CN220420496U - 小型化多工位组合式智能断路器 - Google Patents

Abstract

提供一种小型化多工位组合式智能断路器，属于高压输配电技术领域。包括设于框架上的两种操作机构、导电回路、开关传动系统和机械连锁系统；两种操作机构分别为断路器操作机构和三工位隔离开关操作机构；导电回路包含固封极柱和三工位刀闸式隔离开关；固封极柱横向固定于框架之上，三工位刀闸式隔离开关安装于固封极柱上部；三工位刀闸式隔离开关右侧安装有三工位隔离开关操作机构，三工位隔离开关操作机构右侧安装有机械连锁系统；断路器操作机构输出与开关传动系统输入连接，开关传动系统输出与绝缘拉杆连接。本断路器为固定式结构，采用模块化弹操机构，组合三工位刀闸式隔离开关，通风散热条件好，尺寸相对原手车式断路器减小，实现小型化。

Description

小型化多工位组合式智能断路器

技术领域

本实用新型属于高压输配电技术领域，具体涉及一种小型化多工位组合式智能断路器，适用于7.2kV及12kV三相交流50Hz的电力系统中，在断路器技术参数内，可保证安全可靠的运行于相应电压等级的电网中，接受和分配电能，适用于输配电及工矿企业馈电系统，组成高压配电装置。

背景技术

现有的高压电气柜，大多采用手车式断路器结构，而手车柜最大的缺陷就是动静触头的咬合问题，由于多次推进拉出，静触头内弹簧触指容易磨损，从而造成回路电阻增大，导致过热事故的发生，长期以往会引发绝缘事故；而少量使用固定式断路器的电气柜也因需要单独配套对应的隔离开关、接地开关造成单柜成本高，不具备较强竟争优势，因此很有必要设计一款小型化多工位组合式的断路器设备。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种小型化多工位组合式智能断路器，本实用新型该断路器为固定式结构，操作机构采用模块化弹操机构，同时该断路器组合了三工位刀闸式隔离开关，隔离开关安装于横向安装的固封极柱上部，隔离开关动静触头裸漏在空气中，可以看见明显的隔离断口，运行中通风散热条件良好，隔离开关设有独立的操作机构和控制模块，操作可远程控制，实现无人值守；由于该断路器布局设计优化，断路器尺寸相对原手车式断路器明显减小，实现了小型化的目的，为双层组合柜的设计提供了支撑。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案：

小型化多工位组合式智能断路器，包括设于框架上的两种操作机构、导电回路、开关传动系统和机械连锁系统；

所述两种操作机构分别为断路器操作机构和三工位隔离开关操作机构；所述导电回路包含固封极柱和三工位刀闸式隔离开关；

所述固封极柱横向固定于框架之上，所述三工位刀闸式隔离开关安装于固封极柱上部的框架上且与固封极柱有机的组合成一个整体；所述三工位刀闸式隔离开关右侧的框架上安装有和三工位隔离开关操作机构，所述三工位隔离开关操作机构与三工位刀闸式隔离开关连接，所述三工位隔离开关操作机构右侧安装有机械连锁系统；

所述断路器操作机构输出与开关传动系统输入连接，所述开关传动系统输出与固封极柱的绝缘拉杆连接。

对上述方案的进一步限定，所述三工位刀闸式隔离开关包括预接地静刀、隔离动刀片和隔离静刀，所述隔离动刀片下端与固封极柱上部铰接，所述预接地静刀固定在框架顶部，所述隔离静刀通过绝缘支撑与固封极柱后端连接。

对上述方案的进一步限定，所述三工位隔离开关操作机构为电机驱动的伞齿轮操作机构，所述伞齿轮操作机构输出通过隔离拉杆与隔离动刀片连接。

对上述方案的进一步限定，所述断路器操作机构为模块化弹簧操作机构；所述开关传动系统包括开关大轴、连板、输出拐臂和传动拐臂，所述开关大轴转动支撑在框架上，所述断路器操作机构输出与开关大轴连接，所述传动拐臂中部通过销轴支撑在框架上，所述开关大轴上固定连接输出拐臂一端，所述输出拐臂另一端与连板一端铰接，所述连板另一端与传动拐臂一端铰接，所述传动拐臂另一端与固封极柱的绝缘拉杆铰接。

