跌落式熔断器熔丝安装装置研发.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：蔡楠木（1990），男，汉族，本科，贵州晴隆人，工程师，研究方向为配电线路运行与检修，计量运维，营销综合管理。-141-跌落式熔断器熔丝安装装置研发 蔡楠木 黄先圣 蔡佳木 岑 敏 冯国建 贵州电网有限责任公司兴义晴隆供电局，贵州 黔西南州 561400 摘要：摘要：本文针对在配电网运维中，10kV 跌落式熔断器过载或故障熔丝熔断后，需要装拆熔丝。现有的装拆方式容易出现熔丝损伤，造成熔丝断裂不满足截流能力要求，使得熔丝重复熔断重复装拆，造成频繁停电且浪费资源，上述问题造成变压器缺相，影响客户正常用电，还增加运维人员得工作量等问题进行研究方案的设定，同事通过实力实施验证了本研究具有一定的使用价值，值得今后推广。关键词：关键词：跌落式熔断器；过载；实施验证 中图分类号：中图分类号：TM73 1 前景概述 跌落式熔断器（D-fuse）是电力系统保护中常用的一种设备，用于防止电路短路和过载引起的电流超过额定值而造成设备损坏或火灾风险。它是一种被动式保护装置，利用熔丝的熔断特性来切断电路，从而保护电气设备，是 10kV 配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关。传统装拆熔丝方式需将熔丝缠绕在动触头上，用垫片压住，再用扳手将螺帽拧紧，在拧紧螺帽的时候很容易将熔丝损坏，会导致熔丝承载电流的能力减小，还未到额定电流时熔丝就熔断掉落造成变压器缺相，严重者会拧断熔丝，导致浪费资源和时间，并且安装过程不够简便，因此亟需一种跌落式熔断器熔丝安装装置1。2 研究方案 为解决传统装拆熔丝方式需将熔丝缠绕在动触头上，用垫片压住，再用扳手将螺帽拧紧，在拧紧螺帽的时候很容易将熔丝损坏，会导致熔丝承载电流的能力减小，还未到额定电流时熔丝就熔断掉落造成变压器缺相，严重者会拧断熔丝，导致浪费资源和时间等诸多问题，本文研究设计一种跌落式熔断器熔丝安装装置。聚体研究内容是：跌落式熔断器熔丝安装装置，包括：熔管主体，设置于熔管主体上的下动触头；紧固组件，包括设置于下动触头上的固定座，设置于下动触头上的安装部，以及设置于安装部上的传动部；以及，锁定组件，包括设置于传动部上的锁止部，以及设置于锁止部上的控制部；其中，锁止部和传动部均设置于固定座上。作为本研究跌落式熔断器熔丝安装装置一种优选方案，其中：安装部包括设置于下动触头上的固定环，插接设置于固定环上的安装柱，开设于安装柱上的通孔，设置于安装柱上的挡板，以及滑移设置于安装柱上的垫圈。作为本研究跌落式熔断器熔丝安装装置一种优选方案，其中：传动部包括设置于固定座上的固定板，设置于固定板上的固定管，开设于固定管上的异形槽，滑移设置于固定管内的传动柱，以及滑移设置于异形槽内的滑块；其中，传动柱与挡板相连接，滑块与传动柱相连接。作为本研究跌落式熔断器熔丝安装装置一种优选方案，其中：异形槽呈螺旋状。作为本研究跌落式熔断器熔丝安装装置一种优选方案，其中：锁止部包括设置于滑块上的齿轮，啮合设置于齿轮上的锁止件，设置于固定板上的固定柱，以及设置于固定座上的配合件；齿轮套接于固定管外，固定柱与锁止件转动连接。作为本研究跌落式熔断器熔丝安装装置一种优选方案，其中：固定座上开设有活动槽，配合件能够在活动槽内活动；配合件包括设置于固定座上的弹簧，以及设置于弹簧上的制动块；制动块与锁止件相接触。作为本研究跌落式熔断器熔丝安装装置一种优选方案，其中：锁止件呈对称分布；锁止件包括弧形段，与弧形段邻接的凸齿段，与凸齿段邻接的过渡段，与过渡段邻接的凹陷段，以及与凹陷段邻接的凸出段；凸齿段与齿轮啮合连接。作为本研究跌落式熔断器熔丝安装装置一种优选方案，其中：凹陷段包括与过渡段邻接的平直面一，与平直面一邻接的弧形面，以及与凸中国科技期刊数据库 工业 A-142-出段邻接的平直面二。作为本研究跌落式熔断器熔丝安装装置一种优选方案，其中：固定管上设置有限位块一，固定管外滑移设置有按动板，按动板套接设置于齿轮上。作为本研究跌落式熔断器熔丝安装装置一种优选方案，其中：控制部包括设置于固定柱上的限位块二，套接设置于固定柱上的传动块，以及设置于传动块上的控制块；传动块与锁止件固定连接2。