CN218975369U - 小容量用户分界柱上断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种小容量用户分界柱上断路器，包括断路器本体、电源电压互感器、馈线终端和连接电缆，所述断路器本体、电源电压互感器分别安装在电杆上的横向支架两侧，所述馈线终端安装在断路器本体、电源电压互感器下方的电杆上，所述断路器本体、电源电压互感器分别通过连接电缆与馈线终端相连，通过馈线终端自适应识别各种情况下发生的单相接地故障和短路故障。该断路器结构简单，实现成本低，易于在用户分界点推广应用。

Description

小容量用户分界柱上断路器

技术领域

本实用新型属于断路器技术领域，具体涉及一种小容量用户分界柱上断路器。

背景技术

在配电网中，用户侧故障导致的配电网故障约占配电网总故障的15%，是导致配电网故障的前三大原因之一。在用户分界处安装保护设备，治理用户侧故障，是提高配电网整体供电可靠性的主要任务之一。当下可用于用户分界处的保护设备主要有两种：一二次成套断路器、熔断器。但是两种方案都存在其局限性：1）一二次成套断路器：当下的一二次成套设备是根据配电网主干线的需求进行设计，其功能齐全、配置较高，使得产品的整体成本较高，难以在分布分散、平均负荷低的用户分界处推广应用，尤其是小容量用户分界处；2）熔断器：仅能在相间短路时动作，无法识别单相接地故障；不具备自动化功能，无法实现远方控制，需要运维人员现场操作；不能满足中远期对用户负荷实现精准管控的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种小容量用户分界柱上断路器，该断路器结构简单，实现成本低，易于在用户分界点推广应用。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种小容量用户分界柱上断路器，包括断路器本体、电源电压互感器、馈线终端和连接电缆，所述断路器本体、电源电压互感器分别安装在电杆上的横向支架两侧，所述馈线终端安装在断路器本体、电源电压互感器下方的电杆上，所述断路器本体、电源电压互感器分别通过连接电缆与馈线终端相连，通过馈线终端自适应识别各种情况下发生的单相接地故障和短路故障。

进一步地，所述横向支架在安装断路器本体的一侧与电杆之间安装一斜向支架，与横向支架、电杆一起形成三角形结构。

进一步地，所述横向支架、斜向支架、馈线终端分别通过抱箍固定在电杆上。

进一步地，所述断路器本体主要由三相极柱、操作机构和壳体组成，所述操作机构设置于壳体内。

进一步地，所述三相极柱包括A相极柱、B相极柱和C相极柱，三个极柱的内部结构相同，每个极柱内都包含一个电流互感器、一个电压互感器、一个真空灭弧室和导电通路。

进一步地，所述导电通路包括真空灭弧室开关管静触头、真空灭弧室开关管动触头、软连接和出线导电件。

进一步地，各个极柱内的电流互感器、电压互感器分别采集相电压、相电流，电流互感器、电压互感器的二次侧通过连接电缆将相电流、相电压值传递给馈线终端。

进一步地，所述操作机构包括一个分闸储能弹簧，当断路器处于合闸状态时，通过分闸储能弹簧压缩存储电动机的旋转动能，当断路器收到远程遥控或手动分闸信号时，分闸储能弹簧释放能量，通过绝缘拉杆带动三相极柱内部的真空灭弧室开关管动触头与真空灭弧室开关管静触头分离，实现断路器速断；断路器的闭合动作由电动机直接驱动，当断路器收到远程遥控或手动合闸信号时，电动机直接驱动绝缘拉杆，带动三相极柱内部的真空灭弧室开关管动触头与真空灭弧室开关管静触头接合，实现断路器闭合。

进一步地，所述壳体外部设置有分合闸操作手柄、储能操作手柄、分合指示器和储能指示器，所述分合闸操作手柄与壳体内的操作机构相连，以控制断路器进行分闸、合闸操作；所述储能操作手柄与壳体内的操作机构相连，以控制分闸储能弹簧进行储能；所述分合指示器、储能指示器分别指示断路器的分合闸状态以及分闸储能弹簧的储能状态。

进一步地，所述断路器本体、馈线终端上分别设置有航空插座，所述连接电缆两端分别设置有航空插头，所述连接电缆通过航空插头分别与断路器本体和馈线终端上的航空插座相连。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：提供了一种用于配电网小容量用户分界处的经济型柱上断路器，该断路器结构简单，针对小容量用户分界点的典型特征，在保证小容量用户分界点必要的结构、功能的基础上，综合考虑产品经济性，降低了断路器的实现成本，提高了产品的整体性价比和可推广性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中断路器本体的结构示意图。

图中：1-断路器本体；2-电源电压互感器；3-连接电缆；4-馈线终端；5-横向支架；6-斜向支架6；7-电杆；8-抱箍；11a-A相极柱；11b-B相极柱；11c-C相极柱；12-操作机构；13-壳体；131-分合闸操作手柄；132-储能操作手柄；133-分合指示器；134-储能指示器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

