CN114899037A - 一种智慧乡村电网电流故障切断用断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智慧乡村电网技术领域，且公开了一种智慧乡村电网电流故障切断用断路器，包括绝缘外壳，所述绝缘外壳的内腔中部固定安装有真空屏蔽罩，所述绝缘外壳的内腔上部固定安装有位于真空屏蔽罩内腔上部的静触头，所述绝缘外壳的内腔下部活动安装有动触头。通过设置引吸管、调节气盒、导热片、活塞板等结构，使令动触头所受阻力极大的减小，促进动触头的向下移动，加快静触头和动触头进行的分闸效率，通过设置循环气管，使吸热气囊表面的高温被大量携带传导而流失，有效防止真空屏蔽罩产生受热破裂现象，保证真空屏蔽罩内部真空环境良好，真空灭弧可正常工作，通过设置活塞板的表面为彩色，使工作人员可清晰的获知合闸是否完全到位。

Description

一种智慧乡村电网电流故障切断用断路器

技术领域

本发明涉及智慧乡村电网技术领域，具体为一种智慧乡村电网电流故障切断用断路器。

背景技术

随着现代技术的不断进步，智慧乡村电网、智慧台区、智慧微网已经开始规划建设，针对于智慧乡村电网、智慧台区、智慧微网等电站建设项目，现有多倡导低碳环保，智能高效，快捷方便，在智慧乡村电网建设中，因需要布设大量电网线路，且线路中通有高压电流，因而，在电网建设时，一般会在电网上设置断路器，用于在电流故障时，及时切断电路，避免造成严重漏电事故，对于高压断路器，其一般分为油断路器、六氟化硫断路器、压缩空气断路器、真空断路器等，其中，真空断路器使用较为广泛，真空断路器主要包括真空灭弧室、弹簧组件、操作机构、支架等结构，现有真空灭弧室一般由静触头、动触头、波纹管、屏蔽罩所构成，当电流故障时，动、静触头在操作机构的作用下进行分闸，触头间产生电弧，触头表面在高温下挥发出蒸汽，由于触头设计为特殊形状，在电流通过时产生一磁场，电弧在此磁场作用下沿触头表面切线方向快速运动，在屏蔽罩上凝结部分金属蒸汽，电弧在自然过零时便会熄灭，触头间的介质强度又迅速恢复起来。

现有真空断路器在使用时，动触头和静触头分离，会产生强力电弧，电弧四射在屏蔽罩表面进行灭弧，进而导致屏蔽罩表面产生高温，当温度过高时，屏蔽罩极易产生破裂，若屏蔽罩产生破裂，则真空室内无法有效保持真空环境，电弧无法及时消除，电路故障也无法及时阻断，进而导致出现漏电事故，甚至会造成严重的电网起火，此外，现有动触头在进行分闸时，需要克服因真空室和外部大气压以及波纹管的弹力所造成的自闭力，因而存在动触头无法快速实现分离，造成电流故障切断速度较慢的问题。

发明内容

针对背景技术中提出的现有断路器在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种智慧乡村电网电流故障切断用断路器，具备自主降低屏蔽罩表面温度，使屏蔽罩保持完整稳固，且有效促进分闸速率，提高切断效率的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种智慧乡村电网电流故障切断用断路器，包括绝缘外壳，所述绝缘外壳的内腔中部固定安装有真空屏蔽罩，所述绝缘外壳的内腔上部固定安装有位于真空屏蔽罩内腔上部的静触头，所述绝缘外壳的内腔下部活动安装有动触头，且动触头的一端位于真空屏蔽罩的内腔下部，所述动触头的外部固定安装有波纹管，所述波纹管的底端表面固定安装有引吸管，所述引吸管的一端固定安装有调节气盒，所述调节气盒的内侧壁固定安装有固定腔，所述固定腔的内壁上固定安装有固形腔，所述固形腔的底部固定安装有位于绝缘外壳外表面的导热片，所述导热片的一侧表面固定安装有吸热气囊，且吸热气囊位于固形腔的内腔底部，所述吸热气囊的一侧顶部表面固定安装有磁吸连接杆，所述磁吸连接杆的底端活动安装有活塞板，所述固定腔的内腔中固定安装有循环气管，所述调节气盒的外表面固定安装有散热片。