3 研究实施 为使本研究的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本研究的具体实施方式作详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本研究，但是本研究还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本研究内涵的情况下做类似推广，因此本研究不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本研究至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。图 1 跌落式熔断器熔丝安装装置整体结构示意图 再其次，本研究结合示意图进行详细描述，在详述本研究实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本研究保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸3。3.1 研究实验 1 跌落式熔断器熔丝安装装置，包括熔管主体 100，活动设置于熔管主体 100 底端的下动触头 101，熔管主体 100 上端固定安装有上静触头，上静触头底端连接有熔丝，熔丝设置在熔管主体 100 内，熔丝的底端连接在下动触头 101 的安装部 202 上；紧固组件 200，包括固定设置于下动触头 101 上的固定座 201，设置于下动触头 101 上的安装部 202，熔丝缠绕在安装部 202上，通过安装部 202 能将熔丝固定并拉紧，以及设置于安装部 202 下方的传动部 203，传动部 203 在锁止部301 和安装部 202 之间起到传动作用；以及，锁定组件300，包括设置于传动部 203 上的锁止部 301，以及设置于锁止部 301 上的控制部 302，控制部 302 能够控制锁止部 301；其中，锁止部 301 和传动部 203 均设置于固定座 201 上。操作过程：安装熔丝时，将已经安装在熔管内的熔丝的底端穿入安装部 202 的通孔 202c，预留合适的长度，通过锁止部 301，传动部 203 和安装部 202 的配合，使用者只需按动锁止部 301 就能够将熔丝安装在安装部 202 上并拉紧；当使用者拆卸熔丝时，拨动控制部 302，改变锁止部 301 的形态，通过拉动锁止部301，就能够通过传动部 203 使安装部 202 松开熔丝。图 2 跌落式熔断器熔丝安装装置的底部的结构的剖开图 3.2 研究实验 2 跌落式熔断器熔丝安装装置，安装部 202 包括固定设置于下动触头 101 上的固定环 202a，插接设置于固定环 202a 内的安装柱 202b，开设于安装柱 202b 内的通孔 202c，固定设置于安装柱 202b 底端的挡板 202d，以及滑移设置于安装柱 202b 上的垫圈 202e，安装熔丝中国科技期刊数据库 工业 A-143-时，垫圈 202e 位于熔丝和挡板 202d 之间；安装熔丝时，工作人员先将熔丝端部穿过端口，再缠绕两圈，顺时针缠绕在安装柱 202b 上，然后利用锁止部 301 好传动部 203 使安装柱 202b 一边逆时针旋转，一边向固定环 202a 的方向移动，也就是一边拉紧一边使缠绕在安装柱 202b 上的熔丝靠拢在一起，当熔丝受力紧固时松开锁止部 301，锁止部 301 就能够将安装部 202 维持在紧固状态4。传动部 203 包括固定设置于固定座 201 侧面的固定板 203a，固定设置于固定板 203a 下方的固定管 203b，固定板 203a 为固定管 203b 提供支撑，开设于固定管203b 上的异形槽 203c，滑移设置于固定管 203b 内部的传动柱 203d，以及滑移设置于异形槽 203c 内的滑块203e；其中，传动柱 203d 与挡板 202d 相固定连接，滑块 203e 与传动柱 203d 相固定连接；滑块 203e，传动柱203d，挡板202d以及安装柱202b依次固定连接，运动路径相同。进一步的，异形槽 203c 呈螺旋状，滑块 203e 从异形槽 203c 的底端向上移动，会沿着异形槽 203c 按照逆时针的方向螺旋向上，滑块 203e 能够带动传动柱203d 与滑块 203e 做相同的运动，从而带动挡板 202d和安装柱 202b 一边向固定环 202a 的方向移动，一边逆时针转动，也就是螺旋运动。