一种跌落式智能开断系统及其工作方法与流程

本发明涉及继电保护技术领域，具体涉及一种跌落式智能开断系统及其工作方法。

背景技术：

跌落式速断器是10kv配网中最常用的一种短路保护开关其常见的具体结构组成有：灭弧罩、上下触头、翻转机构装置、陶瓷绝缘底座。具体组成形式为陶瓷绝缘底座配置上下静触头，快速切断机构上端触头配置灭弧刀连接灭弧罩，也配置了分合闸拉环，快速切断机构下端配置了机械断开部件以及拆卸拉环，快速切断机构内部为核心部件，能准确测量线路电流并在电流越限时迅速切断。

现有设备的结构存在的缺陷有：重量集中在快速切断机构装置上，重量较重，设备跌落后拆卸及更换比较困难，绝缘杆支撑不住，较难操作；且现有设备未配置通讯功能，在检修、维护时不便。

技术实现要素：

发明目的：本发明将针对以上缺点，提供一种跌落式智能开断系统及其工作方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种跌落式智能开断系统，包括从输电线获取能量的取电模块；用于实时检测线路电流的电流测量模块；用于将所述电流测量模块输出的动作信号调整为规则的控制信号的控制模块；用于接收控制信号、并驱动触发器的驱动模块；用于避开线路上电时产生的励磁电流的上电保护模块；用于在接收到驱动模块的信号后快速跌落、形成断点的翻转机构；以及与周边的配电变压器监测终端建立通讯连接的通讯模块。

在进一步的实施例中，所述取电模块进一步通过取点线圈从输电线获取能量，为智能开断系统提供工作电源和驱动电源；所述电流测量模块实时监测线路电流，当故障发生时，线路电流超过预定的动作阈值，模块输出动作信号；所述驱动模块接收到控制信号、驱动触发器，触发器动作后推动真空灭弧室分闸、从而断开故障线路；所述通讯模块通过通信单元连接周边配电变压器监测终端，在后台显示运行或断开状态，同时定时上传电流电压等数值。

在进一步的实施例中，所述翻转机构包括绝缘子模块，固定在所述绝缘子模块一端的灭弧模块，以及固定在所述绝缘子模块另一端的取电磁环模块；所述灭弧模块包括使中高压电路切断电源后能迅速熄弧并抑制电流的真空泡组件。

在进一步的实施例中，所述真空泡组件包括与所述绝缘子模块的一端固定连接的固定架，固定在所述固定架一侧的真空泡腔体，以及内置于所述真空泡腔体的真空泡；本智能开断系统还包括气体发生器，气体发生器的一端设有活塞机构，所述真空泡的端部抵接有可被推动的推移装置，所述推移装置由所述活塞机构推动；所述活塞机构包括空气活塞壳体，所述空气活塞壳体内设有可被所述气体发生器推动的活塞头；所述活塞头的一端连接有尼龙冲柱，所述尼龙冲柱上安装有联动件；活塞头与空气活塞壳体以及尼龙冲柱构成活塞机构，在气体发生器达到特定电流时，气体发生器在短时间内产生大量气体，推动活塞头。联动件大孔套在连接螺帽上，联动件小孔套在尼龙冲柱上，在尼龙冲柱向上运动时，带动其一起向上运动。

在进一步的实施例中，所述推移装置设有一段预定倾角的斜面，所述推移装置的上端连接有推移装置弹簧，所述推移装置的下端连接有推移装置冲柱；所述推移装置冲柱与所述尼龙冲柱位于同一轴线上、且无直接连接。推移装置上端由上定位销及推移装置弹簧连接，用于推移装置的定位和复位。

在进一步的实施例中，所述真空泡腔体远离所述绝缘子模块的一端固定有上旋转固定架，所述上旋转固定架的一端固定有上定位销，所述上定位销套接有主弹簧；所述上旋转固定架的一侧固定有上固定弹片，所述上固定弹片的一端搭接在所述主弹簧上。弹簧固定架通过多颗沉头螺丝固定在上旋转固定架上，而上旋转固定架和真空泡腔体通过螺纹连接。上固定钣金和上固定弹片通过多颗螺丝固定在上旋转固定架上且两者都开槽留出推移装置运动空间。

在进一步的实施例中，所述固定架的一端固定有上接线铜片，所述气体发生器的外部由主线缆壳体包裹，主线缆穿过所述主线缆壳体，所述主线缆壳体的下端套有下固定环，所述主线缆与主线缆壳体之间安装有下方壳体弹簧，以保证在主线缆动作完成后复位。回转定位扣搭在主线端卡扣上，下回转轴穿过回转定位扣定位孔，保证其可以旋转。

