一种电路板控制的跌落式智慧型气动开关及其控制方法与流程

1.本发明涉及配网设备领域，具体涉及一种电路板控制的跌落式智慧型气动开关及其控制方法。


背景技术：

2.目前，在配电线路的末端，也就是10kv变压器的高压侧，我们通常使用的是跌落式熔断器来进行短路保护，从结构上可以看出，它分为支架部分、通流部分以及跌落熔管部分等，其中最关键的就是这个跌落熔管部分，其包含灭弧纸和根据各变压器容量的额定熔丝。
3.现有的跌落式熔断器的工作原理为：当短路电流通过熔丝熔断时，产生电弧，熔丝管内衬的钢纸管在电弧作用下产生大量的气体，因熔丝管上端被封死，气体向下端喷出，吹灭电弧，熔丝会因为过电流或者短路电流积热效应而导致熔断，辅以灭弧纸吹弧来断开电路，由于熔丝熔断，熔丝管的上下动触头失去熔丝的系紧力，在熔丝管自身重力和上、下静触头弹簧片的作用下，熔丝管迅速跌落，使电路断开，切除故障段线路或者故障设备。
4.但是，在多年的日常使用过程中，发现了由于熔丝是特定的合金材料组成的，常年的风吹雨淋，其纯度、安装时的差别都有可能导致其电阻率的变化，影响电流过限时动作的时间；且熔断器是灭弧纸吹弧的方式灭弧，灭弧过程存在较大的不稳定性，这些都容易造成熔断器动作不及时、误动作、上一级重合闸失败等一系列问题，因此，这种情况下，提高其开关的准确性与稳定性,发明一种能够快速灭弧、功能稳定的装置就显得尤为重要。


技术实现要素：

5.发明目的：提供一种电路板控制的跌落式智慧型气动开关及其控制方法，通过加装集成电路板，对整体设备进行监测与控制，并利用真空灭弧的方式进行灭弧，为设备正确迅速的断开提供了保障，同时利用气体发生器转被动为主动，大大提高了设备的稳定性，配合设备底部加装了磁励线圈，从而解决了现有技术存在的上述问题。
6.技术方案：一种电路板控制的跌落式智慧型气动开关，包括瓷套绝缘支撑部件、灭弧断流部件、检测控制部件和旋转跌落部件；瓷套绝缘支撑部件，用于绝缘；灭弧断流部件，设置于所述瓷套绝缘支撑部件上，包括连接于所述瓷套绝缘支撑部件上侧的真空灭弧室，用于稳定且迅速的灭弧和断流；检测控制部件，设置于所述瓷套绝缘支撑部件远离灭弧断流部件的一端，用于准确检测和传递数据；旋转跌落部件，与所述灭弧断流部件和检测控制部件相连接，用于执行检测控制部件所传递的信息并配合灭弧断流部件进行断流。
7.在进一步的实施例中，所述检测控制部件包括下接线端子、磁励线圈和螺杆；下接线端子，设置于所述瓷套绝缘支撑部件下侧；磁励线圈，设置于所述下接线端子上方壳体内，磁励线圈一方面检测、发送回路电
流的数据，一方面向集成电路板供电，保证了检测的准确性和有效性，设备底部加装磁励线圈，通过磁励线圈的供电和检测，发送数据到集成电路板，为设备的工作和数据检测的准确性上提供了保障；螺杆，穿过所述磁励线圈设置，用于形成通流回路。
8.在进一步的实施例中，所述检测控制部件还包括集成电路板和探针；集成电路板，设置于所述磁励线圈远离瓷套绝缘支撑部件的一侧，本发明通过设计加装集成电路板，对整体设备进行监测与控制，使得本设备颠覆传统动作方式，解决了跌落式熔断器动作迟缓，无法实时监测电流并反馈的问题；探针，设置于所述集成电路板与磁励线圈之间，用于磁励线圈给集成电路板发送数据以及供电，因为螺杆中电流大小即为回路中电流大小，所以磁励线圈根据电磁感应原理，通过探针给集成电路板发送数据、供电。
9.在进一步的实施例中，所述灭弧断流部件还包括触头一、触头二和上接线端子；触头一，设置于所述真空灭弧室内部；触头二，设置于所述真空灭弧室内部且与触头一对应设置，用于配合触头一进行导流断流；上接线端子，连接于所述触头一上且设置于瓷套绝缘支撑部件上侧，用于连接外接设备和真空灭弧室。
