CN114094687B - 一种断路器的安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柱上断路器取电装置、断路器的安装结构和取电方法，包括断路器本体；馈线终端电连接于断路器本体并且用于控制断路器本体的分闸和合闸；主供电模块包括电流互感器，电流互感器与馈线终端电连接，电流互感器将高电压转换成馈线终端工作所需的工作电压并传输给馈线终端；备用供电模块，包括储能单元和与储能单元电连接的变压器室，其中储能单元设置在断路器本体上并用于储存电能，变压器室与馈线终端电连接，变压器室用于将储能单元取得的高电压转换成馈线终端工作所需的工作电压并传输给馈线终端。本发明实施例的柱上断路器取电装置和取电方法能够提高柱上断路器的可靠性和安全性。

Description

一种断路器的安装结构

技术领域

本发明的实施例一般涉及断路器领域，并且更具体地，涉及柱上断路器取电装置、断路器的安装结构和取电方法。

背景技术

随着智能电网的不断发展，人们对智能化电气设备的要求也不断提升，一二次设备之间的界限也将越来越模糊，对此国家电网公司大力推进电气设备的一二次融合，力图打破现有电气设备格局。

传统的柱上断路器由断路器本体、馈线终端和电压传感器三部分组成，组成繁琐，引线较多，安装复杂，不符合智能化设备的要求，并且电压互感器发生故障时，断路器与馈线终端将失去电源，只能将电压互感器拆下来更换，工作量大，且必须长时间停电，降低了供电的可靠性，甚至可能会造成严重的经济损失。

因此，亟需一种新的柱上断路器取电装置、断路器的安装结构和取电方法以解决上述技术问题。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种柱上断路器取电装置、断路器的安装结构和取电方法方案，旨在提高柱上断路器的可靠性和安全性。

在本发明的第一方面，提供了一种柱上断路器取电装置。该柱上断路器取电装置，包括断路器本体、馈线终端、主供电模块以及备用供电模块。

馈线终端电连接于所述断路器本体并且用于控制所述断路器本体的分闸和合闸；主供电模块包括电流互感器，所述电流互感器与所述馈线终端电连接，所述电流互感器将高电压转换成所述馈线终端工作所需的工作电压并传输给所述馈线终端；备用供电模块包括储能单元和与所述储能单元电连接的变压器室，其中所述储能单元设置在所述断路器本体上并用于储存电能，所述变压器室与所述馈线终端电连接，所述变压器室用于将所述储能单元取得的高电压转换成所述馈线终端工作所需的工作电压并传输给所述馈线终端。

根据本发明实施例提供的柱上断路器取电装置，所述储能单元包括电芯、介质层、进线端子、出线端子以及法兰环，其中所述介质层包括交替缠绕于所述电芯外部的绝缘介质层和铝箔层，所述进线端子和所述出线端子分别连接于所述电芯，所述法兰环套设在所述介质层的外部，所述储能单元通过所述法兰环与所述断路器本体可拆卸连接。

根据本发明实施例提供的柱上断路器取电装置，所述断路器本体上设置有连接槽，所述法兰环通过所述连接槽与所述断路器本体可拆卸连接。

根据本发明实施例提供的柱上断路器取电装置，所述储能单元的进线端子和出线端子均与所述馈线终端电连接。

根据本发明实施例提供的柱上断路器取电装置，还包括：电压比较器，所述电压比较器分别与所述电流互感器和所述变压器室电连接，所述电压比较器用于检测所述主供电模块和备用供电模块的电压值，并且检测到主供电模块的电压值不足时，所述电压比较器启动所述备用供电模块工作。

根据本发明实施例提供的柱上断路器取电装置，还包括：电压互感器，所述馈线终端通过所述电压互感器与所述断路器本体电连接，所述电压互感器用于将馈线终端的电压转换成所述断路器工作所需的工作电压将传输给所述断路器本体。