对上述方案的进一步限定，所述三工位隔离开关操作机构上设有微动开关Ⅰ，所述三工位隔离开关操作机构一侧的框架上设有智能控制模块，所述智能控制模块与三工位隔离开关操作机构连接。

对上述方案的进一步限定，所述机械连锁系统包括设于微动开关Ⅰ下部的隔离操作孔，所述框架上部转动支撑有连锁轴，所述连锁轴上固定连接连锁拐臂片一端，所述连锁拐臂片另一端与顶杆上端铰接，所述顶杆上套有与框架连接的复位压簧，所述框架一侧中部设有脱扣轴，所述脱扣轴上固定有脱扣弯板，所述顶杆下端用于顶住脱扣弯板；所述连锁轴一侧设有用于切断断路器合闸回路和隔离开关操作机构分合闸回路的微动开关Ⅱ，所述连锁轴上固定有微动开关压板，所述连锁轴上还固定有用于开启和关闭隔离操作孔的扇形板。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本方案中固封极柱采用横向固定模式，降低了产品的总体高度，便于组合柜采用双层柜模式，节省了安装空间，使产品进一步小型化；

2、本方案中具有明显隔离断口的三工位刀闸式隔离开关位于固封极柱上部，与固封极柱有机的组合成一个整体，当隔离开关打到中间位时，即可进行验电操作，到隔离刀打到隔离位时，也就是回路的预接地位时，可以进行断路器合闸操作，通过灭弧室进行放电和有效接地，从而避免因放电产生的弧光引发事故的隐患，完全满足输配电及工矿企业承包安全生产的需求；

3、本方案中固定式断路器组合了刀闸式三工位隔离开关，减少了因手车多次推拉造成触头磨损；

4、本方案中接地回路采用真空灭弧室接地，杜绝了接地弧光的产生，使用电更安全；

5、本方案中隔离刀闸裸漏在空气中易于散热，采用智能控制模块可进行就近和远程操作，可实现无人值守；

6、本方案形成的小型化的外形便于实现各种组合方案；

7、本方案中采用可靠的机械连锁，能够有效防止了各种误操作的发生。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图；

图2为本实用新型的结构右视图：隔离刀孔闭锁状态图

图3为本实用新型的结构右视图：隔离刀孔解锁状态图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参阅图1-3，详述本实用新型的实施例。

实施例：小型化多工位组合式智能断路器，参见图1所示，包括设于框架1上的两种操作机构、导电回路、开关传动系统和机械连锁系统6；

本实施例中，所述两种操作机构分别为断路器操作机构4和三工位隔离开关操作机构7；所述导电回路包含固封极柱13(固封极柱是真空灭弧室及导电套件的浇注体)和三工位刀闸式隔离开关；

本实施例中，所述固封极柱13横向固定于框架1之上，所述三工位刀闸式隔离开关安装于固封极柱13上部且与固封极柱13有机的组合成一个整体，有效的降低了多工位组合式智能断路器的高度，该小型化设计为组合式双层柜设计提供了便利。所述三工位刀闸式隔离开关右侧的框架1上安装有三工位隔离开关操作机构7，所述三工位隔离开关操作机构7与三工位刀闸式隔离开关连接。所述三工位隔离开关操作机构7右侧安装有机械连锁系统6，隔离开关操作过程中，无论手动还是电动联锁系统都能够确保断路器始终处于分闸状态，而且隔离开关具备手动优先功能。

本实施例中，所述断路器操作机构4输出与开关传动系统输入连接，所述开关传动系统输出与固封极柱13的绝缘拉杆14连接。

在一实施方式中，参阅图1所示，所述三工位刀闸式隔离开关包括预接地静刀9、隔离动刀片10和隔离静刀11，所述隔离动刀片10下端与固封极柱13上部铰接，所述预接地静刀9固定在框架1的顶部，所述隔离静刀11通过绝缘支撑12与固封极柱13后端连接。三工位刀闸式隔离开关具备隔离合闸位置、中间位置、预接地位置三种位置状态，当隔离开关打到中间位时，即可进行验电操作，到隔离刀打到隔离位时，也就是回路的预接地位时，可以进行断路器合闸操作，通过灭弧室进行放电和有效接地，从而避免因放电产生的弧光引发事故的隐患，完全满足用配电安全生产的需求。隔离开关操作过程中，联锁系统能够确保断路器始终处于分闸状态，而且隔离开关具备手动优先功能。

