一种混合式直流断路器用落地式快速机械开关的制作方法

1.本实用新型属于快速机械开技术领域，涉及一种混合式直流断路器用落地式快速机械开关。


背景技术：

2.直流电网在中压柔性输电、风电、光电等新能源接入以及未来城市配网方面有着广泛的应用前景，而直流断路器作为直流系统重要的控制和保护设备，是直流电网可靠、安全供电的重要保证。其中，混合式直流断路器因为其通态损耗低，故障电流切除速度快、时间小，故成为直流输电领域的主要研究方向之一。
3.快速机械开关是混合式直流断路器最为核心的部件之一，对整个混合式直流断路器能否快速稳定的切断故障电流有着至关重要的影响。现有的快速机械开关基本都是采用中置式结构，中置式结构需将手车所需零部件放在柜体内，而零部件较多，走线较为复杂，若没有合理的空间布局，不但会增加混合式直流断路器的柜体体积，浪费空间，增多占地面积，而且会造成检修更加不便，埋下安全隐患。
4.因此要做成一种结构简单明确，功能全面清晰，运行稳定可靠、维修安全简便，既可满足混合式直流断路器的性能要求，又可以节约成本，性价比高的快速机械开关。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种混合式直流断路器用落地式快速机械开关，解决了中置式快速机械开关结构复杂，检修不方便的问题。
6.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
7.一种混合式直流断路器用落地式快速机械开关，包括自上而下依次设置的上侧区间a、断路器底盘车b和下侧区间c；
8.上侧区间a包括光纤固定支架和上侧区间壳体，光纤固定支架安装在上侧区间壳体顶部，在上侧区间壳体的前侧布设有显示模块，后侧布设有转移支路触头结构，在上侧区间壳体内部集成有整流模块、变压器、电压传感器、放电电阻及限流电阻；
9.下侧区间c包括下侧区间壳体，下侧区间壳体底部设有车轮，下侧区间壳体内设有快速斥力机构、晶闸管组件、主支路触头结构、电容及触发模块。
10.进一步，显示模块包括显示面板，显示面板上布有带电显示器dx、分闸回路放电开关ts、合闸回路放电开关hs、储能信号灯、分闸信号灯及合闸信号灯。
11.进一步，转移支路触头结构包括触头安装板、第一绝缘柱、第二绝缘柱、转移支路第一动触头和转移支路第二动触头，第一绝缘柱和第二绝缘柱自上而下依次布设在触头安装板上，转移支路第一动触头安装在第一绝缘柱上，转移支路第二动触头安装在第二绝缘柱上。
12.进一步，上侧区间a内部装有第一安装板和第二安装板，第一安装板位于第二安装板上方，整流模块和变压器安装在第一安装板上，电压传感器、放电电阻及限流电阻安装在
第二安装板上。
13.进一步，整流模块包括分闸整流模块td和合闸整流模块hd；
14.变压器包括合闸变压器ht和分闸变压器tt；
15.电压传感器包括分闸电压传感器tu和合闸电压传感器hu；
16.放电电阻包括分闸放电电阻tr2和合闸放电电阻hr2；
17.限流电阻包括分闸限流电阻tr1和合闸限流电阻hr1。
18.进一步，主支路触头结构包括固封极柱、主支路第一动触头和主支路第二动触头，固封极柱安装在快速斥力机构上，主支路第一动触头和主支路第二动触头自上而下设置在固封极柱上。
19.进一步，下侧区间壳体内设有用于安装快速斥力机构、晶闸管组件、电容及触发模块的支撑组件，支撑组件包括支撑件、第三安装板、第四安装板及第五安装板，快速斥力机构安装在支撑件上，晶闸管组件安装在第四安装板和第五安装板上，触发模块安装在第三安装板上。
20.进一步，晶闸管组件包括分闸晶闸管组件tg与合闸晶闸管组件hg，分闸晶闸管组件tg与合闸晶闸管组件hg通过螺栓自上而下安装在第四安装板与第五安装板上。
21.进一步，电容通过螺栓固定在下侧区间壳体底部，包括分闸电容tc与合闸电容hc，分闸电容tc与合闸电容hc分布于合闸晶闸管组件hg的两侧。
