CN110994579A - 一种移动式快速灭弧装置及快速灭弧柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动式快速灭弧装置及快速灭弧柜，包括柜体所述柜体内部具有控保室、手车室、母线室和电缆室，所述控保室内设有控保装置和接线端子排，所述控保装置和接线端子排电气连接，所述手车室内设有移动底座，以及设在移动底座上的三相分合闸操作机构和触发回路装置，所述控保装置经触发回路装置与三相分合闸操作机构电气连接，所述母线室内设有三相母线、绝缘子和上触头，所述三相母线的一端与绝缘子和上触头电气连接，所述电缆室内设有下触头和接地电缆，所述下触头与接地电缆电气连接，所述三相分合闸操作机构还与上触头和下触头电气连接。本发明能够实现快速接地灭弧。

Description

一种移动式快速灭弧装置及快速灭弧柜

技术领域

本发明涉及一种灭弧装置，具体涉及一种移动式快速灭弧装置及快速灭弧柜。

背景技术

在3.6~40.5kV开关柜领域内，柜内母线因其出线多，操作频繁，设备绝缘老化和机械磨损，再加上运行条件恶劣等因素造成其故障几率比高压、超高压母线高得多。中低压开关柜一旦发生电弧接地故障，会对运检人员和开关设备造成伤害和损坏，例如：压力极短时间内会急剧上升（2.5bar），造成柜体内部爆炸；电弧光强可超过正常照明光强的2000倍；瞬时功率可达到2万千瓦，电弧内部温度可达到20000℃，造成故障点附近金属和绝缘材料的气化和燃烧。因此，在中低压开关柜中装设快速灭弧装置是极其必要的。传统保护工作机制是在断路器接收到跳闸信号后，然后分闸，完成故障切除，整过过程大于140ms，此过程中电弧持续；现有的弧光保护系统是弧光保护与断路器的组合，弧光保护装置虽然能快速检测到弧光故障，但需要跳开断路器切除电弧，整个灭弧过程需80ms。在长时间电弧会对设备造成了极大的破坏，传统保护和弧光保护系统无法有效保护运行设备及人身安全，因此需要设计一种可实现快速接地灭弧的灭弧装置。

发明内容

本发明的目的是：提供一种能够实现快速接地灭弧的移动式快速灭弧装置及快速灭弧柜。

为了达到上述目的，本发明的第一个技术方案是：一种移动式快速灭弧装置，其创新点在于：包括移动底座、三相分合闸操作机构和触发回路装置，所述三相分合闸操作机构和触发回路装置均设在移动底座上，

所述三相分合闸操作机构包括三组结构相同的A相分合闸操作单元、B相分合闸操作单元和C相分合闸操作单元，每相分合闸操作单元均包括绝缘拉杆、斥力盘、上线圈、下线圈、缓冲器、安装支架、固封极柱、联动轴和两组双稳机构，

所述安装支架设在移动底座上，所述安装支架的下部设有下线圈、斥力盘和上线圈，且斥力盘位于上线圈和下线圈之间，所述斥力盘套装在联动轴的外周，且联动轴与双稳机构活动连接，所述缓冲器设在移动底座上，并位于下线圈的下方，

所述安装支架的上部设有固封极柱，所述固封极柱内部设有有间隙布置的静触头和动触头，且外壁设有上进线端子和下进线端子，且上进线端子与静触头电气连接，下进线端子与动触头电气连接，所述绝缘拉杆的一端与联动轴的连接，另一端与动触头连接，所述触发回路装置与下线圈电气连接。

在上述第一个技术方案中，所述移动底座包括底座框架、底部支撑板和滚轮，所述底板支撑板设在底座框架上，且底座框架的两侧分别设有滚轮。

为了达到上述目的，本发明的第二个技术方案是：一种包含移动式快速灭弧装置的快速灭弧柜，包括柜体，其创新点在于：所述柜体内部具有控保室、手车室、母线室和电缆室，所述手车室和电缆室并排布置在柜体内腔的下方，所述控保室设在手车室的上方，母线室设在电缆室的上方，

所述控保室内设有控保装置和接线端子排，所述控保装置和接线端子排电气连接，

所述手车室内设有移动底座，以及设在移动底座上的三相分合闸操作机构和触发回路装置，所述控保装置与触发回路装置的输入端电气连接，触发回路装置的输出端与三相分合闸操作机构对应的接入端电气连接，

