CN103681083A

CN103681083A - 高压直流快速隔离开关

Info

Publication number: CN103681083A
Application number: CN201310687773.7A
Authority: CN
Inventors: 黄瑜珑; 温伟杰; 张祖安; 刘卫东
Original assignee: Tsinghua University; State Grid Corp of China SGCC
Current assignee: Tsinghua University; State Grid Corp of China SGCC
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: CN103681083B

Abstract

本发明公开了一种高压直流快速隔离开关，包括：密封罐体、高压电极、低压电极、密封罐体内部包括：两个绝缘盆子、四个动触头、四个静触头、四个导电触指、五个绝缘支撑、三个导电杆、四套操动机构、四套保持单元以及四套缓冲单元，动触头在操动机构带动下与静触头接触或分离，当动触头与静触头接触时三个导电杆串联以在高压电极和低压电极之间形成导电通路，当动触头与静触头分离时三个导电杆间形成多个断口以承受高压电极与低压电极之间的高电压。本发明具有构件都设在罐体内、降低绝缘拉杆长度，从而降低操动机构的负载，在机械强度允许的情况下能够实现多断口同步快速分合的优点。该高压直流快速隔离开关可以适用于200kV高压场合中。

Description

高压直流快速隔离开关

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种高压直流快速隔离开关。

背景技术

对于多端直流输电系统，需要直流断路器动作，切除直流线路上的故障，及时避免各换流站闭锁保护，从而保证只有故障线路被切除而其余线路都能正常工作。随着多端直流输电系统的发展，直流断路器成为近年来的研究热点。目前使用的混合式直流断路器中，限制直流断路器动作时间的主要部件是高压直流快速隔离开关。传统的高压SF₆交流隔离开关行程较长，动触头与操动机构之间的绝缘拉杆长度大，运动部件的质量大，使得操动机构的负载大，且所用的操动机构一般为传统的弹簧操动机构，所需要的操动时间较长，不适用于高压直流快速隔离开关。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种运动部件质量小、速度快的高压直流快速隔离开关。

为了实现上述目的，根据本发明的实施例的高压直流快速隔离开关，可以包括：密封罐体、高压电极、低压电极、密封罐体内部包括：两个绝缘盆子、四个动触头、密封罐体、高压电极、低压电极、密封罐体内部包括：两个绝缘盆子、四个动触头、四个静触头、四个导电触指、五个绝缘支撑、三个导电杆、四套操动机构、四套保持单元以及四套缓冲单元，所述动触头在所述操动机构带动下与所述静触头接触或分离，当所述动触头与所述静触头接触时所述三个导电杆串联以在高压电极与低压电极之间形成导电通路，当所述动触头与所述静触头分离时所述三个导电杆间形成多个断口以承受高压电极与低压电极之间的高电压。

根据本发明实施例的高压直流快速隔离开关，具有构件都设在罐体内、减小断口的绝缘开距，降低绝缘拉杆长度，从而降低操动机构的负载，在机械强度允许的情况下能够实现多断口同步快速分合的优点。

