專利名稱：10kV柱上真空斷路器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及IOkV柱上開關設備，更確切地說涉及一種IOkV柱上真空斷路器。
背景技術：
隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，用電量不斷增加，用戶對供電可靠性及電能質(zhì)量提出了更高的要求，同時中國各地電網(wǎng)規(guī)模也日益擴大，配電網(wǎng)的結構與布局日趨復雜。隨著智能電網(wǎng)技術的規(guī)劃和應用發(fā)展，智能配電網(wǎng)建設對智能設備和相關技術需求不斷增加。 IOkV柱上開關設備在配網(wǎng)中的大量使用，為提高和保證供電可靠性作出了重要貢獻。IOkV 柱上開關按照性能來分，包括斷路器、負荷開關、重合器、分段器、隔離開關等。按滅弧介質(zhì)區(qū)分包括壓縮空氣型、磁吹型、產(chǎn)氣材料型、多油型、SF6型、真空型等類型。20世紀50年代的多油斷路器，三相觸頭同室，其滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)均為絕緣油，開斷容量在1.25kA以下，開斷故障電流時存在爆炸危險。20世紀80年代SF6斷路器和真空斷路器逐漸發(fā)展，到 90年代在我國得到廣泛的應用，成為取代油斷路器的主導產(chǎn)品。其開斷電流在16kA及以上，開斷短路電流次數(shù)多達30次，基本實現(xiàn)免維護運行。具有加裝電動操動機構和控制器， 實現(xiàn)初步智能化和配網(wǎng)自動化的部分功能，但智能化程度還不是很高。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是，提供一種能實現(xiàn)智能化和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的 IOkV柱上真空斷路器。本實用新型的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的IOkV柱上真空斷路器， 包括真空滅弧室、彈簧操動機構及斷路器外殼，特別還包括了智能數(shù)字繼電保護器。采用以上結構后，本實用新型IOkV柱上真空斷路器與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)占.
^ \\\ ·本實用新型的IOkV柱上真空斷路器還包括智能數(shù)字繼電保護器，對斷路器起到保護作用，同時可實現(xiàn)智能化和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。作為本實用新型的一種改進，所述的智能數(shù)字繼電保護器包括CPU單元、通信接口、保護類型與參數(shù)整定單元、跳間輸出控制單元、低功耗調(diào)控單元、故障報警單元及電流采集單元，所述的通信接口與CPU單元連接，所述的保護類型與參數(shù)整定單元與CPU單元連接，所述的跳間輸出控制單元與CPU單元連接，所述的低功耗調(diào)控單元與CPU單元連接，所述的故障報警單元與CPU單元連接，所述的電流采集單元與CPU單元連接。采用此種結構后，可使IOkV柱上真空斷路器可通過通信接口與監(jiān)控站點進行聯(lián)網(wǎng)，方便監(jiān)控；使斷路器具有完備的參數(shù)整定、保護類型設置功能；具有短路和單相接地故障檢測和診斷功能；參數(shù)設置與整定方式靈活，可采用撥碼開關或者通訊接口進行參數(shù)設置與整定操作。作為本實用新型的另一種改進，還包括自供電能量調(diào)控和電壓變換單元，所述的自供電能量調(diào)控和電壓變換單元與智能數(shù)字繼電保護器的CPU單元連接。采用此種結構后，使得IOkV柱上真空斷路器具有自具電源特性，無需外加驅(qū)動電源測控單元，斷路器本體便可正常穩(wěn)定工作。自供電能量調(diào)控和電壓變換單元包括取電單元、低能量聚集與高能量泄放保護單元、儲能單元、電壓變換單元及輸出單元；所述的取電單元與低能量聚集與高能量泄放保護單元連接，所述的低能量聚集與高能量泄放保護單元與儲能單元連接，所述的儲能單元與電壓變換單元連接，所述的電壓變換單元與輸出單元連接，所述的低能量聚集與高能量泄放保護單元還與智能數(shù)字繼電保護器的CPU單元連接。作為本實用新型的還有一種改進，所述的通信接口包括GPRS通信接口和CAN通信接口。采用此種結構后，可實現(xiàn)無線通信和有線通信。

