一种触头温度保护装置及低压断路器的制作方法

1.本实用新型涉及电气设备技术领域，更进一步涉及一种触头温度保护装置。


背景技术：

2.断路器(circuit breaker)是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。
3.断路器温度保护就是在断路器主触头安装温度测点，温度达到提前设定的温度时，断路器就会产生告警或者跳闸信号，以达到对断路器本体保护的目的。目前电厂使用的大多数低压断路器，因断路器触头接触不良、设计缺陷、产品制造工艺、触头腐蚀等原因会造成触头发热，最终触头变形甚至发热融化，在大电流运行时造成拉弧，烧毁断路器，甚至引起爆炸火灾。目前各厂家推出实现温度保护的产品有以下两种：
4.1.通过检测流过触头的电流，计算触头的温度，实现温度保护。使用电流计算触头的温度，只能保证触头不因过载烧毁，而对于触头接触不良、设计缺陷、产品制造工艺、触头腐蚀等原因而造成的触头发热无法实现保护。
5.2.在触头处安装pt100电阻，将检测到的温度信号送至控制器，实现告警或者跳闸，达到温度保护的功能。触头处安装pt100电阻，为了避免 pt100产生感应电，安装位置一般与触头保持一定的距离，以达到电气上的隔离，但是这段距离，会影响温度测量的准确性。同时，pt100电阻输出为模拟量，最后转换成数字量或者开关量，需要通过一系列的模数转换，整套装置复杂，成本高但准确度较低。
6.对于本领域的技术人员来说，如何更加准确地实现断路器温度保护，是目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

