本實用新型涉及一種智能斷路器，特別是一種基于柔性分合閘技術的并聯(lián)電容器組投切用智能斷路器。

背景技術：

根據(jù)電網(wǎng)無功變化，并聯(lián)電容器組投入電網(wǎng)與從電網(wǎng)中切除是電網(wǎng)節(jié)能降耗、提高電網(wǎng)出力和改善電網(wǎng)電能質量的重要技術措施和設備。高壓并聯(lián)電容器組在電網(wǎng)中的投切開關使用高壓斷路器（或者高壓接觸器）。近年來，由于智能化電氣開關技術的迅速發(fā)展，高壓斷路器向智能化方向發(fā)展，一次開關、電流互感器、電壓互感器與二次自動化設備相結合，成為智能斷路器，除了具有一次斷路器功能之外，還具有測量、控制、保護、信號、自診斷、聯(lián)網(wǎng)等綜合自動化（或智能化）功能。

現(xiàn)有的高壓斷路器或智能斷路器投切并聯(lián)電容器組，其主要缺點是分合閘過程是非“柔性”的，即分合閘時動觸頭運動是不可控的，使動觸頭在與靜觸頭閉合或斷開的時點是隨機的，并且產生彈跳、反彈，從而使投切并聯(lián)電容器組產生很大的合閘涌流和分閘過電壓，對電網(wǎng)、并聯(lián)電容器組和開關本身有很大的損害性沖擊，同時不能頻繁投切并聯(lián)電容器組，影響了投切并聯(lián)電容器組的無功補償設備的社會經(jīng)濟效益。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于柔性分合閘技術的并聯(lián)電容器組投切用高壓智能斷路器。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：

一種基于柔性分合閘技術的并聯(lián)電容器組投切用智能斷路器，其特征在于：包含控制三相電源UA、UB、UC通斷的三個極柱A、B、C和智能控制器D，三相電源UA、UB、UC分別與三個極柱A、B、C連接，并聯(lián)電容器C1兩端分別與極柱A、B連接，并聯(lián)電容器C2兩端分別與極柱B、C連接，并聯(lián)電容器C3兩端分別與極柱A、C連接，三個極柱A、B、C分別包含軸向依次串接的導電與滅弧部件、第一行程傳感部件、合閘阻尼部件、高壓絕緣部件、分合閘驅動部件、分閘阻尼部件和第二行程傳感部件。

進一步地，所述導電與滅弧部件包含殼體a、靜觸頭、動觸頭，殼體a內設置有滅弧介質或真空，靜觸頭固定在殼體a上端，動觸頭滑動設置在殼體a下端。

進一步地，所述第一行程傳感部件包含光柵片a和兩個導光體，動觸頭下端設置有豎直向下延伸的延伸段，光柵片a豎直設置固定在延伸段內，兩個導光體設置在光柵片兩側并且導光體與智能控制器D連接。

進一步地，所述導光體具有絕緣特性。

進一步地，所述合閘阻尼部件包含軸a、殼體b、活塞a、密封板、錐形頂針和彈簧，殼體b為密封殼體，軸a沿豎直方向滑動設置在殼體b上端，活塞a固定在軸a上并且滑動設置在殼體b內壁上，密封板水平設置并且固定在殼體b內壁上，活塞a和密封板將殼體b內腔分隔成活塞a上方的上側阻尼液腔室a、位于活塞a與密封板之間的下側阻尼液腔室a和密封板下側的空腔室，彈簧套設在軸a下端并且彈簧位于活塞a與密封板之間，密封板上開有與軸a匹配的通孔，軸a下端滑動設置在密封板通孔內，活塞a上開有錐形針孔，殼體b上端設置有與錐形針孔對應的錐形頂針a。

進一步地，所述分合閘驅動部件包含軸b、鐵質殼體、合閘線圈、永磁體、分閘線圈和銷子，軸b豎直設置并且軸b兩端滑動設置在鐵質殼體上下端面內，永磁體通過銷子固定在軸b上，合閘線圈套設在永磁體上端，分閘線圈套設在永磁體下端。

進一步地，所述分閘阻尼部件包含軸c、殼體c和活塞b，軸c豎直設置并且軸c上下端滑動設置在殼體c上下端面，殼體c 為密封殼體并且殼體c的腔室內充有阻尼液，活塞b固定在軸c上并且活塞b滑動設置在殼體c內壁上，活塞b 將殼體c的腔室分隔為上側阻尼腔室b和下側阻尼腔室b，活塞b上開有溢流孔，殼體c下端設置有與溢流孔對應的錐形頂針b。