所述母线室内设有三相母线、绝缘子和上触头，所述绝缘子设在柜体上，且绝缘子上设有转接铜排，所述三相母线的一端通过绝缘子上的转接铜排与上触头电气连接，另一端位于柜体外侧，

所述电缆室内设有下触头和接地电缆，所述下触头与接地电缆电气连接，所述三相分合闸操作机构还与上触头和下触头电气连接。

在上述第二个技术方案中，所述柜体的顶部设有三个分开布置的泄压口，且泄压口处设有泄压孔板，所述手车室、母线室和电缆室均设有与柜体的泄压口相连通的泄压通道。

在上述第二个技术方案中，所述柜体包括柜体框架、加强梁和隔板，所述柜体框架的前后侧均设有加强梁，所述柜体内通过隔板分隔形成控保室、手车室、母线室和电缆室。

在上述第二个技术方案中，所述柜体的顶部还设有吊装机构，所述吊装机构由两个横向吊装板和两个纵向吊装板围成矩形吊装架，且横向吊装板和纵向吊装板上均设有吊装孔。

在上述第二个技术方案中，所述手车室内设有导轨，所述移动底座包括底座框架、底部支撑板和滚轮，所述底板支撑板设在底座框架上，且底座框架的两侧分别设有滚轮，所述滚轮与手车室的导轨滑动配合。

在上述第二个技术方案中，所述控保室内还设有控保装置支撑板，所述控保装置固定在控保装置支撑板上，所述控保装置通过线束与接线端子排电气连接。

在上述第二个技术方案中，所述母线室的侧壁上还设有绝缘穿墙套管，所述三相母线的一端穿过绝缘穿墙套管，并通过转接铜排与上触头电气连接。

在上述第二个技术方案中，所述三相分合闸操作机构还分别通过对应的连接铜排与上触头和下触头电气连接。

本发明所具有的积极效果是：采用本发明的移动式快速灭弧装置及快速灭弧柜后，由于本发明的快速灭弧柜的柜体内部具有控保室、手车室、母线室和电缆室，所述手车室和电缆室并排布置在柜体内腔的下方，所述控保室设在手车室的上方，母线室设在电缆室的上方，所述控保室内设有控保装置和接线端子排，所述控保装置和接线端子排电气连接，所述手车室内设有移动底座，以及设在移动底座上的三相分合闸操作机构和触发回路装置，所述控保装置与触发回路装置的输入端电气连接，触发回路装置的输出端与三相分合闸操作机构对应的接入端电气连接，所述母线室内设有三相母线、绝缘子和上触头，所述三相母线的一端与绝缘子和上触头电气连接，另一端位于柜体外侧，所述电缆室内设有下触头和接地电缆，所述下触头与接地电缆电气连接，所述三相分合闸操作机构还与上触头和下触头电气连接；

本发明检测到电弧接地故障，将故障信号发送到控保装置后，由控保装置发送合闸接地信号给触发回路装置，所述触发回路装置给下线圈充电，下线圈充电过程产生的电磁斥力使斥力盘快速向上运动，斥力盘的向上运动带动动触头向上运动，从而静触头和动触头接触，使得上进线端子和下进线端子导通，因此，所述三相母线与接地电缆导通，接地灭弧完成。

反之，系统电弧接地故障排除后，控保装置接收到恢复信号后，发送分闸接地信号给触发回路装置，触发回路装置给上线圈充电，上线圈充电过程产生的电磁斥力使斥力盘向下运动，斥力盘的向下运动带动动触头向下运动，从而静触头和动触头分离，使得上进线端子和下进线端子断开，因此系统恢复，可正常工作，本发明的优点在于：第一，适用于3.6~40.5kV开关柜领域，如发生电弧故障，本发明快速灭弧装置可快速动作，实现4ms内三相快速接地灭弧，从而确保设备和工作人员安全；第二，该快速灭弧装置采用移动式底座，方便检修维护，并且取代了开关柜内常见隔离刀闸的作用，精简结构，降低成本；第三，该快速灭弧装置核心操作结构基于电磁斥力原理设计，属于非接触式运动机构，动作过程可靠，安全并快速；第四，快速灭弧装置的三相灭弧操作机构集成在一起，节省空间；第五，该快速灭弧柜的结构布置，在交流开关柜的常规布置的基础上作了简化，确保现有柜体加工技术能满足该柜体结构加工要求。