圖1是本實用新型IOkV柱上真空斷路器的結構示意圖；圖2是本實用新型IOkV柱上真空斷路器的智能數(shù)字繼電保護器的電路框圖；圖3是本實用新型IOkV柱上真空斷路器的自供電能量調(diào)控和電壓變換單元的電路框圖；圖4是本實用新型IOkV柱上真空斷路器與監(jiān)控站點聯(lián)網(wǎng)的結構示意圖。圖中所示1、智能數(shù)字繼電保護器，1. 1、CPU單元，1. 2、通信接口，1. 3、保護類型與參數(shù)整定單元，1. 4、跳閘輸出單元，1. 5、低功耗調(diào)控單元，1. 6、故障報警單元，1. 7、電流采集單元，2、自供電能量調(diào)控和電壓變換單元，2. 1、取電單元，2. 2、低能量聚集與高能量泄放保護單元，2. 3、儲能單元，2. 4、電壓變換單元，2. 5、輸出單元，3、真空滅弧室，4、彈簧操動機構，5、斷路器外殼。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。請參閱圖1和圖2所示，本實用新型的IOkV柱上真空斷路器包括真空滅弧室3、彈簧操動機構4、斷路器外殼5、智能數(shù)字繼電保護器1及自供電能量調(diào)控和電壓變換單元2。 所述的智能數(shù)字繼電保護器1位于所述的斷路器外殼內(nèi)。所述的智能數(shù)字繼電保護器1包括CPU單元1. 1、通信接口 1. 2、保護類型與參數(shù)整定單元1. 3、跳閘輸出控制單元1. 4、低功耗調(diào)控單元1. 5、故障報警單元1. 6及電流采集單元1. 7。所述的通信接口 1. 2與CPU單元 1. 1連接，所述的保護類型與參數(shù)整定單元1. 3與CPU單元1. 1連接，所述的跳閘輸出控制單元1. 4與CPU單元1. 1連接，所述的低功耗調(diào)控單元1. 5與CPU單元1. 1連接，所述的故障報警單元1. 6與CPU單元1. 1連接，所述的電流采集單元1. 7與CPU單元1. 1連接。所述的CPU單元1. 1為智能數(shù)字繼電保護器的信號處理和控制核心。所述的通信接口 1.2為IOkV柱上斷路器智能數(shù)字繼電保護器的通信接口設置，裝置內(nèi)部預留GPRS 無線通信和CAN總線兩種通信方式的物理單元設置，CAN通信接口為默認設置，通過通信接口 1.2可以方便靈活地組成饋線自動化或者配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。所述的保護類型與參數(shù)整定單元1. 3完成柱上斷路器工作方式及參數(shù)的整定功能，整定方式可選擇二進制撥碼開關方式，一個參數(shù)由4位撥碼開關設置，同時也可以通過通信接口 1. 2進行就地或者遠程保護類型與參數(shù)的整定操作。所述的電流采集單元1. 7接收自供電能量調(diào)控和電壓變換單元2 的取電單元2. 1發(fā)出的電流，通過調(diào)理電路將取電單元產(chǎn)生的電流信號進行A/D變換送至所述的CPU單元1. 1進行分析處理，當所采集的電流值滿足事先故障整定類型和數(shù)值范圍時，確認故障信息，通過所述的跳閘輸出控制單元1. 4驅(qū)動跳閘電機工作進行跳閘操作，同時通過故障報警單元1. 6驅(qū)動報警裝置進行報警。本智能數(shù)字繼電保護器1的處理器采用 freescale公司QE系列超低功耗單片機，配合低功耗調(diào)控單元1. 5實現(xiàn)整個裝置的低功耗工作和處理模式。請一并參閱圖3所示，所述的自供電能量調(diào)控和電壓變換單元2與智能數(shù)字繼電保護器1的CPU單元1. 1連接。自供電能量調(diào)控和電壓變換單元2包括取電單元2. 1、低能量聚集與高能量泄放保護單元2. 2、儲能單元2. 3、電壓變換單元2. 4及輸出單元2. 5 ；所述的取電單元2. 1與低能量聚集與高能量泄放保護單元2. 2連接，所述的低能量聚集與高能量泄放保護單元2. 2與儲能單元2. 3連接，所述的儲能單元2. 3與電壓變換單元2. 4連接， 所述的電壓變換單元2. 4與輸出單元2. 5連接，所述的低能量聚集與高能量泄放保護單元 2. 2還與智能數(shù)字繼電保護器1的CPU單元1. 1連接。所述的取電單元2. 1包括電流互感器和感應取能線圈，由其感應一次線路的母線電流作為原始能源，經(jīng)過低能量聚集與高能量泄放保護單元2. 