一种跌落式智能开断系统的工作方法，包括如下步骤：

步骤1、取电模块利用特制的取电线圈从输电线获取能量，为系统提供稳定的工作电源和驱动电源；

步骤2、电流测量模块实时监测线路电流，当故障发生时，线路电流超过设定的动作定值，模块输出动作信号；

步骤3、控制模块将电流测量模块输出的动作信号调整为规则的控制信号；

步骤4、驱动模块接收到控制信号，驱动触发器，触发器动作，推动真空灭弧室快速分闸，迅速断开故障线路；

步骤5、翻转机构使保护动作后的速断机构跌落，形成明显断点；

步骤6、上电保护模块用于避开线路上电时产生的励磁电流；

步骤7、通讯模块通过通信单元连接附近配电变压器监测终端，在后台显示运行或断开状态，同时定时上传电流电压等数值。

在进一步的实施例中，翻转机构使保护动作后的速断机构跌落时进一步包括如下步骤：

步骤501、气体发生器被空气活塞封头固定在空气活塞壳体下端，活塞头与空气活塞壳体以及尼龙冲柱构成活塞机构，在气体发生器达到预定电流时，气体发生器在短时间内产生大量气体，推动活塞头；

步骤502、活塞头推动尼龙冲柱向上运动，联动件小孔套在尼龙冲柱上，在尼龙冲柱向上运动时，带动联动件一起向上运动；联动件向上运动时压缩主弹簧，并将压缩力反馈至上固定弹片，同时带动推移装置向上移动；

步骤503、在推移装置上移过程中，通过斜面将竖直方向位移转换为水平方向位移，由此拉动真空泡，真空泡断开电路并灭弧；推移装置上端由上定位销及推移装置弹簧连接，用于推移装置的定位和复位。

有益效果：本发明涉及一种跌落式智能开断系统及其工作方法，智能开断系统利用真空泡开断，启动器触发产生气体形成真空泡推动活塞，迅速切断故障电流。实时监测电流，记录跌落时的故障电流信息。开断迅速，灭弧能力强：在故障电流越限的情况下，可在25ms内切断故障电流，迅速隔离故障。提升负载能力：传统跌落式熔断器主要应用在315kva以下变压器，速断器可应用于2000kva配电变压器，甚至更大负荷的10kv支线。速断器开关动作后跌落，形成明显可见的断开点，同时上传故障信息。提升稳定性：速断环节只有动作与不动作两个状态，性能更稳定。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明的工作流程图。

图3为本发明中由驱动模块、翻转模块、速断机构构成的速断器的结构示意图。

图4为本发明中速断器的立体图。

图5为本发明中速断器的截面图。

图中各附图标记为：绝缘子1、上接线铜片2、固定架3、真空泡组件4、真空泡401、推移装置弹簧5、主弹簧6、上固定弹片7、联动件8、主线缆9、推移装置10、推移装置冲柱11、尼龙冲柱12、气体发生器13、取电磁环模块15、回转扣16、旋转基座17、接线端扣子18。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

现有设备的具体结构组成有：灭弧罩、上下触头、速断机构装置、陶瓷绝缘底座。具体组成形式为陶瓷绝缘底座配置上下静触头，快速切断机构上端触头配置灭弧刀连接灭弧罩，也配置了分合闸拉环，快速切断机构下端配置了机械断开部件以及拆卸拉环，快速切断机构内部为核心部件，能准确测量线路电流并在电流越限时迅速切断（25ms内）。

申请人认为，现有的速断器重量集中在快速切断机构装置上，重量较重，设备跌落后拆卸及更换比较困难，绝缘杆支撑不住，较难操作；设备动作跌落后跟换核心部件比较麻烦，需要把快速切断机构整体部件拆开，耗时耗力；出现此种缺陷的原因是缺乏对现场安装人员工作的全面考虑。

为此，本发明的目的在于克服技术背景的不足而提供一种质量更轻、拆装便捷、故障信息上传、切断速度更快的新型产品。本发明减轻快速切断机构的重量，将内部测量模块移至陶瓷绝缘底座固定件上；气体发生装置外置，便于拆装，方便快捷；灭弧罩改为灭胡筒；快速切断机构结构简化，便于工人现场拆装。跌落式速断器速断机构由检测控制系统、推动机构、真空灭弧室、翻转机构和通讯模块组成。检测控制系统包括取电模块、电流测量模块、控制模块和驱动模块。具体工作原理：①取电模块利用特制的取电线圈从输电线获取能量，为系统提供稳定的工作电源和驱动电源；②电流测量模块实时监测线路电流，当故障发生时，线路电流超过设定的动作定值，模块输出动作信号；③控制模块将电流测量模块输出的动作信号调整为规则的控制信号；④驱动模块接收到控制信号，驱动触发器，触发器动作，推动真空灭弧室快速分闸，迅速断开故障线路；⑤翻转机构使保护动作后的速断机构跌落，形成明显断点；⑥上电保护模块用于避开线路上电时产生的励磁电流；⑦通讯模块可以通过通信单元连接附近ttu，在后台显示运行或断开状态，同时可以定时上传电流电压等数值。

