。

如图4、图5所示，手分摆杆8跟随手分轴套35一同转动设置在永磁筒31外部。手分推块71分别位于各自相邻的手分摆杆8一侧，且手分摆杆8位于各自手分推块71的滑动路径上。将位于底座10外侧壁的手分连杆7向底座10内压入，此时设置在手分连杆7上的手分推块71将推动各自相邻的手分摆杆8摆动，随着手分摆杆8的摆动，将带动手分轴套35转动。随后手分圆柱销36上端将从手分轴套35的退位槽内退出，此时手分轴套35的外侧壁将推动手分圆柱销36进一步插入至永磁筒31内，手分圆柱销36将逐渐推动铁芯32向远离绝缘子27的方向移动，位于永磁筒31内的铁芯32将逐渐与永磁筒31的顶部内侧壁分离。铁芯32与永磁筒31之间的磁力也将逐渐减弱，当铁芯32与永磁筒31之间的磁力减弱至小于第一复位弹簧33与第二复位弹簧34的复位力时，铁芯32将实现分闸。

如图3、图5所示，手分连杆7上套设有用于将手分连杆7进行复位的弹簧72，弹簧72一端与底座10的内侧壁连接，弹簧72的另一端与手分连杆7连接固定，并且弹簧72沿手分连杆7的滑移方向伸缩。手分推块71背离相邻手分摆杆8的侧壁上设置有导向面73，导向面73向靠近弹簧72的方向倾斜设置。

本申请实施例一种模块式永磁高压真空断路器的实施原理为：

本申请通过将若干组控制机构2与永磁机构3设置在同一绝缘框架1内，从而优化了真空断路器的布局，使得真空断路器的内部局部更加合理。当需要将位于高压真空配电装置壳体内部的控制机构2和/或永磁机构3进行维修时，通过将绝缘框架1整体从高压真空配电装置的壳体内移出，从而便能更加方便且便捷的对控制机构2和/或永磁机构3进行维修。通过将控制机构2与永磁机构3设置在绝缘框架1内，绝缘框架1能给控制机构2与永磁机构3提供一个相对稳定的工作环境，有效减小了外部环境对控制机构2与永磁机构3产生的不良影响。在将外接电路与控制机构2进行连接时，通过将设置在外接电路上的插头分别插入在对应的第一插座21与第二插座22上，此时便实现了控制机构2与外接电路的连接。整个连接过程十分的方便快捷。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模块式永磁高压真空断路器，其特征在于：包括有用于放置在高压真空配电装置壳体内部的绝缘框架（1），所述绝缘框架（1）内设置有若干组相互独立的控制机构（2）；所述控制机构（2）包括有用于与外接电路插接配合的第一插座（21）以及第二插座（22），所述绝缘框架（1）内还设置有若干组分别与各自控制机构（2）联动的永磁机构（3），所述永磁机构（3）用于通断各自控制机构（2）的供电回路。

2.根据权利要求1所述的一种模块式永磁高压真空断路器，其特征在于：所述控制机构（2）包括有真空管（23）以及负载触头（24），所述真空管（23）靠近第一插座（21），且所述真空管（23）一端插入至第一插座（21）内；所述负载触头（24）靠近第二插座（22），所述负载触头（24）一端插入至第二插座（22）内；所述真空管（23）与负载触头（24）之间设置有位于绝缘框架（1）内的负载铜排（25），所述负载铜排（25）一端与负载触头（24）连接，所述负载铜排（25）另一端位于永磁机构（3）与真空管（23）之间。

3.根据权利要求2所述的一种模块式永磁高压真空断路器，其特征在于：所述绝缘框架（1）内设置有位于同组真空管（23）与负载触头（24）之间的限位槽（11），所述负载铜排（25）设置在各自的限位槽（11）内；所述负载铜排（25）与限位槽（11）的内侧壁相互贴合。

4.根据权利要求2所述的一种模块式永磁高压真空断路器，其特征在于：所述绝缘框架（1）内设置有靠近负载触头（24）的分隔罩（12），所述控制机构（2）还包括有设置在分隔罩（12）内的压敏电阻（26），所述压敏电阻（26）一端与负载触头（24）连接，所述压敏电阻（26）另一端接地。

5.根据权利要求2所述的一种模块式永磁高压真空断路器，其特征在于：所述真空管（23）上设置有温度传感器（4），所述温度传感器（4）的输入端与真空管（23）的电流输入端连接，所述温度传感器（4）的输出端用于与温度控制器连接；所述绝缘框架（1）内设置有用于控制永磁机构（3）分合闸的分闸控制器（5），所述分闸控制器（5）的输入端用于接收温度控制器发出的控制信号；所述分闸控制器（5）的输出端响应于温度控制器发出的控制信号，以输出分闸信号给所述永磁机构（3）；所述永磁机构（3）接收到分闸信号后将控制机构（2）的供电回路断开。

6.根据权利要求5所述的一种模块式永磁高压真空断路器，其特征在于：所述负载触头（24）上设置有电流互感器（6），所述电流互感器（6）用于检测通过负载触头（24）的电流；所述电流互感器（6）的输出端用于与电流控制器连接，并将检测到的电流转换成相应的电流信号输出给电流控制器，所述分闸控制器（5）的输入端与电流控制器的输出端连接，并用于接收电流控制器输出的控制信号。

7.根据权利要求2所述的一种模块式永磁高压真空断路器，其特征在于：所述真空管（23）与永磁机构（3）之间设置有绝缘子（27），所述绝缘子（27）一端与永磁机构（3）联动，所述绝缘子（27）另一端与负载铜排（25）连接。

8.根据权利要求2所述的一种模块式永磁高压真空断路器，其特征在于：所述绝缘框架（1）上设置有靠近永磁机构（3）的手分连杆（7），所述手分连杆（7）一端从绝缘框架（1）外侧壁穿出，所述手分连杆（7）上设置有若干分别朝向各自永磁机构（3）的手分推块（71）；所述永磁机构（3）上设置有用于控制永磁机构（3）内部分闸的手分摆杆（8），所述手分摆杆（8）转动设置在永磁机构（3）外部；所述手分推块（71）位于各自相邻的手分摆杆（8）一侧，且所述手分推块（71）用于控制手分摆杆（8）摆动。

9.根据权利要求8所述的一种模块式永磁高压真空断路器，其特征在于：所述手分连杆（7）上设置有弹簧（72），所述弹簧（72）一端与绝缘框架（1）内侧壁连接，所述弹簧（72）另一端与手分连杆（7）连接；所述弹簧（72）沿手分连杆（7）的滑移方向伸缩。

10.根据权利要求9所述的一种模块式永磁高压真空断路器，其特征在于：所述手分推块（71）背离相邻手分摆杆（8）的侧壁上设置有导向面（73），所述导向面（73）向靠近弹簧（72）的方向倾斜。

Images