進一步地，所述第二行程傳感部件包含光柵片b、發(fā)射頭、接收頭，光柵片b豎直固定在軸c下端，發(fā)射頭和接收頭對應設置在光柵片兩側并且分別與智能控制器D電連接。

進一步地，所述動觸頭與電阻R1一端連接，靜觸頭與電阻R2連接，電流互感器L設置在并聯(lián)電容器回路上，電阻R1、R2另一端和電流互感器L與智能控制器D連接。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果：結構簡單、運行可靠、維護方便、性價比高，可以頻繁地投切并聯(lián)電容器組，使并聯(lián)電容器組投切的無功補償設備提高對電網(wǎng)降損節(jié)能、輸送能力和改善電網(wǎng)電能質量的效果。

附圖說明

圖1是本實用新型的基于柔性分合閘技術的并聯(lián)電容器組投切用智能斷路器的示意圖。

圖2是本實用新型的基于柔性分合閘技術的并聯(lián)電容器組投切用智能斷路器的局部放大圖。

圖3是本實用新型的基于柔性分合閘技術的并聯(lián)電容器組投切用智能斷路器的另一幅局部放大圖。

具體實施方式

下面結合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。

如圖所示，本實用新型的一種基于柔性分合閘技術的并聯(lián)電容器組投切用智能斷路器，包含控制三相電源UA、UB、UC通斷的三個極柱A、B、C和智能控制器D，三相電源UA、UB、UC分別與三個極柱A、B、C連接，并聯(lián)電容器C1兩端分別與極柱A、B連接，并聯(lián)電容器C2兩端分別與極柱B、C連接，并聯(lián)電容器C3兩端分別與極柱A、C連接，三個極柱A、B、C分別包含軸向依次串接的導電與滅弧部件1、第一行程傳感部件2、合閘阻尼部件3、高壓絕緣部件4、分合閘驅動部件5、分閘阻尼部件6和第二行程傳感部件7。

導電與滅弧部件1包含殼體a8、靜觸頭9、動觸頭11，殼體a8內設置有滅弧介質10或真空，靜觸頭9固定在殼體a8上端，動觸頭11滑動設置在殼體a8下端。第一行程傳感部件2包含光柵片a14和兩個導光體15、16，動觸頭11下端設置有豎直向下延伸的延伸段13，光柵片a14豎直設置固定在延伸段13上，兩個導光體15、16設置在光柵片14兩側并且導光體15、16與智能控制器D連接。導光體15、16具有絕緣特性。

合閘阻尼部件3包含軸a17、殼體b18、活塞a20、密封板22、錐形頂針24和彈簧26，殼體b18為密封殼體，軸a17沿豎直方向滑動設置在殼體b18上端，軸a17上端與延伸段13下端固定連接，活塞a20固定在軸a17上并且滑動設置在殼體b18內壁上，密封板22水平設置并且固定在殼體b18內壁上，活塞a20和密封板22將殼體b內腔分隔成活塞a20上方的上側阻尼液腔室a19、位于活塞a20與密封板22之間的下側阻尼液腔室a21和密封板22下側的空腔室23，彈簧26套設在軸a17下端并且彈簧26位于活塞a20與密封板22之間，密封板22上開有與軸a17匹配的通孔，軸a17下端滑動設置在密封板22通孔內，活塞a20上開有錐形針孔25，殼體b18上端設置有與錐形針孔25對應的錐形頂針a24。

高壓絕緣部件4上端開有與殼體b18匹配的盲孔，殼體b18下端固定在盲孔內，金屬件27豎直設置并且金屬件27上端固定在高壓絕緣部件4下端。

分合閘驅動部件5包含軸b28、鐵質殼體29、合閘線圈30、永磁體31、分閘線圈32和銷子33，軸b28豎直設置并且軸b28兩端滑動設置在鐵質殼體29上下端面內，軸b28上端與金屬件27下端固定連接，永磁體31通過銷子33固定在軸b28上，合閘線圈30套設在永磁體31上端，分閘線圈32套設在永磁體31下端。