优选的，所述调节气盒的形状呈圆环形，且内部为中空，表面呈透明状，所述调节气盒的内腔充满气体，所述调节气盒的底端和引吸管的一端开口相贯通。

优选的，所述导热片具有导热性，且导热片位于真空屏蔽罩所在的平行水平位置，所述吸热气囊的形状呈圆环形，且大小与固形腔的内腔相适配，所述吸热气囊的内部为中空，且充有气体，所述吸热气囊的表面具有弹性。

优选的，所述磁吸连接杆由L字形杆和磁铁片两部分组成，在调节气盒和固定腔的表面均开设有与磁吸连接杆的L字形杆相适配的槽道，且同时保持调节气盒腔体密封性，所述活塞板的顶端表面设有磁铁片，且活塞板顶端所设磁铁片与磁吸连接杆所设有的磁铁片磁性相吸，所述活塞板的表面具有醒目的彩色。

优选的，所述循环气管的形状为蛇形管，且循环气管的一端为开口，一端为闭口，所述循环气管的表面具有导热性，且循环气管的一端开口与调节气盒的内腔相连通。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过设置引吸管、调节气盒、导热片、活塞板等结构，利用导热片对真空屏蔽罩表面高温进行传导，使吸热气囊内腔气体受热膨胀，通过磁吸连接杆带动活塞板向上移动，进而使调节气盒底部空腔产生负压，通过引吸管，对波纹管产生一定吸力，使波纹管受吸力作用而向下形变，且调节气盒所产生的吸力可有效减弱自闭力，使令动触头所受阻力极大的减小，促进动触头的向下移动，加快静触头和动触头进行的分闸效率，避免现有动触头因受自闭力过大而无法完全且快速的进行分闸，导致切断电流故障失败造成电网受到严重破坏的问题。

2、本发明通过设置循环气管，利用合闸时，动触头带动波纹管向上移动，使波纹管向上形变，进而产生负压现象，再通过引吸管，对活塞板产生吸力，使活塞板向下移动重新复位，当活塞板向下移动复位时，调节气盒内腔上部产生负压，进而再倒吸循环气管内部的气体，使气体重新流回调节气盒的内腔，当气体在循环气管内部不断往复流动时，利用气体的流动，使吸热气囊表面的高温被大量携带传导而流失，从而达到对吸热气囊的有效降温，避免吸热气囊表面温度过高，同时，也达到避免真空屏蔽罩的表面温度过高，有效防止真空屏蔽罩产生受热破裂现象，保证真空屏蔽罩内部真空环境良好，真空灭弧可正常工作。

3、本发明通过设置活塞板的表面为彩色，因活塞板的移动与静触头和动触头的合闸及分闸相同步，且在合闸时，活塞板的移动量受波纹管形变量的影响，并与波纹管的形变量呈正比，而波纹管的形变量是取决于动触头的移动量，进而活塞板的移动量与动触头的移动量呈正比，综上可知，在合闸过程中，通过观察活塞板所在位置，可获知绝缘外壳内部波纹管的弹性形变程度，从而得知动触头是否处于完全合闸的状态，相较于现有仅采用指针指示合闸和分闸标志提示的方式，活塞板可量化合闸的状态，使工作人员可清晰的获知合闸是否完全到位，从而避免因合闸不完全，且工作人员无法通过外壳观察得知，因而导致断路器无法正常进行电路保护，进而产生电路意外事故的问题。