10.在进一步的实施例中，所述灭弧断流部件还包括斜面固定螺栓、上移装置、矩形滑块和上固定弹片；斜面固定螺栓，与所述触头二相连接；上移装置，设置于所述斜面固定螺栓下侧，所述上移装置与斜面固定螺栓之间嵌有矩形滑块；上固定弹片，与所述上移装置相连接，用于连接灭弧断流部件和旋转跌落部件。
11.在进一步的实施例中，所述灭弧断流部件还包括尼龙冲柱、气体发生器和活塞头；尼龙冲柱，设置于所述上移装置远离矩形滑块的一端；气体发生器，设置于所述尼龙冲柱远离上移装置的一侧且与集成电路板通过信号线相连接，气体发生器为驱动机构，通过集成电路板分析数据控制气体发生器动作，基本不存在误动作或者动作不及时的可能，采用数字化的动作控制系统，既为高压开关提供了更多可能，也在其功能的迅速稳定上，提供了保障；活塞头，设置于所述气体发生器与尼龙冲柱之间。
12.在进一步的实施例中，所述旋转跌落部件包括铜触头和铝棒；铜触头，设置于所述上固定弹片下侧，所述上固定弹片通过弹簧压扣住铜触头；铝棒，连接于所述铜触头远离上固定弹片的一端。
13.在进一步的实施例中，所述旋转跌落部件还包括回转定位扣、回转卡扣和旋转基座；回转定位扣，设置于所述铝棒远离铜触头的一端，所述回转定位扣与铝棒之间通过柔性导电材料相连接；回转卡扣，卡设于所述回转定位扣靠近磁励线圈的一侧；旋转基座，安装于所述回转卡扣与磁励线圈之间；
其中，回转定位扣卡着回转卡扣、旋转基座、螺杆和下接线端子形成通流回路。
14.在进一步的实施例中，所述旋转跌落部件还包括线束支撑件和绝缘线；线束支撑件，设置于所述回转定位扣外侧；绝缘线，连接于所述线束支撑件与回转定位扣之间，所述线束支撑件通过绝缘线连接在回转定位扣上。
15.一种电路板控制的跌落式智慧型气动开关的控制方法，包括以下步骤：s1、设备安装在变压器高压侧，输电线路通过上接线端子连接真空灭弧室，下接线端子连接变压器；s2、正常工作时，电流在设备内通过预定顺序形成电流通路，一旦磁励线圈检测并发送到集成电路板中通过螺杆的电流超过阈值，那集成电路板当即向气体发生器发出指令；s3、之后，气体发生器瞬间释放大量气体，推动活塞头和尼龙冲柱，尼龙冲柱推动上移装置，使得斜面固定螺栓与矩形滑块牵引着触头二脱离触头一，实现灭弧并断流；s4、同时，在尼龙冲柱向上运动过程中会带动线束支撑件向上运动，线束支撑件通过绝缘线连接在回转定位扣上，所以线束支撑件向上运动时，带动回转定位扣角度变化，回转卡扣脱扣；s5、随后，铜触头至回转定位扣这部分回路由于重力作用，会以旋转基座为中心旋转扣落在旋转基座上，形成可见开断点。
16.有益效果：本发明涉及一种电路板控制的跌落式智慧型气动开关及其控制方法，通过加装集成电路板，对整体设备进行监测与控制，可以颠覆传统动作方式，解决了跌落式熔断器动作迟缓，无法实时监测电流并反馈的问题；并且利用真空灭弧的方式相对传统灭弧方式更加稳定且迅速，为设备正确迅速的断开提供了保障；同时利用气体发生器形成的气体驱动方式不再依赖被动的熔丝积热融化，而是转被动为主动，大大提高了设备的稳定性，而在设备底部加装了磁励线圈，通过磁励线圈的供电和检测，发送数据到集成电路板，可以为设备的工作和数据检测的准确性上提供了保障。
附图说明
17.图1为本发明的主视图。
18.图2为本发明的剖视图。
