CN102568910A - 一种1100kV特高压串补旁路开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及1100kV特高压串补旁路开关,包括一双断口断路器，所述双断口断路器的两灭弧室之间设有三联传动装置，所述两灭弧室上分别并接有一独立的分流开关，各分流开关的开关静触头座与对应的灭弧室内的静触头的静触头支座电连接，各分流开关的开关动触头座与对应的灭弧室内的动触头支座电连接，各分流开关的开关动触头上传动连接有开关拉杆，各分流开关的开关拉杆与对应的灭弧室内的拉杆同步、同向传动装配在一起，所述分流开关的动、静触头之间开断时的距离大于灭弧室内的动、静触头之间开断时的距离，各分流开关的合闸时刻滞后灭弧室的合闸时刻2-3毫秒；本发明的1100kV特高压串补旁路开关同时增大了旁路开关的额定关合电流和额定通流电流。

Description

一种1100kV特高压串补旁路开关

技术领域

本发明涉及高压电气领域，尤其是一种1100kV特高压串补旁路开关。

背景技术

输电线路加装串补/可控串补装置可大幅度提高已有和新建输电线路的送电能力和电网安全稳定性，是最先进、最有代表性的灵活交流输电技术之一。与电网新建线路相比，具有造价低、适用范围广、节约输电走廊等特点，可产生良好的经济效益和社会效益，符合建设坚强智能电网的发展方向。

串补工程中不可避免的要用到旁路开关，旁路开关主要由断路器和隔离开关串接而成，而现有的旁路开关可承受的额定电压、额定关合电流及额定通流电流大都有限，究其原因，则主要是受限于断路器的额定电压、额定关合电流及额定通流电流，为了增大旁路开关的额定电压，市场上先后出现了各种各样的双断口断路器，不同类型的双断口断路器的结构各有差异，但是总的来说，不外乎是采用串联的两断口，即采用两灭弧室并于各灭弧室内分别设置对应的断路器静触头和断路器动触头，各断路器静触头和断路器动触头均串接且两断路器动触头同步传动连接，使用时各断口同时分闸或合闸，从而来分散每个断口承受的分合闸电压；双断口断路器虽然增大了旁路开关可承受的额定电压，但是却没有解决其额定关合电流及额定通流电流小的问题，在用于110KV特高压串补工程中时，由于断路器通流或分合闸时，各断口处的承受的电流极大，尤其是通流状态下，断路器需长时间的通过极大的通流电流，这则使得现有的隔离隔离开关的额定关合电流及额定通流电流受到限制，无法满足110KV特高压串补工程的需要。

目前，百万伏示范工程的串补工程正在筹建中，国内外相关企业虽然有252kV、550kV旁路开关的一些研究成果及应用，但1100kV特高压旁路开关国内外尚属空白，未来锡盟、淮南百万伏线路也需要串补装置，因此开发百万伏旁路开关已是迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种1100kV特高压串补旁路开关，以增大旁路开关的额定关合电流和额定通流电流。

为了解决上述问题，本发明的1100kV特高压串补旁路开关采用以下技术方案：1100kV特高压串补旁路开关,包括一双断口断路器，所述双断口断路器的两灭弧室之间设有三联传动装置，所述两灭弧室上分别并接有一独立的分流开关，两分流开关的开关静触头座与对应的灭弧室内的静触头的静触头支座电连接，两分流开关的开关动触头座与对应的灭弧室内的动触头支座电连接，两分流开关的开关动触头上传动连接有开关拉杆，两分流开关的开关拉杆与对应的灭弧室内的拉杆同步、同向传动装配在一起，所述分流开关的动、静触头之间开断时的距离大于灭弧室内的动、静触头之间开断时的距离，两分流开关的合闸时刻滞后灭弧室的合闸时刻2-3毫秒。

所述的双断口断路器为六氟化硫双断口断路器。

所述两灭弧室内的动、静触头支座于二者互相背离的一端均设有作为接线端子的灭弧室法兰且通过其灭弧室法兰固连于所述三联传动装置上。

所述两分流开关均包括管状的开关瓷套，分流开关的开关动、静触头座对应装配于开关瓷套的两端，所述开关动触头沿轴向导向活动装配于所述开关动触头座内，所述开关拉杆设于开关动触头背向开关静触头座的一端，所述开关静触头设于开关静触头座上，所述开关静触头座和开关动触头座互相背离对方的一端均设有开关法兰并通过所述开关法兰与开关瓷套固连，所述的开关法兰形成分流开关的接线端子。

