CN219370885U - 一种一二次深度融合柱上断路器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一二次深度融合柱上断路器装置，包括全密封的柱上断路器本体以及馈线终端；所述柱上断路器本体包括机构箱以及插设在所述机构箱上的极柱；所述极柱内置有真空灭弧室、电子式电流、电压互感器；所述机构箱内设置有高压电容取能电源装置，所述机构箱的外壳上还设置有航空插件，所述电子式电流、电压互感器与所述高压电容取能电源装置连接，所述高压电容取能电源装置通过所述航空插件与馈线终端连接；本实用新型采用密封性设计，解决了呼吸作用及凝露问题，采用电容取电装置，提升可靠性、解决出口短路问题，具有体积小、无需安装，免维护等优势。

Description

一种一二次深度融合柱上断路器装置

技术领域

本实用新型涉及柱上断路器领域，尤其涉及一种一二次深度融合柱上断路器装置。

背景技术

一二次成套柱上断路器是目前断路器的主流，虽然对比之前一二次分开的短路器减少了安装运维压力，但是存在以下问题：

问题一：一二次成套设备是采用PT取电，二次短路、爆炸事故频发，已经成为了配网主要的事故点之一；同时体积较大，安装运维成本大；

问题二：无法严格密封，无法防止呼吸进潮。会发生凝露、锈蚀甚至拒动等问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种一二次深度融合柱上断路器装置，用于解决现有的一二次成套柱上断路器由于PT取电，无法密封所导致的使用寿命短的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种一二次深度融合柱上断路器装置，包括全密封的柱上断路器本体以及馈线终端；所述柱上断路器本体包括机构箱以及插设在所述机构箱上的极柱；所述极柱内置有真空灭弧室、电子式电流、电压互感器；所述机构箱内设置有高压电容取能电源装置，所述机构箱的外壳上还设置有航空插件，所述电子式电流、电压互感器与所述高压电容取能电源装置连接，所述高压电容取能电源装置通过所述航空插件与馈线终端连接。

优选的，所述极柱内还安装有电压传感器、零序电压传感器、电流传感器、零序电流传感器和三相电流互感器，进线侧电压传感器安装在所述真空灭弧室开关管进线端子上；出线侧电压传感器、零序电压传感器、三相电流互感器、零序电流传感器均安装在所述真空灭弧室开关管出线端子上；进线侧电压传感器、出线侧电压传感器、零序电压传感器、三相电流互感器和零序电流传感器均通过航空插头与馈线终端连接，并将采集的数据传输给馈线终端。

优选的，进线侧电压传感器、出线侧电压传感器、零序电压传感器、三相电流互感器和零序电流传感器均为无源传感器，所述真空灭弧室、进线侧电压传感器、出线侧电压传感器、零序电压传感器、三相电流互感器和零序电流传感器压注成型在环氧树脂固封壳体。

优选的，所述机构箱的外壳为304不锈钢密封外壳，所述机构箱外壳上还设置有手动合分闸手柄、分合状态指示器、储能手柄和接地端子，所述接地端子与所述真空灭弧室开关管的接地端子连接，所述机构箱内的操作机构为弹性操作机构，所述手动合分闸手柄与所述弹性操作机构连接，所述分合状态指示器与所述弹性操作机构的辅助开关连接，所述储能手柄与储能电机连接，所述接地端子与所述机构箱的外壳连接。

优选的，所述馈线终端包括：馈线终端外箱，以及设置在所述馈线终端外箱内的电源模块、后备电源、测控单元、边缘网关、通讯模块以及人机交互界面；所述电源模块通过航空插件与所述高压电容取能电源装置连接，所述后备电源还与所述电源模块连接，所述电源模块与所述测控单元连接，已给所述测控单元供电，所述测控单元还分别与所述边缘网关、人机交互界面连接，所述边缘网关与所述通讯模块连接。

优选的，所述馈线终端还包括人机交互界面，所述人机交互界面设置安装在所述馈线终端外箱内，且与所述测控单元建立通信。

优选的，所述馈线终端外箱的外表面采用流线形工艺，箱体上下边沿设计曲面，外门及箱体设置有防雨檐。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型中的一种一二次深度融合柱上断路器装置，采用密封性设计，解决了呼吸作用及凝露问题，采用电容取电装置，提升可靠性、解决出口短路问题，具有体积小、无需安装，免维护等优势；

2、在优选方案中，本实用新型同时采用高精度零序电压、电流传感器采集电压、电流数据，有助于提高线路小电流接地故障的识别与保护，对提升配网运行可靠性，减少了运维人员工作量，降低了维护成本有着重要作用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型优选实施例的一二次深度融合柱上断路器装置正视图；

