一种跌落式速断器、线路速断方法以及熔断器动作电流计算方法技术

本发明专利技术涉及一种跌落式速断器、线路速断方法以及熔断器动作电流计算方法，以绝缘切刀直接切断熔丝的方式来开断故障电流，此方式解决了熔管熔断时间长，或熔断之后因异物阻塞无法正常跌落的问题，提高了设备可靠性，极大缩减的熔断时间。避免的熔断不及时造成越级跳闸的大面积停电事故。在熔断器原有基础上增加的电流监测器、数据处理器、动作单元及绝缘切刀，使之能可靠切断熔体，极大提高了故障线路的断开速度、并保证了动作可靠性。创新的导向槽设计，极大地减小了绝缘切刀在高速运动中的摩擦系数及阻力，可使绝缘切刀运动的更加顺畅。具备保持机制，以保证在动作机构动作之前，保持原有位置，在动作之后，可使切刀保持在动作后位置。

【技术实现步骤摘要】
一种跌落式速断器、线路速断方法以及熔断器动作电流计算方法
本专利技术涉及一种断路装置，具体涉及一种跌落式速断器、线路速断方法以及熔断器动作电流计算方法。
技术介绍
跌落式熔断器是10kV配网中最常用的一种短路保护开关，它具有经济实用、操作方便、户外环境适应力强。由于它分闸后有明显的断开点，具备了隔离保护的功能，也有熔丝作为配电变压器的主保护因此被广泛应用于，10kV配电线路分支线和配电变压器一次侧作为保护和设备投、切操作之用。目前，多数跌落式熔断器由绝缘支座、动静触头、熔丝管三部分组成，通过安装在配电变压器高压侧或配电主干线路上，主要对保护性能要求不高的地方，它可以与隔离开关配合使用，代替空气自动开关：还可以与负荷开关配合使用，代替造价高昂的断路器，同时具备短路保护、过载及隔离电路的作用。因其结构简单、造价低廉、保护可靠、具有操作方便、环境适应性强等特点，在配网中广泛使用。目前，现有技术常见的熔断器通常以熔丝熔断的方法开断故障电流，熔断不及时会造成越级跳闸的大面积停电事故；且这种熔断方法在短路故障问题时溶体融断后不可以立即灭弧，容易使熔管损坏或发生爆炸。
技术实现思路
专利技术目的：一个目的是提供一种跌落式速断器，以解决现有技术存在的上述问题。进一步的目的是提供一种基于上述速断器结构的线路速断方法，以及该线路速断方法中所需的动作电流计算方法。技术方案：一种跌落式速断器，包括速断单元、信息采集模块、综合处理模块、以及通讯模块四部分。其中，速断单元用于迅速切断熔体；信息采集模块用于实时采集相关参数，并将相关信息传输给综合处理模块；综合处理模块用于对接收的信息进行实时对比，判断线路是否过流，如采集的数据超过设定的阈值，综合处理模块将发送点火电流；使速断单元急速动作切断熔丝，将故障电流瞬间断开，跌落式速断器跌落，产生明显断点；通讯模块用于发送数据包，推送到后台和运维人员的手机app上。在进一步的实施例中，所述速断单元、信息采集模块、综合处理模块、以及通讯模块统一安装在密封壳内、且两两之间相互电性连接；所述密封壳安装在基础壳体的一侧，所述基础壳体的一侧安装有绝缘支座；所述速断单元及信息采集模块由熔管穿过，所述熔管内穿插有熔丝。在进一步的实施例中，所述速断单元包括石英基体，所述石英基体内从左到右分别设有密封垫、气室、爆气室、活塞，所述活塞与基体之间设有预定间隙；所述活塞的上端设置有灭弧栅，所述活塞的右端设有切刀，所述切刀的右侧设有供熔丝、熔管插拔的预留孔；位于熔管的右侧与石英基体之间形成缓冲区；所述切刀与所述石英基体贴合；所述石英基体中设有供活塞和切刀运动的通道，所述切刀与活塞下端设置有导向槽；所述活塞的左侧下端设置有卡销，所述卡销的右侧设有挡板，所述挡板的上端设有压销。在进一步的实施例中，所述活塞与基体之间形成0.03±0.01mm的间距；所述切刀设有三部分，分别为沿所述导向槽滑动的方形部，焊接在所述方形部上端的延伸部，以及焊接在所述延伸部末端的刀口部；所述延伸部与所述方形部的顶端水平面形成50°±20°夹角。一种基于上述速断器结构的线路速断方法，包括以下步骤：步骤1、信息采集模块由电压传感器和电流互感器实时采集电压和电流的参数，并将相关信息传输给综合处理模块，综合处理模块对接收的信息进行实时对比，判断线路是否过流；步骤2、如采集的数据超过设定的阈值，综合处理模块将发送点火电流；使速断单元急速动作切断熔丝，将故障电流瞬间断开，跌落式速断器跌落，产生断点；步骤3、综合处理模块继续监测，当检测到电压传感器的失压信号后，综合处理模块对通讯模块发出上报指令，由通信模块发出数据包，推送到后台和运维人员的手机app上。