断路器应急处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种断路器应急处理装置，包括电源、断路器、断路器控制柜、用于给分闸操作装置延时供电的延时控制电路和安装固定在断路器控制柜内用于得电后完成断路器紧急分闸操作的分闸操作装置。断路器的紧急分闸按钮布置在断路器控制柜的面板上。分闸操作装置包括电磁铁，电磁铁包括线圈和电磁铁顶杆；延时控制电路的输入端与电源连接，其输出端与分闸操作装置的电磁铁的线圈连接；该线圈得电后控制电磁铁顶杆顶动断路器的紧急分闸按钮，完成断路器紧急分闸操作。本实用新型能够在更短时间内切除控制回路故障的断路器，避免了人员在断路器现场操作的安全危险，有效避免了越级事故的发生和发展，保证了对用户的快速可靠供电。
【专利说明】断路器应急处理装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种分合闸操作装置，特别涉及一种断路器应急处理装置。
【背景技术】
[0002] 目前，由于断路器的保护测控装置损坏后即失去了远方操作功能，断路器内部的 控制回路或元件损坏后(如分、合闸线圈损坏、辅助接点不通等）使断路器失去了就地电动 操作功能。当保护、测控、通讯装置或跳闸线圈损坏，导致断路器不能远方操作，给人员和设 备带来了较大安全风险。有时甚至需要将整段母线停电才能进行处理，增加了倒闸操作任 务和操作风险。若在断路器故障时发生区内短路故障，将可能引起越级跳闸事故，给电网安 全运行与优质供电服务带来不小压力。
[0003] 而现有高压真空断路器在远方电动操作失效后，无论是就地电动操作还是利用断 路器控制柜自带的紧急分闸装置，都须人工在断路器控制柜面前就地操作，对于处在运行 中的断路器，如此操作具有人身安全危险，并已经发生过类似的人身安全事故。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种在高压真空断路器远方操作失灵后能进行就地自 动操作的安全可靠的断路器应急处理装置。
[0005] 本实用新型提供的这种断路器应急处理装置，包括电源、断路器和断路器控制柜， 断路器的紧急分闸按钮布置在断路器控制柜的面板上。该装置还包括用于给分闸操作装置 延时供电的延时控制电路和安装固定在断路器控制柜内用于得电后完成断路器紧急分闸 操作的分闸操作装置，分闸操作装置包括电磁铁，电磁铁包括线圈和电磁铁顶杆；延时控制 电路的输入端与电源连接，其输出端与分闸操作装置的电磁铁的线圈连接，该线圈得电后 控制电磁铁顶杆顶动断路器的紧急分闸按钮，完成断路器紧急分闸操作。
[0006] 所述延时控制电路包括延时返回继电器、延时出口继电器、直流双极快分开关和 若干接线柱，延时返回继电器通过直流双极快分开关再经由两个接线柱与电源连接，此两 个接线柱为电源输入端；延时返回继电器的常闭开关与延时出口继电器的线圈连接，延时 出口继电器的常开开关还通过两个接线柱与断路器连接，此两个接线柱为延时输出端。
[0007] 所述延时控制电路还包括信号指示灯，信号指示灯与延时返回继电器的常开开关 组成的串联电路接于直流双极快分开关的不与电源连接的两端之间。
[0008] 所述延时返回继电器和所述延时出口继电器均采用时间继电器，其延时时间均能 设置与调整，且延时返回继电器的延时设定值大于延时出口继电器的延时设定值。所述电 源采用所述断路器控制柜内直流控制电源。
[0009] 所述分闸操作装置还包括电源接线板以及用于安装固定电磁铁和电源接线板的 立式支架；立式支架固定在断路器控制柜内，所述电磁铁滑动安装在立式支架上，电源接线 板通过电线与电磁铁连接，线圈得电后电磁铁顶杆顶动断路器的紧急分闸按钮，完成断路 器的紧急分闸操作。