小容量用户分界点，指10kV小容量用户专变的接入产权分界处，常见的小容量用户专变的容量设计值为200kVA和400kVA，其他容量与这两种主流容量接近的用户专变的接入产权分界处，也可以视为小容量用户分界点。这类用户专变的平均负载低，设备成本低，在其用户分界点安装昂贵的一二次成套断路器性价比低。对于专变容量较大的10kV用户，在其用户分界点安装一二次成套设备的性价比相对较高，不一定需要使用本实用新型所提供的产品。

如图1所示，本实施例提供了一种小容量用户分界柱上断路器，包括断路器本体1、电源电压互感器2、馈线终端4和连接电缆3，断路器本体1、电源电压互感器2分别安装在电杆7上的横向支架5两侧，馈线终端4安装在断路器本体1、电源电压互感器2下方的电杆7上，断路器本体1、电源电压互感器2分别通过连接电缆3与馈线终端4相连，通过馈线终端4自适应识别各种情况下发生的单相接地故障和短路故障。

在本实施例中，横向支架5在安装断路器本体1的一侧与电杆7之间安装一斜向支架6，与横向支架5、电杆7一起形成三角形结构，进而提高安装稳定性。横向支架5、斜向支架6、馈线终端4分别通过抱箍固定在电杆7上。

如图2所示，断路器本体1主要由三相极柱、操作机构12和壳体13组成，操作机构12设置于壳体13内。三相极柱包括A相极柱11a、B相极柱11b和C相极柱11c，三个极柱的内部结构相同，每个极柱内都包含一个电流互感器、一个电压互感器、一个真空灭弧室和导电通路。

在本实施例中，导电通路包括真空灭弧室开关管静触头、真空灭弧室开关管动触头、软连接和出线导电件。导电通路、真空灭弧室的额定值按照用户专变的额定电流、额定电压进行设计，精准匹配用户分界点的电气特性。综合考虑设备的可用性、经济性，本实施例中，断路器的额定电流推荐值为50A，即导电通路的各组成部件的额定电流值也选取为50A，这与当下一二次成套设备的主流额定电流630A相比，有了显著下降。

各个极柱内的电流互感器、电压互感器分别采集相电压、相电流，电流互感器、电压互感器的二次侧通过导线、连接电缆3将相电流、相电压值传递给馈线终端4。馈线终端4根据三相电流、三相电压合成零序电流、零序电压，综合利用所有的电气量信号对线路相间短路故障、单相接地故障进行研判。

在本实施例中，操作机构12采用弹簧操作机构。操作机构需要具备分闸速断功能；由于用户分界处的断路器不需要重合闸功能，对合闸速度要求较低，所以合闸回路优先考虑经济性、可靠性。

基于以上考虑，在本实施例中，操作机构包括一个分闸储能弹簧，当断路器处于合闸状态时，通过分闸储能弹簧压缩存储电动机的旋转动能，当断路器收到远程遥控或手动分闸信号时，分闸储能弹簧释放能量，通过绝缘拉杆带动三相极柱内部的真空灭弧室开关管动触头与真空灭弧室开关管静触头分离，实现断路器速断。合闸回路方面，由于用户分界断路器对合闸速度要求低，断路器的闭合动作由电动机直接驱动，当断路器收到远程遥控或手动合闸信号时，电动机直接驱动绝缘拉杆，带动三相极柱内部的真空灭弧室开关管动触头与真空灭弧室开关管静触头接合，实现断路器闭合。断路器在闭合时，由于回路中没有弹簧的存在，断路器的闭合动作由电动机直接驱动，闭合速度较慢。

在本实施例中，壳体13外部设置有分合闸操作手柄131、储能操作手柄132、分合指示器133和储能指示器134。分合闸操作手柄131与壳体13内的操作机构相连，以控制断路器进行分闸、合闸操作。储能操作手柄132与壳体13内的操作机构相连，以控制分闸储能弹簧进行储能。分合指示器133、储能指示器134分别指示断路器的分合闸状态以及分闸储能弹簧的储能状态。

在本实施例中，断路器本体1、馈线终端4上分别设置有航空插座，连接电缆3两端分别设置有航空插头，连接电缆通过航空插头分别与断路器本体和馈线终端上的航空插座相连。

在本实施例中，馈线终端4具备“四遥”功能。“四遥”功能包括遥测、遥信、遥控、遥调。遥测能够实现远程监控电压、电流值等模拟量信号；遥信能够远程获知断路器的状态量信息；遥控能够远程控制断路器进行分合闸等操作，完成数字量状态的变换；遥调能够实现远程修改馈线终端的模拟量定值。

在本实施例中，馈线终端4具备后备电源。当线路有电时，电源电压互感器2从配电线路进行取电，供馈线终端4使用，并给后备电源充电；当线路失电时，馈线终端4自动切换成由后备电源进行供电。