图 3 第二视角的底部的结构的示意图 锁止部 301 包括固定设置于滑块 203e 上的齿轮301a，啮合设置于齿轮 301a 上的锁止件 301d，固定设置于固定板 203a 上的固定柱 301b，以及设置于固定座201 上的配合件 301c；齿轮 301a 套接于固定管 203b外，齿轮 301a 能在固定管 203b 外活动，固定柱 301b与锁止件 301d 转动连接，固定座 201 侧面开设有凹槽301e，凹槽 301e 为锁止件 301d 提供活动空间，活动槽 301c-1 与凹槽 301e 连通；重要的是，锁止件 301d的长度大于齿轮 301a 的厚度，并且锁止件 301d 的长度足以使齿轮301a在全部运动过程中在需要与锁止件301d 啮合的时候都能与锁止件 301d 接触。具体的，固定座 201 上开设有活动槽 301c-1，配合件 301c 能够在活动槽 301c-1 内活动；配合件 301c包括设置于固定座 201 上的弹簧 301c-2，以及设置于弹簧 301c-2 上的制动块 301c-3，也就是弹簧 301c-2一端固定连接在活动槽 301c-1 内部，另一端与制动块301c-3 固定连接；制动块 301c-3 与锁止件 301d 相接触，制动块 301c-3 能够对锁止件 301d 起到制动作用。进一步的，固定管 203b 上设置有限位块一 301f，固定管 203b 外滑移设置有按动板 301g，按动板 301g套接设置于齿轮 301a 外侧，按动板 301g 遮挡住齿轮301a 的大部分，按动板 301g 还凸出于齿轮 301a，给工作人员留出手动操作的领域，因为齿轮 301a 在上下移动的过程中还会转动，工作人员直接用手按动的话可能会擦伤手指，所以设置按动板 301g 隔开。控制部 302 包括转动设置于固定柱 301b 底端的限位块二 302a，套接设置于固定柱 301b 侧面的传动块302b，以及固定设置于传动块 302b 上的控制块 302c；传动块 302b 与锁止件 301d 固定连接，控制块 302c 的方向能够进行控制锁止件301d进行两个方向上的调节。安装熔丝的情况下，控制块 302c 朝外侧，（注：此为第一方向），拆卸熔丝时，控制块 302c 朝内侧，（注：此为第二方向）。通常情况下，从下往上看（注：此为第二视角），安装熔丝时，控制块 302c 位于第一方向，使齿轮 301a向固定环 202a 的方向移动，因为齿轮 301a 固定连接在滑块 203e 上，齿轮 301a 也就会顺时针螺旋移动（从第一视角上看，齿轮 301a 向固定环 202a 方向移动时是逆时针转动，从第二视角上看，齿轮 301a 向固定环202a 方向移动就是顺时针转），齿轮 301a 顺时针转动，挤压锁止件 301d，锁止件 301d 向活动槽 301c-1 的方向挤压制动块 301c-3，制动块 301c-3 挤压弹簧 301c-2，不影响齿轮 301a 顺时针转动，但如果齿轮 301a 逆时针转动，齿轮 301a 挤压锁止件 301d，锁止件 301d 向活动槽 301c-1 的侧壁方向挤压制动块 301c-3，制动块301c-3 无法移动，齿轮 301a 也就无法逆时针转动，也中国科技期刊数据库 工业 A-144-就是将齿轮301a锁定，使齿轮301a只能向固定环202a的方向螺旋前进，无法后退。需要拆卸熔丝或者调送熔丝时，从第二视角上看，将控制块 302c 移动至第二方向，控制按动板 301g 将齿轮 301a 向远离固定环 202a 的方向移动，（从第一视角上看，齿轮 301a 向固定环 202a 方向移动时是顺时针转动，从第二视角上看，齿轮 301a 向固定环 202a方向移动就是逆时针时旋转），与前文同理，齿轮 301a逆时针转动，挤压锁止件 301d，锁止件 301d 向活动槽301c-1 的方向挤压制动块 301c-3，制动块 301c-3 挤压弹簧 301c-2，不影响齿轮 301a 逆时针转动，但如果齿轮 301a 顺时针转动，齿轮 301a 挤压锁止件 301d，锁止件 301d 向活动槽 301c-1 的侧壁方向挤压制动块301c-3，制动块 301c-3 无法移动，齿轮 301a 也就无法顺时针转动，也就是将齿轮 301a 锁定，使齿轮 301a只能向固定环 202a 的方向螺旋远离，无法前进5。综上：安装或者拉紧熔丝时，控制部 302 的控制块 302c 位于第一方向上，将熔丝端部穿过通孔 202c，在安装柱 202b 上顺时针缠绕两圈，预留合适的长度，使用者手放在按动块上，将齿轮 301a 向上推动至合适的距离，拉紧熔丝，锁止件 301d 与配合件 301c 配合，将传动部 203 和锁定部维持在该拉紧熔丝的状态；当熔丝断裂或者熔丝老旧需要更换新的熔丝，或者是熔丝过紧需要放松一点时，将控制块 302c 拨动至第二方向，控制按动板 301g 带动齿轮 301a 向下，即可松开熔丝，使齿轮 301a 回到最下方，将控制块 302c 拨动回第一方向，即可抽出熔丝；或者根据需要小幅度下移齿轮 301a，将熔丝调节至合适的松紧度，将控制块302c 拨动回第一方向，齿轮 301a 就无法继续下移，完成锁定。