CN116313630A - 一种可实时监测超程的充气柜用真空断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可实时监测超程的充气柜用真空断路器，其特征在于：包括断路器本体、弹簧操动机构、超程指示环和传感模块；将触头压力弹簧设置于绝缘拉杆接地端，可在真空断路器合闸带电情况下监测真空断路器超程，进而保障人身安全及检测设备的安全、降低运维成本；触头压力弹簧设置于绝缘拉杆的接地端的金属波纹管内空气中，减小或消除高压侧电磁场对测试装置的干扰；用传感器检测真空断路器超程值大小及状态；与同类相比，提高了安全性、直接显示超程大小及范围、减小或消除高压侧电磁场干扰、方便位移传感器在线检测或监测，可尽早判断是否存在故障的先兆，降低运维费用，提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。
Description
技术领域
本发明涉及真空断路器超程监测技术领域，尤其涉及一种可实时监测超程的充气柜用真空断路器。
背景技术
在开关柜设备领域，真空断路器以体积小、重量轻、适用于频繁操作、真空灭弧室不用检修的优点得到广泛应用，其可靠性主要由机械操作机构决定，而超程是其中一个非常重要的机械特性参数。超程是真空开关触头完全闭合后，至真空断路器合闸动作完成，触头压力弹簧进一步压缩的距离。在合闸过程中，弹簧操作机构中合闸弹簧储存的能量，一部分转至断路器的分闸弹簧，为分闸弹簧储能；一部分转至真空断路器的触头压力弹簧，为触头压力弹簧压缩，进而为动、静触头提供足够的压力，分闸速度，保障真空断路器具备可靠的关合与开断能力。随着真空断路器动作次数的增加，真空灭弧室内触头会有烧蚀，物理撞击等，致使超程变化，进而影响触头压力弹簧的压力和分闸速度小。如果超程小于设计范围，将导致真空断路器的短路电流关合能力不足，或者动触头分闸速度的降低，导致关合与开断短路电流失败。因此，实时检测真空断路器的超程是真空断路器保持良好工作的重要保障。
现有的具有在线监测装置的真空断路器，如申请公布号为CN 112349539 A，申请公布日为2021.02.09的中国发明专利——具有在线监测真空灭弧室内触头磨损的永磁真空断路器，监测点位于真空灭弧室与永磁机构间的绝缘拉杆上，用于间接检测触头烧蚀情况。由于触头烧蚀状况不能完全反映触头压力大小以及分闸能量的多少，不能充分体现真空断路器具备可靠的关合与开断能力；且监测点在带电高压端，在带电检测时，容易受到高压测的电磁场干扰，测试精度不够，安全性低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可实时监测超程的充气柜用真空断路器，能够解决一般的真空断路器的超程监测无法充分体现真空断路器具备可靠的关合与开断能力，以及在带电检测时，容易受到高压测的电磁场干扰，测试精度不够，安全性低的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种可实时监测超程的充气柜用真空断路器，其创新点在于：包括断路器本体、弹簧操动机构、超程指示环和传感模块；
所述断路器本体具有若干个，且断路器本体互相平行安装在弹簧操动机构上，且断路器本体延伸至弹簧操动机构内与弹簧操动机构的输出端相连；
所述弹簧操动机构包括箱体、绝缘拉杆、触头压力弹簧和导套，且箱体上设置有与断路器本体导通相连的安装孔；所述箱体的内壁上开有安装传感模块的通孔；所述绝缘拉杆设置在箱体内且绝缘拉杆的一端与断路器本体相连，通过绝缘拉杆操动断路器本体分合闸；所述绝缘拉杆的接地端外轮廓设有金属波纹管；所述触头压力弹簧设置在绝缘拉杆的接地端外轮廓的金属波纹管内；所述导套嵌套在绝缘拉杆上且连接在触头压力弹簧的一端上，且导套可跟随触头压力弹簧的伸缩进行移动；
所述超程指示环包覆设置在绝缘拉杆上，且超程指示环位于导套的内侧；所述超程指示环上设置有色标，且色标包括超程合格区域色标以及位于超程合格区域色标两侧的超程不合格区域色标；通过监测或观察导套端面位于超程指示环上色标的区域判断超程是否合格；
所述传感模块为视觉传感器，且安装在箱体的通孔上，通过视觉传感器对超程指示环进行监测。
进一步的，所述超程合格区域色标为绿色；所述超程不合格区域色标分别为小于超程规定值的黄色，以及大于超程规定值的红色。
本发明的优点在于：