所述开关瓷套背离开关静触头的一端处设有拐臂盒并于所述拐臂盒内装配有用于驱动所述开关拉杆的开关拐臂，所述开关拐臂与开关拉杆通过铰接于二者之间的连杆传动连接。

所述两灭弧室同轴相对设置，并联于两灭弧室上的分流开关与该灭弧室平行并列设置，所述两分流开关分别位于两弧室的径向两侧，所述三联传动装置包括箱体及平行间隔设置且转动装配于所述箱体上的两拐臂轴，所述两拐臂轴上分别止旋装配有驱动拐臂，两拐臂轴的轴线与两灭弧室内的动触头和开关的动触头的运动方向垂直，所述两驱动拐臂的输出端分别通过对应的连杆与两断路器动触头传动连接，输入端同步传动装配在一起，两拐臂轴上均止旋装配有转臂且通过所述转臂与对应的开关动触头传动连接。

所述双断口断路器的两灭弧室内的静触头与对应的分流开关的开关静触头的接线端之间设有静端均压环；双断口断路器的两灭弧室内的动触头与对应的分流开关的开关动触头的接线端之间于二者配合处的上、下方对应分设有动端上均压环、动端下均压环。

所述双断口断路器的两灭弧室均并接有均压电容。

还包括空心的绝缘支柱，所述绝缘支柱的下方设有驱动装置，所述驱动装置通过沿轴向活动设置于绝缘支柱内的传动杆与所述双断口断路器及分流开关的动触头传动连接。

还包括通过支架支设于水平面上的检修平台，所述驱动装置及绝缘支柱均设于所述检修平台上。

由于所述1100kV特高压串补旁路开关的灭弧室组件采用的是双断口断路器，因此可满足高电压通断的要求，所述双断口断路器的两灭弧室均并联有分流开关；因此，根据“两个电阻并联，总电流为每个电阻电流之和”的原理，在所述分流开关和双断口断路器在合闸后，可通过所述分流开关和双断口断路器共同分担关合电流和额定电流，从而减小双断口断路器需承担的通流电流，解决现有的旁路开关可承受的额定通流电流小的问题；另外，又由于所述分流开关的动、静触头之间开断时的距离大于灭弧室内的动、静触头之间开断时的距离，且两分流开关的开关拉杆与对应的灭弧室内的拉杆同步、同向传动装配在一起，因此，所述旁路开关在导通时，所述双断口断路器先于分流开关合闸，从而实现在合闸时通过双断口断路器拉弧以保护分流开关，由于所述双断口断路器和分流开关在所述驱动装置的作用下的分闸时间差及合闸时间差均不大于3毫秒，因此双断口断路器单独过大电流工作的时间极短而不致被损坏，旁路开关在断开时，所述双断口断路器滞后分流开关断开，从而使得分流开关在断开时，所述双断口断路器仍处于导通状态，进而达到在旁路开关断开时保护分流开关的目的，由于双断口断路器自身具有拉弧能力，因此滞后断开也不至损坏双断口断路器，这则解决了旁路开关的额定关合电流小的问题；综上所述，本发明的1100kV特高压串补旁路开关不仅可满足大电流关合且可满足大电流通流，同时增大了旁路开关的额定关合电流和额定通流电流。

附图说明

图1是1100kV特高压串补旁路开关的实施例1的结构示意图；

图2是图1中的灭弧室组件的结构示意图；

图3是图2中的灭弧室的结构示意图；

图4是图3在A处的局部放大图；

图5是图2中的分流开关的结构示意图；

图6是图5在B处的局部放大图；

图7是图2中的三联传动装置的结构示意图；

图8是图2中的三联传动装置与互相并联的一灭弧室和分流开关的传动原理图；

图9是1100kV特高压串补旁路开关的实施例1的传动原理图。

具体实施方式

1100kV特高压串补旁路开关的实施例1，如图1-9所示，具有支架1及支设于支架1上部的检修平台2，检修平台2上立设有绝缘支柱3，绝缘支柱3由五段绝缘瓷套沿轴向依次拼接而成，用于保证保证1100kV的工频耐受电压、2400kV雷电冲击电压、1800kV操作冲击电压及足够的安全裕度；绝缘支柱3的下部设有驱动装置8；绝缘支柱3的上端设有三联传动装置4并于三联传动装置4上装配有灭弧室组件，灭弧室组件包括具有两灭弧室5及对应均压电容的双断口断路器、与双断口断路器的灭弧室对应并联的两分流开关6及设于两灭弧室和分流开关之间的均压环。

