户外两次跌开熔断器联动系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种户外两次跌开熔断器联动系统，包括主熔管及配备主熔管的第一瓷柱、备用熔管以及配备备用熔管的第二瓷柱、延时联动机构；主熔管连接于配电线路中，备用熔管通过延时联动机构连接于配电线路中；延时联动机构包括将主熔管熔断跌开时的转矩减速并转化为设定范围内的旋转角输出的减速调程装置、将减速调程装置输出的旋转角转化为延时时限输出的延时装置、包括设置于真空灭弧气室中且能够开启和闭合的动触头和静触头的真空灭弧装置。该熔断器联动系统能够保障配电线路的运行，其跌开情况可供人员判断故障类型具有较高的灵敏度和可靠性，并能够有效缩短故障巡查时间；其结构轻便、成本较低，而安全性及效能较高。
【专利说明】户外两次跌开熔断器联动系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于户外配电线路中的熔断器装置。
【背景技术】
[0002]在中压配电线路现场中，经常使用高压跌落式熔断器来作为该熔断器之后的支线及用户电力发生故障后的保护装置。多年来的现场运行证明，其仍是针对配电线路的有效保护手段之一，但同时，也反映出该熔断器动作后，对下属支线及电力用户发生瞬间故障后被迫停运、一定程度上影响了供电可靠性的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种智能化的实现二次跌落、能够较准确地反映故障类型、避免一般故障时长时间停电的户外两次跌开熔断器联动系统。
[0004]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
一种户外两侧跌开熔断器联动系统，包括主熔管及配备所述的主熔管的第一瓷柱、备用熔管以及配备所述的备用熔管的第二瓷柱、延时联动机构；所述的主熔管连接于配电线路中，所述的备用熔管通过所述的延时联动机构连接于所述的配电线路中；
所述的延时联动机构包括
减速调程装置，所述的减速调程装置的输入端与所述的主熔管的下挂点相传动连接，所述的减速调程装置将所述的主熔管熔断跌开时的转矩减速并转化为设定范围内的旋转角输出；
延时装置，所述的延时装置的输入端与所述的减速调程装置的输出端相连接，所述的延时装置将所述的减速调程装置输出的旋转角转化为延时时限输出；
真空灭弧装置，所述的真空灭弧装置包括设置于真空灭弧气室中且能够开启和闭合的动触头和静触头，所述的动触头与所述的延时装置的输出端相连接并在所述的延时装置的控制下按其延时时限动作而与所述的静触头闭合，所述的真空灭弧装置与所述的备用熔管串接后连接于所述的配电线路中。
[0005]优选的，所述的减速调程装置包括输入端与所述的主熔管的下挂点相连接的减速器、输入端与所述的减速器的输出端相连接的精确调程器，所述的精确调程器的输出端与所述的延时装置相连接。
[0006]优选的，所述的减速器为齿轮减速器或蜗杆减速器。
[0007]优选的，所述的延时装置包括在所述的减速调程装置的输出端的驱动下转动的凸轮，所述的凸轮与所述的真空灭弧装置中的动触头相连接。
[0008]优选的，所述的凸轮与所述的动触头之间设置有反力弹簧。
[0009]优选的，所述的主熔管的下挂点与所述的减速调程装置的输入端通过凹槽联轴器相连接。
[0010]优选的，所述的主熔管的下挂点与所述的备用熔管的下挂点之间设置有下连接组件，所述的下连接组件包括相对固设的上绝缘罩和下绝缘罩，所述的上绝缘罩和所述的下绝缘罩之间具有间隙，所述的减速调程装置、所述的延时装置、所述的真空灭弧装置均设置于所述的间隙中，所述的真空灭弧装置的动触头与所述的第一瓷柱的下桩头之间、所述的真空灭弧装置的静触头与所述的第二瓷柱的下桩头之间分别通过下引流线良导体相连接，所述的下引流线良导体也设置于所述的间隙中。
[0011]优选的，所述的下绝缘罩的两端分别设置有与所述的第一瓷柱的下桩头或所述的第二瓷柱的下桩头相可拆卸连接的下销钉，所述的导体与所述的下销钉相连接。
