一种用于断路器的极柱及断路器的制作方法

1.本实用新型属于自动化控制技术领域，尤其涉及到一种用于断路器的极柱及断路器。


背景技术：

2.真空断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置，断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，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，目前，已获得了广泛的应用，一二次融合是指：一次就是主回路，二次就是一次的控制，一次回路只由直接参与电能的制造、传输、变换、使用的电气设备互相连接后构成的回路；二次回路指对一次回路设备进行保护、测量、控制、计量的设备依照一定的逻辑关系相互连接构成的回路，现有传统供电方式是外置pt给控制器和测量仪表供电，没考虑电容失效后造成的后果，电容失效后，会断开高压和电容之间的连接，高压通过失效电容直接连接到机箱，造成安全事故。


技术实现要素：

3.(一)实用新型目的
4.本实用新型的目的是提供一种用于断路器的极柱及断路器以解决上述问题。
5.(二)技术方案
6.为解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种用于断路器的极柱，包括：壳体，其为绝缘体，所述壳体内部设有真空灭弧室；逐层分布式电容，所述壳体内远离所述真空灭弧室的一侧设有第一腔体，逐层分布式电容层叠设置在所述第一腔体内；其中，所述壳体采用环氧树脂一体固化的成型；将电子元件固定并预留出所述真空灭弧室和所述第一腔体，采用环氧树脂一起压注在一起。
7.进一步地，包括：所述壳体采用环氧树脂一体浇注成型。
8.进一步地，所述壳体内还设有第二腔体，所述第二腔体用于设置悬浮状贯穿式电流线圈，所述悬浮状贯穿式电流线圈的轴线方向与极柱的轴线方向垂直。
9.进一步地，还包括：双层高压均压环环形一次导电杆，其穿过所述壳体，所述双层高压均压环环形一次导电杆一端在所述悬浮状贯穿式电流线圈内部，另一端在所述壳体外部；所述双层高压均压环环形一次导电杆的轴线方向与所述悬浮状贯穿式电流线圈的轴线方向相同。双层高压均压环环形一次导电杆起到屏蔽场强的作用，双层高压均压环，屏蔽掉来自进出线两端的电场和磁场，局部放电量小。所述悬浮状贯穿式电流线圈与环氧树脂形成贯穿式整体，绝缘强度高，无中间衔接，防爆裂。
10.进一步地，还包括：圆弧型阶梯式软连接，其为弧形，所述圆弧型阶梯式软连接一
端与所述壳体内的所述双层高压均压环环形一次导电杆连接，另一端与所述真空灭弧室内的出线连接。其场强分布均匀，无尖角高端放电，机械寿命长。
11.进一步地，还包括：低功耗高功率高压取电装置，其设置在所述壳体外部靠近所述第一腔体的一端。它的作用是将范围很宽的高压电压降低到一个合适的低压电压，使后面的电路能有一个合适的工作条件。
12.进一步地，所述壳体内部还设有多个第三腔体，所述第三腔体用于放置电容传感器。
13.根据本实用新型的另一个方面，提供一种断路器，包括上述技术方案任一项的极柱。
14.进一步地，还包括：底座，多个所述极柱固定在所述底座上。
15.进一步地，三个所述极柱固定在所述底座上；电压传感器为9个；电流传感器为6个；其中，6个电压传感设置在真空灭弧室远离第一腔体的一端，通过物理合成零序；3个电压传感和6个电流传感器设置在真空灭弧室靠近第一腔体的一端，通过物理合成零序。
16.(三)有益效果
17.本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
18.本实用新型的用于断路器的极柱及断路器，所有的一次高压带电部分，浇注或密封在全绝缘壳体中，并内置集成电压、电流、取能传感器、真空灭弧室；在线监测断路器的电流、电压、状态等参量。本实用新型的极柱可以代替pt给控制器和测量仪表供电，且为了保证这种供电方式的安全性，加入了电容失效保护器来满足极柱的安全运行，电容失效后，会断开高压和电容之间的连接，避免高压通过失效电容直接连接到机箱，造成安全事故。
附图说明
19.图1是根据本实用新型一实施方式的用于断路器的极柱的结构示意图。