另一方面，本发明实施例还提供了一种断路器的安装结构，包括第一连接件、第二连接件、连接支架以及断路器本体，其中所述第一连接件连接于所述连接支架，所述第二连接件连接于所述断路器本体，所述第一连接件的上端设置有弧形卡槽，所述第二连接件的下端设置有与所述弧形卡槽匹配的弧形连接部件，所述弧形连接部件插接于所述弧形卡槽以使所述第一连接件和所述第二连接件匹配连接，进而使所述断路器本体与所述连接支架连接；

所述第一连接件和所述第二连接件均为多个，并且相邻的所述第一连接件以及相邻的所述第二连接件间隔的距离相同，所述第一连接件与所述连接支架固定连接，当第一连接件与所述第二连接件连接时，多个所述第二连接件中最顶端的第二连接件与所述连接支架固定连接。

根据本发明实施例的另一方面，所述第一连接件和第二连接件均为长方体结构并且具有预定厚度，所述第一连接件与所述第二连接件连接时，所述第一连接件的顶面与所述第二连接件的底面相抵。

根据本发明实施例的另一方面，所述连接支架的数量为两个，两个所述连接支架相互间隔且通过连接杆固定连接，所述连接杆上设置有重心调节块，所述重心调节块能够在所述连接杆上沿横向方向移动。

再一方面，本发明实施例还提供了一种柱上断路器取电方法，该取电方法包括：分别提供主供电模块和备用供电模块，所述主供电模块和所述备用供电模块电连接分别与柱上断路器电连接，并且用于为所述柱上断路器提供电能，所述主供电模块通过电压互感器将高电压变换成所述柱上断路器所需电压，所述备用供电模块通过电容式套管进行储电，所述主供电模块电压不足时，所述备用供电模块放电；

提供电压检测元件，分别与所述主供电模块和所述备用供电模块电连接，所述电压检测元件检测到主供电模块的电压不足时，启动所述备用供电模块为所述柱上电路器提供电能。

根据本发明提供的柱上断路器取电装置，采用双电源模块为柱上断路器进行供电，以电流互感器直接供电作为主要供电模块，以电容分压供电作为备用供电模块，主供电模块电压不足是，备用供电模块继续为柱上断路器提供电能，从而能够避免柱上断路器的电压不足，大大提高柱上断路器工作的可靠性与安全性。同时，将馈线终端与柱上断路器本体结合在一起，使柱上断路器形成一体化结构，能够节省安装空间，大大降低安装的难度，提高了设备运行的可靠性与安全性。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了本发明的实施例提供的柱上断路器取电装置的结构示意图；

图2为图1中的储能单元的部分结构示意图；

图3为电压比较器与主供电模块和备用供电模块的连接关系示意图；

图4为主供电模块的连接关系示意图；

图5为备用供电模块的连接关系示意图；

图6出了本发明的实施例提供的断路器的安装结构的结构示意图；

图7为图6中的第一连接件的部分结构示意图；

图8为图6中的第二连接件的部分结构示意图。

其中，图1至图8中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10断路器本体，20馈线终端，30主供电模块，31电流互感器，40备用供电模块，41储能单元，411电芯，412介质层，413进线端子，414出线端子，415法兰环，42变压器室，50电压比较器，60电压互感器，70第一连接件，71弧形卡槽，80第二连接件，81弧形连接部件，90连接支架，91连接杆，92重心调节块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面参照图1至图8来描述本发明的实施例提供的柱上断路器取电装置、断路器的安装结构和取电方法。

如图1、图3所示，根据本发明的第一方面的实施例提供的柱上断路器取电装置，包括断路器本体10、馈线终端20、主供电模块30以及备用供电模块40。

具体地，馈线终端20电连接于断路器本体10并且用于控制断路器本体10的分闸和合闸。主供电模块30包括电流互感器31，电流互感器31与馈线终端20电连接，电流互感器31将高电压转换成馈线终端20工作所需的工作电压并传输给馈线终端20。备用供电模块40包括储能单元41和与储能单元41电连接的变压器室42，其中储能单元41设置在断路器本体10上并用于储存电能，变压器室42与馈线终端20电连接，变压器室42用于将储能单元41取得的高电压转换成馈线终端20工作所需的工作电压并传输给馈线终端20。

