专利名称：多功能真空接触器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于高压电器技术领域。具体涉及一种真空接触器，适用于3 IOkV 交流电动机、电力电容器的电气控制与保护。
背景技术：
3 IOkV交流电动机、电力电容器运行时需要频繁起动或投切，为了保证设备及 电网安全运行，这类设备所用的高压开关柜均应具有“过载保护”、“断相保护”及“电流监 测”基本功能。这类高压开关柜通常是配置一台真空接触器，再单独配置三只电流互感器及 继电保护装置。由于电流互感器安装占用一段电气绝缘间隔，导致开关柜体积庞大、设备制 造成本高。
发明内容本实用新型的目的就是针对上述不足而提供一种可用于3 IOkV交流电动机、电 力电容器的高压开关柜中，集真空接触器、电流互感器和继电保护装置于一体，可省去传统 的电流互感器及继电保护装置，简化柜体结构，从而有效降低开关柜生产成本，同时可实现 开关柜体小型化、标准化生产的多功能真空接触器。本实用新型的技术解决方案是一种多功能真空接触器，包括真空灭弧室、电磁 铁、绝缘顶杆、同步顶杆、辅助开关、高压进线端子、高压出线端子，其特征是还包括绝缘隔 板及上部的绝缘框架、下部的支架，所述的真空灭弧室安装在绝缘框架上，电磁铁固定在支 架底部；在绝缘框架上固定安装有电流互感器；在支架上装有继电保护装置；真空灭弧室 静触头与高压进线端子连接，动触头通过同步顶杆、绝缘顶杆与电磁铁的衔铁相连，动触头 导电板与电流互感器一次侧相连；电流互感器的二次回路与继电保护装置电连接；电流互 感器与高压出线端子连接。本实用新型的技术方案中所述的电流互感器由一次导杆、二次线圈、引线螺母、环 氧树脂胶构成，为紧凑型直挂式结构；二次线圈为抽头式；一次导杆贯穿通过二次线圈；一 次导杆、二次线圈、引线螺母用环氧树脂胶通过真空浇注一起成一个封闭体；一次导杆的一 端与真空灭弧室底部引线相连，并固定在绝缘框架上，其另一端经导电排与高压出线端子 连接。本实用新型的技术方案中所述的继电保护装置由辅助电源及控制电路、继电保护 单元电路、监测仪表接口电路组成。本实用新型由于将接触器的真空灭弧室安装在绝缘框架上，其静触头装有高压进 线端子，其动触点头导电板与电流互感器一次侧相连并固定在绝缘柜架下部，动触头通过 同步顶杆、绝缘顶杆与电磁铁的衔铁相连，因而当电磁铁线圈通电吸合时，其衔铁推动同步 顶杆旋转，同步顶杆带动绝缘顶杆向上运动，从而推动真空灭弧室的动触点上行与静触点 接通并保持，此时绝缘顶杆上弹簧同时被压缩储能；当电磁铁线圈失电后电其磁推力消失， 绝缘顶杆在压缩弹簧回复弹力作用，带动真空灭弧室动触点下行，接触器因此快速分断。通
3过电磁铁线圈通断来控制真空灭弧室触点通断，从而实现了接触器的电气开关功能。当接触器所控设备发生“过载运行”时，其负荷电流如果超过了继电保护装置设定 值时，继电保护装置能自动发出“声”、“光”报警信号，同时也可发出“远控信号”；当“过载 运行”时间超过了继电保护装置设定时限时，继电保护装置令接触器电磁铁断电，接触器分 闸。上述电流互感器与继电保护装置是根据负荷各“相”电流变化值而发出监控信号，并通 过该接触器实现对受控设备的“过载保护”功能。当接触器所控设备发生“断相运行”时，三相负荷电流不平衡，继电保护装置能自 动发出“声”、“光”报警信号，同时也可发出“远控信号”;当故障时间超过了继电保护装置设 定时限，继电保护装置令接触器电磁铁断电，接触器分闸。上述电流互感器与继电保护装置 根据负荷不同各相的电流不平衡度而发出监控信号，通过该接触器实现对受控设备的“断 相”保护功能。当接触器所控设备发生“过载”、“断相”等运行故障时，继电保护装置即发出“报警 信号”及“远控信号”，以提醒设备操作人员及时排除故障，当故障超出设定期限时，多功能 接触器可强行退出运行设备；当故障解除后，继电保护装置所发出的“报警信号”及“远控信 号”亦自动解除。通过继电保护装置所发出的实时故障信号及监控信号，实现了对受控设备 的运行保护、故障报警、及信号远传等功能。本实用新型将真空开关与小型化电流互感器、继电保护装置组装在一体，真空接 触器不仅具备高压开关作用，同时还具备多种电气保护功能。该真空接触器各相装有电流 互感器，并配有独立的继电保护装置，与真空开关共作用，使该真空接触器具备有“过载”、 “断相”保护功能，同时具备“电流监测”、“故障信号远传”等功能。