本实施例提供的小容量用户分界柱上断路器，具有以下突出特点和显著优点：

1）与现有一二次成套设备相比，该断路器精准匹配用户分界点特性，成本降低，更利于在用户分界点大规模推广；

2）与现有一二次成套设备相比，现有一二次成套设备额定电流需要考虑整条干线的负载电流，而该断路器的额定电流设计值参考小容量用户专变的额定电流值，断路器额定电流大大降低，对断路器内部的导电通路的载流量要求也大大降低，更适用于用户分界点，提高产品经济性；

3）与现有一二次成套设备相比，由于用户分界点处的网架结构一般不发生改变，潮流方向比较固定，因此该断路器仅在电源侧安装电源电压互感器进行取电；

4）与现有一二次成套设备相比，由于用户分界点处的网架结构一般不发生改变，潮流方向比较固定，因此该断路器仅在每一相极柱的电源侧安装电压互感器，采集相电压；

5）与现有一二次成套设备相比，该断路器在功能上保留断路器的速断功能，删除重合闸功能；操作机构中保留分闸弹簧及其相关回路，保证断路器分闸动作的快速性，同时省去合闸弹簧及其相关回路，断路器合闸由电机直接驱动，降低操作机构成本；

6）与熔断器相比，该断路器新增单相接地故障研判功能，在线路发生单相接地故障时发出告警信号或是直接跳闸；

7）与熔断器相比，该断路器在线路发生相间短路时分闸速度更快，便于与主干线、分支首端的一二次成套设备进行级差配合，更有利于保护线路上的关键设备；

8）与熔断器相比，该断路器具备“四遥”自动化功能，实现对线路运行状态的监控、断路器远程控制、断路器定值远程下装。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种小容量用户分界柱上断路器，其特征在于，包括断路器本体、电源电压互感器、馈线终端和连接电缆，所述断路器本体、电源电压互感器分别安装在电杆上的横向支架两侧，所述馈线终端安装在断路器本体、电源电压互感器下方的电杆上，所述断路器本体、电源电压互感器分别通过连接电缆与馈线终端相连，通过馈线终端自适应识别各种情况下发生的单相接地故障和短路故障。

2.根据权利要求1所述的小容量用户分界柱上断路器，其特征在于，所述横向支架在安装断路器本体的一侧与电杆之间安装一斜向支架，与横向支架、电杆一起形成三角形结构。

3.根据权利要求2所述的小容量用户分界柱上断路器，其特征在于，所述横向支架、斜向支架、馈线终端分别通过抱箍固定在电杆上。

4.根据权利要求1所述的小容量用户分界柱上断路器，其特征在于，所述断路器本体主要由三相极柱、操作机构和壳体组成，所述操作机构设置于壳体内。

5.根据权利要求4所述的小容量用户分界柱上断路器，其特征在于，所述三相极柱包括A相极柱、B相极柱和C相极柱，三个极柱的内部结构相同，每个极柱内都包含一个电流互感器、一个电压互感器、一个真空灭弧室和导电通路。

6.根据权利要求5所述的小容量用户分界柱上断路器，其特征在于，所述导电通路包括真空灭弧室开关管静触头、真空灭弧室开关管动触头、软连接和出线导电件。

7.根据权利要求5所述的小容量用户分界柱上断路器，其特征在于，各个极柱内的电流互感器、电压互感器分别采集相电压、相电流，电流互感器、电压互感器的二次侧通过连接电缆将相电流、相电压值传递给馈线终端。

8.根据权利要求4所述的小容量用户分界柱上断路器，其特征在于，所述操作机构包括一个分闸储能弹簧，当断路器处于合闸状态时，通过分闸储能弹簧压缩存储电动机的旋转动能，当断路器收到远程遥控或手动分闸信号时，分闸储能弹簧释放能量，通过绝缘拉杆带动三相极柱内部的真空灭弧室开关管动触头与真空灭弧室开关管静触头分离，实现断路器速断；断路器的闭合动作由电动机直接驱动，当断路器收到远程遥控或手动合闸信号时，电动机直接驱动绝缘拉杆，带动三相极柱内部的真空灭弧室开关管动触头与真空灭弧室开关管静触头接合，实现断路器闭合。

9.根据权利要求8所述的小容量用户分界柱上断路器，其特征在于，所述壳体外部设置有分合闸操作手柄、储能操作手柄、分合指示器和储能指示器，所述分合闸操作手柄与壳体内的操作机构相连，以控制断路器进行分闸、合闸操作；所述储能操作手柄与壳体内的操作机构相连，以控制分闸储能弹簧进行储能；所述分合指示器、储能指示器分别指示断路器的分合闸状态以及分闸储能弹簧的储能状态。

10.根据权利要求1所述的小容量用户分界柱上断路器，其特征在于，所述断路器本体、馈线终端上分别设置有航空插座，所述连接电缆两端分别设置有航空插头，所述连接电缆通过航空插头分别与断路器本体和馈线终端上的航空插座相连。

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