7.本实用新型提供一种触头温度保护装置，通过绝缘导热片向温度开关传递热量，更加准确地实现断路器温度保护，具体方案如下：
8.一种触头温度保护装置，包括固定贴装于断路器触头上的绝缘导热片，所述绝缘导热片的另一侧连接具有常开触点的温度开关，所述温度开关位于独立的二次电源回路；所述温度开关的输出端连接于断路器跳闸回路，当所述温度开关的温度到达阈值范围时常开触点闭合，向所述断路器跳闸回路发出断路信号切断电路。
9.可选地，所述温度开关的输出端与所述断路器跳闸回路之间连接开关量输入安全隔离栅，将所述二次电源回路与断路器跳闸回路相互隔离。
10.可选地，所述断路器触头的三相回路上分别设置一组所述绝缘导热片和所述温度开关；三个所述温度开关的输出端相互并联。
11.可选地，所述绝缘导热片为导热硅胶片，所述导热硅胶片的厚度不小于 2mm。
12.可选地，所述温度开关为100℃常开型开关。
13.可选地，所述开关量输入安全隔离栅通过24v直流电源供电。
14.本实用新型还提供一种低压断路器，包括上述任一项所述的触头温度保护装置。
15.本实用新型提供一种触头温度保护装置，包括固定贴装于断路器触头上的绝缘导热片，绝缘导热片的另一侧连接具有常开触点的温度开关，温度开关的温度感应部分与绝缘导热片接触，绝缘导热片的导热率高于空气，断路器触头的温度经过绝缘导热片快速传递，由温度开关感应，温度开关位于独立的二次电源回路，当温度开关感应的温度到达阈值范围时，温度开关的常开触点闭合；温度开关的输出端连接于断路器跳闸回路，当温度开关的温度到达阈值范围时常开触点闭合，向断路器跳闸回路发出断路信号切断电路。本方案通过温度开关直接检测触头的温度，绝缘导热片实现电气隔离，距离断路器触头的距离更近，温度检测更加接近真实，从而更加准确地实现断路器温度保护。本实用新型的低压断路器能够实现相同的技术效果。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型提供的触头温度保护装置的线路连接示意图。
18.图中包括：
19.温度开关1、开关量输入安全隔离栅2、断路器跳闸回路3。
具体实施方式
20.本实用新型的核心在于提供一种触头温度保护装置，通过绝缘导热片向温度开关传递热量，更加准确地实现断路器温度保护。
21.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本实用新型的触头温度保护装置及低压断路器进行详细的介绍说明。
22.如图1所示，为本实用新型提供的触头温度保护装置的线路连接示意图；本实用新型提供一种触头温度保护装置，包括固定贴装于断路器触头上的绝缘导热片，绝缘导热片并未在图1中标示；绝缘导热片具有良好的导热效率，其导热率远高于空气，并且能够保持两个侧面之间相互绝缘。
23.绝缘导热片的另一侧连接具有常开触点的温度开关1，温度开关1与绝缘导热片之间相互接触，绝缘导热片的温度直接传递至温度开关1；温度开关1位于独立的二次电源回路，二次电源回路独立于断路器所在的主电路。温度开关1的输出端连接于断路器跳闸回路3，断路器跳闸回路3用于实现断路器所在的主电路的断路，切断电源实现保护效果。
24.由温度开关1向断路器跳闸回路3发送控制信号，当温度开关1的温度到达阈值范围时常开触点闭合，向断路器跳闸回路3发出断路信号切断电路；温度开关1为常开触点的开关，在正常状态下其所在的二次电源回路断开，主电路正常导电；当温度开关1检测的温
度升高到达阈值范围时常开触点闭合，温度开关1所在的二次电源回路闭合，向断路器跳闸回路3发出信号，从而使主电路断开，实现保护，防止温度过高。
25.本实用新型的触头温度保护装置通过温度开关1直接检测触头的温度，由于通过绝缘导热片实现电气隔离，距离断路器触头的距离更近，温度检测更加接近真实，从而更加准确地实现断路器温度保护，并且相对于传统的通过设置电阻的方式不需要复杂的信号转换，实现过程更加简捷。
26.在上述方案的基础上，本实用新型温度开关1的输出端与断路器跳闸回路3之间连接开关量输入安全隔离栅2，将二次电源回路与断路器跳闸回路 3相互隔离。安全栅(safety barrier)接在本质安全电路和非本质安全电路之间，将供给本质安全电路的电压电流限制在一定安全范围内的装置。通过设置开关量输入安全隔离栅2，将相对低压的二次电源回路与相对高压的断路器跳闸回路3隔离，保证在雷击等极端条件下不会对二次电源回路造成破坏，保证温度开关1稳定有效。
27.优选地，本实用新型在断路器触头的三相回路上分别设置一组绝缘导热片和温度开关1，三个温度开关1分别位于三相中最容易发生的位置；图1 所示，三相电路中的a相、b相、c相的每一相分别设置一个温度开关1，三个温度开关1的输出端相互并联，并联连接于开关量输入安全隔离栅2，当三相中的任意一相出现温度过高均会触发断路器跳闸回路3。
28.具体地，本实用新型中的绝缘导热片为导热硅胶片，导热硅胶片的厚度不小于2mm，也即大于或等于2mm。导热硅胶片的耐电压值大于6kv，而本方案解决低压(400v至690v电压等级)的断路器，设备设计工频耐压值海拔2000米以下为3500v，导热硅胶片的耐压值远远大于实际工作电压及设计工频耐压值，并有余量，同时导热系数大于1.5～6.0w/mk，远远大于空气的导热系数，所以，将导热硅胶片一面直接贴于断路器触头，再将温控开关安装在导热硅胶片另外一面，既能保证温控开关不受带电触头的电压影响，同时也能保证测量到的温度真实可靠。
29.温度开关1优等地采用100℃常开型开关，采用ksd9700系列温控开关作为启动元件，ksd9700系列温控开关的规格有很多种，大致包含15℃、 20℃、30℃、40℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、90℃、 100℃、120℃、130℃、150℃等，且ksd9700系列温控开关体积小：长度约为20mm，宽度约为7.4mm，厚度约为3.8mm，额定电压250v，额定电流 5a，其尺寸满足触头表面安装，额定电压及电流满足跳闸回路参数要求，因本方案保护的位置为断路器的触头，触头的材质一般为纯铜渡银，正常运行温度一般为30～50℃，超温温度一般为80～120℃，铜融化的温度为1000 度左右，故本方案选用100℃常开型温控开关作为启动元件，实现触头温度超过100℃时发出跳闸信号，也可根据实际需求，选用其他温度启动的温控开关。
30.并联后的开关量信号接入开关量输入隔离式安全栅的输入端，使用24v 直流电源给开关量输入隔离式安全栅供电，输出信号接入断路器的跳闸回路。
31.本实用新型还提供一种低压断路器，包括上述的触头温度保护装置，该低压断路器能够实现相同的技术效果。
32.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因
此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。