一种智能型集成化低压永磁真空断路器的制作方法

1.本发明涉及真空断路器技术领域，特别是指一种智能型集成化低压永磁真空断路器。


背景技术：

2.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，其作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。传统永磁真空断路器主要由真空灭弧室、永磁操作机构和连杆传动机构、永磁控制器、电容储能元件等组成，存在内部结构复杂、成本高、可靠性低、无法实现零点选相分合闸操作、无法实现智能信号采集和集成化控制等问题。
3.随着智能电网的快速推进，对智能型集成化永磁真空断路器提出了更高的要求，传统永磁真空断路器内部无法集成采集监测电力线电流、电压信号的传感器，也无法实现多种元件的集成，如电力线载波耦合器、rc阻容吸收元件、rcv绝缘监视元等等。


技术实现要素：

4.本发明提出一种智能型集成化低压永磁真空断路器，实现了断路器零点选相分合闸操作，该断路器结构简单紧凑，机械故障少、减少维护、使用寿命长，安全可靠、多种信号采集以实现智能控制和免维护、具有集成化模块化的优点。
5.本发明的技术方案是这样实现的：一种智能型集成化低压永磁真空断路器，包括绝缘主腔，绝缘主腔内设置有中间隔板，中间隔板将绝缘主腔分为前侧和后侧，绝缘主腔的前侧沿竖向设置有若干个真空灭弧室，以及与真空灭弧室一一对应的格腔一，真空灭弧室的静触头连接有静端紫铜触头，真空灭弧室的动触头伸入格腔一内，且连接有绝缘子，绝缘子的端面与永磁操作机构的左出轴相连，永磁操作机构与真空灭弧室一一对应，永磁操作机构固定于绝缘主腔外侧的右端；
6.绝缘子的端面还固定有位移钣金件，格腔一内设置有用于监测位移钣金件的光电传感器；绝缘主腔的后侧设置有与真空灭弧室一一对应的格腔二，格腔二设置有动端紫铜触头，动端紫铜触头的中部套装有三相电流互感器和零序电流互感器，动端紫铜触头和动触头之间通过铜排软绞线相连。
7.进一步地，动端紫铜触头和静端紫铜触头远离铜排软绞线的一端均伸出绝缘主腔的左端，绝缘主腔的左端上设置有多个腰形凹槽。
8.进一步地，绝缘主腔的后侧还设置有三个格腔五，三个格腔五内分别设置有rc阻容吸收元件、电力线载波通讯耦合器和漏电测试电阻。
9.进一步地，绝缘主腔的右端固定有护罩，永磁操作机构位于护罩内，所有的永磁操作机构均与同一连板相连，护罩上设置有与连板配合的紧急机械闭锁结构。
10.进一步地，紧急机械闭锁结构包括按压板，按压板位于护罩的外侧，按压板上设置有轴杆，轴杆依次滑动穿过复位弹簧、护罩，且固定有楔形块，楔形块位于连板靠近永磁操
作机构的一侧。
11.进一步地，永磁操作机构的左出轴上套装有复位弹簧和弹簧导向座。
12.进一步地，绝缘主腔外侧的右端还设置有电容储能元件、三相电抗器、rcv绝缘监视元件。
13.进一步地，中间隔板上设置有与真空灭弧室一一对应的格腔四，格腔四为圆弧式台阶结构。格腔四从左到右依次为卡槽一、卡槽二和卡槽三，卡槽二的内径大于卡槽一和卡槽三，真空灭弧室置于卡槽二内，动触头穿过卡槽二，且置于格腔一内，静端紫铜触头经卡槽一伸出绝缘主腔。
14.进一步地，绝缘主腔的前侧设置有前端盖，后侧设置有后盖板。
15.本发明的有益效果：
16.1、本发明创造改变了传统永磁真空断路器的机械连杆传动结构，真空灭弧室和永磁操作机构采用直连方式，不容易发生卡死故障，传动结构简单可靠，减少维护。
17.2、本发明的永磁操作机构和真空灭弧室一一对应设置，并通过光电传感器分别采集各个真空灭弧室的分合闸状态，可以实现零点选相分合闸，避免真空灭弧室在大电流分合闸时产生拉弧和动静触头熔焊现象，延长断路器使用寿命。
