CN101728115A

CN101728115A - 具有真空开关箱的电力线电流断路器

Info

Publication number: CN101728115A
Application number: CN200910206681A
Authority: CN
Inventors: 丹尼尔·皮克科兹; 弗洛里安·德克; 帕特里斯·格罗让
Original assignee: Areva T&D SAS
Current assignee: Grid Solutions SAS
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2029-10-28
Also published as: ES2387862T3; BRPI0904400B1; US20100102035A1; RU2518193C2; JP5612295B2; BRPI0904400A2; EP2182536A1; FR2937786B1; AU2009230733A1; CN101728115B; US8227721B2; EP2182536B1; FR2937786A1; AU2009230733B2; JP2010108934A; RU2009139903A

Abstract

本发明涉及一种具有真空开关箱的电力线电流断路器，该断路器包括平行支路(4)，真空开关箱连接在该平行支路中用于中断电流。该支路在正常操作中是闲置的，仅在隔离开关(2)开始断开移动时，通过使电流逐步从主电力线(1)转移到支路(4)，才有电流流过该支路。因为真空开关(6)通常处于静止状态，所以不再需要定尺寸以满足正常操作的严格电气和介电要求。

Description

具有真空开关箱的电力线电流断路器

技术领域

本发明涉及一种具有真空开关箱的电力线(或电力电缆)电流断路器。

背景技术

中压或高压电力线或电力电缆中的断路器和断路开关通常包括箱，在该箱中安置有开关触头，以便在对应于电力线闭合的彼此接触位置和对应于电力线断开的彼此分开位置之间移动。这些箱填充有电介质流体，开关触头浸泡在该电介质流体中，并且电介质流体通过消灭开关触头彼此分开后仍可能保持的电弧来辅助断开电流。在过去提出过许多不同流体(如空气，油，氮等)，但现在通常使用六氟化硫(SF₆)，六氟化硫具有良好的电介质特性并因此非常适于该目的。即使如此，使用该气体也受限制，因为其具有缺点，即其分解产物具有毒性和腐蚀性，并且其有助于温室效应。因此，有使用真空开关箱的需求，真空开关箱也用在某些断路开关中，开关触头是这些开关箱的内部元件，真空开关箱在熄灭电弧电流时是最有效的；然而，在没有进一步改进的情况下，由于成本的原因，真空开关箱在如今断路器中的使用不能被考虑，因为用于这些断路器中的真空开关箱从材料和尺寸的角度来看太笨重，必须采用能够满足不同的电气和介电要求的材料和尺寸，如能够经受闪电冲击。

发明内容

本发明的目的是使用用于断路器的经济上可行的真空开关箱。根据主要特征，本发明提供一种电力线(或电力电缆)电流断路器，其包括具有两个开关触头的真空开关箱，所述两个开关触头被安置为彼此之间相对移动并能够采用闭合位置和断开位置，该断路器的特征在于，其包括：

可移动隔离开关(disconnector)，连接在电力线中并适于执行移动行程，该隔离开关可以在该移动行程中采用线路-闭合(line-closed)位置和线路-断开(line-open)位置；以及

支路(branch)，其一端连接到电力线支路，所述真空开关箱连接到所述支路中，所述开关箱由设置在真空开关箱和支路第二端之间的可移动部件操作；并且

其特征在于，隔离开关和可移动部件被设置为在线路-闭合位置和线路-断开位置之间的中间行程部分期间，所述隔离开关接触所述第二端，并且被设置为可移动部件被设置成具有第一状态，其中可移动部件与真空开关箱机械分开，还具有第二态，其中可移动部件致动真空开关箱的开关触头中的一个，以便形成开关触头的断开位置。

本发明的主要特征可总结如下：真空开关箱不位于被开关的主电力线(与断路器串联)上，而是位于其并联支路上；支路是有电的(live)，仅在电流被断开前瞬间有电流流过，在正常操作中留下开关箱处于静止，这使得能够对开关箱施加较宽松的要求，因此开关箱不再需要具有那么多的特征；并且当执行隔离开关的行程从而断开电力线时，隔离开关自身的移动建立流过支路的电流。