下面通过实施例对本发明涉及到的跌落式智能开断系统进行具体阐述：

本跌落式智能开断系统主要由4部分组成，分别为绝缘子1模块、动作发生模块、灭弧模块及电路模块。

绝缘子1模块包含一个绝缘子1，绝缘子1伸出两个镀锌碳钢螺栓孔用来固定灭弧模块及电路模块。

下铜柱与铜螺母将上接线折弯钣金、上接线铜片2以及上固定架3固定在绝缘子1螺栓孔上。上接线折弯钣金和上接线铜片2有相同大小缺口，用于与接线端扣子18装配，再用下铜柱与铜螺母将外接线缆接入并固定。上固定架3自身端部内螺纹与真空泡401腔体外螺纹进行螺纹配合固定。真空泡401腔体内部放置真空泡401，真空泡401尾部有螺纹孔通过上铜柱穿过上固定架3通孔进行螺纹连接固定。真空泡401前部用真空泡401封头通过螺纹将真空泡401固定在腔体内，端部用斜面螺栓与推移装置10斜面接触。在推移装置10上移过程中，通过斜面将竖直方向位移转换为水平方向位移，由此拉动真空泡401，真空泡401断开电路并灭弧。推移装置10上端由上定位销及推移装置弹簧5连接，用于推移装置10的定位和复位。弹簧固定架3通过5颗沉头螺丝固定在上旋转固定架3上，而上旋转固定架3和真空泡401腔体通过螺纹连接。上固定钣金和上固定弹片7通过4颗螺丝固定在上旋转固定架3上且两者都开槽留出推移装置10运动空间。上固定钣金和上固定弹片7之间用主弹簧6和上定位销连接，用于上固定弹片7的定位和复位。上固定弹片7有圆顶凹槽用于和连接螺帽配合，在主弹簧6的弹力作用下，连接螺帽被固定在凹槽内。连接螺帽与连接帽盖螺纹连接，连接帽盖通过螺纹与主线缆9壳体连接。连接帽盖开长槽，上接线螺母由长槽定位，保证其上下运动。上接线螺母搭在联动件8上，联动件8大孔套在连接螺帽上。联动件8小孔套在尼龙冲柱12上，在尼龙冲柱12向上运动时，带动其一起向上运动。主线缆9壳体较长腔体内穿过主线缆9。主线缆9上端与上接线螺母螺纹连接，下端通过铜螺母与主线端卡扣连接。主线缆9壳体下端套上下固定环。在主线缆9壳体与下固定环连接处的壳体内部，主线缆9与主线缆9壳体之间安装下方壳体弹簧，以保证在主线缆9动作完成后复位。回转定位扣搭在主线端卡扣上，下回转轴穿过回转定位扣定位孔，保证其可以旋转。回转定位扣扣住回转卡扣。回转卡扣、旋转基座17、回转扣16、回转基础、下回转轴、下回转轴的连接方式与普通跌落式熔断器的连接方式及动作方式相同。旋转基座17、下固定铜板、下固定板以及取电磁环模块15是用下铜柱和铜螺母螺纹连接固定。速断器结构电路板插入取电磁环模块15内部腔体的插槽内以固定。下主铜柱依次穿过绝缘子1、取电磁环模块15、上接线折弯钣金以及上接线铜线的螺纹孔，以固定各部件。取电磁环模块15与取电磁环模块15-盖板用小螺丝固定在一起，与取电磁环模块15-盖板用胶水粘结。取电磁环模块15上部留有可插入接触按钮塑料壳的插槽，用于固定接触按钮塑料壳。接触按钮塑料壳上部有4p触头-母头槽孔，用于安装p触头-母头，安装完成后需胶水固定。主线缆9壳体的突出部分留有槽孔用于安装4p触头-公头。当4p触头-母头与4p触头-公头接触时，气体发生器13的控制电路接通。气体发生器13被空气活塞封头固定在空气活塞壳体下端。活塞头与空气活塞壳体以及尼龙冲柱12构成活塞机构，在气体发生器13达到特定电流时，气体发生器13在短时间内产生大量气体，推动活塞头。大尼龙封头与主线缆9壳体螺纹连接，将活塞机构固定在主线缆9壳体的腔体内。活塞壳体封头与空气活塞壳体螺纹连接，限定活塞头的向上的位移空间。接触按钮塑料壳与接触按钮塑料壳-盖板和接触按钮塑料壳-盖板均在安装好后用胶水粘结。推移装置10冲柱与推移装置10通过螺纹连接。推移装置10冲柱与尼龙冲柱12之间无直接连接，不直接接触，但安装完成后，两零件在同一轴线上。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。