一种断路器二次回路功能模拟装置的制作方法

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1.本实用新型涉及一种断路器二次回路功能模拟装置。

背景技术：

2.高压断路器是一种重要的变电设备，若在运行状态发生故障而被迫退出运行，会严重影响电网的可靠性。而断路器的故障大多出现在其二次回路，尤其紧急缺陷几乎都是二次回路故障。故当其发生故障时，往往希望能不退出运行进行消缺，以提高电网的可靠性。但二次回路是断路器的控制系统，如在消缺时处置不当，会引起断路器误动，反而将原来的异常转变成有明确后果的事故。
3.为了防止事故的发生，现有的措施主要是依靠消缺人员的经验与技术水平，在消缺过程中还是存在着较大的风险。如果能用一台不在电网中运行的设备进行消缺的预演，则能有效地防范消缺过程中的风险。另外，要提高消缺人员的经验与技术水平，实操训练也是一种必要的方法。但目前对高压断路器的二次回路功能的实操培训需在整台断路器上才能实现，故相应的实操培训中存在着较多不便利的因素。
4.二次回路是断路器的控制系统，当其发生故障不退出运行进行消缺前，如果能用一台不在电网中运行的设备进行消缺预演，则能在消缺过程中有效地防范断路器误动对电网的危害。但目前几乎没有这种条件。这主要是因为可以进行模拟试验的设备只有以下四种。一是处于变电站内正在使用的断路器；二是待用间隔内的断路器；三是购买后尚未安装使用的断路器；四是在培训基地的培训专用断路器。存在以下缺点：
5.1.体积较大，需要专门的场地进行安装，通常220kv断路器占地约9m
×
2m，高约7.5m，需安装在特定的实训场所；
6.2.投资较大，一台220kv断路器成本约为数十万元，其主要成本在于操动系统、灭弧室，控制回路占比较小。另外安装所需的场地也是一笔较大的费用；
7.3.后期需要运维成本，整台断路器日常需要消耗电能进行加热除湿外，维持压力，此外还需定期维护以保持其功能。在实训过程中也有可能因频繁动作造成相关元件损坏；
8.4.使用中不仅需要交流电源，其控制回路还需直流电源，完整的直流电源系统的购置、运维也需较大的投资；
9.5.使用不方便，因需安装在特定的场所，一般距离工作生产基地较远，应急使用不方便；
10.6.由于投资较大，安装的台数也有限的，不能同时开展多人的培训，另外，现行还有一种单独用汇控箱来开展实操训练的方式，这种方式使用灵活、投资及运维成本极低，但由于其存在回路不完整，无信号返回，特别是无法涵盖油压系统及sf6气体系统的相关回路，且没有人机交互，效果非常有限。