18.3、本发明的绝缘主腔内采用带有中间隔板的网格结构，将绝缘主腔分为了前侧和后侧，同时将前侧和后侧根据需要分为了多个格腔，绝缘主腔的左端面设置有增加爬电距离的腰型凹槽，安装紫铜触头的开孔呈竖直平行分布，将电源侧和负荷侧，以及不同元器件、传感器等进行物理空间隔离，增加爬电距离和电气间隙，保证了断路器的电气安全。
19.4、本发明设置有紧急机械闭锁结构，特殊情况下可以手动操作永磁操作机构断电分闸，增加了安全保障。
20.5、本发明内部集成了永磁操作机构、光电传感器、电容储能元件、三相电流互感器、零序电流互感器、三相电抗器、rcv绝缘监视元件、rc阻容吸收元件、漏电测试电阻、电力线载波通讯耦合器，增加了电力线通讯方式，提高配电质量，同时通过采集多种信号实现智能控制，具有集成化模块的特点。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
22.图1为本发明的立体图；
23.图2为本发明的主视图(未画前端盖和护罩)；
24.图3为本发明的后视图(未画后盖板和护罩)；
25.图4为绝缘主腔的立体图；
26.图5为绝缘主腔的主视图；
27.图6为绝缘主腔的后视图；
28.图7为紧急机械闭锁结构的结构示意图。
29.绝缘主腔1，中间隔板2，前端盖3，后盖板4，大腰型孔5，真空灭弧室6，格腔一7，出
耳8，卡槽一9，卡槽二10，卡槽三11，静端紫铜触头12，绝缘子13，永磁操作机构14，复位弹簧15，弹簧导向座16，位移钣金件17，光电传感器18，护罩19，连板20，按压板21，轴杆22，支撑弹簧23，动触头24，楔形块25，格腔二26，格腔三27，动端紫铜触头28，三相电流互感器29，零序电流互感器30，铜排软绞线31，格腔五32，rc阻容吸收元件33，电力线载波通讯耦合器34，漏电测试电阻35，走线槽36，腰形凹槽37，电容储能元件38，三相电抗器39，rcv绝缘监视元件40。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明的“前、后、左、右”等术语是相对于图2所示的位置关系。
32.如图1和4-6所示，一种智能型集成化低压永磁真空断路器，包括绝缘主腔1，绝缘主腔1内固定有中间隔板2，中间隔板2将绝缘主腔1分为前侧和后侧，中间隔板2的前后侧均通过挡板分成了多个格腔，各个格腔相互隔开，即绝缘主腔1内采用有中间隔板2的网格结构设计。绝缘主腔1的前侧通过螺钉固定有前端盖3，后侧通过螺钉固定有后盖板4。绝缘主腔1、中间隔板2和挡板为一体成型结构，采用dmc(不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料)材料注塑一体成型加工。另外，前端盖3也是采用dmc(不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料)材料注塑一体成型加工，绝缘主腔1和前端盖3的结构简单紧凑易于批量生产，且绝缘性好。绝缘主腔1和前端盖3上均设置有沉槽，以减轻外壳的重量，同时前端盖3上设有多个大腰型孔5，以增加内部器件散热，绝缘主腔1还设置有出耳8，用于真空断路器的固定。