另外，根据本发明实施例的高压直流快速隔离开关还可以具有如下附加技术特征：

在本发明一个实施例中，具体包括：密封罐体；高压电极和低压电极，所述高压电极通过第一绝缘盆子嵌套在所述密封罐体的一侧，所述低压电极通过第二绝缘盆子嵌套在所述密封罐体的相对的另一侧；第一动触头、第一导电触指和第一静触头，所述第一动触头和所述第一导电触指滑动接触，所述第一导电触指与所述高压电极电气相连并由所述高压电极固定，所述第一静触头与所述第一动触头相对且由第一绝缘支撑固定在所述密封罐体内；第一操动机构、第一保持单元和第一缓冲单元，所述第一操动机构的上端通过第一绝缘拉杆与第一动触头相连，所述第一操动机构的下端与所述第一保持单元和第一缓冲单元相连；第二动触头、第二导电触指和第二静触头，所述第二动触头和所述第二导电触指滑动接触，所述第二静触头与所述第二动触头相对且由第二绝缘支撑固定在所述密封罐体内；第二操动机构、第二保持单元和第二缓冲单元，所述第二操动机构的上端通过第二绝缘拉杆与第二动触头相连，所述第二操动机构的下端与所述第二保持单元和第二缓冲单元相连；第三动触头、第三导电触指和第三静触头，所述第三动触头和所述第三导电触指滑动接触，所述第三静触头与所述第三动触头相对且由第三绝缘支撑固定在所述密封罐体内；第三操动机构、第三保持单元和第三缓冲单元，所述第三操动机构的上端通过第三绝缘拉杆与第三动触头相连，所述第三操动机构的下端与所述第三保持单元和第三缓冲单元相连；第四动触头、第四导电触指和第四静触头，所述第四动触头和所述第四导电触指滑动接触，所述第四导电触指与所述低压电极电气相连并由所述低压电极固定，所述第四静触头与所述第四动触头相对且由第四绝缘支撑固定在所述密封罐体内；第四操动机构、第四保持单元和第四缓冲单元，所述第四操动机构的上端通过第四绝缘拉杆与第四动触头相连，所述第四操动机构的下端与所述第四保持单元和第四缓冲单元相连；第一导电杆、第二导电杆、第三导电杆和第五绝缘支撑，所述第一导电杆电气连接所述第一静触头和所述第二静触头，所述第二导电杆电气连接所述第二导电触指和所述第三导电触指，所述第三导电杆电气连接所述第三静触头和第四静触头，所述第五绝缘支撑将所述第二导电杆固定在所述密封罐体内。

在本发明一个实施例中，所述密封罐体中充满SF₆绝缘气体。

在本发明一个实施例中，所述操动机构为电磁斥力操动机构。

在本发明一个实施例中，四套所述操动机构同步操作。

在本发明一个实施例中，所述动触头为中空的金属管材。

在本发明一个实施例中，通过调整单个断口的绝缘开距或调整串联断口数目以达到应用场合需要的电压等级。

在本发明的一个实施例中，应用于200kV的高压场合。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例的高压直流快速隔离开关开闸时的结构示意图；

图2是本发明实施例的高压直流快速隔离开关合闸时的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的实施例的高压直流快速隔离开关，可以包括：密封罐体、高压电极、低压电极、密封罐体内部包括：两个绝缘盆子、四个动触头、四个静触头、四个导电触指、五个绝缘支撑、三个导电杆、四套操动机构、四套保持单元以及四套缓冲单元，动触头在操动机构带动下与静触头接触或分离，当动触头与静触头接触时三个导电杆串联以在高压电极和低压电极之间形成导电通路，当动触头与静触头分离时三个导电杆间形成多个断口以承受高压电极和低压电极之间的高电压。