其中，主供电模块30和备用供电模块40均可以与高压线路进行连接，从而对主供电模块30和备用供电模块40进行供电。

根据本发明提供的柱上断路器取电装置，采用双电源模块为柱上断路器进行供电，以电流互感器31直接供电作为主要供电模块，以电容分压供电作为备用供电模块40，主供电模块30电压不足时，备用供电模块40继续为柱上断路器提供电能，从而能够避免柱上断路器的电压不足，大大提高柱上断路器工作的可靠性与安全性。同时，将馈线终端20与柱上断路器本体10结合在一起，使柱上断路器形成一体化结构，能够节省安装空间，大大降低安装的难度，提高了设备运行的可靠性与安全性。

如图1、图2所示，在一些可选的实施例中，储能单元41包括电芯411、介质层412、进线端子413、出线端子414以及法兰环415，其中介质层412包括交替缠绕于电芯411外部的绝缘介质层和铝箔层，进线端子413和出线端子414分别连接于电芯411，法兰环415套设在介质层412的外部，储能单元41通过法兰环415与断路器本体10可拆卸连接。法兰环415套设在介质层412的最外侧，用于紧固介质层412。采用电容式套管分压的储能单元41能够提高储电的效率，同时电容式套管分压储电不易受天气的影响，储电效果好。

可选地，电芯可以是直径为20mm的铜棒，绝缘介质层可以是聚四氟乙烯层。

在一些可选的实施例中，断路器本体10上设置有连接槽，法兰环415通过连接槽与断路器本体10可拆卸连接。法兰环415与连接槽可以通过螺栓等连接件连接。另外，可根据需要更换储能单元41，从而匹配合适的柱上断路器。

在一些可选的实施例中，为了保证无论进线端子413侧故障还是出线端子414侧故障都能保证柱上断路器的正常取电，储能单元41的进线端子413和出线端子414均与馈线终端20电连接，以使馈线终端20能够在进线端子413侧和出线端子414侧都能够进行取电。例如，可以从电容套管处取得约1600V电压，向左经过变压器室42，降得220V左右在供给馈线终端20。

在一些可选的实施例中，介质层412具有多层，从而能够出错足够的电能。可选地，介质层412可以具有10-15层。例如，介质层412具有12层，能够在电容套管处取得约1600V的电压。

如图3所示，在一些可选的实施例中，本发明实施例的取电装置还包括电压比较器50。电压比较器50分别与电流互感器31和变压器室42电连接，电压比较器50用于检测主供电模块30和备用供电模块40的电压值，并且检测到主供电模块30的电压值不足时，电压比较器50启动备用供电模块40工作。从而能够在主供电模块30的电压不足时，使备用供电模块40能够自动为柱上断路器提供电能。另外，为了使电压比较器50稳定工作，电压比较器50可以包括一个启动器，该启动器用于启动备用供电模块40。可选地，电压比较器50设置在断路器本体10内。

另外，电压比较器50还可以与通信模块进行电连接，主供电模块30的电压不足时，电压比较器50通过通信模块将主供电模块30的供电信息传递给主机或其他终端，以提醒用户及时对主供电模块30进行维护或维修。

如图4和图5所示，在一些可选的实施例中，本发明实施例的取电装置还包括电压互感器60。馈线终端20通过电压互感器60与断路器本体10电连接，电压互感器60用于将馈线终端20的电压转换成断路器工作所需的工作电压将传输给断路器本体10。例如，馈线终端20处取得220V电压后，通过电压互感器60降到27V左右的电压，供给到断路器本体10处，使柱上断路器能够正常执行开断的工作。