附图说明

将参照附图描述本发明的其他方面、特征和优点，其中：

图1，2，3，4，5，和6示出了在断开电路和然后闭合电路的操作过程中的设备的几个连续状态；

图7和8在两个不同角度示出了设备的实施例；和

图9，10，11，12，13和14类似于图1到6，并且示出了设备的另一可能实施例的几个连续状态。

具体实施方式

说明从解释断路器如何工作的附图开始。图1示出作为主输电线的线路1，隔离开关2位于其上，该隔离开关适于通过围绕枢轴3旋转而闭合或断开。设备还包括由静止部件5和可移动部件7组成的并联支路4，真空开关箱6连接在该静止部件中。静止部件5包括支路4的第一端8，其连接到电力线1；可移动部件7包括支路4的第二端9(第一端8的相对端)，当第二端9在图1所示的位置时，第二端9接近电力线1和隔离开关2，但与它们分开。静止部件5和可移动部件7彼此电连接并在接头(junction)10处铰接在一起。真空开关箱6包含一对开关触头12和13，其中第一触头12由延伸到支路第一端8的静止杆(rod)14携带，而第二触头13由延伸到接头10的可移动杆15携带。弹簧16从固定到可移动部件7的点延伸以便将部件7向所示位置偏置，并且压力差导致杆15保持真空开关箱6闭合(通过将开关触头13推至于其闭合位置)。在设备的该状态中，其中隔离开关闭合电力线1，电流自由流过该电力线，但不通过支路4，尽管真空开关箱6闭合。

电力线1的断开是通过转动隔离开关2控制的。然后设备处于图2中所示的状态，其中隔离开关接触支路4的第二端并将该支路闭合，因而使得电流能够流入支路4。然而主电力线1保持闭合，以便电流逐渐转移到支路4。隔离开关2的转动运动是通过断开电力线1结束的，如图3所示。所述转动运动也使支路的可移动部件7绕枢轴11移动(这可从图2所示的状态开始时发生)。真空开关箱6保持闭合，以便电流随后完全切换到支路4，结果是在隔离开关离开电力线时没有电弧突然发生(struck)。

当隔离开关2的移动距离变的比较长时，真空开关箱6断开，其中支路的可移动部件7引起杆15移动从而断开开关触头12和13，该情形在图4中示出。因为真空开关箱6断开，电流不再在支路4或主电力线1中流过：因此完成电路断开。在图2和3所示的状态中，真空开关箱6经受了电流的短暂流过，但在图1所示的稳定操作状态中没有电流流过真空开关箱。

随着隔离开关2的转动移动继续，设备达到图5所示的状态，其中隔离开关脱离与可移动部件7的第二端9的接触，因此是自由的。然后回复弹簧16使可移动部件7回复到其初始位置，并且真空开关箱6再次通过压力差的作用而闭合。因此，在第一端8一侧，支路4与电力线1保持等电势。隔离开关2足够远离支路4从而防止任何电弧突然发生。隔离开关可以与接地触头18接合以便确保电力线1上电压接地。

根据图6中所示的以下步骤，通过隔离开关2在相反方向上的转动移动实现再闭合电力线1。通过与静止止挡件(stop)19接触并通过弹簧16，可移动部件7保持在图1和5所示的状态，同时第二端9通过枢轴20连接到支路的可移动部件7的剩余部分(remainder)。该枢轴20装配有抑制在断开方向上移动的止挡件，还装配有将其向止挡位置偏置的弹簧。因此枢轴是单向的：第二端9与可移动部件7的剩余部分移动，只要隔离开关2在断开电力线1的方向上移动，如图1到5所示(即，在逆时针方向)，静止止挡件是起作用的，但当隔离开关2在图6所示的相反(顺时针)方向闭合电力线1时，第二端在可移动部件7的剩余部分不移动的情况下移动。通过仅移动第二端9而不移动可移动部件7的剩余部分，隔离开关2可回复到如图1所示的开始位置，因此没有作用于真空开关箱6或没有引起电力线1和支路4间的任何接触，这通过以下方式实现。图6指出施加到第二端9的第二面23上的绝缘层21，该第二面与第一面22相对，该第一面具有面向电力线1的导电涂层，在电力线1断开期间，隔离开关2摩擦接合在绝缘第二面23上。

图7和8示出本发明一个可能实施例的构造。可以看到一些上述元件，这些元件无需再次说明。但描述它们中的一些是有用的。因此，可移动部件7自身不导电。可移动部件被提供有从可移动杆15延伸到第二端9并避开枢轴20的绳子(cord)或编织条(braid)24。绳子或编织条24是挠性且导电的。绝缘层21可一体形成，围绕第二端9夹紧并且横跨可移动部件7。此外，提供连杆(link)25是便利的，其铰接到可移动部件7上并在可移动杆15上滑动，以便可移动部件7能够移动所述杆15，连杆25处于图1所示起始位置和图8所示位置，连杆25通过空隙(clearance)与处于杆15的一端的轴环(collar)37分开，该空隙延迟从图2中所示状态到图4中状态的过渡。杆15的移动一旦开始，该空隙被与轴环37接触的连杆25占据。

