CN114664611B - 一种可自动恢复的高压熔断器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动恢复的高压熔断器，其特征在于，包括：绝缘外壳、电磁继电模块、液态金属继电模块、高磁通交流感应器、控制箱；所述电磁继电模块、液态金属继电模块、高磁通交流感应器、控制箱固定置于绝缘盒子内；所述电磁继电模块、液态金属继电模块并联于电路中，所述高磁通交流感应器通过导线分别电连接电磁继电模块、液态金属继电模块，同时通过导线电连接控制箱；本发明通过两套独立的断路系统，通过高磁通交流感应器检测电路中的过载或短路等电路故障，采用自动可控的继电模块控制电路通断，较于传统的熔丝形式，在保证保护电路的同时，不再需要时刻更换熔丝，以恢复电路，降低了短时冲击造成的电路保护恢复时长、电路维护成本高。

Description

一种可自动恢复的高压熔断器

技术领域

本发明属于电力设备保护技术领域，具体涉及一种可自动恢复的高压熔断器。

背景技术

电力系统运行过程不免存在过载及短路等故障情况，通常发生过载，短路等故障，极易引发链式设备的烧毁情况，熔断器设备作为防止过载，短路等故障情况导致的周边电力设备损毁的重要设备，在电力系统运行过程中具有重要作用。

目前常见的10KV高压熔断器多采用不可自恢复型跌落式熔断器，其原理为熔丝管两端的动触头依靠熔丝(熔体)系紧，将上动触头推入"鸭嘴"凸出部分后，磷铜片等制成的上静触头顶着上动触头，故而熔丝管牢固地卡在"鸭嘴"里。当短路电流通过熔丝熔断时，产生电弧，熔丝管内衬的钢纸管在电弧作用下产生大量的气体因熔丝管上端被封死，气体向下端喷出，吹灭电弧。由于熔丝熔断，熔丝管的上下动触头失去熔丝的系紧力，在熔丝管自身重力和上、下静触头弹簧片的作用下，熔丝管迅速跌落，使电路断开，切除故障段线路或者故障设备。但是，跌落后需要人为更换其内部熔断的熔丝，存在更换时间长，维修成本高等缺点，因此现目前需要一种能够自动恢复的熔断器。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种可自动恢复的高压熔断器，摒弃传统的电容丝，构建自动恢复电路，以解决上述的跌落式熔断器维护成本高、维护安全性低、维修耗时长的问题。

为了达到解决上述技术问题的技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：一种可自动恢复的高压熔断器，其特征在于，包括：绝缘外壳、电磁继电模块、液态金属继电模块、高磁通交流感应器、控制箱；

所述电磁继电模块、液态金属继电模块、高磁通交流感应器、控制箱固定置于绝缘盒子内；

所述电磁继电模块、液态金属继电模块并联于电路中，所述高磁通交流感应器通过导线分别电连接电磁继电模块、液态金属继电模块，同时通过导线电连接控制箱；

所述液态金属继电模块通过液态金属控制电路通断，设有顶部由液态金属驱动的双活塞头活塞，所述该活塞的下活塞头向下滑动切断液态金属通路；

进一步的，所述电磁继电模块包括壳体，以及活动设置在壳体内腔的接线端子、两端有高压SF6气体保护的断路器，所述断路器置于接线端子上方，下触点与接线端子接触；

进一步的，所述壳体顶部还设有螺纹连接的铁芯，断路器上端滑动连接在铁芯内腔，所述断路器和铁芯之间设有复位弹簧，所述铁芯外圈套接有线圈，线圈通过导线电连接控制箱；

进一步的，所述液态金属模块还包括液态金属蒸发器、缸体，所述液态金属蒸发器和缸体通过导管连接，且导管上固定设有可手动解锁的单向止流阀，所述活塞活动连接在缸体内；

进一步的，所述单向止流阀主体由上阀盖和下阀盖螺纹连接构成，所述上阀盖和下阀盖侧边固定设有连通其内腔的连接口，分别螺纹连接单向止流阀两端的导管，所述上阀盖上端滑动连接有操作杆；

进一步的，所述单向止流阀内腔还设有活动套接在下阀体底部的阀芯，所述上端通过螺栓连接有密封垫，其上端面接触上阀盖底部的限位台，所述阀芯和下阀盖之间设有复位弹簧；

进一步的，所述缸体内腔分割上部的压力腔和底部的通路连接腔，所述活塞滑动连接在该缸体内腔，上活塞头置于压力腔，下活塞头置于通路连接腔，且设有通孔，所述上活塞头和压力腔底壁之间设有复位弹簧；所述缸体的外侧该固定设有连通通路连接腔的冷凝回流器；