2智能控制小電流時能量的匯集，在母線電流超過額定電流和短路時進行能量的泄放和保護，低能量聚集與高能量泄放保護單元2. 2的輸出對設置的電容器充電進行穩(wěn)壓，然后經(jīng)過電壓變換環(huán)節(jié)在輸出單元上輸出DC+5V、DC+/-12V等作為智能數(shù)字繼電保護器、故障脫扣和故障報警單元的工作電源。請一并參閱圖4所示，為自具電源的IOkV柱上斷路器通過通信接口智能組網(wǎng)，實現(xiàn)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)應用的實施舉例示意圖，通信方式可選無線GPRS或者CAN總線方式，每個柱上斷路器作為一個智能監(jiān)控節(jié)點，由智能數(shù)字繼電保護器負責監(jiān)控線路上電流狀態(tài)、 開關斷口信息和工作電源狀況等信息，通過通信網(wǎng)絡將所監(jiān)控的信息傳送區(qū)域監(jiān)控主站點，監(jiān)控主站點負責收集和分析網(wǎng)內(nèi)柱上斷路器所有狀態(tài)信息，完成網(wǎng)內(nèi)設備和線路運行狀態(tài)的監(jiān)控，當出現(xiàn)故障時分析故障數(shù)據(jù)，給出故障類型、進行故障定位、報警燈操作，并對相關數(shù)據(jù)進行整理、制作報表和存儲，方便事后進行分析并可以進行報表打印等工作。
權利要求1.一種IOkV柱上真空斷路器，包括真空滅弧室(3)、彈簧操動機構(4)及斷路器外殼 (5)，其特征在于還包括智能數(shù)字繼電保護器(1)。
2.根據(jù)權利要求1所述的IOkV柱上真空斷路器，其特征在于所述的智能數(shù)字繼電保護器(1)包括CPU單元(1. 1)、通信接口(1.2)、保護類型與參數(shù)整定單元(1.3)、跳閘輸出控制單元(1. 4)、低功耗調(diào)控單元(1. 5)、故障報警單元(1. 6)及電流采集單元(1. 7)，所述的通信接口( 1. 2)與CPU單元(1. 1)連接，所述的保護類型與參數(shù)整定單元(1. 3)與CPU單元(1. 1)連接，所述的跳閘輸出控制單元(1.4)與CPU單元(1. 1)連接，所述的低功耗調(diào)控單元(1.5)與CPU單元(1. 1)連接，所述的故障報警單元(1.6)與CPU單元(1. 1)連接，所述的電流采集單元(1. 7)與CPU單元(1. 1)連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的IOkV柱上真空斷路器，其特征在于還包括自供電能量調(diào)控和電壓變換單元(2)，所述的自供電能量調(diào)控和電壓變換單元(2)與智能數(shù)字繼電保護器 (1)的CPU單元(1. 1)連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的IOkV柱上真空斷路器，其特征在于自供電能量調(diào)控和電壓變換單元(2)包括取電單元(2. 1)、低能量聚集與高能量泄放保護單元(2. 2)、儲能單元 (2. 3)、電壓變換單元(2. 4)及輸出單元(2. 5);所述的取電單元(2. 1)與低能量聚集與高能量泄放保護單元(2. 2)連接，所述的低能量聚集與高能量泄放保護單元(2. 2)與儲能單元 (2. 3)連接，所述的儲能單元(2. 3)與電壓變換單元(2. 4)連接，所述的電壓變換單元(2. 4) 與輸出單元(2. 5)連接，所述的低能量聚集與高能量泄放保護單元(2. 2)還與智能數(shù)字繼電保護器(1)的CPU單元(1. 1)連接。
5.根據(jù)權利要求2所述的IOkV柱上真空斷路器，其特征在于所述的通信接口(1.2) 包括GPRS通信接口和CAN通信接口。
專利摘要本實用新型公開了一種10kV柱上真空斷路器，包括真空滅弧室、彈簧操動機構及斷路器外殼，還包括智能數(shù)字繼電保護器(1)。該10kV柱上真空斷路器能實現(xiàn)智能化和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。
文檔編號H01H33/66GK202183329SQ201120279448
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權日2011年8月3日
發(fā)明者樊建榮, 潘永成, 石維堅, 范興明 申請人:日升集團有限公司