下面参照图9至图14描述本发明的第二实施例，图9至图14示出了该实施例的一些操作步骤。这里所示断路器与上面描述的不同，因为支路(此处标号为26)的可移动部件(此处标号为27)被设置为滑动移动和旋转移动，断路器的其他构件不变并具有与前面相同的标号。支路26因此具有平行于真空开关箱6的轴的滑动件28，该滑动件在静止滑动导轨29中可线性移动。再次示出的支路26的第二端9临近处于开始位置的隔离开关2，该第二端的面向隔离开关的第一面22上涂覆有导电层，且在相对面23上涂覆有绝缘层。第二端9通过枢轴20连接至滑动件28。

在图9所示的状态中，电力线1由隔离开关2闭合。真空开关箱6闭合，其触头12和13接合在一起，但没有电流通过支路26。

在下面一个图，即图10中所示的状态对应于图2中的状态：隔离开关与第二端9接触而不脱离与电力线1的母线30的接触。电流也流经支路26。通过延迟断开的设备，诸如上述的具有枢转杆25(这里没有示出)的设备，真空开关箱6保持闭合。

下一图，即图11中所示的状态对应于图3中所示的状态：尽管隔离开关2保持与第二端9接触，但隔离开关2不再与母线30接合，并将电力线1中电流转移到支路26第二端9被推动从而可移动部件27在滑动导轨29上滑动。触头12和13分开，并断开支路26。真空开关箱6用来熄灭电弧。

图12示出这样的状态，其中隔离开关在第二端9后面，这使得可移动部件27返回且真空开关箱再闭合。这通过类似回复弹簧作用的压力差实现。

图13示出隔离开关2可位于接地触头18上(如上面图5所示)，电力线1的下部被置于接地电势，同时因为真空开关箱6闭合，整个支路26与电力线1上部电压相同。

图14类似于图6，并示出断路器的闭合：通过使第二端围绕枢轴20转动，隔离开关2通过第二端9。因为隔离开关在具有绝缘涂层的表面23上滑动，隔离开关不会建立从电力线流经支路26的任何电流路径，但一旦隔离开关接触母线30，则再次闭合电力线1。这使得系统回到图9所示的状态。第二端9已经脱离隔离开关并返回到其初始平衡位置。

Claims

1.一种电力线或电力电缆电流断路器，所述电流断路器包括真空开关箱(6)，所述真空开关箱具有两个开关触头(12，13)，所述两个开关触头被设置为彼此之间相对移动并且能够采取闭合位置和断开位置，所述断路器的特征在于，所述断路器包括：

可移动隔离开关(2)，连接在所述电力线中并适于在移动行程中采取线路-闭合位置(1)和线路-断开位置；以及

支路(4)，其第一端(8)连接到所述电力线，所述真空开关箱连接在所述支路中，所述支路包括设置在所述真空开关箱和所述支路的与所述第一端相对的第二端(9)之间的可移动部件(7)；以及

其特征在于，所述隔离开关(2)和所述可移动部件被设置为在所述线路-闭合位置和线路-断开位置之间的中间行程部分期间，所述隔离开关接触所述第二端(9)，并且被设置为所述可移动部件被设置为具有第一状态和第二状态，在所述第一状态中所述可移动部件与所述真空开关箱分开，在所述第二状态中所述可移动部件致动所述真空开关箱的开关触头中的一个(13)，以便形成所述开关触头的断开位置。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述断路器包括回复弹簧(16)，用于使可移动部件返回到所述第二端(9)接近所述电力线(1)的位置。

3.根据权利要求1或2所述的断路器，其特征在于，所述第二端具有导电第一面(22)和绝缘第二面，所述导电第一面面向所述电力线(1)，并且其特征在于，所述隔离开关(20)在交替方向上可移动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的断路器，其特征在于，所述第二端通过枢轴(20)连接到所述可移动部件的另一部分以便在一个方向上移动，所述枢轴具有端部止挡件和回复弹簧，并适于当交替地可移动隔离开关(2)在从所述电力线的断开位置到所述电力线的闭合位置的所述行程中移动时被移动和收回。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的断路器，其特征在于，所述隔离开关(2)是枢转的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的断路器，其特征在于，所述可移动部件(7)是枢转的。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的断路器，其特征在于，所述可移动部件被设置为滑动移动。