22.进一步，触发模块包括分闸触发模块tk与合闸触发模块hk。
23.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
24.本发明公开了一种混合式直流断路器用落地式快速机械开关，包括自上而下依次设置的上侧区间、断路器底盘车和下侧区间，在下侧区间下方设有车轮，方便移动，同时将所有元器件集成在手车内，若发生故障将手车拉出检修即可，更换元件极为方便，采用落地式手车结构，无需转运小车，直接拉出即可；晶闸管组件、电容及触发模块构成触发回路模块，在手车触发瞬间，手车的开关状态切换会使触发回路模块产生较大的电动力，为使触发回路模块稳定且减小受电动力振动的影响，故将触发回路模块放置于手车下侧区间。本发明的结构简单，功能区间区分明了，检修方便可靠，在系统发生故障时保证直流断路器可快速开断，切除故障电流，为直流系统的安全及稳定提供保障。
25.进一步，上侧区间a内部装有第一安装板和第二安装板，变压器和整流模块构成充电回路模块，充电回路模块中，由于变压器充电工作中发热较多，为了要有更好的散热效果，故将充电回路模块的设计位置设置在位于手车上侧区间的第一安装板上。显示模块、电压传感器、放电电阻及限流电阻构成监测回路模块，为了方便监测手车开关状态及各零部件是否异常，将监测回路模块集成在手车上侧区间第二安装板及显示面板上。
附图说明
26.图1为本实用新型的快速机械开关的整体布局结构示意图；
27.图2为本实用新型的上侧区间的结构示意图；
28.图3为本实用新型的上侧区间的内部结构示意图；
29.图4为本实用新型的上侧区间中第一安装板上的模块布设示意图；
30.图5为本实用新型的的上侧区间中第二安装板上的模块布设示意图；
31.图6为本实用新型的下侧区间的结构示意图；
32.图7为本实用新型的下侧区间的内部结构示意图；
33.图8为图7的俯视图；
34.图9为本实用新型的的下侧区间中第三安装板上的模块布设示意图。
35.其中：a代表上侧区间，b代表断路器底盘车，c代表下侧区间；
36.1为光纤固定支架，2为显示模块，3为储能信号灯，4为分闸信号灯，5为合闸信号灯，6为上侧区间壳体，7为吊装孔，8为第二转移铜排，9为第二绝缘柱，10为转移支路第二动触头，11为第一转移铜排，12为转移支路第一动触头，13为第一绝缘柱，14为触头安装板，15为第一安装板，16为第二安装板；
37.dx为带电显示器，ts为分闸回路放电开关，hs为合闸回路放电开关；
38.hd为合闸整流模块，td为分闸整流模块，ht为合闸变压器，tt为分闸变压器；
39.tu为分闸电压传感器，hu为合闸电压传感器，tr1为分闸限流电阻，tr2为分闸放电电阻，hr1为合闸限流电阻，hr2为合闸放电电阻；
40.17为下侧区间壳体，18为车轮，19为固封极柱，20为主支路第一动触头，21为主支路第二动触头，22为快速斥力机构，23为第一支撑槽钢，24为第二支撑槽钢，25为第四安装板，26为第五安装板，27为第三安装板；
41.hg为合闸晶闸管组件，tg为分闸晶闸管组件；hc为合闸电容，tc为分闸电容；tk为分闸触发模块，hk为合闸触发模块。
具体实施方式
42.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
43.如图1所示的此快速机械开关的整体布局结构，本快速机械开关采用落地式手车结构，由上侧区间a、断路器底盘车b和下侧区间c三个部分组成。下侧区间c位于最底部，断路器底盘车b通过螺栓安装于下侧区间c的上部，上侧区间a通过螺栓安装于断路器底盘车b上，整个手车外形呈阶梯状。
44.如图2和3所示的上侧区间a的结构图，上侧区间a包含光纤固定支架1和上侧区间壳体6，光纤固定支架1通过螺栓安装于上侧区间壳体6的顶部，上侧区间壳体6的两个侧面上开有吊装孔7，正面布有显示模块2，方便工作人员操作和观察。