图2为本实用新型优选实施例的极柱整体立体结构示意图；

图3为本实用新型优选实施例的极柱剖视结构示意图；

图4为本实用新型优选实施例的馈线终端结构示意图。

图中，1、柱上断路器本体；2、航空插件；3、机构箱；4、极柱；41、真空灭弧室；42、电子式电流、电压互感器；5、电压传感器；51、零序电压传感器；52、电流传感器；53、零序电流传感器；54、三相电流互感器；6、高压电容取能电源装置；7、馈线终端；71、馈线终端外箱；72、电源模块；73、后备电源；74、测控单元；75、边缘网关；76、通讯模块；77、人机交互界面。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

请参见图1-4，实施例一：

本实施中公开了本实用新型提供了一种一二次深度融合柱上断路器装置，该装置由柱上断路器本体1、航空插件2和馈线终端7(FTU)组成。

柱上断路器本体1由极柱4和机构箱3组成，采用全密封设计。极柱4包含真空灭弧室41、电压传感器5、电流传感器52，可同时输出相电压、零序电压、相电流和零序电流等11个采样信号，可承受工频耐压55kV，雷电冲击电压100kV，局放不超过5pc。

其中，电压、电流传感器52均为电子式传感器，包含进线侧电压传感器5、出线侧电压传感器5、零序电压传感器51、三相电流互感器54和零序电流传感器53，均采用无源设计。相序电压传感器5准确性为0.5级，零序电压传感器51为1级；相序电流传感器52准确性为0.5S/5P10，零序为0.5/5P10，可检测间歇性接地故障和高阻接地故障，电压传感器5可以为微能汇通生产的MP-EVT-10WL电子式电压传感器5，电流传感器52可以为微能汇通生产的ZW32电子式电流传感器52；此处，电压传感器5和电流传感器52的型号只做示例，不做限定。

其中，电流传感器52和电压传感器5采用环氧树脂APG工艺压注成型，电压传感器5随环境温度变化时电容值的变化量小，改善了传感器的温度变差，-40～+70℃变差小于0.25％。

机构箱3采用高精度304不锈钢材料，包含手动合分闸手柄、储能手柄、分合状态指示、航空插座、把手和接地端子等，密封防护等级达IP67。内部包含操作机构、高压电容取能电源装置6等。

其中，操作机构型号为弹簧机构，采用电动操作方式且具备手动操作功能，操作电压为直流24V，分闸时间不超过45ms，储能持续时间不超过15s；高压电容取电电源装置取代一二次成套设备PT取电，输入电源为10kV/√3，单侧交流最大输出功率25W，一次额定工频耐压48kV，额定雷电冲击耐受电压85kV，二次额定工频耐压3kV。

馈线终端7(FTU)包含电源模块72、后备电源73、测控单元74和通讯模块76。FTU将测量，保护和计量于一体，其测量精度为0.5级、保护精度为5P20，计量精度为0.5S级，功能部件模块化，电源模块72可以为武汉兴通力电源技术有限公司生产的F22-CC300W24MDV2-10电源，电源额定输出为300W/DC24V，后备电源73可以为珠海博威电气股份有限公司生产的UPERCAP30V-240F电源，电源单体额定输出为240F/2.7V，电源模组等效输出为24F24V，测控单元74可以为湘电试验生产的XD-PW-ZW32-12/T630-20测控单元74，通讯模块76可以为厦门四信生产的F2A16-DK通讯模块76，此处，电源模块72、后备电源73、测控单元74和通讯模块76的型号只做示例，不做限定；

其中，馈线终端外箱71表面采用流线形工艺，箱体上下边沿设计曲面，外门及箱体设计防雨檐，防止雨水滞流与囤积；

其中，电源模块72采用电容取能，功耗小于1W，安装在A,C两相侧边,交流24V电源二次线经26芯航插至FTU,电源模块72放置FTU侧；后备电源73采用磷酸铁锂电池，容量不低于7AH，使用寿命不少于5年。在线路停电情况下，后备电源73能保证设备正常运行不低于72小时，分合闸操作不低于30次；

其中，通过测控单元74和边缘网关75就近提供本节点边缘计算及各感知节点的管理，采样速度为128点/周波；通讯模块76可通过4G/5G无线通信或有线以太网通信方式将将监测数据上传配电自动化主站；

其中，人机交互界面77，包含5.5寸彩色液晶的人机交互界面77，图形化界面，可增减显示信息；人机界面为独立模块，可选择性配置；内部控制逻辑采用组态软件图形化编程，可在线仿真测试；FTU外壳采用不锈钢箱体设计，防护等级为IP65，人机交互界面77可以为湘电试验生产的XD-PW-ZW32-12/T630-20人机交互界面77，此处，人际加护界面的型号只做示例，不做限定。