进一步的，所述缸体的上端设有螺纹连通压力腔的进液口，且底部外侧对位设有螺纹连接的连接端头，所述该连接端头接触通路连接腔内的液态金属，同时密封通路连接腔；

本发明的有益效果是：

本发明通过两套独立的断路系统，即电磁继电模块、液态金属继电模块、高磁通交流感应器的配合设计，构建新的高压熔断器，通过高磁通交流感应器检测电路中的过载或短路等电路故障，采用自动可控的继电模块控制电路通断，相较于传统的熔丝形式，在保证保护电路的同时，不再需要时刻更换熔丝，以恢复电路，降低了短时冲击造成的电路保护恢复时长、电路维护成本高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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附图。

图1是一种可自动恢复的高压熔断器的内部简图；

图2是一种可自动恢复的高压熔断器的电磁继电模块及其附属结构示意图；

图3是一种可自动恢复的高压熔断器的电磁继电模块的内部结构示意图；

图4是一种可自动恢复的高压熔断器的缸体及其附属结构示意图；

图5是一种可自动恢复的高压熔断器的缸体的内部结构示意图；

图6是一种可自动恢复的高压熔断器的单向止流阀及其附属结构示意图；

图7是一种可自动恢复的高压熔断器的单向止流阀的内部结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-绝缘外壳，2-电磁继电模块，21-接线端子，22-断路器，23-线圈，24-铁芯，25-壳体，3-液态金属继电模块，31-液态金属蒸发器，32-导管，33-缸体，331-冷凝回流器，333-连接端头，334-进液口，335-活塞，3351-上活塞头，3352-下活塞头，3353-通孔，336-端盖，337-压力腔，338-通路连通腔，34-单向止流阀，341-下阀盖，342-上阀盖，343-连接扣，344-操作杆，345-阀芯，346-密封垫，4-高磁通交流感应器，5-控制箱，6-导线，7-复位弹簧。

具体实施方式

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。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所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参阅图1至图7所示，一种可自动恢复的高压熔断器，其特征在于，包括：绝缘外壳1、电磁继电模块2、液态金属继电模块3、高磁通交流感应器4、控制箱5；

所述电磁继电模块2、液态金属继电模块3、高磁通交流感应器4、控制箱5固定置于绝缘外壳1内；

所述电磁继电模块2、液态金属继电模块3并联于电路中，所述高磁通交流感应器4通过导线6分别电连接电磁继电模块2、液态金属继电模块3，同时通过导线6电连接控制箱5；

所述液态金属继电模块3通过液态金属控制电路通断，设有顶部由液态金属驱动的双活塞头活塞335，所述该活塞335的下活塞头3352向下滑动切断液态金属通路，以此实现通路的断开和接通；

所述电磁继电模块2包括壳体25，以及活动设置在壳体25内腔的接线端子21、两端有高压SF6气体保护的断路器22，所述断路器22置于接线端子21上方，下触点与接线端子21接触；

所述壳体25顶部还设有螺纹连接的铁芯24，断路器22上端滑动连接在铁芯24内腔，所述断路器22和铁芯24之间设有复位弹簧7，所述铁芯24外圈套接有线圈23，线圈23通过导线6电连接控制箱5；

所述液态金属模块3还包括液态金属蒸发器31、缸体33，所述液态金属蒸发器31和缸体33通过导管32连接，且导管32上固定设有可手动解锁的单向止流阀34，所述活塞335活动连接在缸体33内；

所述单向止流阀34主体由上阀盖342和下阀盖341螺纹连接构成，所述上阀盖342和下阀盖341侧边固定设有连通其内腔的连接口343，分别螺纹连接单向止流阀34两端的导管32，所述上阀盖342上端滑动连接有操作杆344；

所述单向止流阀34内腔还设有活动套接在下阀盖341底部的阀芯345，所述上端通过螺栓连接有密封垫346，其上端面接触上阀盖342底部的限位台，所述阀芯345和下阀盖341之间设有复位弹簧7，且在该复位弹簧7的弹力作用下，阀芯345始终紧紧的贴合于限位台上，通过密封垫346密封单向止流阀34内腔通道；其整个单向止流阀34放置其高温液态金属回流，在液态金属有上阀盖342流入时，因其压力作用，使得阀芯345向下运动，此时阀芯345无法完全密封其内部通道，所以液态金属可通过该单向止流阀34流向缸体；但是流过了阀芯345的液态金属若回流，则阀芯345上方的压力减小，法相在复位弹簧的作用下，向上运动重新密封其内腔通道，使得液态金属无法回流，那么设计有操作杆344，将操作杆344向下按下，强制阀芯向下运动，则解锁金属液态回流通路；

所述缸体33内腔分割上部的压力腔337和底部的通路连接腔338，所述活塞335滑动连接在该缸体33内腔，上活塞头3351置于压力腔337内，下活塞头3352置于通路连接腔338，且设有通孔3353，所述上活塞头3351和压力腔337底壁之间设有复位弹簧7，给活塞335一向上运动的力；所述缸体33的外侧固定设有连通通路连接腔338的冷凝回流器331；由单向止流阀34一侧流过来的金属液态进入压力腔337，因其液态金属无法回流，且单向止流阀34一侧持续加压，所以压力腔377内的液态金属压迫活塞335向下运动，直至下活塞头3351完全接触通路连接腔338，此时下活塞头3351将通路连接腔338内用于导电的液态金属经通孔3353压至下其上端，即活塞头3351置于连接端头333两端，因活塞头3351为结缘状态，且完全挤压液态金属，以此实现通路切断；