45.如图2所示，显示模块2包括显示面板，显示面板上布有带电显示器dx、分闸回路放电开关ts、合闸回路放电开关hs、储能信号灯3、分闸信号灯4及合闸信号灯5。
46.如图3所示，上侧区间壳体6后部装有触头结构，触头结构包括触头安装板14，自上而下依次布设在触头安装板14上的转移支路第一绝缘柱13和转移支路第二绝缘柱9，转移支路第一绝缘柱13和转移支路第二绝缘柱9由为复合绝缘材料制成，转移支路第一绝缘柱13和转移支路第二绝缘柱9对应装有第一转移铜排11和第二转移铜排8，第一转移铜排11和第二转移铜排8需倒圆角且表面镀银处理。第一转移铜排11和第二转移铜排8上相对应安装有转移支路第一动触头12和转移支路第二动触头10。
47.如图3所示，上侧区间a内部装有第一安装板15和第二安装板16，第一安装板15和第二安装板16通过螺栓固定在上侧区间壳体6内。
48.如图4所示，第一安装板15上安装有合闸变压器ht、分闸变压器tt、分闸整流模块
td和合闸整流模块hd。合闸变压器ht和分闸变压器tt平行设置，分闸整流模块td和合闸整流模块hd平行设置。
49.如图5所示，第二安装板16上安装有分闸限流电阻tr1、分闸放电电阻tr2、合闸限流电阻hr1、合闸放电电阻hr2、分闸电压传感器tu和合闸电压传感器hu。分闸限流电阻tr1、分闸放电电阻tr2、合闸限流电阻hr1、合闸放电电阻hr2依次排列设置在第二安装板上16一侧，分闸电压传感器tu和合闸电压传感器hu设置在第二安装板16上另一侧。这样排列最节省空间，最紧凑。tr1、tr2为一套，hr1、hr2为一套，一套为合闸、一套为分闸，两套独立不干涉。
50.如图6所示的下侧区间c的结构图，下侧区间c包含下侧区间壳体17，下侧区间壳体17下部装有四个车轮18。
51.如图7所示，下侧区间壳体17中，内部以焊接方式装有第一支撑槽钢23、第二支撑槽钢24、第四安装板25与第五安装板26，快速斥力机构22以螺栓固定方式固定在第一支撑槽钢23与第二支撑槽钢24上，固封极柱19安装于快速斥力机构22上，固封极柱19上自上而下依次布有主支路第一动触头20和主支路第二动触头21，转移支路第一动触头12和主支路第一动触头20处于同一水平面，转移支路第二动触头10和主支路第二动触头21处于同一水平面。
52.第四安装板25与第五安装板26通过螺栓固定在下侧区间壳体17底部，分闸晶闸管组件tg与合闸晶闸管组件hg通过螺栓固定依次自上而下安装在第四安装板25与第五安装板26上。
53.如图8所示，分闸电容tc与合闸电容hc分布于合闸晶闸管组件hg的两侧，通过螺栓固定在下侧区间壳体17底部。
54.如图6与图9所示，下侧区间c内部装有第三安装板27，第三安装板27通过螺栓固定在下侧区间c内。分闸触发模块tk与合闸触发模块hk分别安装在第三安装板27上。出于保护分闸触发模块tk与合闸触发模块hk的目的，使其有足够的绝缘距离，第三安装板27应安装于下侧区间c的前部。
55.手车在上侧区间a和下侧区间c的基础上，又分为三个回路模块。分闸变压器tt、分闸整流模块td、合闸变压器ht、合闸整流模块hd构成充电回路模块，充电回路模块中，由于变压器充电工作中发热较多，为了要有更好的散热效果，故充电回路模块位于手车上侧区间的第一层。
56.带电显示器dx、分闸电压传感器tu、合闸电压传感器hu、储能信号灯3、分闸信号灯4、合闸信号灯5构成监测回路模块，为了方便监测手车开关状态及各零部件是否异常，将监测回路模块集成在手车上侧区间第二层及显示面板上。
57.分闸电容tc、分闸晶闸管组件tg、分闸触发模块tk、合闸电容hc、合闸晶闸管组件hg、合闸触发模块hk构成触发回路模块，在手车触发瞬间，手车的开关状态切换会使触发回路模块产生较大的电动力，为使触发回路模块稳定且减小受电动力振动的影响，故将触发回路模块放置于手车下侧区间。