CN114664598A - 一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器 - Google Patents

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丁孝华
赵景涛
王福润
蔡月明
尤文峰
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Abstract

本发明公开了一种一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器，包括三组固封极柱、取电模块、传动部件、断路器机构、密封箱体和智能终端；所述固封极柱和取电模块安装在密封箱体的上方；取电模块设置在固封极柱之间；传动部件、断路器机构和智能终端均安装在密封箱体内；固封极柱包括真空灭弧室、灭弧室静端子、出线端子、出线端电流传感器、进线端电压传感器和高压取电电容；真空灭弧室的静端连接灭弧室静端子和进线端电压传感器；真空灭弧室动的动端连接出线端子；出线端子连接高压取电电容；出线端子的两侧还设置有出线端电流传感器；高压取电电容的另一端连接取电模块。本发明可以相间取电且没有对地电流，不影响线路保护。

Description

一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器
技术领域
本发明属于电气设备领域，具体涉及一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器。
背景技术
高压真空断路器主要依靠真空灭弧室完成灭弧功能，智能终端（FTU）装置，具有遥控、遥测、遥信、故障检测功能。但是现有技术中取电模块、电流互感器、电压互感器和智能终端（FTU）均为外置设备。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器，以解决现有技术中取电模块、电流互感器、电压互感器和智能终端（FTU）均为外置设备的问题。
为达到上述技术目的，本发明通过以下技术方案实现：
一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器，包括三组固封极柱、取电模块、传动部件、断路器机构、密封箱体和智能终端；所述固封极柱和取电模块安装在密封箱体的上方；所述取电模块设置在固封极柱之间；所述传动部件、断路器机构和智能终端均安装在密封箱体内；所述固封极柱包括真空灭弧室、灭弧室静端子、出线端子、出线端电流传感器、进线端电压传感器和高压取电电容；所述真空灭弧室的静端连接灭弧室静端子和进线端电压传感器；所述真空灭弧室动的动端连接出线端子；所述出线端子连接高压取电电容；所述出线端子的两侧还设置有出线端电流传感器；所述高压取电电容的另一端连接取电模块。
进一步的，所述真空灭弧室动的动端还连接有断路器拉杆。
进一步的，所述灭弧室静端子、真空灭弧室、出线端子、断路器拉杆、进线端电压传感器、高压取电电容、出线端电流传感器均浇筑在环氧树脂内。
进一步的，所述环氧树脂的外表面包裹有导电橡胶。
进一步的，所述真空灭弧室动的动端和出线端子通过软连接连接。
进一步的，所述传动部件为弹簧操作机构、永磁操作机构或斥力操作机构。
进一步的，所述密封箱体内设置有罩体；所述智能终端的顶部通过接插件安装罩体上；所述智能终端的底部设置有锁定机构；所述智能终端的底部通过锁定机构安装罩体的两侧。
进一步的，所述锁定机构包括锁舌、合闸保持弹簧和操作齿轮；所述锁舌安装在操作齿轮的两侧，均与操作齿轮啮合；所述合闸保持弹簧安装在锁舌的一侧。
本发明的有益效果：本发明将出线端电流传感器、进线端电压传感器和高压取电电容一体成型设置在固封极柱内，可以实现取电和自供电，通过配接后备电源可以给设备提供使用电能；自带电压传感器和电流传感器不用外接设备；插接式的智能终端可以实现不停电更换智能终端（FTU）。
附图说明
图1为本发明一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器结构示意图；
图2为本发明固封极柱结构示意图；
图3为智能终端（FTU）安装盒结构示意图；
图4为智能终端（FTU）锁舌操作示意图；
图5为本发明取电模块原理图。
附图标记：1-固封极柱，2-取电模块，3-传动部件，4-断路器机构，5-密封箱体，6-智能终端，7-灭弧室静端子，8-环氧树脂，9-真空灭弧室，10-软连接，11-出线端子，12-断路器拉杆，13-进线端电压传感器，14-高压取电电容，15-出线端电流传感器，16-锁定机构，17-接插件，18-罩体，19-底托；20-锁舌；21-合闸保持弹簧；22-外壳；23-操作齿轮。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1-5所示，一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器，包括固封极柱1、取电模块2、传动部件3、断路器机构4、密封箱体5、插接式的智能终端6；固封极柱1并排设置有三组，取电模块2设置在固封极柱1之间；密封箱体5安装在固封极柱1的下方；传动部件3、断路器机构4和智能终端6安装在密封箱体5内；断路器机构4与传动部件3连接，控制传动部件3的操作；智能终端6为上下插接式结构。
取电模块2，采用线电压供电，A/B相和C/B相之间各设置一套独立的高压电容和变压器； A相和C相各设置一组高压电容，B相设置两组独立的高压电容；A相和B相的其中一组高压电容接电源侧线路， C相和B相的另一组高压电容接负荷侧线路。其中两组高压电容一端分别与电源侧线路A相和B相的相电压连接，另一端分别与变压器A的一次侧连接；另外两组高压电容一端分别与负载测C相和B相的相电压连接，另一端分别与变压器B一次侧连接。变压器A和变压器B的二次侧分别与蓄电池组连接，断电情况可以保证4小时用电。
固封极柱1包括真空灭弧室9、灭弧室静端子7、出线端子11、出线端电流传感器15、进线端电压传感器13、高压取电电容14；真空灭弧室9的静端连接灭弧室静端子7并通过导体连接进线端电压传感器13，真空灭弧室动9的动端通过软连接10和出线端子11连接并配有专用断路器拉杆12。出线端子11的两侧设置有出线端电流传感器15，电流传感器15采用电磁感应原理和二次采集单元连接；断路器拉杆12远离进线端电压传感器13的一侧设置有高压取电电容14，高压取电电容14的一端连接出线端子11，另一端和取电模块2连接。
灭弧室静端子7、真空灭弧室9、软连接10、出线端子11、断路器拉杆12、进线端电压传感器13、高压取电电容14、出线端电流传感器15均填埋在环氧树脂8内，环氧树脂8的外表面包裹导电橡胶。
传动部件3采用传统的连杆结构，机构可以使用弹簧操作机构、永磁操作机构和斥力操作机构三种机构。
密封箱体5内安装有罩体18，智能终端（FTU）6的顶部通过接插件17固定在罩体18上；智能终端（FTU）6的底部设置有锁定机构16，智能终端（FTU）6的底部通过锁定机构16固定在罩体18的两侧，智能终端（FTU）6通过接插件17和锁定机构16固定后，由底托19密封在密封箱体5内。
通过操作杆来实现智能终端6（FTU）的安装和拆卸，锁定机构16包括锁舌20、合闸保持弹簧21和操作齿轮23；
锁舌20、合闸保持弹簧21和操作齿轮23安装在智能终端（FTU）底部的外壳22上。锁舌20安装在操作齿轮23的两侧，均与操作齿轮23啮合；合闸保持弹簧21安装在锁舌20的一侧。
在拆卸智能终端（FTU）时，操作齿轮23使锁舌20收回，取下智能终端（FTU）6；在安装智能终端（FTU）6时，两端的锁舌20伸入密封箱体5内的插槽，智能终端（FTU）6插入安装盒，扭动操作齿轮23使锁舌20锁死。
本发明的取电技术方案是一种融合了电容取电技术和常规PT取电技术各自优势的一种技术方案，克服了电容取电功率小和常规PT户外使用易爆炸的缺点，原理上采用的是C-L的技术，但该方案取的是相间电压。本发明通过固封极柱实现在现有体积内，利用高压电容和变压器实现取电和自供电，每相输出功率180VA，经开关电源后150W，满足分段和联络线路任意一侧有电都能操作开关；本发明可以抗谐振，电容分压，线路过压时不烧变压器，抗二次短路；变压器二次输出短路情况下可长时间工作不烧毁；可以相间取电且没有对地电流，不影响线路保护。
固封极柱在不安装外部互感器，正常运行情况下，电源侧可以采集三相相序电压和零序电压；负荷侧可以采集三相相序电压、电流和零序电流。
电压部分：相序：10kV/ √3；3,25V/ √3 0.5（3P）
零序：10kV/ √3；6.5V/ 3 1（3P）
电流部分： 相序：600A/ 1V；0.5S （5P10）
零序：20A/0.2V 10P10
插接式智能终端（FTU），可以在产品运行情况下不断电安装或更换插接式智能终端（FTU）。
以上显示和描述了本发明的基本原理和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 (8)