19.图中各附图标记为：1.瓷套绝缘支撑部件、2.检测控制部件、201.集成电路板、202.磁励线圈、203.探针、204.下接线端子、205.螺杆、3.灭弧断流部件、301.真空灭弧室、302.触头一、303.触头二、304.上接线端子、305.气体发生器、306.活塞头、307.尼龙冲柱、308.上移装置、309.斜面固定螺栓、310.矩形滑块、311.上固定弹片、4.旋转跌落部件、401.线束支撑件、402.绝缘线、403.回转定位扣、404.回转卡扣、405.铜触头、406.铝棒、407.旋转基座。
具体实施方式
20.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以
实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
21.如图1-图2所示，本发明公开了一种电路板控制的跌落式智慧型气动开关及其控制方法。其中，一种电路板控制的跌落式智慧型气动开关包括瓷套绝缘支撑部件1、灭弧断流部件3、检测控制部件2和旋转跌落部件4。
22.具体地，瓷套绝缘支撑部件1起绝缘功能，灭弧断流部件3和旋转跌落部件4连接于瓷套绝缘支撑部件1右侧，检测控制部件2连接于瓷套绝缘支撑部件1和旋转跌落部件4之间，使得检测控制部件2、灭弧断流部件3和旋转跌落部件4之间的相关组件形成通流回路。
23.灭弧断流部件3设置于瓷套绝缘支撑部件1上，包括连接于瓷套绝缘支撑部件1上侧的真空灭弧室301，用于稳定且迅速的灭弧和断流，在真空灭弧室301内部有两起导流断流作用的触头一302和触头二303。
24.检测控制部件2设置于瓷套绝缘支撑部件1远离灭弧断流部件3的一端，用于准确检测和传递数据。
25.旋转跌落部件4与灭弧断流部件3和检测控制部件2相连接，用于执行检测控制部件2所传递的信息并配合灭弧断流部件3进行灭弧和断流。
26.本技术是一种额定电压为12kv，单相交流50hz的户外架空线配网设备，适用于高压输电线路和电气设备的短路和过载保护，通过瓷套绝缘支撑部件1、检测控制部件2、灭弧断流部件3以及旋转跌落部件4的组成本设备，并通过瓷套绝缘支撑部件1、检测控制部件2、灭弧断流部件3以及旋转跌落部件4的配合能够实现准确捕捉过限电流、精确控制开关动作以及灭弧特性稳定等好处。
27.同时，本设备，即跌落式智慧型气动开关不再依赖被动的熔丝积热融化，而是转被动为主动，通过集成电路板201对气体发生器305的控制，一旦电流过限，立即驱动设备动作，大大提高了设备的稳定性。
28.如图1-图2所示，检测控制部件2包括下接线端子204、磁励线圈202和螺杆205。
29.其中，下接线端子204设置于瓷套绝缘支撑部件1下侧。
30.磁励线圈202设置于下接线端子204上方壳体内，磁励线圈202接线至主线缆壳体中的集成电路板201，磁励线圈202一方面检测、发送回路电流的数据，一方面向集成电路板201供电，保证了检测的准确性和有效性，设备底部加装磁励线圈202，通过磁励线圈202的供电和检测，发送数据到集成电路板201，为设备的工作和数据检测的准确性上提供了保障。
31.螺杆205穿过磁励线圈202设置，用于形成通流回路。
32.如图2所示，检测控制部件2还包括集成电路板201和探针203。
33.其中，集成电路板201设置于磁励线圈202远离瓷套绝缘支撑部件1的一侧，本技术通过设计加装集成电路板201，对整体设备进行监测与控制，使得跌落式智慧型气动开关颠覆传统动作方式，解决了跌落式熔断器动作迟缓，无法实时监测电流并反馈的问题。
34.探针203设置于集成电路板201与磁励线圈202之间，用于磁励线圈202给集成电路板201发送数据以及供电。
35.因为螺杆205中电流大小即为回路中电流大小，所以磁励线圈202根据电磁感应原理，通过探针203给集成电路板201发送数据、供电。
