CN201584355U - 智能永磁真空断路器 - Google Patents

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Abstract

一种智能永磁真空断路器,其包括永磁真空断路机构(1)、太阳能电池(2)和智能控制装置(3);太阳能电池(2)通过导线和开关与永磁真空断路机构(1)和智能控制装置(3)连接,太阳能电池(2)可以给永磁真空断路机构(1)和智能控制装置(3)提供电源。其具有稳定性好、灵敏度高、可靠性好和快速熄灭电弧的优点,其特别适合作为电路的开关和保护装置。

Description

智能永磁真空断路器
技术领域
本实用新型涉及一种电路的开关和保护装置,特别是一种智能永磁真空断路器。
背景技术
目前采用三相联动单稳态的永磁操动机构的永磁真空断路器,其永磁操动机构通过外接电源供电的方式由控制器对开关进行控制。因为单稳态永磁操动机构只有一个线圈用于合闸及合闸保持,这种单稳态永磁操动机构属于电磁去磁弹簧操动的操动机构;其在分闸操作时,通过增加线圈中的电流来增强与永磁体磁场方向相反的磁场,当这个磁场与永磁体产生的磁力大小相同合力为零时,再增加电流所产生的磁场则在合闸位置吸合端面上又会形成吸力,因此单线圈的操动机构必须采用弹簧形成拉力才能完成分闸操作;且断路器分闸过程中线圈磁场在永磁体上与永磁体本身的磁场方向是相反的,只有在合闸的过程中两者的方向才一致,说明单稳态永磁机构存在着退磁的可能,而且分闸及分闸保持力都是通过弹簧的机械能,这样很容易损坏锁扣等机械装置。控制方面是通过电压互感器来取控制电源,当遇到雷雨天或线路电压波动的时候很容易发生故障不能有效持续提供正常工作电源供给控制器工作,从而有可能造成开关的拒动;用电压互感器来取控制电源,工作电压不稳定,对永磁操动机构中的线圈有很大的损害,也会直接影响分合闸速度特性从而影响灭弧,达不到安全可靠的要求。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种智能永磁真空断路器,其灵敏度高、稳定性好,不会出现拒动或误动作。
本实用新型的技术方案是:一种智能永磁真空断路器,其包括永磁真空断路机构、太阳能电池和智能控制装置;太阳能电池通过导线和开关与永磁真空断路机构和智能控制装置连接,太阳能电池可以给永磁真空断路机构和智能控制装置提供电源。
本实用新型进一步的技术方案是:所述的永磁真空断路机构包括铁心、永磁体、电流互感器、开关装置、合闸操作线圈和分闸操作线圈,开关装置包括跳位置开关和合位置开关;所述的智能控制装置包括太阳能充电模块、电容充电模块、智能电流保护模块、蓄电池和储能电容;太阳能电池通过导线和控制开关ACK与太阳能充电模块的电源输入端连接,蓄电池通过导线与太阳能充电模块的电池接线端连接,太阳能充电模块的负载输出端通过导线和控制开关DCK与通讯模块、开关装置和智能电流保护模块连接,太阳能充电模块的负载输出端还通过导线和控制开关DCK与电容充电模块连接;电容充电模块的电源输出端通过导线与智能电流保护模块的开关控制器和储能电容连接。
本实用新型更进一步的技术方案是:所述的智能控制装置还包括通讯模块,太阳能充电模块的负载输出端还通过导线与通讯模块连接,通讯模块还通过导线与智能电流保护模块连接。
本实用新型再进一步的技术方案是:永磁真空断路机构的电流互感器通过信号线与智能电流保护模块连接;开关装置的跳位置开关和合位置开关分别通过导线和信号线与智能电流保护模块连接;永磁真空断路机构的合闸操作线圈和分闸操作线圈通过导线连接到智能电流保护模块。
本实用新型还进一步的技术方案是:智能控制装置还包括分闸按钮、合闸按钮和应急插座,分闸按钮和合闸按钮分别通过导线与智能电流保护模块的分控端和合控端连接;应急插座通过导线与储能电容的输入端连接,其还通过导线与合闸操作线圈和分闸操作线圈连接。
本实用新型进一步的技术方案是:太阳能充电模块的电源输入端还通过互感器充电模块与电流互感器连接。
智能控制装置设有与永磁真空断路机构和太阳能电池之间的线路连接端子。
本实用新型与现有技术相比具有如下特点:
1、本实用新型永磁真空断路机构采用双稳态永磁体,其稳定性不受充磁、去磁过程或温度变化影响,不存在退磁的可能,操动机构结构简单可靠。
2、永磁真空断路机构中的永磁机构和智能控制装置中的微机控制方式的有效结合使其具有更强更灵敏的逻辑判断能力,但在实际运用中就对微机控制电源的质量及可靠性提出了很大的要求,而本实用新型利用太阳能电池对智能控制装置的蓄电池进行充电,避免了线路电压的波动及雷雨天对控制电源的影响,提高了稳定性。