[0010] 所述立式支架包括上水平杆、下水平杆、两根坚杆和电磁铁底座；两根坚杆分别 布置在上水平杆和下水平杆的两端，且关于装置的中心线对称；两坚杆与下水平杆通过螺 栓或焊接固定连接，两坚杆的上部设置有用于调整上水平杆坚直方向位置的若干第一长圆 孔，上水平杆通过紧固件配合第一长圆孔固定在两坚杆上；上水平杆中间设置有用于调整 所述电源接线板和电磁铁底座的横向位置的第二长圆孔，所述电源接线板通过紧固件配合 第二长圆孔固定在上水平杆上，电磁铁底座也通过紧固件配合第二长圆孔固定在该上水平 杆上；所述两根坚杆底部均设置有支脚固定卡槽，且该支脚固定卡槽关于所述装置的中心 线对称；坚杆通过所述断路器控制柜的小车底盘拉手配合支脚固定卡槽固定在该断路器控 制柜的小车底盘上，防止所述立式支架往远离断路器的紧急分闸按钮的一侧倾倒；所述坚 杆还包括稳固脚扣，两根坚杆在所述支脚固定卡槽上方均设置有脚扣固定微调孔，稳固脚 扣通过紧固件配合脚扣固定微调孔固定在所述坚杆上，坚杆通过所述紧急分闸按钮所在的 断路器控制柜的小车底盘拉手配合支脚固定卡槽和稳固脚扣固定在该断路器控制柜的小 车底盘上；所述稳固脚扣为L型，且其水平板上设置有螺纹孔，其下部平面落在所述小车底 盘横档上，防止所述立式支架向所述紧急分闸按钮侧倾倒。
[0011] 所述电磁铁底座包括固定板和活动板，固定板上设置有用于调整活动板前后位置 的第三长圆孔，活动板通过紧固件配合第三长圆孔固定在固定板上。
[0012] 所述电源接线板上对称布置有一对接线柱和一对螺纹孔，电源接线板通过紧固件 配合所述螺纹孔固定在所述上水平杆上；两接线柱分别接入电源的正极和负极。
[0013] 所述电磁铁顶杆的前端部为非尖端形状，后端部安装有机械复位装置；所述电磁 铁断电后，电磁铁顶杆在复位装置作用下自动复位。
[0014] 本实用新型接线操作简便，一般运行人员均可安全快速操作，同时装置动作可靠 性高、动作过程清晰，控制回路设计简洁实用。本实用新型能够在更短时间内切除保护测控 装置损坏或断路器跳闸线圈或控制回路损坏的故障设备，具有较好的实际应用价值。本实 用新型的应用使断路器无保护运行时间与故障运行时间大幅降低，使电网、设备的安全可 靠性得到了有效提高。同时本实用新型在断路器分闸故障时的使用避免了人员的现场操 作，有力地保护了运行操作及检修维护人员的安全，对提高运检安全生产水平起到了很好 的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型的原理示意图。
[0016] 图2是本实用新型的分闸操作装置的结构示意图。
[0017] 图3是图2的左视图（电源接线板未画出）。
[0018] 图4是图2的俯视图（电源接线板未画出）。
[0019] 图5是图2中A-A截面俯视图。
【具体实施方式】
[0020] 在断路器跳闸线圈损坏或断路器内控制回路不同的情况下，通过本实用新型的使 用，实现对断路器的延时"紧急自动跳闸"操作。
[0021] 本实用新型解决了当断路器失去远操或就地操作功能后，实现对断路器的电气自 动操作来快速切除负荷，实现断路器就地的带负荷操作问题。
[0022] 本实用新型的应用场合是在变压器的一次侧。
[0023] 本实用新型包括电源、断路器和断路器控制柜，断路器的紧急分闸按钮布置在断 路器控制柜的面板上；本实用新型还包括用于给分闸操作装置延时供电的延时控制电路和 安装固定在断路器控制柜内用于得电后完成断路器紧急分闸操作的分闸操作装置。分闸操 作装置包括电磁铁，电磁铁包括线圈和电磁铁顶杆。延时控制电路的输入端与电源连接，其 输出端与分闸操作装置的电磁铁的线圈连接，该线圈得电后控制电磁铁顶杆顶动断路器的 紧急分闸按钮，完成断路器紧急分闸操作。
[0024] 如图1所示，延时控制电路包括延时返回继电器SJ1、延时出口继电器SJ2、信号指 示灯XD、直流双极快分开关DK、接线柱JXZ1、接线柱JXZ2、接线柱JXZ3、接线柱JXZ4、电源、 断路器的紧急分闸按钮FA和分闸操作装置中的电磁铁。