其中，运维方面，满足就地化运维，通讯接口协议满足就地运维掌上APP接入；支持4G并兼容5G通信技术，支持蓝牙运维工具，有效通讯范围为10米。

其中，本体和FTU由一个航插接口(26芯)连接，现场不用接线。

一二次深度融合开关集成了单相接地故障检测模块，采用暂态半波法/相不对称法等多种算法于一体，适用不同中性点接地系统，免定值维护；

其中，单相接地故障检测模块可单独应用。

综上所述，本实用新型中的一种一二次深度融合柱上断路器装置，相比传统一二次成套柱上断路器，开关整体一体化程度进一步提高。该装置断路器本体内置电子式电流、电压互感器42，使用高精度零序电压、电流传感器52，提高线路小电流接地故障的识别与保护。同时，采用高压取能装置，与断路器本体一体化设计，避免了PT取电带来的二次短路、爆炸事故隐含。此外，FTU采用低功耗、小型化和模块化设计，更换和调试更便捷，控制逻辑采用组态软件图形化编程，采用人机界面提高用户体验感。该装置弥补了一二次成套设备的密封性不足、精度不够、运维成本大等问题，对提升配网运行可靠性有着巨大优势。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种一二次深度融合柱上断路器装置，其特征在于，包括全密封的柱上断路器本体(1)以及馈线终端(7)；所述柱上断路器本体(1)包括机构箱(3)以及插设在所述机构箱(3)上的极柱(4)；所述极柱(4)内置有真空灭弧室(41)、电子式电流、电压互感器(42)；所述机构箱(3)内设置有高压电容取能电源装置(6)，所述机构箱(3)的外壳上还设置有航空插件(2)，所述电子式电流、电压互感器(42)与所述高压电容取能电源装置(6)连接，所述高压电容取能电源装置(6)通过所述航空插件(2)与馈线终端(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一二次深度融合柱上断路器装置，其特征在于，所述极柱(4)内还安装有电压传感器(5)、零序电压传感器(51)、电流传感器(52)、零序电流传感器(53)和三相电流互感器(54)，进线侧电压传感器(5)安装在所述真空灭弧室(41)开关管进线端子上；出线侧电压传感器(5)、零序电压传感器(51)、三相电流互感器(54)、零序电流传感器(53)均安装在所述真空灭弧室(41)开关管出线端子上；进线侧电压传感器(5)、出线侧电压传感器(5)、零序电压传感器(51)、三相电流互感器(54)和零序电流传感器(53)均通过航空插头与馈线终端(7)连接，并将采集的数据传输给馈线终端(7)。

3.根据权利要求2所述的一二次深度融合柱上断路器装置，其特征在于，进线侧电压传感器(5)、出线侧电压传感器(5)、零序电压传感器(51)、三相电流互感器(54)和零序电流传感器(53)均为无源传感器，所述真空灭弧室(41)、进线侧电压传感器(5)、出线侧电压传感器(5)、零序电压传感器(51)、三相电流互感器(54)和零序电流传感器(53)压注成型在环氧树脂固封壳体。

4.根据权利要求3所述的一二次深度融合柱上断路器装置，其特征在于，所述机构箱(3)的外壳为304不锈钢密封外壳，所述机构箱(3)外壳上还设置有手动合分闸手柄、分合状态指示器、储能手柄和接地端子，所述机构箱(3)内的操作机构为弹性操作机构，所述手动合分闸手柄与所述弹性操作机构连接，所述分合状态指示器与所述弹性操作机构的辅助开关连接，所述储能手柄与储能电机连接，所述接地端子与所述机构箱(3)的外壳连接。

5.根据权利要求4所述的一二次深度融合柱上断路器装置，其特征在于，所述馈线终端(7)包括：馈线终端外箱(71)，以及设置在所述馈线终端外箱(71)内的电源模块(72)、后备电源(73)、测控单元(74)、边缘网关(75)、通讯模块(76)以及人机交互界面(77)；所述电源模块(72)通过航空插件(2)与所述高压电容取能电源装置(6)连接，所述后备电源(73)还与所述电源模块(72)连接，所述电源模块(72)与所述测控单元(74)连接，以给所述测控单元(74)供电，所述测控单元(74)还分别与所述边缘网关(75)、人机交互界面(77)连接，所述边缘网关(75)与所述通讯模块(76)连接。

6.根据权利要求5所述的一二次深度融合柱上断路器装置，其特征在于，所述馈线终端(7)还包括人机交互界面(77)，所述人机交互界面(77)设置安装在所述馈线终端外箱(71)内，且与所述测控单元(74)建立通信。

7.根据权利要求6所述的一二次深度融合柱上断路器装置，其特征在于，所述馈线终端(7)外箱的外表面采用流线形工艺，箱体上下边沿设计曲面，外门及箱体设置有防雨檐。