1.一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器，其特征在于，包括三组固封极柱、取电模块、传动部件、断路器机构、密封箱体和智能终端；所述固封极柱和取电模块安装在密封箱体的上方；所述取电模块设置在固封极柱之间；所述传动部件、断路器机构和智能终端均安装在密封箱体内；所述固封极柱包括真空灭弧室、灭弧室静端子、出线端子、出线端电流传感器、进线端电压传感器和高压取电电容；所述真空灭弧室的静端连接灭弧室静端子和进线端电压传感器；所述真空灭弧室动的动端连接出线端子；所述出线端子连接高压取电电容；所述出线端子的两侧还设置有出线端电流传感器；所述高压取电电容的另一端连接取电模块。
2.根据权利要求1所述的一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器，其特征在于，所述真空灭弧室动的动端还连接有断路器拉杆。
3.根据权利要求2所述的一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器，其特征在于，所述灭弧室静端子、真空灭弧室、出线端子、断路器拉杆、进线端电压传感器、高压取电电容、出线端电流传感器均浇筑在环氧树脂内。
4.根据权利要求3所述的一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器，其特征在于，所述环氧树脂的外表面包裹有导电橡胶。
5.根据权利要求1所述的一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器，其特征在于，所述真空灭弧室动的动端和出线端子通过软连接连接。
6.根据权利要求1所述的一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器，其特征在于，所述传动部件为弹簧操作机构、永磁操作机构或斥力操作机构。
7.根据权利要求1所述的一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器，其特征在于，所述密封箱体内设置有罩体；所述智能终端的顶部通过接插件安装罩体上；所述智能终端的底部设置有锁定机构；所述智能终端的底部通过锁定机构安装罩体的两侧。
8.根据权利要求7所述的一体化深度融合自供电智能控制柱上真空断路器，其特征在于，所述锁定机构包括锁舌、合闸保持弹簧和操作齿轮；所述锁舌安装在操作齿轮的两侧，均与操作齿轮啮合；所述合闸保持弹簧安装在锁舌的一侧。
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