在一实施方式中，所述三工位隔离开关操作机构7为电机驱动的伞齿轮操作机构8，所述伞齿轮操作机构8输出通过隔离拉杆15与隔离动刀片10连接。所述断路器操作机构4为模块化弹簧操作机构。两种机构均具备电动和手动功能。

在一实施方式中，所述开关传动系统包括开关大轴2、连板3、输出拐臂5和传动拐臂16，所述开关大轴2转动支撑在框架1上，所述断路器操作机构4输出与开关大轴2连接，所述传动拐臂16中部通过销轴支撑在框架1上，所述开关大轴2上固定连接输出拐臂5一端，所述输出拐臂5另一端与连板3一端铰接，所述连板3另一端与传动拐臂16一端铰接，所述传动拐臂16另一端与固封极柱13的绝缘拉杆14铰接。

在一实施方式中，参阅图2所示，所述三工位隔离开关操作机构7上设有微动开关Ⅰ17，所述三工位隔离开关操作机构7一侧的框架1上设有智能控制模块21，所述智能控制模块21与三工位隔离开关操作机构7连接。隔离开关的操作是通过智能操控模块实现，该模块具备485接口，因此该组合式智能断路器具备远程操控功能。

所述机械连锁系统6包括设于微动开关Ⅰ17下部的隔离操作孔28，参阅图3所示，所述框架1上部转动支撑有连锁轴20，所述连锁轴20上固定连接连锁拐臂片23一端，所述连锁拐臂片23另一端与顶杆25上端铰接，所述顶杆25上套有与框架1连接的复位压簧24，所述框架1一侧中部设有脱扣轴27，所述脱扣轴27上固定有脱扣弯板26，所述顶杆25下端用于顶住脱扣弯板26；所述连锁轴20一侧设有用于切断断路器合闸回路和隔离开关操作机构分合闸回路的微动开关Ⅱ19，所述连锁轴20上固定有微动开关压板18，所述连锁轴20上还固定有用于开启和关闭隔离操作孔28的扇形板22。

本实用新型的设计具备了小型化的特点，总宽度为440mm，总高度为740mm，深度为860mm，从而满足了制作双层柜的可能。

本实用新型动作原理如下：送电时，首先通过模块化弹操机构4的分闸线圈分掉断路器，解除出线侧接地，然后通过智能控制模块21向三工位隔离开关操作机构7发出指令，三工位隔离开关操作机构7带动伞齿轮操作机构8通过隔离拉杆15带动隔离动刀片10脱离预接地静刀9到达中间位置，确认回路出线侧无电后，再次启动三工位隔离开关操作机构7带动隔离动刀片10刀到达合闸位，与隔离静刀11紧密接触，通过微动开关Ⅰ17的切换，三工位隔离开关操作机构7停止运动，实现隔离刀合闸，在此过程中，隔离开关若为电动合闸，由于电气连锁断路器将无法合闸；断路器合闸状态下，隔离开关亦将无法操作。隔离开关若为手动操作，则需要打开隔离操作孔28,见附图2、附图3所示，顺时针搬动连锁轴21，连锁拐臂片23带动顶杆25向下运动，顶住脱扣弯板26向下，从而带动脱扣轴27旋转，将使合闸的断路器跳闸，未合闸的断路器无法合闸，与此同时连锁轴21上的扇形板22和微动开关压板18向上旋转，通过微动开关Ⅱ19切断断路器合闸回路和隔离开关操作机构分合闸回路，实现电气无法操作，也就是手动优先功能，此时扇形板22打开让出隔离操作孔28,安全实现手动操作。操作完成后拔出手动操作手柄，连锁轴在复位压簧24作用下向左旋转恢复原位，顶杆25脱离脱扣板，脱扣轴27复位，微动开关Ⅱ19再次切换，断路器合闸回路准备就绪，按动断路器合闸按钮电气或机械，断路器操作机构4弹簧能量释放，带动开关大轴2旋转，带动输出拐臂5通过连扳3、传动拐臂16带动绝缘拉杆14向前运动，带动固封极柱13内部灭弧室动端与静端接触，实现断路器合闸，送电过程结束。