附图说明

图1为本发明结构剖面正视示意图；

图2为本发明结构剖面立体示意图；

图3为本发明结构剖面俯视示意图；

图4为本发明循环气管立体示意图。

图中：1、绝缘外壳；2、真空屏蔽罩；3、静触头；4、动触头；5、波纹管；6、引吸管；7、调节气盒；8、固定腔；9、固形腔；10、导热片；11、吸热气囊；12、磁吸连接杆；13、活塞板；14、循环气管；15、散热片。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，一种智慧乡村电网电流故障切断用断路器，包括绝缘外壳1，绝缘外壳1的内腔中部固定安装有真空屏蔽罩2，绝缘外壳1的内腔上部固定安装有位于真空屏蔽罩2内腔上部的静触头3，绝缘外壳1的内腔下部活动安装有动触头4，且动触头4的一端位于真空屏蔽罩2的内腔下部，动触头4的外部固定安装有波纹管5，波纹管5的底端表面固定安装有引吸管6，引吸管6的一端固定安装有调节气盒7，调节气盒7的内侧壁固定安装有固定腔8，固定腔8的内壁上固定安装有固形腔9，固形腔9的底部固定安装有位于绝缘外壳1外表面的导热片10，导热片10的一侧表面固定安装有吸热气囊11，且吸热气囊11位于固形腔9的内腔底部，吸热气囊11的一侧顶部表面固定安装有磁吸连接杆12，磁吸连接杆12的底端活动安装有活塞板13，固定腔8的内腔中固定安装有循环气管14，调节气盒7的外表面固定安装有散热片15，通过设置引吸管6、调节气盒7、导热片10、活塞板13等结构，当静触头3和动触头4分离时，利用导热片10将真空屏蔽罩2表面的高温进行吸收传导，进而使吸热气囊11内腔气体受热膨胀，则吸热气囊11沿着固形腔9的内腔壁不断形变展开，进行膨胀，当吸热气囊11膨胀时，通过磁吸连接杆12，吸热气囊11可带动活塞板13向上移动，而当活塞板13向上移动时，调节气盒7底部空腔变大，进而产生负压，从而倒吸调节气盒7外部的气体，即通过引吸管6，对波纹管5内腔产生吸力，从而使波纹管5被吸附向下形变，因调节气盒7对波纹管5所产生的吸力与自闭力方向相反，则有效削弱了自闭力的强度，使波纹管5向下形变速度更快，令动触头4所受阻力极大的减小，从而加强静触头3和动触头4的分闸效率，避免现有动触头4受自闭力过大而无法完全且快速的进行分闸，导致切断电流故障失败造成电网受到严重破坏的问题。

请参阅图1-图2，其中，调节气盒7的形状呈圆环形，且内部为中空，表面呈透明状，调节气盒7的内腔充满气体，调节气盒7的底端和引吸管6的一端开口相贯通。

请参阅图1-图2，其中，导热片10具有导热性，且导热片10位于真空屏蔽罩2所在的平行水平位置，吸热气囊11的形状呈圆环形，且大小与固形腔9的内腔相适配，吸热气囊11的内部为中空，且充有气体，吸热气囊11的表面具有弹性。

请参阅图1-图2，其中，磁吸连接杆12由L字形杆和磁铁片两部分组成，在调节气盒7和固定腔8的表面均开设有与磁吸连接杆12的L字形杆相适配的槽道，且同时保持调节气盒7腔体密封性，活塞板13的顶端表面设有磁铁片，且活塞板13顶端所设磁铁片与磁吸连接杆12所设有的磁铁片磁性相吸，活塞板13的表面具有醒目的彩色，通过设置活塞板13的表面为彩色，因活塞板13的移动与静触头3和动触头4的合闸及分闸相同步，且在合闸时，活塞板13的移动量受波纹管5形变量的影响，并与波纹管5的形变量呈正比，而波纹管5的形变量是取决于动触头4的移动量，进而活塞板13的移动量与动触头4的移动量呈正比，综上可知，在合闸过程中，通过观察活塞板13所在位置，可获知绝缘外壳1内部波纹管5的弹性形变程度，从而得知动触头4是否处于完全合闸的状态，相较于现有仅采用指针指示合闸和分闸的标志提示的方式，活塞板13可量化合闸的状态，使工作人员可清晰的获知合闸是否完全到位，从而避免因合闸不完全，且工作人员无法通过外壳观察得知，因而导致断路器无法正常进行电路保护，进而产生电路意外事故的问题。