附图说明

图1是本发明的一种移动式快速灭弧装置的结构示意图；

图2是图1的左视示意图；

图3是图2的A-A剖视示意图；

图4是本发明三相分合闸操作机构的原理示意图；

图5是本发明移动式快速灭弧装置的立体结构示意图；

图6是本发明的一种快速灭弧柜的结构示意图；

图7是图6的右视示意图（不包括侧板）；

图8是本发明柜体的吊装结构示意图；

图中标号：1-移动底座，11-底座框架11，12-底部支撑板，13-滚轮，2-三相分合闸操作机构，201-静触头，202-动触头，203-上进线端子，204-下进线端子，205-绝缘拉杆，206-斥力盘，207-上线圈，208-下线圈，209-缓冲器，210-安装支架，211-固封极柱，212-联动轴，213-双稳机构，4-柜体，5-控保室，51-控保装置，52-接线端子排，6-手车室、7-母线室，71-三相母线71，72-绝缘子，73-上触头，8-电缆室，81-下触头81，82-接地电缆。

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。

实施例1

如图1、2、3、4、5所示，一种移动式快速灭弧装置，包括移动底座1、三相分合闸操作机构2和触发回路装置3，所述三相分合闸操作机构2和触发回路装置3均设在移动底座1上，

所述三相分合闸操作机构2包括三组结构相同的A相分合闸操作单元、B相分合闸操作单元和C相分合闸操作单元，每相分合闸操作单元均包括绝缘拉杆205、斥力盘206、上线圈207、下线圈208、缓冲器209、安装支架210、固封极柱211、联动轴212和双稳机构213，所述双稳机构213提供轴向合力，存在两个稳定状态，分别对应分合闸两个状态，

所述安装支架210设在移动底座1上，所述安装支架210的下部设有下线圈208、斥力盘206和上线圈207，且斥力盘206位于上线圈207和下线圈208之间，所述斥力盘206套装在联动轴212的外周，且联动轴212与双稳机构213活动连接，所述缓冲器209设在移动底座1上，并位于下线圈208的下方，

所述安装支架210的上部设有固封极柱211，所述固封极柱211内部设有有间隙布置的静触头201和动触头202，且外壁设有上进线端子203和下进线端子204，且上进线端子203与静触头201电气连接，下进线端子204与动触头202电气连接，所述绝缘拉杆205的一端与联动轴212的连接，另一端与动触头202连接，所述触发回路装置3与下线圈208电气连接。

如图5所示，为了方便整体移动快速灭弧装置，所述移动底座1包括底座框架11、底部支撑板12和滚轮13，所述底板支撑板12设在底座框架11上，且底座框架11的两侧分别设有滚轮13。

实施例2

如图1、2、3、4、5、6、7、8所示，一种包含上述移动式快速灭弧装置的快速灭弧柜，包括柜体4，所述柜体4内部具有控保室5、手车室6、母线室7和电缆室8，所述手车室6和电缆室8并排布置在柜体4内腔的下方，所述控保室5设在手车室6的上方，母线室7设在电缆室8的上方，

所述控保室5内设有控保装置51和接线端子排52，所述控保装置51和接线端子排52电气连接，

所述手车室6内设有移动底座1，以及设在移动底座上的三相分合闸操作机构2和触发回路装置3，所述控保装置51与触发回路装置3的输入端电气连接，触发回路装置3的输出端与三相分合闸操作机构2对应的接入端电气连接，

所述母线室7内设有三相母线71、绝缘子72和上触头73，所述绝缘子72设在柜体4上，且绝缘子72上设有转接铜排，所述三相母线71的一端通过绝缘子72上的转接铜排与上触头73电气连接，另一端位于柜体4外侧，其中，三相母线71之间具有安全的绝缘间隙，

所述电缆室8内设有下触头81和接地电缆82，所述下触头81与接地电缆82电气连接，所述三相分合闸操作机构2的上进线端子203与上触头73电气连接，下进线端子204与下触头81电气连接，为了避免铜排穿过隔板，减少穿墙套管，所述上触头73和下触头81分别设在两个不同的腔室内。

如图8所示，为了防止内部增压时具有应急措施，所述柜体4的顶部设有三个分开布置的泄压口，且泄压口处设有泄压孔板9，所述手车室6、母线室7和电缆室8均设有与柜体4的泄压口相连通的泄压通道91。若柜体内发生爆炸或故障，内部增压，气流通过泄压通道并冲击泄压孔板，使其向外打开，完成泄压。