技术实现要素：

11.本实用新型所要达到的目的就是提供一种断路器二次回路功能模拟装置，能有效
的缩小整个装置的体积，减少了使用成本与运维成本。
12.为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种断路器二次回路功能模拟装置，包括汇控箱、支架、液压模拟系统、sf6气体模拟系统和断路器执行元件模拟系统，所述支架包括底板、第一竖板、第二竖板和第三竖板，所述底板的底端设有移动轮，所述第一竖板设置在底板的一端，所述第二竖板设置在底板的另一端，所述第三竖板设置在底板上，且位于第一竖板和第二竖板之间，所述第三竖板包括第一固定部和第二固定部，所述sf6气体模拟系统通过第一固定部安装在第三竖板上，所述液压模拟系统通过第二固定部安装在第三竖板上，所述第一竖板和第三竖板之间设有固定汇控箱的横板，所述断路器执行元件模拟系统固定连接在第二竖板上，所述断路器执行元件模拟系统、液压模拟系统和sf6气体模拟系统均与汇控箱相连。
13.优选的，所述液压模拟系统包括油箱、储能器、电磁球阀和节流阀，所述储能器上设有与汇控箱相连的第一管道，所述汇控箱的油压控制元件与油箱相连，所述节流阀的一端通过电磁球阀与第一管道相连，所述节流阀的另一端连接有与油箱相连的第二管道。
14.优选的，所述sf6气体模拟系统包括储气罐和充/放气接头，所述储气罐上设有与充/放气接头相连的第三管道，所述第三管道上连接有第四管道，所述第四管道上连接有第二压力表和密度计。
15.优选的，所述断路器执行元件模拟系统包括弹簧机构和辅助开关，所述弹簧机构和辅助开关相连，所述汇控箱向弹簧机构输出合闸或分闸指令，弹簧机构驱动辅助开关向汇控箱返回合闸或分闸位置信号。
16.优选的，所述第一固定部和所述第二固定部均包括定位部和锁紧部，所述定位部设置在第三竖板的中部，所述锁紧部设置在定位部上方和/或下方的第三竖板上，所述储能器和储气罐均通过锁紧部固定在定位部上。
17.优选的，所述定位部包括定位横板和设置在定位横板上的定位槽，所述定位横板与第三竖板为一体式结构，所述锁紧部包括固定连接在第三竖板上的螺杆，以及设置在螺杆上的弧形压板，所述螺杆上设有螺母。
18.优选的，所述弧形压板上设有向外延伸的延伸段，所述延伸段上设有供螺杆穿设的通孔，所述螺母设置在延伸段的左右两端。
19.优选的，所述定位槽和弧形压板上均设有防护垫。
20.优选的，所述底板上设有与汇控箱相连的电源接入端子。
21.综上所述，本实用新型的优点：将sf6气体模拟系统通过第一安装部安装在支架的第三竖板上，液压模拟系统通过第二安装部安装在支架的第三竖板上，断路器执行元件模拟系统安装在在第二竖板上，汇控箱设置在第一竖板和第三竖板之间的横板上，因此能通过支架实现汇控箱、液压模拟系统、sf6气体模拟系统、断路器执行元件模拟系统统一的安装，且各个组件之间相对独立，安装时各个部件不会形成空间上的干涉，大大简化了整个支架的安装结构，相对于断路器，大大缩小了整个装置的体积，而且便于整体的安装及使用，从而减少了使用成本与运维成本，由于购置及运维成本极极低，可购置的数量多，并安装于方便使用的地方，高效率地满足生产的各种需要，且第一安装部和第二安装部能使液压模拟系统和sf6气体模拟系统可根据实际的安装需求设置，来保证整个支架的稳定性。
附图说明
22.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
23.图1为本实用新型一种断路器二次回路功能模拟装置的结构示意图；
24.图2为本实用新型中液压模拟系统的结构示意图；
25.图3为本实用新型中sf6气体模拟系统的结构示意图；
26.图4为本实用新型中断路器执行元件模拟系统的结构示意图；
27.图5为本实用新型中储气罐通过第二固定部固定时的结构示意图。
28.附图标记：
29.1汇控箱、2支架、21底板、22第一竖板、23第二竖板、24第三竖板、25横板、26移动轮、27电源接入端子、3液压模拟系统、30油箱、31储能器、32电磁球阀、33节流阀、34第一管道、35第二管道、4sf6气体模拟系统、41储气罐、42充/放气接头、43第三管道、44第四管道、45压力表、46密度计、5断路器执行元件模拟系统、51弹簧机构、52辅助开关、6第一固定部、7第二固定部、8定位部、81定位横板、82定位槽、9锁紧部、91螺杆、92弧形压板、93螺母、94延伸段、10防护垫。
具体实施方式
30.如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种断路器二次回路功能模拟装置，包括汇控箱1、支架2、液压模拟系统3、sf6气体模拟系统4和断路器执行元件模拟系统5，所述支架2包括底板21、第一竖板22、第二竖板23和第三竖板24，所述底板的底端设有移动轮26，所述第一竖板22设置在底板的一端，所述第二竖板设置在底板的另一端，所述第三竖板设置在底板上，且位于第一竖板和第二竖板之间，所述第三竖板包括第一固定部6和第二固定部7，所述sf6气体模拟系统4通过第一固定部6安装在第三竖板上，所述液压模拟系统3通过第二固定部7安装在第三竖板上，所述第一竖板22和第三竖板24之间设有固定汇控箱1的横板25，所述断路器执行元件模拟系统5固定连接在第二竖板23上，所述断路器执行元件模拟系统、液压模拟系统和sf6气体模拟系统均与汇控箱相连。