33.如图2、4和5所示，绝缘主腔1的前侧沿竖向安装有3个真空灭弧室6，以及与真空灭弧室6一一对应的格腔一7。中间隔板2上还设置有用于安装真空灭弧室6的格腔四，格腔四与真空灭弧室6一一对应，3个格腔四呈平行排列结构。格腔四为圆弧式台阶结构，与真空灭弧室6的外形紧密贴合，防止开合闸时松动。格腔四从左到右依次为卡槽一9、卡槽二10和卡槽三11，卡槽二10的内径大于卡槽一9和卡槽三11，真空灭弧室6置于卡槽二10内，真空灭弧室6的静触头连接有开槽的静端紫铜触头12，静端紫铜触头12为中空结构，静端紫铜触头12经卡槽一9伸出绝缘主腔1的左端，通过u型卡箍将静端紫铜触头12和静触头与绝缘主腔1固定相连。
34.真空灭弧室6的动触头24穿过卡槽二10，且置于格腔一7内。在格腔一7内，真空灭弧室6的动触头24连接有绝缘子13，绝缘子13的端面与永磁操作机构14的左出轴相连，永磁操作机构14的左出轴上套装有复位弹簧15和弹簧导向座16，起到弹性缓冲的作用，永磁操作机构14与真空灭弧室6一一对应，如有3台永磁操作机构14，分别控制对应的真空灭弧室6，相互独立互不干涉。永磁操作机构14均为左右双出轴结构，通过法兰固定于绝缘主腔1外侧的右端，永磁操作机构14的控制采用双线圈单稳态原理进行控制。
35.如图2和4所示，绝缘子13的端面还固定有位移钣金件17，位移钣金件17用锁紧螺母锁死，格腔一7内固定有用于监测位移钣金件17的光电传感器18，光电传感器18通过z型钣金件固定于格腔一7内，真空灭弧室6分合闸时带动位移钣金件17进行移动，通过光电传
感器18监测位移钣金件17的位置，从而判断真空灭弧室6的分合闸状态。
36.如图1、2和7所示，绝缘主腔1的右端还固定有护罩19，护罩19为钣金护罩，永磁操作机构14位于护罩19内，所有的永磁操作机构14的右出轴均与同一连板20相连，护罩19上设有出线槽孔，护罩19上还设置有与连板20配合的紧急机械闭锁结构。紧急机械闭锁结构包括按压板21，按压板21位于护罩19的外侧，按压板21上设置有轴杆22，轴杆22依次滑动穿过支撑弹簧23、护罩19，且固定有楔形块25，楔形块25位于连板20靠近永磁操作机构14的一侧。在特殊情况下，需要断电分闸时，推动按压板21，带动楔形块25向连板20移动，楔形块25带动连板20右移，从而实现断电分闸。
37.如图3和6所示，绝缘主腔1的后侧设置有与真空灭弧室6一一对应的格腔二26，以及与格腔一7一一对应的格腔三27，格腔二26安装有动端紫铜触头28，动端紫铜触头28的右端穿过格腔二26，且置于格腔三27内，动端紫铜触头28穿过格腔二26的右端加工有台阶、扁方和内螺纹，且内部为中空式结构，该右端穿过格腔二26后，通过螺母、弹垫、平垫固定锁死。动端紫铜触头28的中部套装有三相电流互感器29和零序电流互感器30，三相电流互感器29和零序电流互感器30均位于格腔二26内。
38.如图2、3、5和6所示，格腔一7和格腔三27之间的中间隔板2上设置有矩形孔，矩形孔处设置有铜排软绞线31，铜排软绞线31的一端置于格腔一7内，且与真空灭弧室6的动触头24相连，铜排软绞线31的另一端置于格腔三27内，且与动端紫铜触头28相连，并用螺钉固定，即动端紫铜触头28和真空灭弧室6的动触头24之间通过铜排软绞线31相连。
39.如图3和6所示，绝缘主腔1的后侧还设置有三个格腔五32，格腔二26、格腔三27和格腔五32从左向右依次排布。三个格腔五32内分别固定有rc阻容吸收元件33、电力线载波通讯耦合器34和漏电测试电阻35，一个器件对应一个格腔五32，格腔二26、格腔三27和格腔五32的侧壁上均设置有多道走线槽36，以便强电和弱点分开走线。
40.如图1所示，动端紫铜触头28和静端紫铜触头12远离铜排软绞线31的一端均伸出绝缘主腔1的左端，绝缘主腔1的左端上设置有多个腰形凹槽37，腰形凹槽37用于增加爬电距离。