3、本实用新型设计的分闸按钮、合闸按钮和应急插座,在失去了电源或紧急故障时能有效可靠的分合闸。
4、通过由蓄电池提供可靠持续电源,使永磁真空断路机构能高效进行分断关合,快速的熄灭电弧。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的详细结构作进一步描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型的智能控制装置的结构示意图;
图3为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
实施例
如图1-3所示:一种智能永磁真空断路器,其包括永磁真空断路机构1、太阳能电池2和智能控制装置3;永磁真空断路机构1包括铁心、永磁体、电流互感器13、开关装置14、合闸操作线圈15和分闸操作线圈16,开关装置14包括跳位置开关141和合位置开关142;智能控制装置3包括智能控制箱31、太阳能充电模块32、电容充电模块33、通讯模块34、智能电流保护模块35、蓄电池36、储能电容37、连接端子38、应急插座39,太阳能充电模块32、电容充电模块33、通讯模块34、智能电流保护模块35、蓄电池36、储能电容37、连接端子38和应急插座39安装在智能控制箱31内。
太阳能充电模块32可以选用北京蓝碧峰科技有限公司生产的32LBRC10太阳能控制器;电容充电模块33可以选用北京四方华能电气设备有限公司公司生产的LCD24S160W100D电容充电模块;通讯模块34可以选用北京四方华能电气设备有限公司公司生产的LD6000型GSM通讯模块;智能电流保护器35可以选用北京四方华能电气设备有限公司生产的PIE105AM系列中的PIE105AM-C型号,PIE105AM保护器应用于10~35KV配电网线路断路器上,作为电路电流的检测与控制元件,在PIE105型的基础上增加了人机对话界面-中文液晶屏,提高了电流整定范围并方便查看当前电流大小。
太阳能电池2通过导线和控制开关ACK与太阳能充电模块32的电源输入端连接,蓄电池36通过导线与太阳能充电模块32的电池接线端连接,这样太阳能电池2就可以给蓄电池36进行充电,太阳能充电模块32的负载输出端通过导线和控制开关DCK与通讯模块34、开关装置14和智能电流保护模块35连接,其输出DC24V电源,为通讯模块34、开关装置14和智能电流保护模块35提供直流工作电源,太阳能充电模块32的负载输出端还通过导线和控制开关DCK与电容充电模块33连接,向电容充电模块33提供DC24V电源;电容充电模块33的电源输出端通过导线与智能电流保护模块35的开关控制器和储能电容37连接,电容充电模块33把直流DC24V升压为DC160V给智能电流保护模块35的开关控制器提供工作电源,同时给储能电容37进行充电,使储能电容37储存能量为下一次的永磁真空断路机构的操作提供能量。
永磁真空断路机构1的电流互感器13的取样电路通过信号线与智能电流保护模块35连接,电流互感器13对线路电流取样然后由信号线送到智能电流保护模块35,通过智能电流保护模块35对线路进行测量及保护;开关装置14的跳位置开关141和合位置开关142分别通过导线和信号线与智能电流保护模块35连接,对跳位置开关141和合位置开关142的分合位置进行识别然后由信号线传送到智能电流保护模块35进行处理;永磁真空断路机构1的合闸操作线圈15和分闸操作线圈16通过导线连接到智能电流保护模块35,通过智能电流保护模块35的开关控制部分对合闸操作线圈15和分闸操作线圈16进行控制,从而对永磁真空断路机构1进行分合操作;智能控制装置3还包分闸按钮351和合闸按钮352,分闸按钮351和合闸按钮352分别通过导线与智能电流保护模块35的分控端和合控端连接,可以实现人工对永磁真空断路机构1进行强制分合闸控制;应急插座39通过导线与储能电容37的输入端连接,其还通过导线与合闸操作线圈15和分闸操作线圈16连接。
太阳能充电模块32的电源输入端还通过互感器充电模块321与电流互感器13连接,即太阳能电池2与互感器充电模块321并联在太阳能充电模块32的电源输入端上,互感器充电模块321可以向太阳能充电模块32供电,从而实现对蓄电池36双重充电的目的,以补充太阳能在长期阴雨天供电不足。
智能控制装置3设有与永磁真空断路机构1和太阳能电池2之间的线路连接端子38,通过连接端子38可以使各部件之间线路连接更加方便。