3.3 研究实验 3 该实施例不同于以上实施例的是：锁止件 301d 呈对称分布，锁止件 301d 整体被分为第一区域和第二区域，（注：朝向第一方向的为第一区域，朝向第二方向的为第二区域）；锁止件 301d 包括弧形段 301d-1，与弧形段 301d-1 邻接的凸齿段 301d-2，与凸齿段 301d-2邻接的过渡段 301d-3，与过渡段 301d-3 邻接的凹陷段301d-4，以及与凹陷段 301d-4 邻接的凸出段 301d-5；凸齿段 301d-2 与齿轮 301a 啮合连接。弧形段 301d-1和凸出段 301d-5 均为对称设置，弧形段 301d-1 和凸出段301d-5的左右两侧分别分布在第一区域和第二区域，凸齿段 301d-2，过渡段 301d-3 和凹陷段 301d-4均设置有两个，都分别对称分布在第一区域和第二区域。图 4 第二视角的局部结构示意图 进一步的，凹陷段 301d-4 包括与过渡段 301d-3邻接的平直面一 301d-4a，与平直面一 301d-4a 邻接的弧形面 301d-4b，以及与凸出段 301d-5 邻接的平直面二 301d-4c；通常情况下，制动块 301c-3 与弧形面301d-4b 接触。当控制块 302c 位于第一方向，第一区域的凸齿段301d-2 与齿轮 301a 啮合，制动块 301c-3 与第二区域的凹陷段 301d-4 接触，将齿轮 301a 顺时针旋转时，齿轮 301a 的轮齿挤压凸齿段 301d-2 的凸出处，锁止件 301d 就会向逆时针的方向运动，锁止件 301d 的平直面二 301d-4c 就会挤压制动块 301c-3，制动块301c-3 挤压弹簧 301c-2，当齿轮 301a 的轮齿经过凸齿段 301d-2 后，弹簧 301c-2 就能够将制动块 301c-3弹出一点距离，需要注意的是，制动块 301c-3 全程都不会完全离开活动槽 301c-1，齿轮 301a 带动锁定件和配合件 301c 做步进运动；如果将齿轮 301a 逆时针转动，齿轮 301a 挤压锁止件 301d，使锁止件 301d 有顺时针方向运动的趋势，而锁止件 301d 的第二区域的平直面一 301d-4a 与活动槽 301c-1 的侧面平行，锁止件301d 从制动块 301c-3 的侧面挤压制动块 301c-3，制动块 301c-3 因为受到活动槽 301c-1 的侧壁的限制，无法移动，因此，当控制块 302c 位于第一方向上时，齿轮 301a 反转，也就是齿轮 301a 逆时针转动会受到锁止件 301d 的阻挡。中国科技期刊数据库 工业 A-145-当控制块 302c 位于第二方向，第二区域的凸齿段301d-2 与齿轮 301a 啮合，制动块 301c-3 与第一区域的凹陷段 301d-4 接触，与前文原理相同，操作相反。将控制块 302c 拨动至第二方向的过程中，制动块301c-3 先经过第二区域的平直面二 301d-4c，再经过凸出段301d-5，然后经过第一区域的平直面二301d-4c，最后与第一区域的弧形面 301d-4b 接触，因为凹槽301e 位于活动槽 301c-1 下方，活动槽 301c-1 与凹槽301e 连通，制动块 301c-3 的下方部分位于凹槽 301e内，在拨动控制块 302c 的过程中，凸出段 301d-5 和两个区域的平直面二 301d-4c 都会将制动块 301c-3 向活动槽 301c-1 的方向挤压，就算制动块 301c-3 已经被完全挤压进活动槽 301c-1，锁止件 301d 也能继续挤压制动块 301c-3，不会影响锁止件 301d 的活动。将控制块 302c 从第二方向拨动至第一方向，与前文同理。4 结论 本研究设置了能够与紧固组件配合使用的锁定组件，通过上下移动按动块能够将缠绕在安装柱上的熔丝拉紧和放松，上下移动按动块的过程中，通过改变控制块的方向来将锁止件的状态相应改变，实现上下移动按动块后，齿轮就能够被及时锁定，从而将安装部的状态锁定，本研究简化安装和拆卸熔丝的过程，也使调节熔丝松紧的过程变得更加可控。参考文献 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