41.如图3所示，绝缘主腔1外侧的右端设置有注塑铜螺母孔，用于固定电容储能元件38、三相电抗器39、rcv绝缘监视元件40，电容储能元件38、三相电抗器39和rcv绝缘监视元件40均位于护罩19内。
42.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种智能型集成化低压永磁真空断路器，其特征在于：包括绝缘主腔，绝缘主腔内设置有中间隔板，中间隔板将绝缘主腔分为前侧和后侧，绝缘主腔的前侧沿竖向设置有若干个真空灭弧室，以及与真空灭弧室一一对应的格腔一，真空灭弧室的静触头连接有静端紫铜触头，真空灭弧室的动触头伸入格腔一内，且连接有绝缘子，绝缘子的端面与永磁操作机构的左出轴相连，永磁操作机构与真空灭弧室一一对应，永磁操作机构固定于绝缘主腔外侧的右端；绝缘子的端面还固定有位移钣金件，格腔一内设置有用于监测位移钣金件的光电传感器；绝缘主腔的后侧设置有与真空灭弧室一一对应的格腔二，格腔二内设置有动端紫铜触头，动端紫铜触头的中部套装有三相电流互感器和零序电流互感器，动端紫铜触头和动触头之间通过铜排软绞线相连。2.根据权利要求1所述的一种智能型集成化低压永磁真空断路器，其特征在于：动端紫铜触头和静端紫铜触头远离铜排软绞线的一端均伸出绝缘主腔的左端，绝缘主腔的左端上设置有多个腰形凹槽。3.根据权利要求1所述的一种智能型集成化低压永磁真空断路器，其特征在于：绝缘主腔的后侧还设置有三个格腔五，三个格腔五内分别设置有rc阻容吸收元件、电力线载波通讯耦合器和漏电测试电阻。4.根据权利要求1所述的一种智能型集成化低压永磁真空断路器，其特征在于：绝缘主腔的右端固定有护罩，永磁操作机构位于护罩内，所有的永磁操作机构均与同一连板相连，护罩上设置有与连板配合的紧急机械闭锁结构。5.根据权利要求4所述的一种智能型集成化低压永磁真空断路器，其特征在于：紧急机械闭锁结构包括按压板，按压板位于护罩的外侧，按压板上设置有轴杆，轴杆依次滑动穿过复位弹簧、护罩，且固定有楔形块，楔形块位于连板靠近永磁操作机构的一侧。6.根据权利要求1所述的一种智能型集成化低压永磁真空断路器，其特征在于：永磁操作机构的左出轴上套装有复位弹簧和弹簧导向座。7.根据权利要求1所述的一种智能型集成化低压永磁真空断路器，其特征在于：绝缘主腔外侧的右端还设置有电容储能元件、三相电抗器、rcv绝缘监视元件。8.根据权利要求1所述的一种智能型集成化低压永磁真空断路器，其特征在于：中间隔板上设置有与真空灭弧室一一对应的格腔四，格腔四为圆弧式台阶结构。9.根据权利要求1所述的一种智能型集成化低压永磁真空断路器，其特征在于：绝缘主腔的前侧设置有前端盖，后侧设置有后盖板。

技术总结
本发明提出了一种智能型集成化低压永磁真空断路器，包括绝缘主腔，绝缘主腔内设置有中间隔板，中间隔板将绝缘主腔分为前侧和后侧，绝缘主腔的前侧沿竖向设置有真空灭弧室以及格腔一，真空灭弧室的静触头连接有静端紫铜触头，动触头伸入格腔一内，且连接有绝缘子，绝缘子的端面与永磁操作机构的左出轴相连；绝缘子的端面还固定有位移钣金件，格腔一内设置有用于监测位移钣金件的光电传感器；绝缘主腔的后侧设置动端紫铜触头，动端紫铜触头的中部套装有三相电流互感器和零序电流互感器，动端紫铜触头和动触头之间通过铜排软绞线相连。本发明实现了断路器零点选相分合闸操作，该断路器结构简单紧凑，机械故障少、减少维护、使用寿命长。长。长。


技术研发人员：吴登庆 杨超峰 李浩 李雪军
受保护的技术使用者：北京广大泰祥自动化技术有限公司
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/9/7