在进一步的实施例中，步骤2进一步包括：综合处理模块通过对传输信息的实时对比，在判定线路中电流超过限定阈值后，向爆气室发送点火电流，爆气室在瞬间产生大量膨胀的气体，气室气压会骤然飙升；气压作用在活塞上，活塞瞬间冲断卡销的阻挡，推动陶瓷切刀急速向右运动切断熔丝，在切断熔丝后，切刀在挡板及压扣的作用下止住冲式并被抱死，切刀将上端带电体与已切断熔体互相隔绝，同时被活塞推动过来的灭弧栅将燃起的电弧进行分割迅速灭弧，实现瞬间断路。在进一步的实施例中，所述综合处理模块为CT取电；正常状态下靠线路供电，在切断短路电流后，由内置的后备电源供电；当所述通讯模块将数据包发送后、且后台成功接收到数据时，会回传休眠指令，在综合处理单元接收后进入休眠模式以降低功耗。在进一步的实施例中，所述速断器还包括熔断器过压保护电路，所述熔断器过压保护电路包括：发电控制模块、限流模块、过流控制模块、过压保护模块、以及转换输出模块；所述发电控制模块中发电机尾端电感Lg滤除三相冲击发电机每个输出端的干扰信号，产生瞬间高压保持输出电压的稳定，电阻Rg接地保护发电机防雷击和漏电保护；所述限流保护模块中可变电阻器RV1和可变电阻器RV2通过改变阻值的数值使电流流过的路径不同进而限制电流的数值；所述过流控制模块中三极管Q3检测输出的电流值，二极管D4将产生的高电流传递给可变电阻器RV2再次调节；所述过压保护模块中单向可控硅U1控制超过标准电压的输出路径，电阻R9和电阻R8组成串联分压特性降低输出电压值；所述转换输出模块中电容器Cb阻碍直流电在电路中传输；所述发电控制模块包括发电机尾端电感Lg、电阻Rg、冲击发电机Va、冲击发电机Vb、冲击发电机Vc、开关器Switch、电容C1、氧化锌避雷器MOA1，其中所述发电机尾端电感Lg引脚1、引脚2和引脚3均与电阻Rg一端连接；所述电阻Rg另一端与地线GND连接；所述发电机尾端电感Lg引脚6与冲击发电机Va一端连接；所述发电机尾端电感Lg引脚5与冲击发电机Vb一端连接；所述发电机尾端电感Lg引脚4与冲击发电机Vc一端连接；所述冲击发电机Va另一端分别与开关器Switch引脚1、氧化锌避雷器MOA1引脚1和引脚6连接；所述冲击发电机Vb另一端分别与开关器Switch引脚2、氧化锌避雷器MOA1引脚2和引脚3连接；冲击发电机Vc另一端分别与开关器Switch引脚3、氧化锌避雷器MOA1引脚4和引脚5连接；所述开关器Switch引脚6与电容C1正极端连接。在进一步的实施例中，所述限流模块包括电阻R1、三极管Q1、电阻R2、二极管D2、电容C2、电阻R4、二极管D1、可变电阻器RV1、电容C3、电阻R3、三极管Q2、电阻R5、二极管D3、可变电阻RV2，其中所述电阻R1一端与电容C1负极端连接；所述电阻R1另一端与三极管Q1发射极端连接；所述三极管Q1基极端与电阻R2一端连接；所述三极管Q1集电极端与二极管D1正极端连接；所述电阻R2另一端分别与电容C2一端、二极管D2正极端连接；所述电容C2另一端与可变电阻器RV1引脚1连接；所述二极管D2负极端分别与电阻R4一端、电容C3一端、可变电阻器RV2引脚2和引脚3、三极管Q2集电极端、地线GND连接；所述电阻R4另一端与电容C3另一端连接；所述二极管D1负极端分别与电阻R3一端、三极管Q2基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跌落式速断器，其特征是包括：/n用于迅速切断熔体的速断单元；/n用于实时采集相关参数的信息采集模块；/n用于对信息采集模块采集的信息进行实时对比、判断线路是否过流的综合处理模块；/n用于发送数据包的通讯模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种跌落式速断器，其特征是包括：
用于迅速切断熔体的速断单元；
用于实时采集相关参数的信息采集模块；
用于对信息采集模块采集的信息进行实时对比、判断线路是否过流的综合处理模块；
用于发送数据包的通讯模块。