由于该接触器自备电气 保护装置，能有效提高如电动机、电容器等高压电气设备保护能力和监控水平；选配该接触 器可使开关柜省去传统的电流互感器及继保装置、简化柜体结构，降低了开关柜制造成本， 同时可实现开关柜体的小型化、标准化生产。本实用新型具有集真空接触器、电流互感器和继电保护装置于一体，可省去传统 的电流互感器及继电保护装置，简化柜体结构，从而有效降低开关柜生产成本，同时可实现 开关柜体小型化、标准化生产的特点。本实用新型主要用于3 IOkV交流电动机、电力电 容器的高压开关柜中，集真空接触器、电流互感器和继电保护装置于一体的多功能真空接 触器。
图1为本实用新型垂直安装时正面结构示意图；图2为本实用新型垂直安装时左面结构示意图；图3为本实用新型垂直安装时背面结构示意图；图4为本实用新型小型化电流互感器垂直安装时正面结构示意图；图5为本实用新型小型化电流互感器垂直安装时左面结构示意图；图6为本实用新型小型化电流互感器垂直安装时底部接线图；图7为本实用新型接触器的主电路图；图8为本实用新型接触器的辅助电源及控制电路图；图9为本实用新型接触器的辅助电源及控制电路图；[0022]图10为实用新型接触器的继电保护单元电路图；图11为辅助开关电路图。
具体实施方式
如图1至图3所示。绝缘隔板2上部装有绝缘框架1、下部安装有支架6。灭弧室 10固定在绝缘框架1上部的空腔内，其上部引线与高压进线端子7 —起固定在绝缘框架1 上，其下部引线与小型化电流互感器9 一起固定绝缘框架1上。小型化电流互感器9安装 有接触器的出线端子8。电磁铁16固定在支架6底部，其衔铁与同步顶杆12相连。同步顶 杆上装置有三只绝缘顶杆11，绝缘顶杆11另一端与灭弧室10的动触点相连，绝缘顶杆11 中间分别套有复位弹簧15。接线端子排4、接地端子14装在支架6上。当接触器的电磁铁16线圈通电时吸合，其衔铁受力带动同步顶杆12向上转动，同 步顶杆12推动绝缘顶杆11上行，灭弧室10动触点上行并与其静触点闭合，接触器完成合 闸；接触器合间后，绝缘顶杆11上复位弹簧被压缩，为接触器跳间作储能准备；而同步顶杆 12转动时带动连动杆3向前运动，推动辅助开关5动作。当接触器的电磁铁10线圈断电后，其衔铁失去了旋转推力，绝缘顶杆11上的复位 弹簧15因上行时压缩而复位，并带动绝缘顶杆11下行、灭弧室10动触点下行并与静触点 快速分离，接触器完成分间；接触器分间后，同步顶杆12复位时带动连动杆3向后运动，推 动电磁铁16的衔铁复位、辅助开关5也自动复位。小型化电流互感器如图4至图6所示。一次导杆17贯穿通过其二次线圈19，二次 线圈19的引线螺母20安装在互感器底部。上述零件用环氧树脂胶18通过真空浇注一起 成一个封闭体。该互感器的二次线圈19有四个接线端子，通过端子组合接线，可组成多种 电流变比。该互感器的一次导杆17的一端与接触器的真空灭弧室10底部引线相连，并固 定在绝缘框架1上，其另一端与安装有导电排，以兼作接触器的高压出线端子。接触器的主电路如图7所示。接触器的三对主触QL，其静触点与高压线路相连、动 触点的高压引线分别串接有小型化电流互感器TAl 3 ；互感器TAl 3与高压负荷(如 电动机、电容器等)相连。接触器的辅助电源及控制电路图如图8所示。外加交流220V电源经过单相整流 桥UR整流后为士220V直流电压，以作为接触器电磁铁的操作电源及继保装置的工作电源。 电容器C作交流滤波器；接触器的电磁铁线圈YA回路串接有起停控制开关SA1、继电保护 监控触点KT。接触器的继电保护单元电路图如图9所示。小型化电流互感器TAl 3的二次回 路分别串接有电流表PA1 3 (外接)、电流继电器，其零序回路串接有零序电流继电器KZ ； 上述继电器触点(动合型)全部并联接入保护回路。时间继电器KT用于保护延时监控，其 触点(延时动断)直接串联在电磁铁线圈回路；报警器包括指示灯HL及蜂鸣器HZ，分别 用于故障现场的“声”、“光”报警。中间继电器KM与报警同步动作，其触点可用于远传故障 信号(如图10)。图9所用“电流继电器”仅适用于允许重复起动的高压负荷；如果负荷不 允许重复起动，则上述继电器应改用热继电器。图8及图9所用电器元件均安装在接触器的继保盒13中。辅助开关SA2电路图如图10所示。远传信号电路图如图11所示。