20.图2是根据本实用新型另一实施方式的用于断路器的极柱的结构示意图。
21.图3是根据本实用新型一实施方式的断路器的结构示意图。
22.图4是根据本实用新型一实施方式的用于断路器的极柱的电气原理图。
23.附图标记：
24.100：极柱；110：壳体；111：真空灭弧室；112：第一腔体；113：第二腔体；114：第三腔体；120：逐层分布式电容；130：悬浮状贯穿式电流线圈；140：双层高压均压环环形一次导电杆；150：圆弧型阶梯式软连接；160：低功耗高功率高压取电装置；200：底座。
具体实施方式
25.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
26.在附图中示出了根据本实用新型实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造
公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
27.显然，所描述的实施例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。
28.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
29.以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
30.图1是根据本实用新型一实施方式的用于断路器的极柱的结构示意图。
31.如图1所示，在本实用新型另一实施例中，提供了一种用于断路器的极柱，可以包括：壳体110，其为绝缘体，所述壳体110内部设有真空灭弧室111；逐层分布式电容120，所述壳体110内远离所述真空灭弧室111的一侧设有第一腔体112，逐层分布式电容120层叠设置在所述第一腔体112内；其中，所述壳体110采用环氧树脂一体固化的成型；将电子元件固定并预留出所述真空灭弧室111和所述第一腔体112，采用环氧树脂一起压注在一起。
32.本实用新型的用于断路器的极柱，所有的一次高压带电部分，浇注或密封在全绝缘壳体中，并内置集成电压、电流、取能传感器、真空灭弧室；在线监测断路器的电流、电压、状态等参量。本实用新型的极柱可以代替pt给控制器和测量仪表供电，且为了保证这种供电方式的安全性，加入了电容失效保护器来满足极柱的安全运行，电容失效后，会断开高压和电容之间的连接，避免高压通过失效电容直接连接到机箱，造成安全事故。
33.本固封极柱应用于配电设备一二次融合柱上开关，满足电力工业各个领域“数字化、智能化、网络化”发展需要。
34.在一可选实施例中，所述逐层分布式电容120由多个分布式电容层叠设置组成。
35.在一可选实施例中，所述极柱100可以包括：所述壳体110采用环氧树脂一体浇注成型。
36.在一可选实施例中，先将极柱100的内的腔体(包括所述真空灭弧室111、所述第一腔体112、所述第二腔体113、所述第三腔体114等)预留出，并安装各个电子元件并连接好；然后将采用环氧树脂一体浇注成型，将腔体和电子元件密封其中。在一可选实施例中，所述壳体110内还设有第二腔体113，所述第二腔体113用于设置悬浮状贯穿式电流线圈130，所述悬浮状贯穿式电流线圈130的轴线方向与极柱的轴线方向垂直。
37.在一可选实施例中，所述极柱100还可以包括：双层高压均压环环形一次导电杆140，其穿过所述壳体110，所述双层高压均压环环形一次导电杆140一端在所述悬浮状贯穿式电流线圈130内部，另一端在所述壳体110外部；所述双层高压均压环环形一次导电杆140的轴线方向与所述悬浮状贯穿式电流线圈130的轴线方向相同，所述双层高压均压环环形一次导电杆140一端在所述。双层高压均压环环形一次导电杆起到屏蔽场强的作用，双层高压均压环，屏蔽掉来自进出线两端的电场和磁场，局部放电量小。所述悬浮状贯穿式电流线圈(130)与环氧树脂形成贯穿式整体，绝缘强度高，无中间衔接，防爆裂
38.在一可选实施例中，所述极柱100还可以包括：圆弧型阶梯式软连接150，其为弧形，所述圆弧型阶梯式软连接150一端与所述壳体110内的所述双层高压均压环环形一次导
电杆140连接，另一端与所述真空灭弧室111内的出线连接。