36.实际使用时，通过集成电路板201对气体发生器305的控制，一旦电流过限，气体发生器305释放气体推动活塞头306、活塞头306推动尼龙冲柱307冲击上移装置308，随着上移装置308滑动拉出斜面固定螺栓309，斜面固定螺栓309带动真空灭弧室301内的触头二303和触头一302分离，从而完成灭弧和断开，大大提高了设备的稳定性。
37.如图1-图2所示，灭弧断流部件3还包括触头一302、触头二303和上接线端子304。
38.其中，触头一302设置于真空灭弧室301内部。
39.通过采用真空灭弧室301的方式，大大提高了设备灭弧的成功率，在多种创新点相结合的情况下，保证了每一台跌落式智慧型气动开关的动作及时，性能准确稳定，同时，设备灭弧方式采用真空灭弧室301灭弧，此灭弧方式相对灭弧纸灭弧更加稳定且迅速，为设备正确迅速的断开提供了保障。
40.触头二303设置于真空灭弧室301内部且与触头一302对应设置，用于配合触头一302进行导流断流。
41.上接线端子304连接于触头一302上且设置于瓷套绝缘支撑部件1上侧，用于连接外接设备和真空灭弧室301。
42.使用时，变压器高压侧串联此设备，设备通过上接线端子304连接真空灭弧室301，10kv电压等级下发生故障，任何暴露在空气中的通流回路直接断开都会形成拉弧，如无稳定迅速的灭弧方式，就会加长断开时间，因为真空不会被击穿且灭弧方式极稳定，所以采用真空灭弧室301灭弧，可以为设备正确迅速的断开提供保障。
43.如图2所示，灭弧断流部件3还包括斜面固定螺栓309、上移装置308、矩形滑块310和上固定弹片311。
44.其中，斜面固定螺栓309与触头二303相连接。
45.上移装置308设置于斜面固定螺栓309下侧，上移装置308与斜面固定螺栓309之间嵌有矩形滑块310，矩形滑块310嵌入斜面固定螺栓309与上移装置308之间，上移装置308为斜面设置，上移装置308内斜面上薄下宽。
46.上固定弹片311与上移装置308相连接，用于连接灭弧断流部件3和旋转跌落部件4。
47.工作时，变压器高压侧串联此设备，设备通过上接线端子304连接真空灭弧室301，正常工作时，电流在设备内通过预定顺序形成电流通路，一旦磁励线圈202检测并发送到集成电路板201中通过螺杆205的电流超过阈值，那集成电路板201当即向气体发生器305发出指令，之后，气体发生器305瞬间释放大量气体，推动活塞头306和尼龙冲柱307，尼龙冲柱307推动上移装置308，使得斜面固定螺栓309与矩形滑块310牵引着触头二303脱离触头一302，实现灭弧并断流。
48.如图2所示，灭弧断流部件3还包括尼龙冲柱307、气体发生器305和活塞头306。
49.其中，尼龙冲柱307设置于上移装置308远离矩形滑块310的一端。
50.气体发生器305设置于尼龙冲柱307远离上移装置308的一侧且与集成电路板201通过信号线相连接，气体发生器305为本设备的驱动机构，通过集成电路板201分析数据控制气体发生器305动作，基本不存在误动作或者动作不及时的可能，采用程序化、数字化的动作控制系统，既为高压开关提供了更多可能，也在其功能的迅速稳定上，提供了保障。
51.其中，磁励线圈202采集数据，集成电路板201分析数据并控制气体发生器305动
作。
52.活塞头306设置于气体发生器305与尼龙冲柱307之间，气体发生器305和活塞头306处于相对密闭的空间内。
53.集成电路板201信号线接气体发生器305，气体发生器305上端盖着活塞头306，活塞头306上端顶着尼龙冲柱307，活塞头306、气体发生器305在相对密闭的空间。