如图6所示，为了提高本发明结构合理性，所述柜体4包括柜体框架41、加强梁43和隔板44，所述柜体框架41的前后侧均设有加强梁43，所述柜体4内通过隔板44分隔形成控保室5、手车室6、母线室7和电缆室8。所述柜体4的外侧壁上设有观察口和维修口。

如图8所示，为了方便将整体进行吊装，所述柜体4的顶部还设有吊装机构42，所述吊装机构42由两个横向吊装板421和两个纵向吊装板422围成矩形吊装架，且横向吊装板421和纵向吊装板422上均设有吊装孔。

如图4、5所示，为了方便移动底座能够快速装在手车室内，以及后续的维护和整修，所述手车室6内设有导轨，所述移动底座1包括底座框架11、底部支撑板12和滚轮13，所述底板支撑板12设在底座框架11上，且底座框架11的两侧分别设有滚轮13，所述滚轮13与手车室6的导轨滑动配合。

如图6所示，为了便于安装控保装置，所述控保室5内还设有控保装置支撑板53，所述控保装置53固定在控保装置支撑板53上，所述控保装置51通过线束与接线端子排52电气连接。

如图7所示，为了实现对三相母线进行防护，所述母线室7的侧壁上还设有绝缘穿墙套管74，所述三相母线71的一端穿过绝缘穿墙套管74，并通过转接铜排与上触头73电气连接。

如图6所示，为了方便接线，所述三相分合闸操作机构2还分别通过对应的连接铜排与上触头73和下触头81电气连接。

本发明所述触发回路装置3包含电容，可对上线圈或下线圈进线放电。本发明的总回路分为两段，三相母线-转接铜排-上触头-静触头，动触头-下触头-接地电缆，当所述所述三相分合闸操作机构2合闸时，所述动触头和静触头接通，反之，分闸时不导通。

本发明工作原理：当检测到电弧接地故障，将故障信号发送到控保装置51后，由控保装置51发送合闸接地信号给触发回路装3置，所述触发回路装置3给下线圈208充电，下线圈208充电过程产生的电磁斥力使斥力盘206快速向上运动，斥力盘206的向上运动带动动触头202向上运动，从而静触头201和动触头202接触，使得上进线端子203和下进线端204导通，因此，所述三相母线71与接地电缆82导通，接地灭弧完成。

反之，系统电弧接地故障排除后，控保装置51接收到恢复信号后，发送分闸接地信号给触发回路装置3，触发回路装置3给上线圈207充电，上线圈207充电过程产生的电磁斥力使斥力盘206向下运动，斥力盘206的向下运动带动动触头向下运动，从而静触头201和动触202头分离，使得上进线端子203和下进线端子204断开，因此系统恢复，可正常工作。

本发明的优点在于：第一，适用于3.6~40.5kV开关柜领域，如发生电弧故障，本发明快速灭弧装置可快速动作，实现4ms内三相快速接地灭弧，从而确保设备和工作人员安全；第二，该快速灭弧装置采用移动式底座，方便检修维护，并且取代了开关柜内常见隔离刀闸的作用，精简结构，降低成本；第三，该快速灭弧装置核心操作结构基于电磁斥力原理设计，属于非接触式运动机构，动作过程可靠，安全并快速；第四，快速灭弧装置的三相灭弧操作机构集成在一起，节省空间；第五，该快速灭弧柜的结构布置，在交流开关柜的常规布置的基础上作了简化，确保现有柜体加工技术能满足该柜体结构加工要求。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种移动式快速灭弧装置，其特征在于：包括移动底座（1）、三相分合闸操作机构（2）和触发回路装置（3），所述三相分合闸操作机构（2）和触发回路装置（3）均设在移动底座（1）上，

所述三相分合闸操作机构（2）包括三组结构相同的A相分合闸操作单元、B相分合闸操作单元和C相分合闸操作单元，每相分合闸操作单元均包括绝缘拉杆（205）、斥力盘（206）、上线圈（207）、下线圈（208）、缓冲器（209）、安装支架（210）、固封极柱（211）、联动轴（212）和双稳机构（213），