39.在一可选实施例中，所述圆弧型阶梯式软连接150可以包括：第一连接端，所述第一连接端用于与所述壳体110内的所述双层高压均压环环形一次导电杆140；第二连接端，所述第二连接端用于与所述真空灭弧室111内的出线连接；软连接本体，所述软连接本体为圆弧型结构，所述第一连接端和所述第二连接端分别设置在所述软连接本体的两端。
40.在一可选实施例中，所述极柱100还可以包括：低功耗高功率高压取电装置160，其设置在所述壳体110外部靠近所述第一腔体112的一端。低功耗高功率高压取电装置160可以将范围很宽的高压电压降低到一个合适的低压电压，使后面的电路能有一个合适的工作条件。
41.在一可选实施例中，所述壳体110内部还设有多个第三腔体114，所述第三腔体114用于放置电容传感器。
42.图3是根据本实用新型一实施方式的断路器的结构示意图。
43.如图3所示，在本实用新型另一实施例中，提供了一种断路器，可以包括上述任一技术方案中的极柱100。
44.在一可选实施例中，所述断路器还可以包括：底座200，多个所述极柱100固定在所述底座200上。
45.在一可选实施例中，所述电压传感器为9个。
46.在一可选实施例中，所述电流传感器为6个。
47.在一可选实施例中，6个所述电压传感设置在所述真空灭弧室111远离所述第一腔体112的一端，通过物理合成零序。
48.在一可选实施例中，3个所述电压传感和6个所述电流传感器设置在所述真空灭弧室111靠近所述第一腔体112的一端，通过物理合成零序。
49.图4是根据本实用新型一实施方式的断路器的电气原理图。
50.如图4所示，本实用新型通过内部内置各种电流、电压、电容取能传感器融合了真空灭弧室方案。
51.固封极柱内置电源单相输出功率为20w；a相进线、c相出线，总输出功率为40w给蓄电池充电，做到两路充电线路切换；电池容量40ah应用于配电设备上，真正做到免维护一二次深度融合作用。
52.本实用新型达到如下使用性能：
53.1.环境温度：-40℃∽+70℃。
54.2.海拔高度：under4000m及以下。
55.3.环境空气中无明显灰尘、烟、腐蚀性气体、蒸汽或盐等污秽。
56.4.相对湿度：24h内测得的相对湿度平均值不得超过95％。
57.5.允许在1.2倍的额定电流与电压下长期运行。
58.6.允许在1.9倍的额定电流与电压下运行8小时。
59.7.允许在3.5倍的额定电流与电压下运行30分钟。
60.本实用新型的极柱，固体绝缘，全密封，固定式全绝缘免维护可一二次融合开关机芯，母线侧扩连接，智能移机全监测整体解决方案，开关机芯紧凑型(传感器小尺寸紧凑)，开关机芯本体防爆，额定电流600a，开断25ka/4s。整机断口试验52kv，60s无闪络无放电。
61.本实用新型的一种极柱面向配电网建中的增量设备，带有5g及北斗导航功能，以“安全可靠、融合高效”为目标，设计标准化、功能模块独立化、设备互换灵活化，解决配电自动化建设中面临的电流电压信号遥信抖动、一二次接口的兼容性和扩展性、终端新增计量功能等，提升配电设备运行水平、运维质量与效率，满足线损管理的技术要求，服务配电网建设行动计划。
62.本实用新型旨在保护一种用于断路器的极柱及断电器，所述极柱100可以包括：壳体110，其为一体固化的绝缘体；所述壳体110与进线端之间设有真空灭弧室111；所述真空灭弧室111内设有多个电压传感器和多个电流传感器；多个逐层分布式采样电容120，所述壳体110内远离所述真空灭弧室111的一侧设有第一腔体112，多个所述逐层分布式采样电容120层叠设置在所述第一腔体112内。本实用新型的用于断路器的极柱100，所有的一次高压带电部分，浇注或密封在全绝缘的壳体110中，并内置集成电压、电流、取能传感器、真空灭弧室111；在线监测断路器的电流、电压、状态等参量。本实用新型的极柱可以代替pt给控制器和测量仪表供电，且为了保证这种供电方式的安全性，加入了电容失效保护器来满足极柱的安全运行，电容失效后，会断开高压和电容之间的连接，避免高压通过失效电容直接连接到机箱，造成安全事故。
63.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