5[0033]当外接开关SAl处于断开或分闸状态时，电磁铁线圈YA回路断开，接触器处于 分闸状态；当外接开关SAl处于闭合或合闸状态时，电磁铁线圈YA回路通电而吸合，接触 器动、静触点接通，接触器的高压负荷与高压系统接通；电磁铁线圈YA可通过辅助开关 SA2“自保持”而维持接触器的合闸状态；当外接开关SAl重新处于断开或分闸状态时，电磁 铁线圈YA因失电而自动分闸。当接触器的受控设备负荷处于正常状态时，小型化电流互感器TAl 3三相电流 平衡，其二次回路电流值小于电流继电器KCl 3设定值，继保触点KCl 3、KZ均处于断 开状态，接触器电磁铁YA均保持在通电状态。当接触器出现“过载运行”时，小型化电流互感器TAl 3 二次回路电流值大于电 流继电器KCl 3设定值，电流继电器KCl 3吸合，继保回路接通，报警器HL、HZ当即发出 报警信号、中间继电器KM发出远传“故障信号”。此时，时间继电器KT开始处于延时状态， 当“过载运行”时间超出时间继电器KT延时范围时，时间继电器KT动作，接触器电磁铁线 圈YA回路被切断，接触器保护监控跳闸。这样就实现了对受控设备的“过载”保护功能。当接触器的受控设备某相出现“断相运行”时，小型化电流互感器TAl 3 二次回 路电流不衡，其零序回路有零序电流通过，零序电流继电器KZ吸合，继保回路，报警器HL、 HZ当即发出报警信号、中间继电器KM发出远传“故障信号”；当“断相运行”时间超出时间 继电器KT延时范围时，时间继电器KT动作，接触器电磁铁线圈YA回路被切断，接触器保护 监控跳闸。这样就实现对受控设备的“断相，，保护功能。当受控设备“过载”或“断相”运行故障解除后，负荷电流灰复到正常状态，电流继 电器KC或零序电流继电器KZ触点则即自动返回到断开状态，继保回路断开，故障报警信号 及远传故障信号均自动解除。如果此时受控设备已停机，则可重新起动设备(注如果“继 保单元”为热继电器型，则应先对接触器的继保单元复位后，方可重新起动设备)。
权利要求一种多功能真空接触器，包括真空灭弧室(10)、电磁铁(16)、绝缘顶杆(11)、同步顶杆(12)、辅助开关(5)、高压进线端子(7)、高压出线端子(8)，其特征是还包括绝缘隔板(2)及上部的绝缘框架(1)、下部的支架(6)，所述的真空灭弧室(10)安装在绝缘框架(1)上，电磁铁(16)固定在支架(6)底部；在绝缘框架(1)上固定安装有电流互感器(9)；在支架(6)上装有继电保护装置；真空灭弧室(10)静触头与高压进线端子(7)连接，动触头通过同步顶杆(12)、绝缘顶杆(11)与电磁铁(16)的衔铁相连，动触头导电板与电流互感器(9)一次侧相连；电流互感器(9)的二次回路与继电保护装置电连接；电流互感器(9)与高压出线端子(8)连接。
2.根据权利要求1所述的多功能真空接触器，其特征是所述的电流互感器(9)由一 次导杆(17)、二次线圈(19)、引线螺母(20)、环氧树脂胶(18)构成，为紧凑型直挂式结构； 二次线圈(19)为抽头式；一次导杆(17)贯穿通过二次线圈(19)；一次导杆(17)、二次线圈 (19)、引线螺母(20)用环氧树脂胶(18)通过真空浇注一起成一个封闭体；一次导杆(17) 的一端与真空灭弧室(10)底部引线相连，并固定在绝缘框架(1)上，其另一端经导电排与 高压出线端子(8)连接。
3.根据权利要求1或2所述的多功能真空接触器，其特征是所述的继电保护装置由 辅助电源及控制电路、继电保护单元电路、监测仪表接口电路组成。
专利摘要本实用新型的名称为多功能真空接触器。属于高压电器技术领域。它主要是解决真空接触器功能单一问题。它的主要特征是包括真空灭弧室、电磁铁、绝缘顶杆、同步顶杆、绝缘隔板、绝缘框架、支架等；真空灭弧室安装在绝缘框架上，电磁铁固定在支架底部；在绝缘框架上安装电流互感器；在支架上装有继电保护装置；真空灭弧室静触头与高压进线端子连接，动触头通过同步顶杆、绝缘顶杆与电磁铁的衔铁相连，动触头导电板与电流互感器一次侧相连。本实用新型可以具有替代传统的真空接触器、电流互感器及继电保护等装置，也可简化柜体结构，从而有效降低开关柜生产成本的特点，主要用于3～10kV交流电动机、电力电容器的高压开关柜中的多功能真空接触器。
文档编号H02H3/08GK201754495SQ20102016453
公开日2011年3月2日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者周少文, 肖应琼 申请人:湖北天工机电技术有限公司