双断口断路器的两灭弧室5的结构相同，均由灭弧室瓷套5-1、固定装配于灭弧室瓷套5-1上的断路器动触头座5-2、断路器静触头座5-3、沿轴向活动装配于断路器动触头座5-2上的断路器动触头及固定装配于断路器静触头座5-3上的断路器静触头组成，其中两灭弧室内的断路器动、静触头（共四个）均互相串联，灭弧室瓷套5-1具有沿轴向延伸的通道，断路器动、静触头座均呈管状且二者各自的一端均设有盘状的灭弧室法兰并通过其灭弧室法兰与设于灭弧室瓷套5-1上的铝合金法兰固定连接，设于断路器动、静触头座上的灭弧室法兰同时对应形成断路器动、静触头的接线端子，断路器动触头座5-2面向断路器静触头座5-3的一端于其内壁面上沿轴向间隔设有两环形触指，断路器动触头包括一两端开口且沿轴向导向活动装配于断路器动触头座5-2的内孔中的筒形压气缸5-5，压气缸5-5通过其外壁面与环形触指电性连接，进而实现与断路器动触头座5-2的电性连接，断路器动触头座5-2的内孔中同轴设有通过外周面与压气缸5-5滑动密封配合的活塞5-6，活塞5-6远离断路器静触头座5-3的一端设有一导向板5-7并通过导向板5-7固定装配于断路器动触头座5-2的内孔中，导向板5-7的外周与断路器动触头座5-2的内壁面之间设有气通道；压气缸5-5面向断路器静触头座5-3的一端同轴连接有接头5-8，接头5-8上同轴固设有沿轴向朝向断路器静触头座5-3悬伸的动主触头5-11、喷口5-9和动弧触头5-10，其中动主触头5-11围设于动弧触头5-10的外周，喷口5-9设于动主触头5-11和动弧触头5-10之间；活塞5-6上设有贯通其轴向两侧的气孔5-12及用于封闭或开启气孔的弹性阀片5-13，气孔5-12与接头5-8及喷口5-9连通，弹性阀片5-13设于活塞面向断路器静触头座5-3的一侧，用于防止气流从喷口5-9逆向通过气孔5-12而被排出；接头5-8上背向断路器静触头座5-3的一侧同轴固连有断路器拉杆5-16，断路器拉杆5-16远离接头的一端穿过活塞并与设于三联传动装置4内的传动机构传动连接，从而驱使断路器动触头在对应的断路器瓷套内沿轴向往复运动以其实现与断路器静触头的分合闸；断路器静触头座5-3面向断路器动触头座5-2的一端的端面上设有插槽，所述插槽远离断路器静触头座的中心线的一侧的槽壁高于与之相对的一侧的槽壁，即插槽远离断路器静触头座5-3的中心线的一侧的槽壁沿轴向的悬伸长度大于与之相对的槽壁在断路器静触头座的轴向上的悬伸长度，断路器静触头座5-3的插槽内插设有与动主触头对应的静主触头5-4，静主触头5-4的外周（即背离断路器静触头座的中心线的一侧）沿径向与插槽的对应槽壁之间顶装有缓冲弹簧，断路器静触头座5-3上于静主触头的外周处设有筒形的屏蔽罩5-14，屏蔽罩5-14用于支撑和屏蔽静主触头5-4；断路器静触头座5-3的内孔中还设有一座板，座板隔断断路器静触头座5-3的轴向两侧且于面向断路器动触头的一侧设有与动弧触头对应的静弧触头5-15；另外双断口断路器的各灭弧室上均能并接有均压电容。使用时，可通过所述断路器拉杆与驱动装置传动连接，从而驱动断路器拉杆沿轴向往复运动以实现断路器动、静触头的分合闸，合闸时，断路器拉杆带动断路器动触头朝向断路器静触头运动，由于所述的活塞是固定装配于所述的灭弧室瓷套内的，所述压气缸在分闸运动的过程与活塞形成的密闭空间体积被压缩，产生高压缩SF6气体。压气缸运动到动静弧触头分离时，压气缸内的高压气体通过动弧触头5-10、拉杆5-16排气。压气缸继续运动，当静弧触头5-15与喷口5-9分离时，压气缸内的高压气体同时通过动弧触头5-10、喷口5-9排气。通过SF6压缩气体及其运动过程，对开断过程中产生的离子进行去游离，从而熄灭电弧。压气缸在合闸运动的过程中，动静弧触头产生电弧，此时压气缸与活塞形成的空间在扩大并形成负压，将动静弧触头产生的电弧离子吸进压气缸，迅速降低电弧温度，避免合闸时产生的电弧将零部件烧毁。