所述缸体33的上端设有螺纹连通压力腔337的进液口334，且底部外侧对位设有螺纹连接的连接端头333，所述该连接端头333接触通路连接腔338内的液态金属，同时密封通路连接腔338。

实施例2

本实施例为一种可自动恢复的高压熔断器的工作原理：

基于上述实施例1，其液态金属可为液态汞，液态金属蒸发器31为电子可控形式的液态金属加热器件；

首先，该装置以高磁通交流感应器4通过初级绕组线圈中的变电流变化特征，感应出一个与大电流初级绕组具有相同电压电流变化特征的小电压，用于判断电磁继电模块2、液态金属继电模块3吸合及断开；

在电路过载或短路时，高磁通交流感应器4向控制箱传输其电压，控制箱发出断开指令，电磁继电模块2的线圈23通电，与铁芯24构成电磁铁，吸引断路器22向上移动，使其不与接线端子21接触，从而断开电路；同样的，液态金属蒸发器31接收指令，对其内部承载的液态金属加热，其液态金属受热膨胀流至缸体33，驱动活塞335向下运动切断电路；

在过载或其他电路故障恢复后，高磁通交流感应器4不再输出电压，电磁继电模块2停止工作，断路器22向下移动，接触接线端子21，重新连通电路；液态金属继电模块3则需要按压单向止流阀34的操作杆344，解锁其断路状态。

综上所述，本发明通过两套独立的断路系统，即电磁继电模块、液态金属继电模块、高磁通交流感应器的配合设计，构建新的高压熔断器，通过高磁通交流感应器检测电路中的过载或短路等电路故障，采用自动可控的继电模块控制电路通断，相较于传统的熔丝形式，在保证保护电路的同时，不再需要时刻更换熔丝，以恢复电路，降低了短时冲击造成的电路保护恢复时长、电路维护成本高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种可自动恢复的高压熔断器，其特征在于，包括：绝缘外壳、电磁继电模块、液态金属继电模块、高磁通交流感应器、控制箱；

所述电磁继电模块、液态金属继电模块、高磁通交流感应器、控制箱固定置于绝缘外壳内；

所述电磁继电模块、液态金属继电模块并联于电路中，所述高磁通交流感应器通过导线分别电连接电磁继电模块、液态金属继电模块，同时通过导线连接控制箱；

所述液态金属继电模块通过液态金属控制电路通断，设有顶部由液态金属驱动的双活塞头活塞，所述双活塞头活塞的下活塞头向下滑动切断液态金属通路；

所述液态金属继电模块还包括液态金属蒸发器、缸体，所述液态金属蒸发器和缸体通过导管连接，且导管上固定设有可手动解锁的单向止流阀，所述双活塞头活塞活动连接在缸体内；

所述缸体内腔分割上部的压力腔和底部的通路连接腔，所述双活塞头活塞滑动连接在该缸体内腔，双活塞头活塞的上活塞头置于压力腔，下活塞头置于通路连接腔，且下活塞头设有通孔，所述上活塞头和压力腔底壁之间设有复位弹簧；所述缸体的外侧固定设有连通通路连接腔的冷凝回流器；

所述缸体的上端设有螺纹连通压力腔的进液口，且缸体底部外侧对位设有螺纹连接的连接端头，所述连接端头接触通路连接腔内的液态金属，同时密封通路连接腔。

2.根据权利要求1所述一种可自动恢复的高压熔断器，其特征在于，所述电磁继电模块包括壳体，以及活动设置在壳体内腔的接线端子、两端有高压SF6气体保护的断路器，所述断路器置于接线端子上方，断路器的下触点与接线端子接触。

3.根据权利要求2所述一种可自动恢复的高压熔断器，其特征在于，所述壳体顶部还设有螺纹连接的铁芯，断路器上端滑动连接在铁芯内腔，所述断路器和铁芯之间设有复位弹簧，所述铁芯外圈套接有线圈，线圈通过导线电连接控制箱。

4.根据权利要求1所述一种可自动恢复的高压熔断器，其特征在于，所述单向止流阀主体由上阀盖和下阀盖螺纹连接构成，所述上阀盖和下阀盖侧边固定设有连通其内腔的连接口，连接口分别螺纹连接单向止流阀两端的导管，所述上阀盖上端滑动连接有操作杆。

5.根据权利要求4所述一种可自动恢复的高压熔断器，其特征在于，所述单向止流阀内腔还设有活动套接在下阀盖底部的阀芯，阀芯上端通过螺栓连接有密封垫，密封垫上端面接触上阀盖底部的限位台，所述阀芯和下阀盖之间设有复位弹簧。