[0025] 延时返回继电器SJ1通过再经由接线柱JXZ1和接线柱JXZ2与电源的输入端连 接。延时出口继电器SJ2与延时返回继电器SJ1并联连接，延时出口继电器SJ2还通过接 线柱JXZ3和接线柱JXZ4与分闸操作装置中的电磁铁的线圈两端连接；在接线柱JXZ4和直 流双极快分开关DK的3脚之间还接有由信号指示灯XD与延时返回继电器SJ1的常开触点 串联而成的信号指示电路。
[0026] 在电源选取上，本实用新型采用断路器柜内直流控制电源，以免引进干扰，同时回 路连接使用有线，避免无线电对本实用新型的干扰。本实用新型只需接入两根直流电源线 和一根出口跳(合）闸线，即可实现对断路器的电气应急操作。
[0027] 延时返回继电器和延时出口继电器均可采用时间继电器。本实用新型可自由设置 出口动作时间（如图2中延时出口继电器SJ2所示)，可根据距离远近设置合适的时间，便于 操作人员撤离到安全区域，同时该装置还设置有可调整的自动返回时间（如图2中延时返 回继电器SJ1所示)，以免断路器不能正确动作时烧坏断路器跳(合)闸线圈元件。此两个继 电器的延时时间均可进行设置与调整，但需要确保延时返回继电器的延时设定值大于延时 出口继电器的延时设定值，以免器件损坏。
[0028] 本实用新型的电气操作回路中的指示灯，不但可以监视控制电源的输入是否正 常，还可判断装置元件工作是否正常。
[0029] 如图2至图5所示，分闸操作装置包括断路器控制柜1和断路器的紧急分闸按钮 14,断路器的紧急分闸按钮14布置在断路器控制柜的面板上。该装置还包括电磁铁4、电源 接线板3以及用于固定安装电磁铁和电源接线板的立式支架2。电磁铁4包括线圈12和电 磁铁顶杆13。立式支架2固定在断路器控制柜1内，用于固定电磁铁在断路器控制柜上的 位置。电磁铁顶杆13滑动安装在立式支架2上，线圈12得电控制电磁铁顶杆13顶动断路 器的紧急分闸按钮，完成断路器的紧急分闸操作。
[0030] 支架2包括电磁铁底座、由轻质U型钢制成的上水平杆7、由轻质U型钢制成的下 水平杆9和由轻质U型钢制成的两根坚杆5。两根坚杆5分别布置在上水平杆7和下水平 杆9的两端，且关于装置的中心线对称。两坚杆5与下水平杆9通过螺栓或焊接固定连接。 两坚杆5的上部设置有用于调整上水平杆7坚直方向位置的若干第一长圆孔。上水平杆7 通过紧固件配合第一长圆孔固定在两坚杆5上，从而使上水平杆7可以调节其上下高度位 置。上水平杆7中间设置有用于调整电源接线板3以及电磁铁底座11横向位置的第二长 圆孔。电源接线板3通过紧固件配合第二长圆孔固定在上水平杆7上。电磁铁底座11也 通过紧固件配合第二长圆孔固定在该上水平杆7上，从而可调节电磁铁底座的左右位置。 [0031]两坚杆5底部包括支脚固定卡槽8。支脚固定卡槽8的宽度设置与断路器控制柜 的小车底盘拉手19直径相同。如图5所示，A-A截面的左半部分插入断路器小车底盘18 的拉手孔内，左右之间的空隙即支脚卡槽卡在小车底盘18两个拉手的内侧。坚杆在支脚固 定卡槽上方设置有脚扣固定微调孔，稳固脚扣通过紧固件配合脚扣固定微调孔固定在坚杆 上。稳固脚扣10为L型，且其水平板上设置有螺纹孔。稳固脚扣10的下部平面落在小车 地盘上。每根坚杆5均通过断路器控制柜的小车底盘拉手19配合支脚固定卡槽8以及稳 固脚扣10固定安装在该断路器控制柜1的小车底盘18上。本实用新型采用的L型稳固脚 扣10可防止立式支架向断路器的紧急分闸按钮侧倾倒；而断路器控制柜的小车底盘拉手 19配合支脚固定卡槽可防止立式支架往远离该紧急分闸按钮侧倾倒。
[0032] 电磁铁顶杆的前端部为非尖端形状，后端部安装有机械复位装置；电磁铁断电后， 电磁铁顶杆在复位装置作用下自动复位。