请参阅图4，其中，循环气管14的形状为蛇形管，且循环气管14的一端为开口，一端为闭口，循环气管14的表面具有导热性，且循环气管14的一端开口与调节气盒7的内腔相连通，通过设置循环气管14，当静触头3和动触头4进行分闸时，利用活塞板13的上移进而压缩调节气盒7内腔上部中的气体，使气体大量涌入循环气管14的内部，而当静触头3和动触头4进行再合闸时，利用合闸时，动触头4带动波纹管5向上移动，导致波纹管5向上形变，进而产生负压现象，从而通过引吸管6，使波纹管5对活塞板13产生吸力，令活塞板13向下移动重新复位，当活塞板13向下移动复位时，调节气盒7内腔上部容积变大，进而再倒吸循环气管14内部的气体，使气体重新流回调节气盒7的内腔，当气体在循环气管14内部往复流动时，利用气体的流动，进而使吸热气囊11表面的高温被大量携带传导，从而达到有效的降温，避免吸热气囊11表面温度过高，同时，也避免真空屏蔽罩2的表面温度过高，有效防止真空屏蔽罩2产生受热破裂现象，保证真空屏蔽罩2内部真空灭弧效果良好。

本发明的使用方法工作原理如下：

当电流出现故障时，通过现有操作机构，进而带动绝缘拉杆向下移动，通过弹簧部件的作用，动触头4向下移动，与静触头3分离，则此时，静触头3和动触头4之间产生强力电弧，电弧受触头结构影响，在真空屏蔽罩2的内腔自动灭弧，灭弧过程中释放大量热能，热能被真空屏蔽罩2大量吸收，则此时，导热片10将真空屏蔽罩2表面的高温进行再吸收并传导，当导热片10进行传导时，导热片10将热能传导至吸热气囊11处，进而使吸热气囊11内腔气体受热膨胀，因固形腔9的结构限制，从而导致吸热气囊11沿着固形腔9的内腔壁不断形变展开，进行膨胀，而当吸热气囊11向上膨胀时，通过磁吸连接杆12，吸热气囊11带动活塞板13向上移动，当活塞板13向上移动时，调节气盒7底部空腔容积变大，进而产生负压，通过引吸管6，调节气盒7对波纹管5的内腔产生一个吸力，波纹管5受吸力作用而向下形变，因调节气盒7对波纹管5所产生的吸力，与波纹管5自身弹力以及因内外压强差而产生的自闭力方向相反，则自闭力所产生的阻力作用变小，进而动触头4向下进行分闸时所受阻力减弱，从而加强了动触头4的分闸效率，与此同时，当活塞板13的向上移动时，活塞板13会压缩调节气盒7内腔上部中的气体，使调节气盒7内腔中的气体大量涌入循环气管14的内部，气体流入循环气管14的内部，并通过固定腔8和固形腔9壳壁的传导，与吸热气囊11相互传导温度。

当分闸完成后，此时，吸热气囊11受热膨胀到一定程度，活塞板13随之也上移到一定程度，当电流故障修复完毕，工作人员通过现有操作机构使静触头3和动触头4进行再合闸时，则此时，现有操作机构带动绝缘拉杆向上移动，进而带动动触头4向上移动，当动触头4向上移动时，动触头4带动波纹管5向上移动，则导致波纹管5向上形变，当波纹管5形变时，其容积增大，进而内腔产生负压现象，再通过引吸管6，则波纹管5对活塞板13产生一定吸力，此时，吸力大于磁吸连接杆12和活塞板13之间的磁吸力，则活塞板13与磁吸连接杆12暂时脱离，并受波纹管5的吸力作用，而向下移动复位，当活塞板13向下移动复位时，调节气盒7内腔上部的容积变大，从而倒吸循环气管14内部的气体，使气体重新流回调节气盒7的内腔，当气体在循环气管14内部往复流动时，利用气体的流动作用，进而将吸热气囊11表面的高温大量携带传导，而当高温气体流回调节气盒7的内腔时，因高温原因，则流回调节气盒7内腔的气体气压较高，则对活塞板13产生下压，进而加强活塞板13的下移速度，当活塞板13下移加快时，因压强作用，则波纹管5的向上形变加快，从而也促进了合闸的速率，与此同时，通过散热片15，对调节气盒7内腔中的气体进行及时散热，使调节气盒7内腔中的气体重新恢复低温，以便下次重复使用，同时，也达到对吸热气囊11的有效降温，避免吸热气囊11表面温度过高，同时，也避免真空屏蔽罩2的表面温度过高，有效防止真空屏蔽罩2产生受热破裂现象。