各分流开关6均包括管状的开关瓷套6-1，开关瓷套6-1内沿轴向分设有管状的开关静触头座6-2和管状的开关动触头座6-3，开关动触头座上设有开关动触头6-4，开关静触头座6-2上设有开关静触头6-5，开关动触头6-4呈一端开口的筒形，其面向开关静触头座6-2的一端为开口端，开关动触头6-4的外壁面与开关动触头座6-3的内壁面之间通过沿轴向间隔布设的两环形弹簧触指电性连接并沿轴向导向活动装配于开关动触头座6-3内，开关动触头6-4从分闸位置运行至与对应的开关静触头导通时活动的行程大于断路器动触头从其分闸位置运行至与对应的断路器静触头导通时活动的行程，即假设开关动触头从其分闸位置开始运动，当开关动触头与对应的开关静触头导通时走过的距离为L1,假设断路器动触头从其分闸位置开始运动，当断路器动触头与对应的断路器静触头导通时走过的距离为L2，则L1＞L2；开关动触头6-4背向开关静触头座6-2的一端（即封口端）传动连接有开关拉杆6-6，开关拉杆6-6用于与驱动装置连接以使开关动触头6-4与开关静触头6-5分闸或合闸，开关静触头座6-2和开关动触头座6-3互相背离对方的一端均设有开关法兰并通过开关法兰与开关瓷套固连，开关法兰同时形成分流开关的接线端子，开关瓷套背离开关静触头的一端处设有拐臂盒6-7并于所述拐臂盒6-7内通过拐臂轴装配有用于驱动所述开关拉杆的开关拐臂6-8，开关拐臂6-8通过一连杆与所述开关拉杆6-6传动连接，所述连杆的一端与开关拐臂铰接，另一端与开关拉杆铰接。

三联传动装置4作为双断口断路器和分流开关的载体及传动机构，包括箱体4-1，箱体4-1的左右两侧及底部分别设有通孔并于各通孔的孔口处设有连接法兰，其中位于箱体4-1下侧的通孔处的法兰与绝缘支柱3的上端固定连接，位于三联传动装置4的左右两侧的连接法兰与灭弧室或者分流开关固定连接，两灭弧室同轴相对设置，并联于各灭弧室上的分流开关与该灭弧室平行并列设置且两分流开关分设于灭弧室的径向两侧，三联传动装置4内平行间隔设置有两拐臂轴且于各拐臂轴上分别止旋装配有驱动拐臂4-2，两拐臂轴的轴线与各断路器动触头和开关动触头的运动方向垂直，两驱动拐臂4-2的输出端分别通过对应的连杆与两断路器动触头传动连接，输入端通过对应的连杆与驱动装置同步传动连接，另外，两驱动拐臂4-2的输出臂的长度（即驱动拐臂4-2的输出端与连杆的铰接点到其所在的拐臂轴之间的距离的长度）与设于分流开关中的开关拐臂6-8的输出端臂的长度相等，两拐臂轴分别与两分流开关的拐臂盒内的拐臂轴同轴同步传动连接，两驱动拐臂4-2的输入端与驱动装置同步传动连接，从而实现了断路器动触头和各开关动触头之间的完全同步运动；两驱动拐臂4-2与驱动装置传动连接时是通过同一传动杆7，具体地说，即绝缘支柱3为空心结构并沿轴向活动装配有一传动杆7，该传动杆7的下端与驱动装置传动连接，上端通过一连杆与铰接于两驱动拐臂的输入端上的两连杆铰接；驱动装置8采用液压驱动机构，其运动速度应能保证双断口断路器和各分流开关在35毫秒内均能完成分、合闸，L1与L2的差值为20毫米应在能满足双断口断路器和各分流开关在35毫秒内均能完成分、合闸的前提下使双断口断路器和各分流开关的合闸时间差不大于3毫秒。