[0033] 电磁铁底座11包括固定板16和活动板15。固定板16上设置有用于调整活动板 前后位置的第三长圆孔。活动板15通过紧固件配合第三长圆孔固定在固定板上，从而可调 节电磁铁4的前后位置。
[0034] 电源接线板3上对称布置有一对接线柱17和一对螺纹孔，电源接线板3通过紧固 件配合螺纹孔固定在上水平杆上。两接线柱17分别接入电源的正极和负极。本实用新型 接入的电源可采用带延时的脉冲电源。
[0035] 由于断路器控制柜断路器室里面的空间有限，目前各厂家断路器控制柜内装入断 路器后断路器室无可以固定附加装置的位置或部件，对于带电运行中的断路器更是严谨人 员触碰。因此不对断路器控制柜加工而在断路器控制柜断路器室要加装非厂家自带装置时 极为困难；本装置根据断路器控制柜各元件的特点进行支脚卡槽的灵巧设计，使支脚卡槽 与断路器控制柜小车底盘拉手相互嵌入，如图5所示，在保证装置安装稳固性的同时，使装 置的安装固定极为简单。
[0036] 为确保电磁铁顶杆能顶到正确的位置，电磁铁位置必须具有可调性。本实用新型 通过坚杆、上水平杆、电磁铁底座三个部件的位置调节，使电磁铁位置具有三维的调节空 间。
[0037] 在电磁铁动作顶动断路器的紧急分闸按钮时，必须保证电磁铁能可靠将按钮一顶 到位，这需要电磁铁顶杆有合适的行程与足够的作用力；同时在电磁铁顶杆的作用力下断 路器的紧急分闸按钮不会被损坏。因此在设计选型时通过选用长度适当、线圈电感合适的 电磁铁，并选用相应的电源幅值，确保电磁铁通电后作用力适当。此外为防止电磁铁在作用 后一直通电而烧坏电磁铁，选用脉冲电源进行短时通电。最后为使电磁铁动作断路器分闸 按钮时人员能安全撤离，选用带延时的脉冲电源，确保断路器在分(合）闸操作中无人自动 实现。
[0038]使用时，先将立式支架固定好，再调节电磁铁位置使电磁铁顶杆对准断路器的紧 急分闸按钮。电磁铁线圈通入带延时的脉冲电源(如u(t) = 220[u(t-8)-u(t-9)] V)后， 电磁铁在延时（8S)后动作顶动断路器的紧急分闸按钮，使断路器分闸。
[0039]利用分闸操作装置(机械操作）在启动后也需自动延时这一特点（便于人员撤离 到安全区域)，本实用新型将电气部分与机械部分两者在电路上做了很好的融合(如图1所 示)。
[0040] 分闸操作装置采用固定在外部立式支架上的电磁铁的电磁铁杆顶动断路器的紧 急分闸按钮，从而实现电控机械的分(合)闸操作。同时，由于延时控制电路设有时间可调整 的自动断电返回元件(如图1中的延时返回继电器SJ1)，为分闸操作装置提供延时的电源， 可有效避免断路器不正确动作时烧坏电磁线圈。
[0041] 下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0042] 由于断路器不能自动操作后需要将上一级范围的设备全部停电才能将故障断路 器停电，故需要大量的停电操作时间。本实用新型根据对某个变电站在本实用新型实施使 用后的断路器操作时间进行研究，共计13条出线(其中有互联9条，无互联4条)，同时与活 动前统计的类似线路操作时间进行比较，情况如表1所示。
[0043] 表1 :活动前后时间对照表(单位：小时）
【权利要求】
1. 一种断路器应急处理装置，包括电源、断路器和断路器控制柜，断路器的紧急分闸按 钮布置在断路器控制柜的面板上，其特征在于，该装置还包括用于给分闸操作装置延时供 电的延时控制电路和安装固定在断路器控制柜内用于得电后完成断路器紧急分闸操作的 分闸操作装置，分闸操作装置包括电磁铁，电磁铁包括线圈和电磁铁顶杆；延时控制电路的 输入端与电源连接，其输出端与分闸操作装置的电磁铁的线圈连接，该线圈得电后控制电 磁铁顶杆顶动断路器的紧急分闸按钮，完成断路器紧急分闸操作。