可选地，电压互感器60可以设置在馈线终端20的内部，以减小整体体积。

在一些可选的实施例中，电流互感器31设置在断路器本体10的内部，从而减小整体的体积。

需要说明的是，本发明实施例除应用在柱上断路器以外，还可以应用在断路器上。

另一方面，本发明实施例还提供了一种柱上断路器的取电方法，该取电方法包括以下步骤：

S1、分别提供主供电模块和备用供电模块，主供电模块和备用供电模块电连接分别与柱上断路器电连接，并且用于为柱上断路器提供电能。

S2、提供电压检测元件，分别与主供电模块和备用供电模块电连接，电压检测元件检测到主供电模块的电压不足时，启动备用供电模块为柱上电路器提供电能。

可选地，主供电模块通过电压互感器将高电压变换成柱上断路器所需电压，备用供电模块通过电容式套管进行储电，主供电模块电压不足时，电压检测元件控制备用供电模块放电。可选地，电压检测元件可以是电压比较器。

本发明实施例提供的柱上断路器取电方法，主供电模块和备用供电模块能够为柱上断路器进行供电，主供电模块的电压不足时，备用供电模块能够继续为柱上断路器提供电能，从而使柱上断路器连续工作，避免柱上断路器电压不足，从而大大提高了设备运行的可靠性与安全性。

现有技术中，柱上断路器的安装通常为现场作业，需要利用多个螺栓将柱上断路器安装在支撑架上，现场安装作业时，通常多人协作完成，人工成本较高。因此，本发明还提供了一种安装难度简单的断路器安装结构。

如图6-8所示，本发明还提供了一种断路器的安装结构，包括第一连接件70、第二连接件80、连接支架90以及断路器本体10。

具体地，第一连接件70连接于连接支架90，第二连接件80连接于断路器本体10，第一连接件70的上端设置有弧形卡槽71，第二连接件80的下端设置有与弧形卡槽71匹配的弧形连接部件81，弧形连接部件81插接于弧形卡槽71以使第一连接件70和第二连接件80匹配连接，进而使断路器本体10与连接支架90连接。可选地，弧形连接部件81可以是连接板或连接杆91。具体地，弧形连接部件81为连接板，以能够增加与弧形卡槽71的接触面积，提高稳定性。另外，将连接部件和卡槽设置成弧形，有利于进一步提高第一连接件70和第二连接件80连接的稳固性。

第一连接件70和第二连接件80均为多个，并且相邻的第一连接件70以及相邻的第二连接件80间隔的距离相同，第一连接件70与连接支架90固定连接，当第一连接件70与第二连接件80连接时，多个第二连接件80中最顶端的第二连接件80与连接支架90固定连接。可选地，第一连接件70和第二连接件80可以分别与连接支架90和断路器本体10之间通过螺栓连接。

根据本发明实施例提供的断路器的安装结构，断路器本体10与连接支架90进行连接时，只需将第二连接件80底部的弧形连接部件81插接与第一连接件70顶部的弧形卡槽71中，并将断路器本体10最顶端的第二连接件80与连接支架90固定即可完成安装，安装难度低，且能够减少作业人数，从而降低成本。

在一些可选的实施例中，第一连接件70和第二连接件80均为长方体结构并且具有预定厚度，第一连接件70与第二连接件80连接时，第一连接件70的顶面与第二连接件80的底面相抵。第一连接件70和第二连接件80可以是空心结构，以减轻第一连接件70和第二连接件80的重量。另外，可选地，第一连接件70和第二连接件80的预定厚度可以相等，例如第一连接件70的厚度和第二连接件80的厚度可以是10cm，以能够使第一连接件70和第二连接件80在连接时，第一连接件70的顶面和第二连接件80的底面相抵，从而第一连接件70能够为第二连接件80提供向上的支撑力，使断路器本体10在竖直方向上更加稳定。

可选地，第一连接件70的底部和第二连接件80的顶部均设置有延伸部，第一连接件70和第二连接件80通过延伸部与连接支架90固定连接，这种方式能够避免与第一连接件70和第二连接件80连接的螺栓直接贯穿第一连接件70和第二连接件80的自身的厚度与连接支架90进行连接，能够降低安装难度。