31.将sf6气体模拟系统通过第一安装部安装在支架的第三竖板上，液压模拟系统通过第二安装部安装在支架的第三竖板上，断路器执行元件模拟系统安装在在第二竖板上，汇控箱设置在第一竖板和第三竖板之间的横板上，因此能通过支架实现汇控箱、液压模拟系统、sf6气体模拟系统、断路器执行元件模拟系统统一的安装，且各个组件之间相对独立，安装时各个部件不会形成空间上的干涉，大大简化了整个支架的安装结构，相对于断路器，大大缩小了整个装置的体积，而且便于整体的安装及使用，从而减少了使用成本与运维成本，由于购置及运维成本极极低，可购置的数量多，并安装于方便使用的地方，高效率地满足生产的各种需要，且第一安装部和第二安装部能使液压模拟系统和sf6气体模拟系统可根据实际的安装需求设置，来保证整个支架的稳定性。
32.所述液压模拟系统3包括油箱30、储能器31、电磁球阀32和节流阀33，本实施例中的储能器31为现有技术，本实施例不做详细的说明，所述储能器上设有与汇控箱相连的第一管道34，所述汇控箱的油压控制元件与油箱相连，所述节流阀的一端通过电磁球阀与第一管道相连，所述节流阀的另一端连接有与油箱相连的第二管道35，由于液压模拟系统的液压油使用量不到原断路器十分之一，对环境的污染可减少到极低的水平，具体使用时，当
汇控箱发出合、分闸信号时，电磁球阀32发出1s的脉冲信号，让电磁球阀32随之打开，将高压油释放一部分到低压油箱30内，油压随之下降，用于模拟高压断路器动作后油压下降的过程，为了精确控制动作时油压下降量，通过节流阀33来控制每次下降的油压，油压下降到一定值，汇控箱1会自动将油压补充到规定值。
33.所述sf6气体模拟系统4包括储气罐41和充/放气接头42，本实施例中的储气罐41为现有技术，本实施例不做详细的说明，所述储气罐41上设有与充/放气接头42相连的第三管道43，所述第三管道43上连接有第四管道44，所述第四管道44上连接有压力表45和密度计46。通过充/放气接头42对储气罐41内的气体进行充气或放气，然后通过第二压力表和密度计45对气体进行压力采集和密度采集，从而模拟了断路器的气室。温室气体sf6的使用量不到原断路器百分之一，对环境的污染可减少到极低的水平，sf6气体模拟系统结构简单，管接头少，可大大减少漏气对环境的影响。
34.所述断路器执行元件模拟系统5包括弹簧机构51和辅助开关52，所述弹簧机构和辅助开关相连，所述汇控箱向弹簧机构输出合闸或分闸指令，弹簧机构驱动辅助开关向汇控箱返回合闸或分闸位置信号，弹簧机构为现有技术，本实施例不做详细的说明，相对于断路器的执行元件，本实用新型的弹簧机构极大的降低成本与减少了安装体积，操作时，汇控箱向弹簧机构输出合闸或分闸指令，弹簧机构动作后带动辅助开关将合闸或分闸位置信号返回至汇控箱内。
35.通过上述液压模拟系统3、sf6气体模拟系统4和断路器执行元件模拟系统5，可根据培训需要增加数量，避免等待的时间消耗，应用本装置进行实操训练，不需特定的场所，可安装于方便的场所，不需考虑培训的后勤保障、设备的寿命，天气的影响，可以全天24小时满足训练使用的要求，有利于利用碎片化的时间开展训练，当电网中设备发生故障时，可在本装置上进行排除故障的演练与验证，提升应急处理故障的安全性，针对影响断路器安全运行的因素，也可以在装置上进行验证，并在实际操作或相关的规程中进行纠正，有利于保证设备的安全运行。
36.所述第一固定部6和所述第二固定部7均包括定位部8和锁紧部9，所述定位部8设置在第三竖板24的中部，所述锁紧部9设置在定位部8上方和/或下方的第三竖板24上，所述储能器31和储气罐41均通过锁紧部9固定在定位部8上，本实施例中，通过定位部实现储能器和储气罐的快速定位，并依靠锁紧部锁紧，简化了储能器和储气罐的安装工艺。所述定位部8包括定位横板81和设置在定位横板81上的定位槽82，所述定位横板81与第三竖板24为一体式结构，所述锁紧部9包括固定连接在第三竖板24上的螺杆91，以及设置在螺杆91上的弧形压板92，所述螺杆91上设有螺母93，将定位部8设置成定位横板81和设置在定位横板81上的定位槽82，通过定位槽82实现储能器31和储气罐41的固定，能增大储能器31、储气罐41与定位横板81的接触面积，提高定位质量，其次，将定位横板81与第三竖板24设置成一体式结构，能简化定位横板81与第三竖板24之间的安装工艺，提高了定位横板81与第三竖板之间的连接强度，保证储能器31或储气罐41安装后定位横板71的平稳性，将锁紧部9设置成螺杆91和弧形压板92，由于螺杆91设置在第三竖板上，因此，只需通过螺母93将弧形压板92压紧就可以实现储能器31或储气罐41的锁紧，本实施例中的锁紧部9设有两组，且两组锁紧部9分别设置在定位横板81的上方和下方。
37.所述弧形压板92上设有向外延伸的延伸段94，所述延伸段94上设有供螺杆91穿设
的通孔，图中未画出，所述螺母93设置在延伸段94的左右两端，能增大弧形压板92与螺杆91的接触面积，保证螺母93对弧形压板92的锁紧质量，所述定位槽82和弧形压板92上均设有防护垫10，防护垫10的设置，进一步提高了储能器31和储气罐41的固定质量，而且能对储能器31和储气罐41起到一定的防护功能，避免储能器31和储气罐41的损坏。
38.所述底板21上设有与汇控箱1相连的电源接入端子27，本实施例中的电源接入端子采用380v电源接入端子或220v电源接入端子，能实现向汇控箱的供电，另外，本实施例中的底板21上可设置整流模块，能将交流电源转换成直流电源，本实施例中底板21上可设置保护接地端子，用于人身的保护。
39.以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

