CN101154530A - 抑制高压隔离开关瞬态过电压的触头装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是针对瞬态过电压对高压气体绝缘金属封闭开关GIS开关设备及电力系统所构成的危害，公开了一种适合超高压、特高压隔离开关使用要求的、可有效抑制或消除隔离开关分合闸过程中所产生瞬态过电压的双层触头装置。该装置包括有静主触头，其特征是，该静主触头设置在一个立式布置的静侧支架上端，所述的静主触头上方与隔离开关动主触头断口之间设置有一个电阻触头，该电阻触头与静侧支架下端并联有一个电阻器。本发明利用电阻触头将击穿电压引入电阻回路，分合闸电阻器可以起到平抑瞬态过电压的作用，限制瞬态过电压波在要求的范围之内。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)高压隔离开关中为抑制分合闸过程中所产生瞬态过电压的触头装置。
背景技术
在特高压等级的800/1100kV气体绝缘金属封闭开关设备中，隔离开关是其中的关键部件之一，GIS中的隔离开关在分合闸过程中会产生瞬态过电压，一方面可能会破坏自身或相邻设备(如变压器等)的绝缘水平，另一方面会影响电力系统的稳定性。
发明内容
本发明为了解决过电压对高压GIS开关设备所构成的危害，提供了一种能够满足超高压、特高压隔离开关使用要求的、可有效抑制或消除隔离开关分合闸过程中所产生瞬态过电压的双层触头装置。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
一种抑制高压隔离开关分合闸过程中所产生瞬态过电压的触头装置，包括静主触头，其特征是，该静主触头设置在一个立式布置的静侧支架上端，所述的静主触头上方与隔离开关动主触头断口之间设置有一个电阻触头，该电阻触头与静侧支架下端并联有一个电阻器。
上述方案中，所述电阻器的两端分别通过上屏蔽罩和下屏蔽罩连接电阻触头与静侧支架下端，所述的电阻触头、上屏蔽罩、电阻器、下屏蔽罩、静侧支架构成分合闸电阻回路。
所述的下屏蔽罩上至少设有两根绝缘支杆，其一端固定在下屏蔽罩上，另一端与上屏蔽罩下方连接。
所述的电阻器是由一柱或两柱环形电阻片组成，每柱环形电阻片叠压在一起串在一个电阻器支杆上，该电阻器支杆一端固定在下屏蔽罩上，另一端穿有弹簧并用电阻压板压紧固定在上屏蔽罩下方；所述的电阻压板可同时压紧两柱环形电阻片；所述电阻器的总阻值为500Ω。
所述的静主触头为梅花触头；所述的电阻触头设有1片以上的触指片，用圈簧固定在触头座上；所述的触头座由铜质支座和耐烧蚀的铜钨头组成。
高压隔离开关在分合闸过程中，由于开关的动、静两侧电位不同形成压差，动主触头运动到与静主触头足够近的距离时，该压差击穿形成电弧，击穿瞬间两极电位相等，电弧熄灭。隔离开关会在一定区域内反复击穿，高电压等级的设备由于电极两侧的压差大，分合闸反复击穿的距离较长，在每一个电压跳变处将产生一个阶跃电压波，反复击穿不断地产生阶跃电压波、多次的反射和叠加就构成了GIS中的瞬态过电压。
本发明利用电阻触头将击穿电压引入电阻回路，电阻器可以起到平抑击穿电压的作用，限制瞬态过电压在要求的范围之内，起到不使设备绝缘水平受到破坏的作用。
本发明采用了双层触头结构，静主触头起连接主回路的作用。在分合闸过程中通过电阻触头使并联电阻器投入工作，起到了抑制瞬态过电压的作用。电阻触头与隔离开关动主触头采用接触方式接通，且电阻触头的触头座由铜质支座和耐烧蚀的铜钨头组成，可有效耐受触头系统的烧损。
附图说明
图1为本发明分合闸装置在立式高压隔离开关中应用的一个实例。图中：1、壳体；2、动侧部件；3、动主触头；4、静侧支架；5、静侧导体；6、绝缘支撑台。
图2为本发明分合闸装置的剖视图。图中：7、电阻触头；8、上屏蔽罩；9、静主触头；11、下屏蔽罩；12、静侧导体；13、电阻器；14、弹簧。
图3为图2的的俯视图。图中：15、绝缘支杆；16、电阻器支杆。
图4为图3中绝缘支架和电阻器的局部安装视图，图4(a)是绝缘支杆安装图；图4(b)是电阻器安装图。图中：17、环形电阻片；18、螺钉；19、电阻压板；20、螺钉；21、螺母；22、垫圈；23、支杆压板；24、螺钉；25、螺母。
图5为电阻触头的放大图。图中：26、触头座；27、圈簧；28、触指片。
具体实施方式
下面结合附图及具体实例对本发明作进一步详细说明。