根据本发明实施例的高压直流快速隔离开关，具有构件都设在罐体内、降低绝缘拉杆长度，从而降低操动机构的负载，在机械强度允许的情况下能够实现多断口同步快速分合的优点。

在本发明一个实施例中，具体包括：密封罐体1、高压电极2、第一绝缘盆子21、低压电极3、第二绝缘盆子31、第一动触头4A、第一导电触指5A、第一静触头6A、第一绝缘支撑61A、第一操动机构7A、第一绝缘拉杆71A、第一保持单元8A、第一缓冲单元9A、第二动触头4B、第二导电触指5B、第二静触头6B、第二绝缘支撑61B、第二操动机构7B、第二绝缘拉杆71B、第二保持单元8B、第二缓冲单元9B、第三动触头4C、第三导电触指5C、第三静触头6C、第三绝缘支撑61C、第三操动机构7C、第三绝缘拉杆71C、第三保持单元8C、第三缓冲单元9C、第四动触头4D、第四导电触指5D、第四静触头6D、第四绝缘支撑61D、第四操动机构7D、第四绝缘拉杆71D、第四保持单元8D、第四缓冲单元9D、第一导电杆10A、第二导电杆10B、第三导电杆10C和第五绝缘支撑10D，其中：高压电极2通过第一绝缘盆子21嵌套在密封罐体1的一侧。低压电极3通过第二绝缘盆子31嵌套在密封罐体1的相对的另一侧。第一动触头4A和第一导电触指滑动5A接触，第一导电触指5A与高压电极2电气相连并由高压电极2固定。第一静触头6A与第一动触头4A相对且由第一绝缘支撑61A固定在密封罐体1内。第一操动机构7A的上端通过第一绝缘拉杆71A与第一动触头4A相连。第一操动机构7A的下端与第一保持单元8A和第一缓冲单元9A相连。第二动触头4B和第二导电触指5B滑动接触。第二静触头6B与第二动触头4B相对且由第二绝缘支撑61B固定在密封罐体1内。第二操动机构7B的上端通过第二绝缘拉杆71B与第二动触头4B相连。第二操动机构7B的下端与第二保持单元8B和第二缓冲单元9B相连。第三动触头4C和第三导电触指5C滑动接触。第三静触头6C与第三动触头4C相对且由第三绝缘支撑61C固定在密封罐体1内。第三操动机构7C的上端通过第三绝缘拉杆71C与第三动触头4C相连。第三操动机构7C的下端与第三保持单元8C和第三缓冲单元9C相连。第四动触头4D和第四导电触指5D滑动接触。第四导电触指4D与低压电极3电气相连并由低压电极3固定。第四静触头6D与第四动触头4D相对且由第四绝缘支撑61D固定在密封罐体1内。第四操动机构7D的上端通过第四绝缘拉杆71D与第四动触头4D相连。第四操动机构7D的下端与第四保持单元8D和第四缓冲单元9D相连。第一导电杆10A电气连接第一静触头6A和第二静触头6B。第二导电杆10B电气连接第二导电触指5B和第三导电触指5C。第三导电杆10C电气连接第三静触头6C和第四静触头6D。第五绝缘支撑10D将第二导电杆10B固定在密封罐体1内。

为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面通过图1和图2具体该实施例的高压直流快速隔离开关的工作过程。

如图1所示，当收到分闸命令时，四个操动机构7A、7B、7C、7D向下运动，通过四个绝缘拉杆71A、71B、71C、71D带动四个动触头4A、4B、4C、4D下移，这时通过形成四个断口来承受整个系统电压，完成了分闸动作。

如图2所示，当收到合闸命令时，四个操动机构7A、7B、7C、7D向上运动，通过四个绝缘拉杆71A、71B、71C、71D带动四个动触头4A、4B、4C、4D在导电触指5A、5B、5C、5D中滑动最后与静触头6A、6B、6C、6D接触，这时通过四对触点将三段导电杆10A、10B、10C串联，这时高压电极2与低压电极3形成通路，完成合闸动作。

在本发明一个实施例中，密封罐体中充满SF₆绝缘气体。以SF₆绝缘气体作为绝缘介质，可大大减小断口开距和绝缘拉杆的长度，减轻操动机构负载。

在本发明一个实施例中，操动机构为电磁斥力操动机构。电磁斥力机构具有结构简单，动作快速，动作时间分散性小等优点，能够实现快速分合闸。

在本发明一个实施例中，四套操动机构同步操作。同步操作保证多断口同时形成相同的开距，每个端口能够承受的电压相同，这样有利于提高多断口串联所能承受的电压。

在本发明一个实施例中，动触头为中空的金属管材。中空的金属管材，保证了导通时动触头和静触头之间的电流接触面积足够大，而相对质量又较轻。此外，动触头的半径在满足额定电流通流能力的前提下，半径越小越好。