技术特征：

1.一种断路器二次回路功能模拟装置，包括汇控箱，其特征在于：还包括支架、液压模拟系统、sf6气体模拟系统和断路器执行元件模拟系统，所述支架包括底板、第一竖板、第二竖板和第三竖板，所述底板的底端设有移动轮，所述第一竖板设置在底板的一端，所述第二竖板设置在底板的另一端，所述第三竖板设置在底板上，且位于第一竖板和第二竖板之间，所述第三竖板包括第一固定部和第二固定部，所述sf6气体模拟系统通过第一固定部安装在第三竖板上，所述液压模拟系统通过第二固定部安装在第三竖板上，所述第一竖板和第三竖板之间设有固定汇控箱的横板，所述断路器执行元件模拟系统固定连接在第二竖板上，所述断路器执行元件模拟系统、液压模拟系统和sf6气体模拟系统均与汇控箱相连。2.根据权利要求1所述的一种断路器二次回路功能模拟装置，其特征在于：所述液压模拟系统包括油箱、储能器、电磁球阀和节流阀，所述储能器上设有与汇控箱相连的第一管道，所述汇控箱的油压控制元件与油箱相连，所述节流阀的一端通过电磁球阀与第一管道相连，所述节流阀的另一端连接有与油箱相连的第二管道。3.根据权利要求2所述的一种断路器二次回路功能模拟装置，其特征在于：所述sf6气体模拟系统包括储气罐和充/放气接头，所述储气罐上设有与充/放气接头相连的第三管道，所述第三管道上连接有第四管道，所述第四管道上连接有压力表和密度计。4.根据权利要求1所述的一种断路器二次回路功能模拟装置，其特征在于：所述断路器执行元件模拟系统包括弹簧机构和辅助开关，所述弹簧机构和辅助开关相连，所述汇控箱向弹簧机构输出合闸或分闸指令，弹簧机构驱动辅助开关向汇控箱返回合闸或分闸位置信号。5.根据权利要求3所述的一种断路器二次回路功能模拟装置，其特征在于：所述第一固定部和所述第二固定部均包括定位部和锁紧部，所述定位部设置在第三竖板的中部，所述锁紧部设置在定位部上方和/或下方的第三竖板上，所述储能器和储气罐均通过锁紧部固定在定位部上。6.根据权利要求5所述的一种断路器二次回路功能模拟装置，其特征在于：所述定位部包括定位横板和设置在定位横板上的定位槽，所述定位横板与第三竖板为一体式结构，所述锁紧部包括固定连接在第三竖板上的螺杆，以及设置在螺杆上的弧形压板，所述螺杆上设有螺母。7.根据权利要求6所述的一种断路器二次回路功能模拟装置，其特征在于：所述弧形压板上设有向外延伸的延伸段，所述延伸段上设有供螺杆穿设的通孔，所述螺母设置在延伸段的左右两端。8.根据权利要求6所述的一种断路器二次回路功能模拟装置，其特征在于：所述定位槽和弧形压板上均设有防护垫。9.根据权利要求1所述的一种断路器二次回路功能模拟装置，其特征在于：所述底板上设有与汇控箱相连的电源接入端子。

技术总结

本实用新型涉及一种断路器二次回路功能模拟装置，包括汇控箱、支架、液压模拟系统、SF6气体模拟系统和断路器执行元件模拟系统，支架包括底板、第一竖板、第二竖板和第三竖板，第三竖板包括第一固定部和第二固定部，第一竖板和第三竖板之间设有横板，断路器执行元件模拟系统固定连接在第二竖板上；本实用新型的优点：通过支架实现汇控箱、液压模拟系统、SF6气体模拟系统、断路器执行元件模拟系统的统一安装，且各个组件之间相对独立，安装时各个部件不会形成空间上的干涉，大大简化了整个支架的安装结构，相对于断路器，大大缩小了整个装置的体积，而且便于整体的安装及使用，从而减少了使用成本与运维成本。用成本与运维成本。用成本与运维成本。