所述安装支架（210）设在移动底座（1）上，所述安装支架（210）的下部设有下线圈（208）、斥力盘（206）和上线圈（207），且斥力盘（206）位于上线圈（207）和下线圈（208）之间，所述斥力盘（206）套装在联动轴（212）的外周，且联动轴（212）与双稳机构（213）活动连接，所述缓冲器（209）设在移动底座（1）上，并位于下线圈（208）的下方，

所述安装支架（210）的上部设有固封极柱（211），所述固封极柱（211）内部设有有间隙布置的静触头（201）和动触头（202），且外壁设有上进线端子（203）和下进线端子（204），且上进线端子（203）与静触头（201）电气连接，下进线端子（204）与动触头（202）电气连接，所述绝缘拉杆（205）的一端与联动轴（212）的连接，另一端与动触头（202）连接，所述触发回路装置（3）与下线圈（208）电气连接。

2.根据权利要求1所述的移动式快速灭弧装置，其特征在于：所述移动底座（1）包括底座框架（11）、底部支撑板（12）和滚轮（13），所述底板支撑板（12）设在底座框架（11）上，且底座框架（11）的两侧分别设有滚轮（13）。

3.一种包含如权利要求1的快速灭弧柜，包括柜体（4），其特征在于：所述柜体（4）内部具有控保室（5）、手车室（6）、母线室（7）和电缆室（8），所述手车室（6）和电缆室（8）并排布置在柜体（4）内腔的下方，所述控保室（5）设在手车室（6）的上方，母线室（7）设在电缆室（8）的上方，

所述控保室（5）内设有控保装置（51）和接线端子排（52），所述控保装置（51）和接线端子排（52）电气连接，

所述手车室（6）内设有移动底座（1），以及设在移动底座上的三相分合闸操作机构（2）和触发回路装置（3），所述控保装置（51）与触发回路装置（3）的输入端电气连接，触发回路装置（3）的输出端与三相分合闸操作机构（2）对应的接入端电气连接，

所述母线室（7）内设有三相母线（71）、绝缘子（72）和上触头（73），所述绝缘子（72）设在柜体（4）上，且绝缘子（72）上设有转接铜排，所述三相母线（71）的一端通过绝缘子（72）上的转接铜排与上触头（73）电气连接，另一端位于柜体（4）外侧，

所述电缆室（8）内设有下触头（81）和接地电缆（82），所述下触头（81）与接地电缆（82）电气连接，所述三相分合闸操作机构（2）还与上触头（73）和下触头（81）电气连接。

4.根据权利要求3所述的快速灭弧柜，其特征在于：所述柜体（4）的顶部设有三个分开布置的泄压口，且泄压口处设有泄压孔板（9），所述手车室（6）、母线室（7）和电缆室（8）均设有与柜体（4）的泄压口相连通的泄压通道（91）。

5.根据权利要求3所述的快速灭弧柜，其特征在于：所述柜体（4）包括柜体框架（41）、加强梁（43）和隔板（44），所述柜体框架（41）的前后侧均设有加强梁（43），所述柜体（4）内通过隔板（44）分隔形成控保室（5）、手车室（6）、母线室（7）和电缆室（8）。

6.根据权利要求3所述的快速灭弧柜，其特征在于：所述柜体（4）的顶部还设有吊装机构（42），所述吊装机构（42）由两个横向吊装板（421）和两个纵向吊装板（422）围成矩形吊装架，且横向吊装板（421）和纵向吊装板（422）上均设有吊装孔。

7.根据权利要求3所述的快速灭弧柜，其特征在于：所述手车室（6）内设有导轨，所述移动底座（1）包括底座框架（11）、底部支撑板（12）和滚轮（13），所述底板支撑板（12）设在底座框架（11）上，且底座框架（11）的两侧分别设有滚轮（13），所述滚轮（13）与手车室（6）的导轨滑动配合。

8.根据权利要求3所述的快速灭弧柜，其特征在于：所述控保室（5）内还设有控保装置支撑板（53），所述控保装置（53）固定在控保装置支撑板（53）上，所述控保装置（51）通过线束与接线端子排（52）电气连接。

9.根据权利要求3所述的快速灭弧柜，其特征在于：所述母线室（7）的侧壁上还设有绝缘穿墙套管（74），所述三相母线（71）的一端穿过绝缘穿墙套管（74），并通过转接铜排与上触头（73）电气连接。

10.根据权利要求3所述的快速灭弧柜，其特征在于：所述三相分合闸操作机构（2）还分别通过对应的连接铜排与上触头（73）和下触头（81）电气连接。

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