申请人于2009年6月对本实用新型的产品在中国电力科学研究院电力工业部电力设备及仪表质量检测中心做了相关的委托测试试验,模拟在无阳关直射、阴暗的环境中智能控制装置3中的蓄电池36在21天内能有效准确的发挥功效对断路器进行保护,日照时间≥2.5小时就能使蓄电池充完电,保持浮充的状态为智能控制装置3提供了可靠的工作电源;这种便捷可靠的直流电源使保护及开关的动作时间有了很大的提高,因为直流电的电流的方向、大小都是恒定不变,电流与时间的曲线是直线,采用这种电源方式可以提高电器元件的动作特性,这是交流电源不能比拟的。产品型式试验以及委托测试试验都充分反映和验证了开关的灵敏性及准确性,保护+开关整组动作时间≤30ms平均值为27.9ms,小于变电站保护+开关整组动作时间(约为40ms),所以能在发生故障时有效的分断故障电流,避免事故蔓延使故障区域最小化从而提高供电的可靠性。本实用新型相对于采用外接电源作为控制电源的户外真空断路器在工作性能及动作特性上有了很大的提高,采用环保节能的太阳能作为电源的补偿来持续供给,本实用新型具有很强的市场竞争力。
本实用新型不局限于上述的具体结构,只要是通过太阳能电池2供电的永磁真空断路器就落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能永磁真空断路器,其包括永磁真空断路机构(1)和智能控制装置(3);其特征是:其还包括太阳能电池(2),太阳能电池(2)通过导线和开关与永磁真空断路机构(1)和智能控制装置(3)连接,太阳能电池(2)可以给永磁真空断路机构(1)和智能控制装置(3)提供电源。
2.根据权利要求1所述的智能永磁真空断路器,其特征是:所述的永磁真空断路机构(1)包括铁心、永磁体、电流互感器(13)、开关装置(14)、合闸操作线圈(15)和分闸操作线圈(16),开关装置(14)包括跳位置开关(141)和合位置开关(142);所述的智能控制装置(3)包括太阳能充电模块(32)、电容充电模块(33)、智能电流保护模块(35)、蓄电池(36)和储能电容(37);太阳能电池(2)通过导线和控制开关ACK与太阳能充电模块(32)的电源输入端连接,蓄电池(36)通过导线与太阳能充电模块(32)的电池接线端连接,太阳能充电模块(32)的负载输出端通过导线和控制开关DCK与通讯模块(34)、开关装置(14)和智能电流保护模块(35)连接,太阳能充电模块(32)的负载输出端还通过导线和控制开关DCK与电容充电模块(33)连接;电容充电模块(33)的电源输出端通过导线与智能电流保护模块(35)的开关控制器和储能电容(37)连接。
3.根据权利要求2所述的智能永磁真空断路器,其特征是:所述的智能控制装置(3)还包括通讯模块(34),太阳能充电模块(32)的负载输出端还通过导线与通讯模块(34)连接,通讯模块(34)还通过导线与智能电流保护模块(35)连接。
4.根据权利要求2或3所述的智能永磁真空断路器,其特征是:所述的永磁真空断路机构(1)的电流互感器(13)通过信号线与智能电流保护模块(35)连接;开关装置(14)的跳位置开关(141)和合位置开关(142)分别通过导线和信号线与智能电流保护模块(35)连接;永磁真空断路机构(1)的合闸操作线圈(15)和分闸操作线圈(16)通过导线连接到智能电流保护模块(35)。
5.根据权利要求2或3所述的智能永磁真空断路器,其特征是:所述的智能控制装置(3)还包括分闸按钮(351)和合闸按钮(352),分闸按钮(351)和合闸按钮(352)分别通过导线与智能电流保护模块(35)的分控端和合控端连接;应急插座(39)通过导线与储能电容(37)的输入端连接,其还通过导线与合闸操作线圈(15)和分闸操作线圈(16)连接。
6.根据权利要求4所述的智能永磁真空断路器,其特征是:所述的智能控制装置(3)还包分闸按钮(351)和合闸按钮(352),分闸按钮(351)和合闸按钮(352)分别通过导线与智能电流保护模块(35)的分控端和合控端连接。
7.根据权利要求2或3所述的智能永磁真空断路器,其特征是:所述的太阳能充电模块(32)的电源输入端还通过互感器充电模块(321)与电流互感器(13)连接。
8.根据权利要求4所述的智能永磁真空断路器,其特征是:所述的太阳能充电模块(32)的电源输入端还通过互感器充电模块(321)与电流互感器(13)连接。
9.根据权利要求5所述的智能永磁真空断路器,其特征是:所述的太阳能充电模块(32)的电源输入端还通过互感器充电模块(321)与电流互感器(13)连接。
10.根据权利要求2或3所述的智能永磁真空断路器,其特征是:所述的智能控制装置(3)设有与永磁真空断路机构(1)和太阳能电池(2)之间的线路连接端子(38)。
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