54.工作中，当磁励线圈202所发送给集成电路板201的数据中存在有异常信号时，集成电路板201会立即向气体发生器305，即本技术的驱动机构发送指令，瞬时形成大压强推动活塞头306，气体发生器305中活塞头306带动着尼龙冲柱307，尼龙冲柱307上方存在有上移装置308，上移装置308内斜面与斜面固定螺栓309之间嵌着矩形滑块310，斜面固定螺栓309连接有真空灭弧室301内部的触头二303。
55.如图1-图2所示，旋转跌落部件4包括铜触头405和铝棒406。
56.铜触头405设置于上固定弹片311下侧，上固定弹片311通过弹簧压扣住铜触头405。
57.铝棒406连接于铜触头405远离上固定弹片311的一端，铜触头405连接铝棒406，铝棒406通过柔性导电材料连接至回转定位扣403。
58.如图2所示，旋转跌落部件4还包括回转定位扣403、回转卡扣404和旋转基座407。
59.其中，回转定位扣403设置于铝棒406远离铜触头405的一端，回转定位扣403与铝棒406之间通过柔性导电材料相连接。
60.回转卡扣404卡设于回转定位扣403靠近磁励线圈202的一侧。
61.旋转基座407安装于回转卡扣404与磁励线圈202之间。
62.其中，回转定位扣403卡着回转卡扣404、旋转基座407、螺杆205和下接线端子204形成通流回路。
63.另外，旋转跌落部件4还包括线束支撑件401和绝缘线402。
64.其中，线束支撑件401设置于回转定位扣403外侧。
65.绝缘线402连接于线束支撑件401与回转定位扣403之间，线束支撑件401通过绝缘线402连接在回转定位扣403上。
66.正常工作时，电流通过上接线端子304、触头一302、触头二303、斜面固定螺栓309、矩形滑块310、上移装置308、上固定弹片311、铜触头405、铝棒406、回转定位扣403、回转卡扣404、旋转基座407、下接线端子204、下接线端子204的顺序形成电流通路。
67.同时，在尼龙冲柱307向上运动过程中会带动线束支撑件401向上运动，线束支撑件401通过绝缘线402连接在回转定位扣403上，所以线束支撑件401向上运动时，带动回转定位扣403角度变化，回转卡扣404脱扣，随后，铜触头405至回转定位扣403这部分回路由于重力作用会以旋转基座407为中心旋转跌落，实际是扣在旋转基座407上，并不是完全跌落，而后形成可见开断点。
68.基于上述技术方案，本发明具体的工作过程如下：设备安装在变压器高压侧，输电线路通过上接线端子304连接真空灭弧室301，下接线端子204连接变压器，正常工作时，电流在设备内通过预定顺序形成电流通路，一旦磁励线圈202检测并发送到集成电路板201中通过螺杆205的电流超过阈值，那集成电路板201当即向气体发生器305发出指令，之后，气体发生器305瞬间释放大量气体，推动活塞头306和尼龙冲柱307，尼龙冲柱307推动上移装
置308，使得斜面固定螺栓309与矩形滑块310牵引着触头二303脱离触头一302，实现灭弧并断流。
69.同时，在尼龙冲柱307向上运动过程中会带动线束支撑件401向上运动，线束支撑件401通过绝缘线402连接在回转定位扣403上，所以线束支撑件401向上运动时，带动回转定位扣403角度变化，回转卡扣404脱扣，随后，铜触头405至回转定位扣403这部分回路由于重力作用，会以旋转基座407为中心旋转扣落在旋转基座407上，形成可见开断点。
70.如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。