2.根据权利要求1所述的一种跌落式速断器，其特征在于：所述速断单元、信息采集模块、综合处理模块、以及通讯模块统一安装在密封壳内、且两两之间相互电性连接；所述密封壳安装在基础壳体的一侧，所述基础壳体的一侧安装有绝缘支座；所述速断单元及信息采集模块由熔管穿过，所述熔管内穿插有熔丝。


3.根据权利要求1所述的一种跌落式速断器，其特征在于：所述速断单元包括石英基体，所述石英基体内从左到右分别设有密封垫、气室、爆气室、活塞，所述活塞与基体之间设有预定间隙；所述活塞的上端设置有灭弧栅，所述活塞的右端设有切刀，所述切刀的右侧设有供熔丝、熔管插拔的预留孔；位于熔管的右侧与石英基体之间形成缓冲区；所述切刀与所述石英基体贴合；所述石英基体中设有供活塞和切刀运动的通道，所述切刀与活塞下端设置有导向槽；所述活塞的左侧下端设置有卡销，所述卡销的右侧设有挡板，所述挡板的上端设有压销。


4.根据权利要求3所述的一种跌落式速断器，其特征在于：所述活塞与基体之间形成0.03±0.01mm的间距；所述切刀设有三部分，分别为沿所述导向槽滑动的方形部，焊接在所述方形部上端的延伸部，以及焊接在所述延伸部末端的刀口部；所述延伸部与所述方形部的顶端水平面形成50°±20°夹角。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种跌落式速断器，其特征在于包括以下线路速断方法：
步骤1、信息采集模块由电压传感器和电流互感器实时采集电压和电流的参数，并将相关信息传输给综合处理模块，综合处理模块对接收的信息进行实时对比，判断线路是否过流；
步骤2、如采集的数据超过设定的阈值，综合处理模块将发送点火电流；使速断单元急速动作切断熔丝，将故障电流瞬间断开，跌落式速断器跌落，产生断点；
步骤3、综合处理模块继续监测，当检测到电压传感器的失压信号后，综合处理模块对通讯模块发出上报指令，由通信模块发出数据包，推送到后台和运维人员的手机app上。


6.根据权利要求5所述的一种跌落式速断器，其特征在于，步骤2进一步包括：综合处理模块通过对传输信息的实时对比，在判定线路中电流超过限定阈值后，向爆气室发送点火电流，爆气室在瞬间产生大量膨胀的气体，气室气压会骤然飙升；气压作用在活塞上，活塞瞬间冲断卡销的阻挡，推动陶瓷切刀急速向右运动切断熔丝，在切断熔丝后，切刀在挡板及压扣的作用下止住冲式并被抱死，切刀将上端带电体与已切断熔体互相隔绝，同时被活塞推动过来的灭弧栅将燃起的电弧进行分割迅速灭弧，实现瞬间断路。


7.根据权利要求5所述的一种跌落式速断器，其特征在于，所述综合处理模块为CT取电；正常状态下靠线路供电，在切断短路电流后，由内置的后备电源供电；当所述通讯模块将数据包发送后、且后台成功接收到数据时，会回传休眠指令，在综合处理单元接收后进入休眠模式以降低功耗。


8.根据权利要求5所述的一种跌落式速断器，其特征在于，还包括熔断器过压保护电路，所述熔断器过压保护电路包括：发电控制模块、限流模块、过流控制模块、过压保护模块、以及转换输出模块；所述发电控制模块中发电机尾端电感Lg滤除三相冲击发电机每个输出端的干扰信号，产生瞬间高压保持输出电压的稳定，电阻Rg接地保护发电机防雷击和漏电保护；所述限流保护模块中可变电阻器RV1和可变电阻器RV2通过改变阻值的数值使电流流过的路径不同进而限制电流的数值；所述过流控制模块中三极管Q3检测输出的电流值，二极管D4将产生的高电流传递给可变电阻器RV2再次调节；所述过压保护模块中单向可控硅U1控制超过标准电压的输出路径，电阻R9和电阻R8组成串联分压特性降低输出电压值；所述转换输出模块中电容器Cb阻碍直流电在电路中传输；所述发电控制模块包括发电机尾端电感Lg、电阻Rg、冲击发电机Va、冲击发电机Vb、冲击发电机Vc、开关器Switch、电容C1、氧化锌避雷器MOA1，其中所述发电机尾端电感Lg引脚1、引脚2和引脚3均与电阻Rg一端连接；所述电阻Rg另一端与地线GND连接；所述发电机尾端电感Lg引脚6与冲击发电机Va一端连接；所述发电机尾端电感Lg引脚5与冲击发电机Vb一端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈凯，黄河清，李帅帅，
申请(专利权)人：南京荣港敞开电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32