在本发明的一个实施例中，应用于200kV的高压场合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种高压直流快速隔离开关，其特征在于，包括：密封罐体、高压电极、低压电极、密封罐体内部包括：两个绝缘盆子、四个动触头、四个静触头、四个导电触指、五个绝缘支撑、三个导电杆、四套操动机构、四套保持单元以及四套缓冲单元，所述动触头在所述操动机构带动下与所述静触头接触或分离，当所述动触头与所述静触头接触时所述三个导电杆串联以在高压电极与低压电极之间形成导电通路，当所述动触头与所述静触头分离时所述三个导电杆间形成多个断口以承受高压电极与低压电极之间的高电压。

2.如权利要求1所述的高压直流快速隔离开关，其特征在于，具体包括：

密封罐体；

高压电极和低压电极，所述高压电极通过第一绝缘盆子嵌套在所述密封罐体的一侧，所述低压电极通过第二绝缘盆子嵌套在所述密封罐体的相对的另一侧；

第一动触头、第一导电触指和第一静触头，所述第一动触头和所述第一导电触指滑动接触，所述第一导电触指与所述高压电极电气相连并由所述高压电极固定，所述第一静触头与所述第一动触头相对且由第一绝缘支撑固定在所述密封罐体内；

第一操动机构、第一保持单元和第一缓冲单元，所述第一操动机构的上端通过第一绝缘拉杆与第一动触头相连，所述第一操动机构的下端与所述第一保持单元和第一缓冲单元相连；

第二动触头、第二导电触指和第二静触头，所述第二动触头和所述第二导电触指滑动接触，所述第二静触头与所述第二动触头相对且由第二绝缘支撑固定在所述密封罐体内；

第二操动机构、第二保持单元和第二缓冲单元，所述第二操动机构的上端通过第二绝缘拉杆与第二动触头相连，所述第二操动机构的下端与所述第二保持单元和第二缓冲单元相连；

第三动触头、第三导电触指和第三静触头，所述第三动触头和所述第三导电触指滑动接触，所述第三静触头与所述第三动触头相对且由第三绝缘支撑固定在所述密封罐体内；

第三操动机构、第三保持单元和第三缓冲单元，所述第三操动机构的上端通过第三绝缘拉杆与第三动触头相连，所述第三操动机构的下端与所述第三保持单元和第三缓冲单元相连；

第四动触头、第四导电触指和第四静触头，所述第四动触头和所述第四导电触指滑动接触，所述第四导电触指与所述低压电极电气相连并由所述低压电极固定，所述第四静触头与所述第四动触头相对且由第四绝缘支撑固定在所述密封罐体内；

第四操动机构、第四保持单元和第四缓冲单元，所述第四操动机构的上端通过第四绝缘拉杆与第四动触头相连，所述第四操动机构的下端与所述第四保持单元和第四缓冲单元相连；

第一导电杆、第二导电杆、第三导电杆和第五绝缘支撑，所述第一导电杆电气连接所述第一静触头和所述第二静触头，所述第二导电杆电气连接所述第二导电触指和所述第三导电触指，所述第三导电杆电气连接所述第三静触头和第四静触头，所述第五绝缘支撑将所述第二导电杆固定在所述密封罐体内。

3.如权利要求1或2所述的高压直流快速隔离开关，其特征在于，所述密封罐体中充满SF₆气体。

4.如权利要求1-3任一项所述的高压直流快速隔离开关，其特征在于，所述操动机构为电磁斥力操动机构。

5.如权利要求1-4任一项所述的高压直流快速隔离开关，其特征在于，四套所述操动机构同步操作。

6.如权利要求1-5任一项所述的高压直流快速隔离开关，其特征在于，所述动触头为中空的金属管材。

7.如权利要求1-6任一项所述的高压直流快速隔离开关，其特征在于，通过调整单个断口的绝缘开距或调整串联断口数目以达到应用场合需要的电压等级。

8.如权利要求1-7任一项所述的高压直流快速隔离开关，其特征在于，应用于200kV的高压场合。