[0012]优选的，所述的第一瓷柱的上桩头和所述的第二瓷柱的上桩头通过上连接组件相连接，所述的上连接组件包括上绝缘条、下绝缘条和上引流线良导体，所述的上绝缘条和下绝缘条相对固设，所述的上引流线良导体固设于所述的上绝缘条和所述的下绝缘条之间。
[0013]优选的，所述的上绝缘条和所述的下绝缘条的两端部相对应地开设有销钉孔，所述的销钉孔中设置有与所述的第一瓷柱的上桩头或所述的第二瓷柱的上桩头相可拆卸连接的上销钉。
[0014]本发明的工作原理是:主熔管接入配电线路中，当配电线路发生故障时，主熔管熔断并跌落，跌落过程所带来的转矩经过减速调程装置后转化为一相应的旋转角，该旋转角又经过延时装置而驱动真空灭弧装置中的动触头延时动作，使得备用熔管经延时后接入配电线路中。若故障为一般故障，则在主熔管熔断后一端延时时间内自动启动备用熔管，恢复对下属支线及用户的供电；若故障为永久故障，则主熔管先熔断退出，备用熔管启动后也退出，从而形成熔断器系统的两次跌开。
[0015]由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:
1、该熔断器联动系统可以根据不同故障类型而产生一次熔断跌开或两次熔断跌开，人员可以根据跌开情况判断故障类型，从而为及时排除故障提供保障，具有较高的灵敏度和可靠性，并能够有效缩短故障巡查时间；
2、该熔断器联动系统采用双熔管设计，人员可以根据现场的实际情况，灵活地选择单熔管运行或双熔管运行，从而保障配电线路的运行；
3、该熔断器联动系统结构轻便、成本较低，而安全性及效能较高，满足配电网系统智能化发展的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]附图1为本发明的户外两次跌开熔断器联动系统的示意图。
[0017]附图2为本发明的户外两次跌开熔断器联动系统的A部放大视图。
[0018]附图3为本发明的户外两次跌开熔断器联动系统的凹槽联轴器的示意图。
[0019]附图4为本发明的户外两次跌开熔断器联动系统的下连接组件的主视示意图。
[0020]附图5为本发明的户外两次跌开熔断器联动系统的下连接组件的俯视示意图。
[0021]附图6为本发明的户外两次跌开熔断器联动系统的上连接组件的主视示意图。
[0022]附图7为本发明的户外两次跌开熔断器联动系统的上连接组件的俯视示意图。
[0023]附图8为本发明的户外两次跌开熔断器联动系统的原理框图。
[0024]附图9为本发明的户外两次跌开熔断器联动系统的操作流程图。
[0025]以上附图中:1、主熔管；2、第一瓷柱；3、备用熔管；4、第二瓷柱；5、主悬挂体；6、主转轴；7、减速调程装置；8、延时装置；9、真空灭弧装置；10、减速器；11、精确调程器；12、凹槽联轴器；13、凸轮；14、真空灭弧气室；15、动触头；16、静触头；17、反力弹簧；18、上绝缘罩；19、下绝缘罩；20、下引流线良导体；21、下销钉；22、上绝缘条；23、下绝缘条；24、上引流线良导体；25、上销钉；26、上连接组件。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
[0027]实施例一:参见附图1和附图2所示，一种设置于IOkV配电线路中的户外两侧跌开熔断器联动系统，包括主熔管I及配备主熔管I的第一瓷柱2、备用熔管3以及配备备用熔管3的第二瓷柱4、延时联动机构。主熔管I的下端为其下挂点，包括主悬挂体5以及主转轴6，主悬挂体5连接于主熔管I端并与主转轴6相连接，当主熔管I熔断而跌落时，其会通过主悬挂体5带动主转轴6转动；备用熔管3的下端为其下挂点。第一瓷柱2的上下两端分别为其上桩头和下桩头，第二瓷柱4的上下两端分别为其上桩头和下桩头。主熔管I直接连接于配电线路中，而备用熔管3则通过延时联动机构连接于配电线路中。
[0028]延时联动机构包括减速调程装置7、延时装置8和真空灭弧装置9。
[0029]减速调程装置7用于将主熔管I熔断跌开时的转矩减速并转化为设定范围内的旋转角输出。该减速调程装置7的输入端与主熔管I的下挂点相传动连接。
