CN202189723U

CN202189723U - 一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器

Info

Publication number: CN202189723U
Application number: CN2011203050451U
Authority: CN
Inventors: 李英凯; 李继波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2021-08-19

Abstract

本实用新型公开一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器，它包括装有高压真空灭弧室的三相支柱式结构的高电压导电主回路、开关箱体内的小型操动机构、开关驱动部分及由开关箱体外部的分合闸操作传动部件、储能操作部件和分合闸位置指示部件组成的机械操作传动部分；还设有自动完成开关故障跳闸的二次回路，该二次回路通过操动机构和开关驱动部分接至高电压导电主回路灭弧室驱动调节杆，该二次回路包括供电用电流互感器、信号电流互感器、微电子数字控制器及电磁驱动器，使该分段器省掉了传统的控制器、电压互感器，有效地提高该设备的运行可靠性，既可手动就地操作，还能实现真空自动分段器的自动故障分闸，从而大幅度提高工作效率。

Description

一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器

技术领域

本实用新型属于高压配电装置技术领域，涉及一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器。

背景技术

目前，在户外交流高压配电线路中，国内外多数采用重合器与分段器配合或具有重合功能的断路器与分段器配合的保护方式，因此，分段器作为配电线路的主要开关已得到广泛应用，这种在国际同类产品的基础上研制开发的高压开关设备，虽具有操作方便、安全可靠等优点，但仍存在着下列不足：

(1).目前的真空自动分段器大多是由真空断路器或真空负荷开关、外设控制器及外设电压互感器组合而构成的，并需要在电线杆上分体安装。因此安装及维护比较繁琐，浪费人力物力。

(2).由于目前的真空自动分段器外设控制器及外设电压互感器，所述的电压互感器安装于户外杆上，当线路发生电压谐振时大多会损坏。所述的外设控制器内装有储电池其一般最长两年必须更换一次，多出了两种设施，事故发生的概率必然会增加，因此运行的可靠性较差。

(3).由于目前的真空自动分段器外设控制器及外设电压互感器，多出了两种设施，这不仅会增加了设备投资，同时给维护增加了工作量，维护费用必然会大大增加，并且由于其设备体积庞大，给运输、仓储、安装均带来不便，还造成运输、仓储、安装费用升高、工作效率降低。

因此，用户迫切期待能有一种既解决外供电源问题，又能实现维护简单方便，相对结构紧凑体积小而且价格相对较低的真空自动分段器问世。

实用新型内容

本实用新型针对上述分段器需外设供电电源和外设电压互感器，使维护不方便和开关体积大的问题，提供一种既能减轻操作者的劳动强度，又能有效降低生产、安装及维护成本、提高工作效率和提高设备运行可靠性的无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器。

为实现本发明的目的，本新型采取如下技术方案：

一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器，它包括采用三相支柱式复合绝缘支柱体结构的并均装有高压真空灭弧室的高电压导电主回路、与其连接的开关箱体内的小型操动机构、分段器的开关驱动部分及由组装在开关箱体外部的分合闸操作传动部件、储能操作部件、分合闸位置指示部件组成的机械操作传动部分；其特征在于：还设有对该分段器故障自动分闸的二次回路，该二次回路通过操动机构和开关驱动部分接至高电压导电主回路灭弧室驱动调节杆。

所说二次回路由在A相和C相的高电压导电主回路中两组供电用电流互感器、信号电流互感器及微电子数字控制器和电磁驱动器组成；所说供电用电流互感器电磁感应产生的二次电流接和信号电流互感器输出的电流信号分别接至微电子数字控制器的输入端，微电子数字控制器输出端信号接至电磁驱动器，该电磁驱动器输出接操动机构的脱扣板，经开关驱动部分的驱动方轴接至灭弧室驱动调节杆。

所说的供电用电流互感器和信号电流互感器采用高电磁电流互感器。

所说的微电子数字控制器由两组数字控制器组成；两组数字控制器并接，其输入端还与其拨码开关相连接，拨码开关对其启动电流值和故障电流出现次数调整予置。

所说的数字控制器均包括微处理器、控制器及电容器，其控制器采用可控硅；由微处理器输出的控制信号接至控制器输入端点，控制器输出端点分别接至电磁驱动器和电容器输出端。

各相高电压导电主回路由主导电回路和机械传动部分组成，主导电回路通过接线端子与其机械传动部分连为一体置于开关箱体外部；其中主导电回路包括上支柱复合绝缘子内的真空灭弧室、真空灭弧室保护胶套及导电装置；真空灭弧室的机械传动部分包括下支柱复合绝缘子内的拉杆绝缘子和触头弹簧；机械传动部分一端与真空灭弧室的动端连接，其另端通过触头弹簧与灭弧室驱动调节杆一端连接，灭弧室驱动调节杆的另一端通过开关驱动部分的驱动连板与驱动方轴连接。