均压环包括静端均压环和动端均压环，静均压环设于所述双断口断路器的各灭弧室内的静触头与对应的分流开关的开关静触头的接线端之间，即灭弧室组件的左、右两端处；动端均压环包括动端上均压环和动端下均压环，动端上均压环设于双断口断路器的各灭弧室内的动触头与对应的分流开关的开关动触头的接线端之间的配合处的上方；动端下均压环设于双断口断路器的各灭弧室内的动触头与对应的分流开关的开关动触头的接线端之间的配合处的下方。

Claims (10)

1.1100kV特高压串补旁路开关,包括一双断口断路器，所述双断口断路器的两灭弧室之间设有三联传动装置，其特征在于，所述两灭弧室上分别并接有一独立的分流开关，两分流开关的开关静触头座与对应的灭弧室内的静触头的静触头支座电连接，两分流开关的开关动触头座与对应的灭弧室内的动触头支座电连接，两分流开关的开关动触头上传动连接有开关拉杆，两分流开关的开关拉杆与对应的灭弧室内的拉杆同步、同向传动装配在一起，所述分流开关的动、静触头之间开断时的距离大于灭弧室内的动、静触头之间开断时的距离，两分流开关的合闸时刻滞后灭弧室的合闸时刻2-3毫秒。

2.根据权利要求1所述的1100kV特高压串补旁路开关，其特征在于，所述的双断口断路器为六氟化硫双断口断路器。

3.根据权利要求1所述的1100kV特高压串补旁路开关，其特征在于，所述两灭弧室内的动、静触头支座均于二者的对应端设有作为接线端子的灭弧室法兰且通过其灭弧室法兰固连于所述三联传动装置上。

4.根据权利要求1所述的1100kV特高压串补旁路开关，其特征在于，所述两分流开关均包括管状的开关瓷套，分流开关的开关动、静触头座对应装配于开关瓷套的两端，所述开关动触头沿轴向导向活动装配于所述开关动触头座内，所述开关拉杆设于开关动触头背向开关静触头座的一端，所述开关静触头设于开关静触头座上，所述开关静触头座和开关动触头座互相背离对方的一端均设有开关法兰并通过对应的开关法兰与开关瓷套固连，所述的开关法兰形成分流开关的接线端子。

5.根据权利要求4所述的1100kV特高压串补旁路开关，其特征在于，所述开关瓷套背离开关静触头的一端处设有拐臂盒并于所述拐臂盒内装配有用于驱动所述开关拉杆的开关拐臂，所述开关拐臂与开关拉杆通过铰接于二者之间的连杆传动连接。

6.根据权利要求1所述的1100kV特高压串补旁路开关，其特征在于，所述两灭弧室同轴且相对设置，并联于两灭弧室上的分流开关与该灭弧室平行并列设置，所述两分流开关分别位于两弧室的径向两侧，所述三联传动装置包括箱体及平行间隔设置且转动装配于所述箱体上的两拐臂轴，所述两拐臂轴上分别止旋装配有驱动拐臂，两拐臂轴的轴线与两灭弧室内的动触头和开关的动触头的运动方向垂直，所述两驱动拐臂的输出端分别通过对应的连杆与两断路器动触头传动连接，输入端同步传动装配在一起，两拐臂轴上均止旋装配有转臂且通过所述转臂与对应的开关动触头传动连接。

7.根据权利要求1所述的1100kV特高压串补旁路开关，其特征在于，所述双断口断路器的两灭弧室内的静触头与对应的分流开关的静触头的接线端之间设有静端均压环；双断口断路器的两灭弧室内的动触头与对应的分流开关的动触头的接线端之间于二者配合处的上、下方对应分设有动端上均压环、动端下均压环。

8.根据权利要求1所述的1100kV特高压串补旁路开关，其特征在于，所述双断口断路器的两灭弧室均并接有均压电容。

9.根据权利要求1所述的1100kV特高压串补旁路开关，其特征在于，还包括空心的绝缘支柱，所述绝缘支柱的下方设有驱动装置，所述驱动装置通过沿轴向活动设置于绝缘支柱内的传动杆与所述双断口断路器及分流开关的动触头传动连接。

10.根据权利要求9所述的1100kV特高压串补旁路开关，其特征在于，还包括通过支架支设于水平面上的检修平台，所述驱动装置及绝缘支柱均设于所述检修平台上。

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