[0030]具体的，减速调程装置7包括输入端与主熔管I的下挂点相连接的减速器10、输入端与减速器10的输出端相连接的精确调程器U。
[0031]减速器10为齿轮减速器或蜗杆减速器。本实施例中，采用二级齿轮减速器，其包括输入轴、输出轴以及三个相哨合传动的齿轮，该减速器10的输入轴与主熔管I的下挂点相传动连接，而减速器10的输出轴则与精确调程器11相连接。本实施例中，精确调速器包括输入轴、输出轴以及分别设置于输入轴和输出轴上的两个相哨合的锥齿轮。精确调速器的输入轴与减速器10的输出轴共轴连接，而精确调程器11的输出轴则与延时装置8相连接。上述减速器10和精确调程器11可以共同安装于同一外壳中形成减速调程装置7，减速器10的输入轴为该减速调程装置7的输入端，而精确调程器11的输出轴则为该减速调程装置7的输出端。上述减速器10的输出传动比i设置为8-40之间任一值。而通过整个减速调程装置7可以将主熔管I跌落的转矩转换为可控的90° -180°之间任一角度的旋转角。
[0032]主熔管I的下挂点与减速调程装置7的输入端通过凹槽联轴器12相连接，如附图
3所示。凹槽联轴器12包括开设有凹槽的本体，该本体固设于减速调程装置7的输入端上，而主熔管I下挂点的主转轴6则嵌设于本体上的凹槽中。
[0033]延时装置8用于将减速调程装置7输出的旋转角转化为延时时限输出。在本实施例中，采用机械结构实现延时，例如。采用在减速调程装置7的输出端的驱动下转动的凸轮13来实现上述功能，延时装置8的输入端，即凸轮13的输入轴与减速调程装置7的输出端相连接，可以按需设置凸轮延时装置8将旋转角转化为0.5秒-1秒、I秒-1.5秒、1.5秒-2秒、2秒-2.5秒、2.5秒-3秒、3秒-3.5秒等多个延时时限。
[0034]真空灭弧装置9包括真空灭弧气室14、设置于真空灭弧气室14中且能够开启和闭合的动触头15和静触头16。动触头15与延时装置8的输出端相连接，即动触头15通过设置于其上的反力弹簧17与凸轮13相连接，从而该动触头15能够在延时装置8的控制下按其延时时限动作而与静触头16闭合。同时，真空灭弧装置9的动触头15与第一瓷柱2的下桩头之间、真空灭弧装置9的静触头16与第二瓷柱4的下桩头之间分别通过下引流线良导体20相连接，使得该真空灭弧装置9与备用熔管3串接后通过连接于配电线路中。下引流线良导体20包括导体以及包覆于到体外的绝缘层。而备用熔管3的下挂点与静触头16之间也可以通过凹槽联轴器12实现连接。当动触头15和静触头16为分离状态时，可实现主熔管I的正常流通状态，而当动触头15和静触头16为闭合状态时，则可启动备用熔管3的延时流通状态。
[0035]主熔管I的下挂点与备用熔管3的下挂点之间设置有下连接组件相连接并作为支撑以及绝缘包封。如附图4和附图5所示，下连接组件包括相对固设的上绝缘罩18和下绝缘罩19，上绝缘罩18和下绝缘罩19之间具有间隙，减速调程装置7、延时装置8、真空灭弧装置9均设置于间隙中，而连接于真空灭弧装置9的动触头15与第一瓷柱2的下桩头之间、连接于真空灭弧装置9的静触头16与第二瓷柱4的下桩头之间的下引流线良导体20也设置于间隙中。下绝缘罩19的两端分别设置有与第一瓷柱2的下桩头或第二瓷柱4的下桩头相可拆卸连接的下销钉21，导体与下销钉21相连接。
[0036]第一瓷柱2的上桩头和第二瓷柱4的上桩头通过上连接组件26相连接。如附图6和附图7所示，上连接组件26包括上绝缘条22、下绝缘条23和上引流线良导体24，上绝缘条22和下绝缘条23相对固设，上引流线良导体24固设于上绝缘条22和下绝缘条23之间。上绝缘条22和下绝缘条23的两端部相对应地开设有销钉孔，销钉孔中设置有与第一瓷柱2的上桩头或第二瓷柱4的上桩头相可拆卸连接的上销钉25。上引流线良导体24包括导体以及包覆于到体外的绝缘层。
[0037]上述主熔管I和备用熔管3均具有两种静止状态和运动变化状态。两种静止状态指主熔管I或备用熔管3处于断开状态或闭合状态，而运动变化状态则至其由闭合状态转化为断开状态或由断开状态转化为闭合状态。