分閘阻尼部件6包含軸c34、殼體c35和活塞b37，軸c34豎直設置并且軸c34上下端滑動設置在殼體c35上下端面，殼體c35 為密封殼體并且殼體c35的腔室內充有阻尼液，活塞b37固定在軸c34上并且活塞b37滑動設置在殼體c35內壁上，活塞b37 將殼體c35的腔室分隔為上側阻尼腔室b36和下側阻尼腔室b38，活塞b37上開有溢流孔39，殼體c下端設置有與溢流孔39對應的錐形頂針b40。第二行程傳感部件7包含光柵片b41、發(fā)射頭42、接收頭43，光柵片b41豎直固定在軸c34下端，發(fā)射頭42和接收頭43對應設置在光柵片41兩側并且分別與智能控制器D電連接。

動觸頭9與電阻R1一端連接，靜觸頭11與電阻R2連接，電流互感器L設置在并聯(lián)電容器回路中，電阻R1、R2另一端和電流互感器L與智能控制器D連接。

分合閘并聯(lián)電容器組投切原理：

合閘與投運并聯(lián)電容器組過程：當智能控制器D接到合閘信號，給合閘線圈30通電，驅動永磁體31、軸b28向上，通過高壓絕緣部件4，使延伸段13和動觸頭11與靜觸頭9接觸，并聯(lián)電容器C1、C2、C3與三相電源UA、UB、UC接通而投入運行。在動觸頭11與靜觸頭9接觸過后，永磁體31繼續(xù)前行，至永磁體31與鐵質殼體29接觸并吸合，合閘線圈30停電之后保持吸合，下側阻尼液腔室a21被壓縮，使動觸頭11與靜觸頭9保護接觸并具有一定接觸壓力。

分閘與退運并聯(lián)電容器組過程：當智能控制器D接到分閘信號，給分閘線圈32通電，驅動永磁體31、軸b 28向下，通過高壓絕緣部件4使延伸段13和動觸頭11與靜觸頭9脫離接觸，并聯(lián)電容器C1、C2、C3與UA、UB、UC斷開而退出運行。

柔性分合閘原理：智能控制器D從第二行程傳感部件7監(jiān)測分合閘驅動部件5的運動工況、從第一行程傳感部件2監(jiān)測延伸段13和動觸頭11的運動工況，以及控制合閘線圈30（或分閘線圈32）的工作電流，第二行程傳感部件7、第一行程傳感部件2、合閘線圈30（或分閘線圈32）和智能控制器D形成一個柔性合閘（或分閘）的雙閉環(huán)的自動控制系統(tǒng)，使合閘（或分閘）具有速度快、時間短和無彈跳、反彈等柔性特點。

軟碰撞原理：合閘阻尼部件3用于合閘的軟碰撞，在合閘過程中的延伸段13和動觸頭11與靜觸頭9較遠時，錐形針孔25沒有被堵，阻尼液容易地從上側阻尼液腔室a19流向下側阻尼液腔室a21，合閘阻尼較小，當延伸段13和動觸頭11與靜觸頭9越接近時，錐形頂針a24與錐形針孔25越靠近，阻尼液越來越不容易流向下側阻尼液腔室a21，阻尼力越來越大，從而使延伸段13和動觸頭11與靜觸頭9的接觸具有軟碰撞特性，避免彈跳。分閘阻尼部件6用于分閘軟碰撞，在分閘過程的延伸段13和動觸頭11與靜觸頭9接近時，溢流孔39沒有被堵，阻尼液容易地從下側阻尼腔室b38流向上側阻尼腔室b36，分閘阻尼小，當延伸段13和動觸頭11與靜觸頭9越分離時，溢流孔39與錐形頂針b40越靠近，阻尼液越來越不容易流向上側阻尼腔室b36，阻尼力越來越大，使延伸段13和動觸頭11回到終點時具有軟碰撞特性，避免反彈。

過零投切并聯(lián)電容器組原理：合閘時，智能控制器D通過電阻R1、R2檢測開關二端的交流電壓相位，通過行程傳感部件2檢測延伸段13和動觸頭11的行程、速度等機械參數(shù)，通過控制合閘線圈30的電流通斷、大小使延伸段13和動觸頭11與靜觸頭9的接觸瞬間的時間點位于電壓相位的過零點，從而實現(xiàn)并聯(lián)電容器組的過零投運。分閘時，智能控制器D通過電流互感器L檢測通過開關的交流電流的相位，通過行程傳感部件2檢測延伸段13和動觸頭11的行程、速度等機械參數(shù)，通過控制分閘線圈32的電流通斷、大小使延伸段13和動觸頭11與靜觸頭9的分離瞬間的時間點位于電流相位的過零點，從而實現(xiàn)并聯(lián)電容器組的過零退運。

本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本實用新型所作的舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型說明書的內容或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本實用新型的保護范圍。