而当动触头4向上移动并与静触头3的底端相触时，此时，已经完成合闸工作，则活塞板13也已经重新归回原位，而吸热气囊11受合闸过程中，气体在循环气管14内部流动，进而对吸热气囊11进行降温的影响，而逐渐冷却回缩，从而磁吸连接杆12下移，与活塞板13的顶端重新吸附固定，若再出现电流故障，则重复上述步骤。

另外，在合闸过程中，工作人员可直接通过调节气盒7的透明表面，观察活塞板13下移最终所在的位置，进而获知绝缘外壳1内部波纹管5的弹性形变程度，从而得知动触头4是否处于完全合闸的状态。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种智慧乡村电网电流故障切断用断路器，包括绝缘外壳(1)，其特征在于：所述绝缘外壳(1)的内腔中部固定安装有真空屏蔽罩(2)，所述绝缘外壳(1)的内腔上部固定安装有位于真空屏蔽罩(2)内腔上部的静触头(3)，所述绝缘外壳(1)的内腔下部活动安装有动触头(4)，且动触头(4)的一端位于真空屏蔽罩(2)的内腔下部，所述动触头(4)的外部固定安装有波纹管(5)，所述波纹管(5)的底端表面固定安装有引吸管(6)，所述引吸管(6)的一端固定安装有调节气盒(7)，所述调节气盒(7)的内侧壁固定安装有固定腔(8)，所述固定腔(8)的内壁上固定安装有固形腔(9)，所述固形腔(9)的底部固定安装有位于绝缘外壳(1)外表面的导热片(10)，所述导热片(10)的一侧表面固定安装有吸热气囊(11)，且吸热气囊(11)位于固形腔(9)的内腔底部，所述吸热气囊(11)的一侧顶部表面固定安装有磁吸连接杆(12)，所述磁吸连接杆(12)的底端活动安装有活塞板(13)，所述固定腔(8)的内腔中固定安装有循环气管(14)，所述调节气盒(7)的外表面固定安装有散热片(15)。

2.根据权利要求1所述的一种智慧乡村电网电流故障切断用断路器，其特征在于：所述调节气盒(7)的形状呈圆环形，且内部为中空，表面呈透明状，所述调节气盒(7)的内腔充满气体，所述调节气盒(7)的底端和引吸管(6)的一端开口相贯通。

3.根据权利要求1所述的一种智慧乡村电网电流故障切断用断路器，其特征在于：所述导热片(10)具有导热性，且导热片(10)位于真空屏蔽罩(2)所在的平行水平位置，所述吸热气囊(11)的形状呈圆环形，且大小与固形腔(9)的内腔相适配，所述吸热气囊(11)的内部为中空，且充有气体，所述吸热气囊(11)的表面具有弹性。

4.根据权利要求1所述的一种智慧乡村电网电流故障切断用断路器，其特征在于：所述磁吸连接杆(12)由L字形杆和磁铁片两部分组成，在调节气盒(7)和固定腔(8)的表面均开设有与磁吸连接杆(12)的L字形杆相适配的槽道，且同时保持调节气盒(7)腔体密封性，所述活塞板(13)的顶端表面设有磁铁片，且活塞板(13)顶端所设磁铁片与磁吸连接杆(12)所设有的磁铁片磁性相吸，所述活塞板(13)的表面具有醒目的彩色。

5.根据权利要求1所述的一种智慧乡村电网电流故障切断用断路器，其特征在于：所述循环气管(14)的形状为蛇形管，且循环气管(14)的一端为开口，一端为闭口，所述循环气管(14)的表面具有导热性，且循环气管(14)的一端开口与调节气盒(7)的内腔相连通。

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