所说的操动机构安装在开关箱体内部顶端上，由其弹簧棘轮通过储能操作传动部件与开关箱体外的储能操作手柄连接、并其中合闸擎子轴及分闸擎子轴通过合分闸传动部件与开关箱体外的合分闸操作手柄连接。

所说的操动机构包括装于前后机构板之间的手动储能齿轮轴、棘爪、储能齿轮、分合闸拐臂轴、合闸擎子轴、分闸擎子轴、合闸轴、分闸轴及装于前机构板外部的弹簧棘轮；所述弹簧棘轮位于前机构板外部与手动储能齿轮轴一端并同轴连接，手动储能齿轮与储能齿轮啮合，棘爪与手动储能齿轮轴齿轮啮合，合闸擎子轴和分闸擎子轴分别与分合闸拐臂轴止动啮合，通过分合闸拐臂轴与驱动方轴连接。

本新型与现有技术相比有益效果：

(1)、本新型由于采用真空灭弧类型的真空自动分段器，实现无需外来电源供电设备；由于不需要外供电源，从而去掉了传统的另外安装的控制器、电压互感器，实现了真空自动分段器整机体积缩小化，为产品的制造、运输、仓储、安装及维护提供了方便，并减少了产品的运输、仓储、安装和维护费用，从而有效降低了成本，提高了产品的市场竞争能力；同时有效地减轻工人的劳动强度，并大幅度提高工作效率。

(2)、本新型操动机构采用小型化操动机构，分合闸能耗低；机构传动采用直动传输方式，分合闸部件少，可靠性高；该真空自动分段器的分、合闸操作可采用就地操作即手动操作，也可实现真空自动分段器的自动故障分闸操作。

(3)、本新型具有故障分闸功能，由于设有二次回路，通过其高磁信号电流互感器，将采集的信号经单片机计算处理后输出的控制信号开锁控制器接通电容器驱动电磁驱动器的动铁心快速撞击操动机构中的脱扣板，使机构分闸轴沿逆时针方向转动，分闸擎子释放，分闸拉簧拉动驱动方轴快速复位从而带动真空灭弧室迅速开断，实现真空自动分段器的自动故障分闸。

附图说明

图1为真空自动分段器整体结构总装配图；

图2为图1开关箱体内部结构正面视图；

图3为高电压导电主回路结构图；

图4-1为操动机构内部结构图；

图4-2为图4-1的后面视图；

图4-3有图4-1的左视图和其A-A向弹簧棘轮剖视图；

图5为供电用电流互感器和信号电流互感器装配图；

图6为二次回路电路及自动分闸原理结构方框图；

图7为图6微电子数字自动控制器电路原理结构方框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本新型的方案进一步详细描述：

参见附图1～图3，一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器，它包括采用三相支柱式复合绝缘支柱体结构并装有高压真空灭弧室2的高电压导电主回路1-a、与其连接的开关箱体14内的小型操动机构44、分段器的开关驱动部分及由组装在开关箱体14外部的分合闸操作传动部件、储能操作部件、分合闸位置指示部件及分段器的开关驱动部分组成的机械操作传动部分；其特征在于：还设有与A相和C相导电主回路1-a连接的二次回路，该二次回路通过操动机构44和开关驱动部分接至高电压导电主回灭弧室驱动调节杆9，可实现真空自动分段器的自动故障分闸。

所说的开关驱动部分包括驱动方轴12、分闸拉簧31、驱动连板41及灭弧室驱动调节杆9，用于驱动真空自动分段器的开关。

各高电压导电主回路均由主导电回路和机械传动部分组成，主导电回路通过接线端子5与其机械传动部分连为一体置于开关箱体14外部；主导电回路包括上支柱复合绝缘子1内的真空灭弧室2、真空灭弧室保护胶套3及导电装置；真空灭弧室2的机械传动部分包括下支柱复合绝缘子10内的拉杆绝缘子7和触头弹簧8；机械传动部分一端与真空灭弧室2的动端连接，其另端通过触头弹簧8与灭弧室驱动调节杆9一端连接，灭弧室的驱动调节杆9的另一端通过开关驱动部分的驱动连板41与驱动方轴12连接。其导电装置由导电连接块4、接线端子6及导电软连接件组成。