技术特征：
1.一种用于断路器的极柱，其特征在于，包括：壳体（110），其为绝缘体，所述壳体（110）内部设有真空灭弧室（111）；逐层分布式电容（120），所述壳体（110）内远离所述真空灭弧室（111）的一侧设有第一腔体（112），逐层分布式电容（120）层叠设置在所述第一腔体（112）内；其中，所述壳体（110）为采用环氧树脂一体固化成型的绝缘体；将电子元件固定并预留出所述真空灭弧室（111）和所述第一腔体（112），采用环氧树脂一起压注在一起；所述壳体（110）内还设有第二腔体（113），所述第二腔体（113）用于设置悬浮状贯穿式电流线圈（130），所述悬浮状贯穿式电流线圈（130）的轴线方向与极柱的轴线方向垂直。2.根据权利要求1所述的极柱，其特征在于，还包括：双层高压均压环环形一次导电杆（140），其穿过所述壳体（110），所述双层高压均压环环形一次导电杆（140）一端在所述悬浮状贯穿式电流线圈（130）内部，另一端在所述壳体（110）外部；所述双层高压均压环环形一次导电杆（140）的轴线方向与所述悬浮状贯穿式电流线圈（130）的轴线方向相同。3.根据权利要求2所述的极柱，其特征在于，还包括：圆弧型阶梯式软连接（150），其为弧形，所述圆弧型阶梯式软连接（150）一端与所述壳体（110）内的所述双层高压均压环环形一次导电杆（140）连接，另一端与所述真空灭弧室（111）内的出线连接。4.根据权利要求1所述的极柱，其特征在于，还包括：低功耗高功率高压取电装置（160），其设置在所述壳体（110）外部靠近所述第一腔体（112）的一端。5.根据权利要求1所述的极柱，其特征在于，所述壳体（110）内部还设有多个第三腔体（114），所述第三腔体（114）用于放置电容传感器。6.一种断路器，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的极柱（100）。7.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于，还包括：底座（200），多个所述极柱（100）固定在所述底座（200）上。8.根据权利要求7所述的断路器，其特征在于，三个所述极柱（100）固定在所述底座（200）上；电压传感器为9个；电流传感器为6个；其中，6个电压传感设置在真空灭弧室（111）远离第一腔体（112）的一端，通过物理合成零序；3个电压传感和6个电流传感器设置在真空灭弧室（111）靠近第一腔体（112）的一端，通过物理合成零序。

技术总结
本实用新型公开了一种用于断路器的极柱及断路器，包括：壳体（110），其为绝缘体，壳体（110）内部设有真空灭弧室（111）；逐层分布式电容（120），壳体（110）内远离真空灭弧室（111）的一侧设有第一腔体（112），逐层分布式电容（120）层叠设置在第一腔体（112）内；其中，壳体（110）为采用环氧树脂一体固化成型的绝缘体；将电子元件固定并预留出真空灭弧室和第一腔体，采用环氧树脂一起压注在一起；壳体（110）内还设有第二腔体（113），第二腔体用于设置悬浮状贯穿式电流线圈（130），悬浮状贯穿式电流线圈（130）的轴线方向与极柱的轴线方向垂直。本实用新型加入了电容失效保护器来满足极柱的安全运行，电容失效后，会断开高压和电容之间的连接。会断开高压和电容之间的连接。会断开高压和电容之间的连接。


技术研发人员：王晶 陆汉兵 张占 张伟 于义广
受保护的技术使用者：上海宏力达信息技术股份有限公司
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/9/1