1）本发明中将触头压力弹簧设置于绝缘拉杆接地端，可在真空断路器合闸带电情况下监测真空断路器超程，进而保障人身安全及检测设备的安全、降低运维成本；触头压力弹簧设置于绝缘拉杆的接地端的金属波纹管内空气中，减小或消除高压侧电磁场对测试装置的干扰；采用可目测或用传感器检测真空断路器超程值大小及状态；该充气柜用真空断路器与同类相比，提高了安全性、直接显示超程大小及范围、减小或消除高压侧电磁场干扰、方便位移传感器在线检测或监测，可尽早判断是否存在故障的先兆，降低运维费用，提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的一种可实时监测超程的充气柜用真空断路器结构示意图。
图2为本发明的一种可实时监测超程的充气柜用真空断路器局部放大图。
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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1图2所示的一种可实时监测超程的充气柜用真空断路器，包括断路器本体1、弹簧操动机构2、超程指示环3和传感模块4。
断路器本体1具有若干个，且断路器本体1互相平行安装在弹簧操动机构上，且断路器本体1延伸至弹簧操动机构2内与弹簧操动机构2的输出端相连。
弹簧操动机构2包括箱体21、绝缘拉杆22、触头压力弹簧23和导套24，且箱体21上设置有与断路器本体导通相连的安装孔；箱体21的内壁上开有安装传感模块4的通孔；绝缘拉杆22设置在箱体21内且绝缘拉杆22的一端与断路器本体1相连，通过绝缘拉杆22操动断路器本体分合闸；绝缘拉杆22的接地端外轮廓设有金属波纹管；触头压力弹簧23设置在绝缘拉杆22的接地端外轮廓的金属波纹管内；导套24嵌套在绝缘拉杆22上且连接在触头压力弹簧23的一端上，且导套24可跟随触头压力弹簧的伸缩进行移动。
超程指示环3包覆设置在绝缘拉杆22上，且超程指示环3位于导套的内侧；超程指示环3上设置有色标，且色标包括超程合格区域色标以及位于超程合格区域色标两侧的超程不合格区域色标；通过监测或观察导套端面位于超程指示环上色标的区域判断超程是否合格。
传感模块4为视觉传感器，且安装在箱体21的通孔上，通过视觉传感器对超程指示环进行监测。
超程合格区域色标为绿色；超程不合格区域色标分别为小于超程规定值的黄色，以及大于超程规定值的红色。
本发明的工作原理是：当真空断路器合闸后，触头压力弹簧会被压缩，与触头压力弹簧连接的导套会随之往触头压力弹簧方向运动，此运动行程等于触头压力弹簧的压缩行程；在真空断路器中，超程指示环固定在绝缘拉杆上，出厂后，投运前，合闸时观察时，超程指示环右端面位于导套绿色指示区中间，表明超程满足设计要求；当超程指示环右端面向有离开导套绿色区域，说明超程大于设计要求，超程大于设计范围，可能导致机构合不上；当超程指示环右端面向左离开导套绿色区域，表明超程小于设计范围，不合格，真空断路器不具备关合与开断额定短路电流能力；因此通过超程指示环右端面所处位置，可监测超程范围，进而实时评估真空断路器开断与关合能力状态。
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 (2)
1.一种可实时监测超程的充气柜用真空断路器，其特征在于：包括断路器本体、弹簧操动机构、超程指示环和传感模块；
所述断路器本体具有若干个，且断路器本体互相平行安装在弹簧操动机构上，且断路器本体延伸至弹簧操动机构内与弹簧操动机构的输出端相连；
所述弹簧操动机构包括箱体、绝缘拉杆、触头压力弹簧和导套，且箱体上设置有与断路器本体导通相连的安装孔；所述箱体的内壁上开有安装传感模块的通孔；所述绝缘拉杆设置在箱体内且绝缘拉杆的一端与断路器本体相连，通过绝缘拉杆操动断路器本体分合闸；所述绝缘拉杆的接地端外轮廓设有金属波纹管；所述触头压力弹簧设置在绝缘拉杆的接地端外轮廓的金属波纹管内；所述导套嵌套在绝缘拉杆上且连接在触头压力弹簧的一端上，且导套可跟随触头压力弹簧的伸缩进行移动；
所述超程指示环包覆设置在绝缘拉杆上，且超程指示环位于导套的内侧；所述超程指示环上设置有色标，且色标包括超程合格区域色标以及位于超程合格区域色标两侧的超程不合格区域色标；通过监测或观察导套端面位于超程指示环上色标的区域判断超程是否合格；
所述传感模块为视觉传感器，且安装在箱体的通孔上，通过视觉传感器对超程指示环进行监测。
2.根据权利要求1所述的一种可实时监测超程的充气柜用真空断路器，其特征在于：所述超程合格区域色标为绿色；所述超程不合格区域色标分别为小于超程规定值的黄色，以及大于超程规定值的红色。
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