参见附图2、附图4-1～4-3，所说的操动机构44安装在开关箱体14内部顶端上，由弹簧棘轮通过储能传动部件与开关箱体14外部的储能操作手柄32连接、合闸擎子轴23及分闸擎子轴24通过合分闸传动部件与开关箱体14外的合分闸操作手柄30连接，通过驱动方轴12及合分指示传动部件与开关箱体14外的合分闸位置指示板42连接。

所说的操动机构44包括装于前后机构板28、29之间的手动储能齿轮轴19、棘爪20、储能齿轮21、分合闸拐臂轴22、合闸擎子轴23、分闸擎子轴24、合闸轴25、分闸轴26及装于前机构板28外部弹簧棘轮18；所述弹簧棘轮18位于前机构板28外部与手动储能齿轮轴19一端并同轴连接，手动储能齿轮19与储能齿轮21啮合，棘爪20与手动储能齿轮轴19齿轮啮合，合闸擎子轴23和分闸擎子轴24分别与分合闸拐臂轴22止动啮合，通过分合闸拐臂轴22与驱动方轴12连接；其中合闸轴25与合闸擎子轴23止动啮合，分闸轴26与分闸擎子轴24止动啮合。

开关分闸/合闸实现原理及手动操作步骤：

当顺时针方向拉动分合闸操作手柄30，其内部杠杆带动合闸擎子轴24释放分合闸拐臂轴22沿顺时针方向转动，驱动驱动方轴12左向速动带动驱动灭弧室2驱动调节杆9向上迅速运动完成开关合闸，同时驱动方轴12拉动分闸拉簧31拉长储能，分闸拉簧31一端装于驱动方轴12上，另一端装于开关箱体14侧壁上；当逆时针方向拉动分合闸操作手柄30时，其内部杠杆带动分闸轴26沿逆时针方向转动又释放分合闸拐臂轴22沿逆时针方向转动，分闸拉簧31拉动驱动方轴12沿右向速动，驱动灭弧室2驱动调节杆9迅速向下速动完成开关分闸。

参见附图5～6，所说二次回路由装在A相和C相的高电压导电主回路中两组供电用电流互感器38、信号电流互感器39、微电子数字控制器40及电磁驱动器33组成；所说供电用电流互感器电磁感应产生的二次电流接和信号电流互感器输出的电流信号分别接至微电子数字控制器的输入端，微电子数字控制器输出的控制信号接至电磁驱动器33，该电磁驱动器输出接操动机构44的脱扣板37，经开关驱动部分的驱动方轴12接至灭弧室驱动调节杆9。

所说的供电用电流互感器38和信号电流互感器39采用高电磁电流互感器。

所说的微电子数字控制器40由两组数字控制器组成；两组数字控制器并接，其输入端还与其拨码开关相连接，拨码开关对其启动电流值和故障电流出现次数调整予置。

所说的数字控制器均包括微处理器、控制器及电容器，其控制器采用可控硅；由微处理器输出的控制信号接至控制器控制端点G，控制器输出端点K、A分别接至电磁驱动器输入端和电容器输出端。

参见附图7，本实施例中设计的微电子数字控制器40由两组数字控制器组成；两组数字控制器并接，其输入端还与其拨码开关相连接，拨码开关对其启动电流值和故障电流出现次数调整予置。其每组数字控制器均由整流器、电压转换电路、微处理器、控制器、电容器、时钟及稳压电源组成，其中A相和C相的供电用电流互感器38电磁感应产生的二次电流经各对应的整流器接至稳压电源输入端，稳压电源输出分别接至电容器和微处理器的输入端，即分别给电容器充电和微处理器供电；各处理器输出处理后的信号接至对应应控制器的端点G，各控制器输出端点A信号接至电磁驱动器，控制器的端点K接至各电容器输出端；A相和C相中的信号电流互感器39输出的电流信号分别经对应的整流器和电压转换电路接至对应的微处理器的输入端，所说的控制器采用可控硅。

自动完成开关故障跳闸的工作原理及其操作步骤：

所述的互感器为高磁感应电流互感器，由电磁感应产生的二次电流及电流信号来完成真空自动分段器的电源自供和真空自动分段器的故障信号采集工作。其中拨码开关是调整予置启动电流等级如100A、200A、315A、400A、500A、630A、800A及调整予置计数次数即故障电流出现次数分为1、2、3、4次。