[0038]如附图8所示，该户外两次跌开熔断器联动系统的工作原理是:主熔管I接入配电线路，当发生故障时，主熔管I的熔丝过流熔断，从而主熔管I跌开。在主熔管I跌开的过程中，其绕下挂点转动而通过凹槽联轴器12将转矩输入至减速器10中。减速器10正向动作而将所输入的转矩按其传动比减速输出至精确调程器11。精确调程器11正向动作而将输入的转矩对应地转换成一定范围的旋转角输出并去顶凸轮延时装置8正向动作而转过一定角度。随着凸轮13的转动,其所驱动的真空灭弧装置9中的动触头15逐渐向静触头16靠近，并在到达延时装置8的延时时限时，二者闭合。此时，若所发生的故障为一般的瞬时故障，则备用熔管3的熔丝接入配电线路并启动，从而恢复供电，而若故障非瞬时故障，则备用熔管3的熔丝也熔断而退出运行。在发生故障后的检修并使该户外两次跌开熔断器联动系统恢复运行的过程中，首先通过绝缘操作杆将更换新熔丝的主熔管I绕其下挂点反向转动而恢复接入配电线路，此时，使得减速器10、精确调程器11、凸轮延时装置8也同步反向动作，进而使得真空灭弧装置9中的动触头15与静触头16逐渐分离，备用熔管3退出配电线路。
[0039]参见附图9所示，假设主熔管I因过流、短路故障影响熔丝熔断，主熔管I跌落产生的固有势能传递至主熔管I的下挂点，与之协同相连的凹槽连轴器促成减速器10通过可量化减速实现输出端传动比i=8_40，将可量化的小角度转矩正向传递给精确调程器11。精确调程器11接收相对应的小角度转矩指令并发送可控的90° -180°正向旋转角传至凸轮延时装置8，凸轮延时装置8接受正向旋转角并按需转化为0.5秒-1秒、I秒-1.5秒、1.5秒-2秒、2秒-2.5秒、2.5秒-3秒、3秒-3.5秒等配合的延时时限，真空灭弧装置9按凸轮延时装置8传递的延时时限执行具备灭弧的闭合操作指令。当确实为瞬间故障，则备用熔管3的熔丝经过下连接组件内的引流线良导体20、真空灭弧装置9中的动触头15和静触头16的闭合回路恢复供电。运行抢修人员可以通过主熔管I的跌落，备用熔管3的投入，且该电力客户没有失去用电的情况判断发生了一次瞬时故障，并适时更换主熔管I的熔丝。反之若非瞬间故障，则备用熔管3的熔丝熔断中止供电，此时必须查明原因，妥善处理后才能恢复主熔管I和备用熔管3。待排除电力客户端永久性故障后通过合格的高压绝缘操作杆试送恢复主熔管I。主熔管I恢复送电过程中产生的反向固有势能传递至其下挂点，与之协同相连的凹槽连轴器促成减速器10通过可量化减速实现输出端传动比i=8-40，将可量化的小角度转矩反向传递给精确调程器11。精确调程器11接收相对应的小角度转矩指令以及发送可控的90° -180°反向旋转角传至凸轮延时装置8，凸轮延时装置8接受反向旋转角并转化为0.5秒-1秒、I秒-1.5秒、1.5秒-2秒、2秒-2.5秒、2.5秒-3秒、3秒-3.5秒等配合的延时时限，反力弹簧17配合真空灭弧装置9按凸轮延时装置8传递的延时时限执行具备灭弧的分离操作指令。主熔管I恢复送电之后，同样可通过合格的高压绝缘操作杆试送恢复备用熔管3，完成主熔管I与备用熔管3的恢复工作。
[0040]上述户外两次跌开熔断器联动系统，解决了瞬间故障给大量电力客户带来的停电影响，并且在备用熔管3断开时，可指导现场运行抢修人员正确判断为永久性故障，必须查明原因，妥善处理后才能恢复供电，大量节省了抢修工时。尤其是，其意在解决偏远农村长支线及电力用户供电可靠性的难点，采用双熔管的设置能够准确的反应故障的类型，具体特性表现为(I)对于一般的瞬间故障，首先通过主支熔管跌开，断开下属支线及用户供电，经过一定时限的延迟，启动备用熔管3，恢复对该支线以下客户的供电；(2)若为永久性故障，则主熔管I先退出，备用熔管3启动后也定时退出，抢(检)人员可以根据双熔管的位置判断出故障的类型；(3)因采用双熔管设计，电力抢(检)人员可根据现场实际情况，灵活选择单熔管运行方式或双熔管运行方式，对于下属支线存在临近电力线路施工作业等外力破坏隐患的条件下，可选单熔管运行方式确保施工意外及时切断电源，如遇穿越偏远空旷丘陵、经济作物地带，人迹稀少易发生漂浮物引发瞬时故障等实际现场，可选双熔管运行方式，及时排除故障恢复供电。其主要的优点表现在:(1)结构轻便，免维护；(2)双熔具配合的高灵敏性与可靠性；(3)有效缩短故障巡查时间。