可以理解的是，断路器本体10与连接支架90连接时，只需将断路器本体10最顶部的第二连接件80与连接支架固定连接，其他固定第二连接件80可以不需要与连接支架90连接，这是由于弧形连接部件81和弧形卡槽71能够为第一连接件70和第二连接件80的连接提供一定的稳固性，并且第一连接件70和第二连接件80抵接时，断路器本体10通过自身重力下压第二连接件80，也能为第一连接件70与第二连接件80的连接提供一定的稳定性。另外，为了进一步增加第一连接件70和第二连接件80连接的稳定性，第一连接件70的顶面和第二连接件80的底面可以是相匹配的齿形结构。

在一些可选的实施例中，连接支架90的数量为两个，两个连接支架90相互间隔且通过连接杆91固定连接，连接杆91上设置有重心调节块92，重心调节块92能够在连接杆91上沿横向方向移动。需要说明的是，连接支架90两侧的重量分布不均时，连接支架90的重心就会偏移，遭遇大风等恶劣天气时，支架存在倾倒的风险，因此可以通过移动重心调节块92的方式调节连接支架90的重心，使连接支架90的重心尽量分布在连接支架90的中轴线上，以提高稳定性。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种断路器的安装结构，其特征在于，包括第一连接件、第二连接件、连接支架以及断路器本体，其中所述第一连接件连接于所述连接支架，所述第二连接件连接于所述断路器本体，所述第一连接件的上端设置有弧形卡槽，所述第二连接件的下端设置有与所述弧形卡槽匹配的弧形连接部件，所述弧形连接部件插接于所述弧形卡槽以使所述第一连接件和所述第二连接件匹配连接，进而使所述断路器本体与所述连接支架连接；

所述第一连接件和所述第二连接件均为多个，并且相邻的所述第一连接件以及相邻的所述第二连接件间隔的距离相同，所述第一连接件与所述连接支架固定连接，当第一连接件与所述第二连接件连接时，多个所述第二连接件中最顶端的第二连接件与所述连接支架固定连接；

所述第一连接件和第二连接件均为长方体结构并且具有预定厚度，所述第一连接件与所述第二连接件连接时，所述第一连接件的顶面与所述第二连接件的底面相抵；

所述连接支架的数量为两个，两个所述连接支架相互间隔且通过连接杆固定连接，所述连接杆上设置有重心调节块，所述重心调节块能够在所述连接杆上沿横向方向移动；

还包括柱上断路器取电装置，包括：

断路器本体；

馈线终端，电连接于所述断路器本体并且用于控制所述断路器本体的分闸和合闸；

主供电模块，包括电流互感器，所述电流互感器与所述馈线终端电连接，所述电流互感器将高电压转换成所述馈线终端工作所需的工作电压并传输给所述馈线终端；

备用供电模块，包括储能单元和与所述储能单元电连接的变压器室，其中所述储能单元设置在所述断路器本体上并用于储存电能，所述变压器室与所述馈线终端电连接，所述变压器室用于将所述储能单元取得的高电压转换成所述馈线终端工作所需的工作电压并传输给所述馈线终端。

2.根据权利要求1所述的断路器的安装结构，其特征在于，所述储能单元包括电芯、介质层、进线端子、出线端子以及法兰环，其中所述介质层包括交替缠绕于所述电芯外部的绝缘介质层和铝箔层，所述进线端子和所述出线端子分别连接于所述电芯，所述法兰环套设在所述介质层的外部，所述储能单元通过所述法兰环与所述断路器本体可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的断路器的安装结构，其特征在于，所述断路器本体上设置有连接槽，所述法兰环通过所述连接槽与所述断路器本体可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的断路器的安装结构，其特征在于，所述储能单元的进线端子和出线端子均与所述馈线终端电连接。

5.根据权利要求1所述的断路器的安装结构，其特征在于，还包括：电压比较器，所述电压比较器分别与所述电流互感器和所述变压器室电连接，所述电压比较器用于检测所述主供电模块和备用供电模块的电压值，并且检测到主供电模块的电压值不足时，所述电压比较器启动所述备用供电模块工作。

6.根据权利要求1所述的断路器的安装结构，其特征在于，还包括：电压互感器，所述馈线终端通过所述电压互感器与所述断路器本体电连接，所述电压互感器用于将馈线终端的电压转换成所述断路器工作所需的工作电压将传输给所述断路器本体。