图1所示为本发明在立式高压隔离开关中一种应用，本发明包括带电阻器13的隔离开关静侧支架4及静主触头9，为立式布置，其主体封闭在充有SF6绝缘气体的壳体1中，用绝缘支持台6支撑，静主触头9上部与动主触头3之间形成隔离开关断口，由动主触头3垂直方向运动完成隔离开关的分合闸。
如图2、图3所示，本发明的装置包括电阻器13、绝缘支杆15和电阻器支杆16、上屏蔽罩8和下屏蔽罩11，静侧支架4、静主触头9和电阻触头7。上屏蔽罩8用绝缘支杆15、电阻器支杆16支撑在下屏蔽罩11上，上下屏蔽罩作为导体联通电阻器13。静侧支架4固定在下屏蔽罩11上，与静主触头9构成隔离开关主回路。电阻触头7与上屏蔽罩8、电阻器13、下屏蔽罩11、静侧支架4形成电阻回路。静主触头9为梅花触头，固定在静侧支架4轴向顶部，用于承载隔离开关工作状态下负荷电流。
如图4(a)所示，绝缘支杆15一端用螺纹连接在下屏蔽罩11上，另一端用螺母25压紧一个特制压板23，该压板23与上屏蔽罩8下方相应的一个凸台对齐，用螺钉24紧密连接。
如图4(b)所示，分合闸电阻器13是由两柱环形电阻片17组成，每柱环形电阻片17叠压在一起串在电阻器支杆16上，电阻器支杆16一端用螺纹连接在下屏蔽罩11上，另一端用弹簧14压紧，弹簧14与电阻片17之间有垫圈22，电阻压板19可同时压紧两柱电阻片，螺母21通过压板19压紧弹簧14，为防止松动用螺钉20将压紧后的螺母21固定在压板19上。压板19中间有孔可用螺钉18与上屏蔽罩8下方相应的凸台连接。电阻器支杆16可辅助起到支撑上屏蔽罩8的作用。电阻器13的总阻值为500Ω。
如图5所示，电阻触头7设有6片触指片28，用圈簧27固定在带有耐烧蚀的铜钨头的触头座26上。
本发明的工作原理是：
在高压隔离开关合闸过程中动主触头3向下运动，在动侧部件2和静侧支架4存在电位差时，动主触头3和电阻触头7发生击穿，击穿瞬间电流通过分合闸电阻器13形成回路，由于存在电阻降低了击穿电压的能量，使动主触头3与电阻触头7有效接触前产生的反复击穿不至于产生破坏性的瞬态过电压。当动主触头3与电阻触头7接触后，电位差为零，电弧熄灭。动触头3继续向下运动，插入静主触头9，完成合闸动作。
在高压隔离开关分闸过程中动主触头3向上运动，动主触头3首先与静主触头9分离，在没有与电阻触头7分离之前电位差为零。当动主触头3与电阻触头7分离时，由于动侧部件2和静侧支架4存在电位差，产生电弧击穿，击穿瞬间电流通过分合闸电阻器13形成回路，由于存在电阻降低了击穿电压的能量，使动主触头3与静主触头9之间形成足够的绝缘距离前不至于产生破坏性的瞬态过电压。当动主触头3与静主触头9达到足够的绝缘距离后，动主触头3与静主触头9之间不会再产生电弧击穿，动主触头3到达分闸位置后完成分闸操作。
Claims (9)
1.一种抑制高压隔离开关瞬态过电压的触头装置，包括静主触头，其特征是，该静主触头设置在一个立式布置的静侧支架上端，所述的静主触头上方与隔离开关动主触头断口之间设置有一个电阻触头，该电阻触头与静侧支架下端并联有一个电阻器。
2.根据权利要求1所述的抑制高压隔离开关瞬态过电压的触头装置，其特征是，所述电阻器的两端分别通过上屏蔽罩和下屏蔽罩连接电阻触头与静侧支架下端，所述的电阻触头、上屏蔽罩、电阻器、下屏蔽罩、静侧支架构成分合闸电阻回路。
3.根据权利要求2所述的抑制高压隔离开关瞬态过电压的触头装置，其特征是，所述的下屏蔽罩上至少设有两根绝缘支杆，其一端固定在下屏蔽罩上，另一端与上屏蔽罩下方连接。
4.根据权利要求3所述的抑制高压隔离开关瞬态过电压的触头装置，其特征是，所述的电阻器是由一柱或两柱环形电阻片组成，每柱环形电阻片叠压在一起串在一个电阻器支杆上，该电阻器支杆一端固定在下屏蔽罩上，另一端穿有弹簧并用电阻压板压紧固定在上屏蔽罩下方。
5.根据权利要求4所述的抑制高压隔离开关瞬态过电压的触头装置，其特征是，所述的电阻压板可同时压紧两柱环形电阻片。
6.根据权利要求2所述的抑制高压隔离开关瞬态过电压的触头装置，其特征是，所述的静主触头为梅花触头。
7.根据权利要求6所述的抑制高压隔离开关瞬态过电压的触头装置，其特征是，所述的电阻触头设有1片以上的触指片，用圈簧固定在触头座上。
8.根据权利要求7所述的抑制高压隔离开关瞬态过电压的触头装置，其特征是，所述的触头座由铜质支座和耐烧蚀的铜钨头组成。
9.根据权利要求1到8任一所述的抑制高压隔离开关瞬态过电压的触头装置，其特征是，所述电阻器的总阻值为500Ω。
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