2. 根据权利要求1所述的断路器应急处理装置，其特征在于，所述延时控制电路包括 延时返回继电器、延时出口继电器、直流双极快分开关和若干接线柱，延时返回继电器通过 直流双极快分开关再经由两个接线柱与电源连接，此两个接线柱为电源输入端；延时返回 继电器的常闭开关与延时出口继电器的线圈连接，延时出口继电器的常开开关还通过两个 接线柱与断路器连接，此两个接线柱为延时输出端。
3. 根据权利要求1所述的断路器应急处理装置，其特征在于，所述延时控制电路还包 括信号指示灯，信号指示灯与延时返回继电器的常开开关组成的串联电路接于直流双极快 分开关的不与电源连接的两端之间。
4. 根据权利要求2所述的断路器应急处理装置，其特征在于，所述延时返回继电器和 所述延时出口继电器均采用时间继电器，其延时时间均能设置与调整，且延时返回继电器 的延时设定值大于延时出口继电器的延时设定值。
5. 根据权利要求2所述的断路器应急处理装置，其特征在于，所述电源采用所述断路 器控制柜内直流控制电源。
6. 根据权利要求1所述的断路器应急处理装置，其特征在于，所述分闸操作装置还包 括电源接线板以及用于安装固定电磁铁和电源接线板的立式支架；立式支架固定在断路器 控制柜内，所述电磁铁滑动安装在立式支架上，电源接线板通过电线与电磁铁连接，线圈得 电后电磁铁顶杆顶动断路器的紧急分闸按钮，完成断路器的紧急分闸操作。
7. 根据权利要求6所述的断路器应急处理装置，其特征在于，所述立式支架包括上水 平杆、下水平杆、两根坚杆和电磁铁底座；两根坚杆分别布置在上水平杆和下水平杆的两 端，且关于装置的中心线对称；两坚杆与下水平杆通过螺栓或焊接固定连接，两坚杆的上部 设置有用于调整上水平杆坚直方向位置的若干第一长圆孔，上水平杆通过紧固件配合第一 长圆孔固定在两坚杆上；上水平杆中间设置有用于调整所述电源接线板和电磁铁底座的横 向位置的第二长圆孔，所述电源接线板通过紧固件配合第二长圆孔固定在上水平杆上，电 磁铁底座也通过紧固件配合第二长圆孔固定在该上水平杆上；所述两根坚杆底部均设置有 支脚固定卡槽，且该支脚固定卡槽关于所述装置的中心线对称；坚杆通过所述断路器控制 柜的小车底盘拉手配合支脚固定卡槽固定在该断路器控制柜的小车底盘上，防止所述立式 支架往远离断路器的紧急分闸按钮的一侧倾倒；所述坚杆还包括稳固脚扣，两根坚杆在所 述支脚固定卡槽上方均设置有脚扣固定微调孔，稳固脚扣通过紧固件配合脚扣固定微调孔 固定在所述坚杆上，坚杆通过所述紧急分闸按钮所在的断路器控制柜的小车底盘拉手配合 支脚固定卡槽和稳固脚扣固定在该断路器控制柜的小车底盘上；所述稳固脚扣为L型，且 其水平板上设置有螺纹孔，其下部平面落在所述小车底盘横档上，防止所述立式支架向所 述紧急分闸按钮侧倾倒。
8. 根据权利要求7所述的断路器应急处理装置，其特征在于，所述电磁铁底座包括固 定板和活动板，固定板上设置有用于调整活动板前后位置的第三长圆孔，活动板通过紧固 件配合第三长圆孔固定在固定板上。
9. 根据权利要求7所述的断路器应急处理装置，其特征在于，所述电源接线板上对称 布置有一对接线柱和一对螺纹孔，电源接线板通过紧固件配合所述螺纹孔固定在所述上水 平杆上；两接线柱分别接入电源的正极和负极。
10. 根据权利要求1所述的断路器应急处理装置，其特征在于，所述电磁铁顶杆的前端 部为非尖端形状，后端部安装有机械复位装置；所述电磁铁断电后，电磁铁顶杆在复位装置 作用下自动复位。
【文档编号】H01H33/666GK204144158SQ201420578611
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】成钢强, 肖致远, 李煜亮, 周劲武, 吴克元, 陈逸民, 苏健, 符象新, 郑雷涛 申请人:国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 国网湖南省电力公司长沙供电分公司