一种新型柱上断路器的制作方法

1.本实用新型涉及断路器技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种新型柱上断路器。


背景技术：

2.柱上断路器是常见的电力设备之一，其机械特性与其电气性能、工作的稳定性息息相关，然而常规的柱上断路器不包含对机械特性的检测，从而无法避免柱上断路器在长期运行或动作过程中发生故障而引起潜在的隐患；此外，传统的柱上断路器采用常规电压互感器、电流互感器、电磁式取能pt导致其体积和重量都很大，安装操作都比较复杂。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种新型柱上断路器，能够实时监测断路器的机械特性，避免了断路器在长期运行或动作过程中发生故障而引起潜在安全的问题，也改善的常规断路器体积大不方便安装及搬运，取能电源不稳定等问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型柱上断路器，包括底座、三相极柱、三相电压电流一体化互感器以及取能装置，所述底座内置空腔，空腔内设有弹簧操作机构、机械特性监测单元以及信号处理单元，底座上开有航插接口，三相极柱以及三相电压电流一体化互感器以及取能装置均设置在底座上，取能装置上方端子与三相极柱的上端电连接，机械特性监测单元以及三相电压电流一体化互感器分别与信号处理单元电连接。
5.在一个优选的实施方式中，还包括外部智能终端，外部智能终端通过电缆与航插接口相连。
6.在一个优选的实施方式中，所述机械特性监测单元包含线圈电流采集电路及触头行程信号采集电路，其通过对线圈电流和触头动作状态的监测信息量计算得到断路器的触头开距、超行程、分合闸时间、分合闸同期性、刚分/刚合速度、平均分/合闸速度的机械特性参数。
7.在一个优选的实施方式中，所述取能装置为两个，两个取能装置分别固定在底座的两端，其中一个取能装置与三相极柱进线侧相连，另一个取能装置与三相极柱的出线侧相连。
8.在一个优选的实施方式中，所述三相极柱位于两个取能装置之间。
9.在一个优选的实施方式中，所述取能装置采用性能稳定的高压电容进行取电，经过隔离变压器及ac/dc模块最终得到稳定可供设备使用的直流电源。
10.在一个优选的实施方式中，所述三相电压电流一体化互感器，采用线圈感应原理及电容分压原理同时采集线路的电流、电压信号，并且经过信号处理单元二次转换及合成得到三相电流、电压信号，零序电流、电压信号。
11.本实用新型的技术效果和优点：
12.1、本实用新型所述机械特性监测单元包含线圈电流采集电路及触头行程信号采集电路，通过对线圈电流和触头动作状态的监测信息量来计算断路器的触头开距、超行程、分合闸时间、分合闸同期性、刚分/刚合速度、平均分/合闸速度等机械特性参数。这种内置机械特性监测的断路器可以实时监测其工作状态，我们可以根据监测的数据判断当前断路器性能是否稳定，从而避免柱上断路器在长期运行或动作过程中发生故障而引起潜在安全问题。
13.2、本实用新型采用电子式电压电流一体化传感器，并且在两侧安装有电子式取能装置，在机构和体积上都有全新的改进、实用性强，推广应用价值高，有助与推动配网自动化的发展。
14.3、本实用新型三相电压电流一体化互感器，采用线圈感应原理及电容分压原理同时采集线路的电流、电压信号，并且经过信号处理单元二次转换及合成得到三相电流、电压信号，零序电流、电压信号。相比较于传统的电压、电流互感器而言集成度更高、所占空间更小、结构合理，其具备完善的采集信息量的功能为终端设备提供了可靠、准确的电压电流采集量。
15.4、本实用新型两侧均固定连接有取能装置，电容式取能装置避免了传统电磁式pt的铁磁谐振，减少线路损耗，比传统电磁式pt取电更为节能。进出线双侧不同相取能装置同时取电，可以满足大功耗、多功能的终端设备，解决多电源联络点的取电问题。
附图说明
16.图1为本实用新型的整体结构示意图；
17.图2为本实用新型机械特性监测单元的工作原理图。
18.附图标记为：1底座、2三相极柱、3三相电压电流一体化互感器、4取能装置、5航插接口。
具体实施方式
19.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。
20.实施例
21.如图1
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2所示，本实用新型一种新型柱上断路器，包括底座1、三相极柱2、三相电压电流一体化互感器3以及取能装置4，所述底座1内置空腔，空腔内设有弹簧操作机构(图中未视出)、机械特性监测单元(图中未视出)以及信号处理单元(图中未视出)，底座上开有航插接口5，三相极柱2、三相电压电流一体化互感器3以及取能装4均设置在底座上，取能装置4上方端子与三相极柱2的上端电连接，机械特性监测单元以及三相电压电流一体化互感器3分别与信号处理单元电连接。
22.三相电压电流一体化互感器3采用线圈感应原理及电容分压原理同时采集线路的电流、电压信号，并且经过信号处理单元二次转换及合成得到三相电流、电压信号，零序电流、电压信号。相比较于传统的电压、电流互感器而言集成度更高、所占空间更小、结构合
理，其具备完善的采集信息量的功能为终端设备提供了可靠、准确的电压电流采集量。
23.信号处理单元部分具体工作原理：通过低功耗线圈，将一次电流信号通过信号处理电路转换成与一次侧电流和相位成比例的小电压信号，并合成零序电流信号；通过分压器将一次电压转换成与一次电压和相位成比例的小电压信号，并合成零序电压信号。
24.所述取能装置4为两个，两个取能装置4分别固定在底座1的两端，所述取能装置4采用性能稳定的高压电容进行取电，经过隔离变压器及ac/dc模块最终得到稳定可供设备使用的直流电源。电容式取能装置避免了传统电磁式pt的铁磁谐振，减少线路损耗，比传统电磁式pt取电更为节能。可将一侧取能装置4接在a相进线侧、另一侧取能装置4接在c相出线侧同时进行取电，直接输出可供设备实用的直流电源，此外采用双侧电容取能装置大大提高了带载能力。
25.弹簧操作机构包括触头以及线圈，机械特性监测单元包含线圈电流采集电路及触头行程信号采集电路，可采用位移传感器对触头行程进行跟随监测，使用高灵敏度的霍尔传感器对线圈电流进行采集，将调理后的信号送至ad采集通道，通过mcu进行计算处理得到断路器的触头开距、超行程、分合闸时间、分合闸同期性、刚分/刚合速度、平均分/合闸速度等机械特性参数送至终端。这种内置机械特性监测的断路器可以实时监测其工作状态，我们可以根据监测的数据判断当前断路器性能是否稳定，从而避免柱上断路器在长期运行或动作过程中发生故障而引起潜在隐患。
26.工作时，三相电压电流一体化互感器3同时采集三相高压线路的电流、电压信号，并且经过信号处理单元二次转换及合成得到三相电流、电压信号，零序电流、电压信号。通过航插接口5及电缆将电流电压二次信号(ia\ib\ic\io\ua\ub\uc\uo)及断路器控制信号(分闸、合闸、储能)一同送至外部智能终端；机械特性监测模单元操作机构的触头行程及线圈电流实时进行监测并将经mcu计算处理得到断路器的触头开距、超行程、分合闸时间、分合闸同期性、刚分/刚合速度、平均分/合闸速度等机械特性参数也通过航插接口及电缆送至终端；双侧取能装置4则同时从高压线路上进行取电并转换成可供终端或其他设备直接使用的直流电源。
27.最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
28.其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；
29.最后：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，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。