[0041]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种户外两次跌开熔断器联动系统，其特征在于:其包括主熔管及配备所述的主熔管的第一瓷柱、备用熔管以及配备所述的备用熔管的第二瓷柱、延时联动机构；所述的主熔管连接于配电线路中，所述的备用熔管通过所述的延时联动机构连接于所述的配电线路中； 所述的延时联动机构包括 减速调程装置，所述的减速调程装置的输入端与所述的主熔管的下挂点相传动连接，所述的减速调程装置将所述的主熔管熔断跌开时的转矩减速并转化为设定范围内的旋转角输出； 延时装置，所述的延时装置的输入端与所述的减速调程装置的输出端相连接，所述的延时装置将所述的减速调程装置输出的旋转角转化为延时时限输出； 真空灭弧装置，所述的真空灭弧装置包括设置于真空灭弧气室中且能够开启和闭合的动触头和静触头，所述的动触头与所述的延时装置的输出端相连接并在所述的延时装置的控制下按其延时时限动作而与所述的静触头闭合，所述的真空灭弧装置与所述的备用熔管串接后连接于所述的配电线路中。
2.根据权利要求1所述的户外两次跌开熔断器联动系统，其特征在于:所述的减速调程装置包括输入端与所述的主熔管的下挂点相连接的减速器、输入端与所述的减速器的输出端相连接的精确调程器，所述的精确调程器的输出端与所述的延时装置相连接。
3.根据权利要求2所述的户外两次跌开熔断器联动系统，其特征在于:所述的减速器为齿轮减速器或蜗杆减速器。
4.根据权利要求2所述的户外两次跌开熔断器联动系统，其特征在于:所述的延时装置包括在所述的减速调程装置的输出端的驱动下转动的凸轮，所述的凸轮与所述的真空灭弧装置中的动触头相连接。
5.根据权利要求4所述的户外两次跌开熔断器联动系统，其特征在于:所述的凸轮与所述的动触头之间设置有反力弹簧。
6.根据权利要求1所述的户外两次跌开熔断器联动系统，其特征在于:所述的主熔管的下挂点与所述的减速调程装置的输入端通过凹槽联轴器相连接。
7.根据权利要求1所述的户外两次跌开熔断器联动系统，其特征在于:所述的主熔管的下挂点与所述的备用熔管的下挂点之间设置有下连接组件，所述的下连接组件包括相对固设的上绝缘罩和下绝缘罩，所述的上绝缘罩和所述的下绝缘罩之间具有间隙，所述的减速调程装置、所述的延时装置、所述的真空灭弧装置均设置于所述的间隙中，所述的真空灭弧装置的动触头与所述的第一瓷柱的下桩头之间、所述的真空灭弧装置的静触头与所述的第二瓷柱的下桩头之间分别通过下引流线良导体相连接，所述的下引流线良导体也设置于所述的间隙中。
8.根据权利要求7所述的户外两次跌开熔断器联动系统，其特征在于:所述的下绝缘罩的两端分别设置有与所述的第一瓷柱的下桩头或所述的第二瓷柱的下桩头相可拆卸连接的下销钉，所述的导体与所述的下销钉相连接。
9.根据权利要求1所述的户外两次跌开熔断器联动系统，其特征在于:所述的第一瓷柱的上桩头和所述的第二瓷柱的上桩头通过上连接组件相连接，所述的上连接组件包括上绝缘条、下绝缘条和上引流线良导体，所述的上绝缘条和下绝缘条相对固设，所述的上引流线良导体固设于所述的上绝缘条和所述的下绝缘条之间。
10.根据权利要求1所述的户外两次跌开熔断器联动系统，其特征在于:所述的上绝缘条和所述的下绝缘条的两端部相对应地开设有销钉孔，所述的销钉孔中设置有与所述的第一瓷柱的上桩头或所述的第二瓷柱的上桩头相可拆卸连接的上销钉。
【文档编号】H01H85/54GK103956284SQ201410217963
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】张建梁, 吕培强, 查阿六 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司苏州供电公司, 苏州闪联高压电器有限公司