首先通过拨码开关对微处理器的启动电流值和故障次数进行设定，当A相和C相中供电用电流互感器38电磁感应产生的二次电流经整流器和稳压后分别向各电容器充电并对各微处理器提供直流电源，同时A相和C相中的信号电流互感器39采集的电流信号经对应的整流器整流和电压转换电路的电压转换送至对应的微处理器的输入端。A相和C相中的微处理器将由信号电流互感器39采集的电流信号与微处理器中设置电流信号值进行比较分析及故障判断处理，如大于设定值将输出控制信号开锁控制器接通电容器放电驱动电磁驱动器的动铁心快速撞击操动机构的脱扣板37使机构分闸轴26沿逆时针方向转动，分闸擎子释放，分闸拉簧31拉动驱动方轴12快速复位从而带动真空灭弧室2迅速开断，实现真空自动分段器的自动故障分闸。

Claims

1.一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器，它包括采用三相支柱式复合绝缘支柱体结构的并均装有高压真空灭弧室(2)的高电压导电主回路(1-a)、与其连接的开关箱体(14)内的小型操动机构(44)、分段器的开关驱动部分及由组装在开关箱体(14)外部的分合闸操作传动部件、储能操作部件、分合闸位置指示部件组成的机械操作传动部分；其特征在于：还设有对该分段器故障自动分闸的二次回路，该二次回路通过操动机构(44)和开关驱动部分接至高电压导电主回路灭弧室驱动调节杆(9)。

2.根据权利要求1所述的一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器，其特征在于：所说二次回路由在A相和C相的高电压导电主回路中两组供电用电流互感器(38)、信号电流互感器(39)及微电子数字控制器(40)和电磁驱动器(33)组成；所说供电用电流互感器电磁感应产生的二次电流和信号电流互感器输出的电流信号分别接至微电子数字控制器的输入端，微电子数字控制器输出端信号接至电磁驱动器(33)，该电磁驱动器输出接操动机构(44)的脱扣板(37)，经开关驱动部分的驱动方轴(12)接至灭弧室驱动调节杆(9)。

3.根据权利要求2所述的一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器，其特征在于：所说的供电用电流互感器(38)和信号电流互感器(39)采用高电磁电流互感器。

4.根据权利要求1或2所述的一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器，其特征在于：所说的微电子数字控制器(40)由两组数字控制器组成；两组数字控制器并接，其输入端还与其拨码开关相连接，拨码开关对其启动电流值和故障电流出现次数调整予置。

5.根据权利要求4所述的一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器，其特征在于：所说的数字控制器均包括微处理器、控制器及电容器，其控制器采用可控硅；由微处理器输出的控制信号接至控制器输入端点(G)，控制器输出端点(K、A)分别接至电磁驱动器和电容器输出端。

6.根据权利要求1所述的一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器，其特征在于：各相高电压导电主回路(1-a)由主导电回路和机械传动部分组成，主导电回路通过接线端子(5)与其机械传动部分连为一体置于开关箱体(14)外部；其中主导电回路包括上支柱复合绝缘子(1)内的真空灭弧室(2)、真空灭弧室保护胶套(3)及导电装置；真空灭弧室(2)的机械传动部分包括下支柱复合绝缘子(10)内的拉杆绝缘子(7)和触头弹簧(8)；机械传动部分一端与真空灭弧室(2)的动端连接，其另端通过触头弹簧(8)与灭弧室驱动调节杆(9)一端连接，灭弧室驱动调节杆(9)的另一端通过开关驱动部分的驱动连板(41)与驱动方轴(12)连接。

7.根据权利要求1所述的一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器，其特征在于：所说的操动机构(44)安装在开关箱体(14)内部顶端上，由其弹簧棘轮通过储能操作传动部件与开关箱体(14)外的储能操作手柄(32)连接、并其中合闸擎子轴(23)及分闸擎子轴(24)通过合分闸传动部件与开关箱体(14)外的合分闸操作手柄(30)连接。

8.根据权利要求1或7所述的一种无需外供电源的户外交流高压真空自动分段器，其特征在于：所说的操动机构(44)包括装于前后机构板(28、29)之间的手动储能齿轮轴(19)、棘爪(20)、储能齿轮(21)、分合闸拐臂轴(22)、合闸擎子轴(23)、分闸擎子轴(24)、合闸轴(25)、分闸轴(26)及装于前机构板(28)外部的弹簧棘轮(18)；所述弹簧棘轮(18)位于前机构板(28)外部与手动储能齿轮轴(19)一端并同轴连接，手动储能齿轮(19)与储能齿轮(21)啮合，棘爪(20)与手动储能齿轮轴(19)齿轮啮合，合闸擎子轴(23)和分闸擎子轴(24)分别与分合闸拐臂轴(22)止动啮合，通过分合闸拐臂轴(22)与驱动方轴(12)连接。