停电时，首先通过断路器分闸按钮手动或电动给断路器弹操机构4发出指令，带动脱扣轴27旋转，实现断路器分闸；然后通过智能控制模块21给三工位隔离开关操作机构7发出指令，三工位隔离开关操作机构7带动伞齿轮系统8通过隔离拉杆15带动隔离动刀片10脱离预隔离静刀11到达中间位置，通过验电操作，确认回路安全后，再次启动三工位隔离开关操作机构7带动隔离动刀片10刀到达分闸位，与预接地静刀9紧密接触，通过微动开关Ⅰ17的切换，三工位隔离开关操作机构7停止运动，实现隔离刀分闸，在此操作过程中，电气连锁及机械连锁与合闸过程相同。最后按动断路器合闸按钮(手动或电动)，给断路器弹操机构4发出指令，断路器再次合闸，出线回路完全接地，停电过程结束。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.小型化多工位组合式智能断路器，其特征在于：包括设于框架(1)上的两种操作机构、导电回路、开关传动系统和机械连锁系统(6)；

所述两种操作机构分别为断路器操作机构(4)和三工位隔离开关操作机构(7)；所述导电回路包含固封极柱(13)和三工位刀闸式隔离开关；

所述固封极柱(13)横向固定于框架(1)之上，所述三工位刀闸式隔离开关安装于固封极柱(13)上部的框架(1)上且与固封极柱(13)有机的组合成一个整体；所述框架(1)顶部安装有三工位隔离开关操作机构(7)，所述三工位隔离开关操作机构(7)与三工位刀闸式隔离开关连接，所述三工位隔离开关操作机构(7)右侧安装有机械连锁系统(6)；

所述断路器操作机构(4)输出与开关传动系统输入连接，所述开关传动系统输出与固封极柱(13)的绝缘拉杆(14)连接。

2.根据权利要求1所述的小型化多工位组合式智能断路器，其特征在于：所述三工位刀闸式隔离开关包括预接地静刀(9)、隔离动刀片(10)和隔离静刀(11)，所述隔离动刀片(10)下端与固封极柱(13)上部铰接，所述预接地静刀(9)固定在框架(1)顶部，所述隔离静刀(11)通过绝缘支撑(12)与固封极柱(13)后端连接。

3.根据权利要求2所述的小型化多工位组合式智能断路器，其特征在于：所述三工位隔离开关操作机构(7)为电机驱动的伞齿轮操作机构(8)，所述伞齿轮操作机构(8)输出通过隔离拉杆(15)与隔离动刀片(10)连接。

4.根据权利要求1所述的小型化多工位组合式智能断路器，其特征在于：所述断路器操作机构(4)为模块化弹簧操作机构；所述开关传动系统包括开关大轴(2)、连板(3)、输出拐臂(5)和传动拐臂(16)，所述开关大轴(2)转动支撑在框架(1)上，所述断路器操作机构(4)输出与开关大轴(2)连接，所述传动拐臂(16)中部通过销轴支撑在框架(1)上，所述开关大轴(2)上固定连接输出拐臂(5)一端，所述输出拐臂(5)另一端与连板(3)一端铰接，所述连板(3)另一端与传动拐臂(16)一端铰接，所述传动拐臂(16)另一端与固封极柱(13)的绝缘拉杆(14)铰接。

5.根据权利要求1所述的小型化多工位组合式智能断路器，其特征在于：所述三工位隔离开关操作机构(7)上设有微动开关Ⅰ(17)，所述三工位隔离开关操作机构(7)一侧的框架(1)上设有智能控制模块(21)，所述智能控制模块(21)与三工位隔离开关操作机构(7)连接。

6.根据权利要求1所述的小型化多工位组合式智能断路器，其特征在于：所述机械连锁系统(6)包括设于微动开关Ⅰ(17)下部的隔离操作孔(28)，所述框架(1)上部转动支撑有连锁轴(20)，所述连锁轴(20)上固定连接连锁拐臂片(23)一端，所述连锁拐臂片(23)另一端与顶杆(25)上端铰接，所述顶杆(25)上套有与框架(1)连接的复位压簧(24)，所述框架(1)一侧中部设有脱扣轴(27)，所述脱扣轴(27)上固定有脱扣弯板(26)，所述顶杆(25)下端用于顶住脱扣弯板(26)；所述连锁轴(20)一侧设有用于切断断路器合闸回路和隔离开关操作机构分合闸回路的微动开关Ⅱ(19)，所述连锁轴(20)上固定有微动开关压板(18)，所述连锁轴(20)上还固定有用于开启和关闭隔离操作孔(28)的扇形板(22)。