CN104143466B - 一种接地开关装配单元及其高速接地开关 - Google Patents

一种接地开关装配单元及其高速接地开关 Download PDF

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本发明涉及一种接地开关装配单元及其高速接地开关,高速接地开关包括用于在使用时置于相应装配单元的壳体的密闭气室中的六氟化硫灭弧装置,六氟化硫灭弧装置包括静端装配和动端装配,静端装配包括静弧触头和使用时用于电连接于相应单相回路中的静端导体,静弧触头固定电连于静端导体上,静端导体上固定电连有导电支架,导电支架远离静端导体的一端设置有用于与中心导体固定电连的中心导体连接结构,动端装配包括动端支座和通过与所述静弧触头合闸来将所述单相接地的动弧触头,高速接地开关还包括动力输出端与所述动弧触头传动连接的操动机构。本发明提供了一种用于熄灭潜供电流的高速接地开关和一种使用该接地开关的接地开关装配单元。

Description

一种接地开关装配单元及其高速接地开关
技术领域
本发明涉及输电设备领域中的接地开关装配单元及其高速接地开关。
背景技术
超高压输电线路的故障90%以上是单相接地故障,而单相接地故障中约有80%为“瞬时性”故障,在我国220kV及以上线路大多采用单相重合闸消除单相接地故障,来提高系统的稳定性和供电的可靠性,单相重合闸的成功与否取决于故障点的潜供电弧能否自熄。输电线路中线路发生单相接地故障时,系统自动重合闸装置立即动作,故障相两端的断路器立即断开,短路电流被切断,此时健全相通过静电耦合和电磁耦合继续向故障点提供电流,即潜供电流。
超高压输电线路由于导线多采用8分裂、甚至12分裂,且相间距离较大,线路较长,因此线路对地分布电容及相间分布电容都很大,来自健全相的感应电压产生的潜供电弧燃烧时间较长,使单相自动重合闸的成功率大大降低,对系统的危害很严重,因此,必须采取相应的措施来缩短潜供电弧的熄灭时间。目前,用于熄灭潜供电弧的方法主要有加装高速接地开关和并联电抗器中性点接小电抗两种。我国建设特高压示范线路时采用的是并联电抗器中性点接小电抗,这种方法由于相间与相对地电容可能与电抗器的阻抗构成谐振回路,需要采取预防措施而增加了系统保护的复杂性,同时投资性较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于熄灭潜供电流的高速接地开关;本发明的目的还在于提供一种使用该接地开关的接地开关装配单元。
为了解决上述问题,本发明中高速接地开关的技术方案为:
高速接地开关,包括用于在使用时置于相应装配单元的壳体的密闭气室中的六氟化硫灭弧装置,六氟化硫灭弧装置包括静端装配和动端装配,静端装配包括静弧触头和使用时用于电连接于相应单相回路中的静端导体,静弧触头固定电连于静端导体上,静端导体上固定电连有导电支架,导电支架远离静端导体的一端设置有用于与所述壳体中的绝缘支撑结构上的中心导体固定电连的中心导体连接结构,动端装配包括动端支座和通过与所述静弧触头合闸来将所述单相接地的动弧触头,高速接地开关还包括动力输出端与所述动弧触头传动连接的操动机构。
静弧触头的轴线沿上下方向延伸设置,动弧触头位于静弧触头的下侧,所述操动机构位于所述动端装配的下方。
所述静端导体包括与所述静弧触头同轴线设置的导电套,所述静弧触头通过静弧触头固定支架设置于所述导电套的内孔下端。
所述的动端支座包括与所述动弧触头同轴线设置的下绝缘支撑套筒,所述下绝缘支撑套筒的下端设置有用于与所述壳体的下端可拆固定连接的下螺栓连接结构,所述下绝缘支撑筒内穿设有实现操动机构与动弧触头传动连接的绝缘拉杆。
本发明中接地开关装配单元的技术方案为:
接地开关装配单元,包括壳体,壳体内设置有密闭气室,密闭气室的气室壁上通过绝缘支撑结构绝缘密封装配有两个用于在使用时与相应单相导电连接的中心导体,密闭气室中设置有六氟化硫灭弧装置,六氟化硫灭弧装置包括静端装配和动端装配,静端装配包括静弧触头和使用时用于通过所述两个中心导体电连接于所述单相回路中的静端导体,静弧触头固定电连于静端导体上,静端导体上固定电连有导电支架,导电支架远离静端导体的一端设置有与对应中心导体固定电连的中心导体连接结构,动端装配包括动端支座和通过与所述静弧触头合闸来将所述单相接地的动弧触头,接地开关装配单元还包括动力输出端与所述动弧触头传动连接的操动机构。
所述导电支架通过锁紧螺栓与静端导体和对应中心导体相连。
所述静弧触头沿上下方向竖直设置,动弧触头位于静弧触头的下侧,操动机构位于动端装配的下侧。
所述静端导体包括与静弧触头同轴线设置的导电套,所述静弧触头通过静弧触头固定支架设置于所述导电套的内孔下端。
所述的动端支座包括与所述动弧触头同轴线设置的下绝缘支撑套筒,所述下绝缘支撑套筒的下端设置有用于与所述壳体的下端可拆固定连接的下螺栓连接结构,所述下绝缘支撑筒内穿设有实现操动机构与动弧触头传动连接的绝缘拉杆。
本发明的有益效果为:使用时静端导体通过中心导体与对应单相导电连接,当运行线路发生单相接地短路故障时,产生一次电弧,发生故障的单相称为故障相,故障相两端断路器跳闸,一次电弧熄灭,另外两相带电相通过静电耦合和电磁耦合向故障点继续提供电流,潜供电流产生,此时操动机构带动动、静弧触头合闸,故障相通过静弧触头和动弧触头接地,潜供电弧熄灭,随后操动机构带动动、静弧触头分闸,本发明利用六氟化硫灭弧装置中的动、静弧触头接地,可以保证动、静弧触头分闸时顺利灭弧,从而保证后续断路器的重合闸成功。
附图说明
图1是本发明中接地开关装配单元的一个实施例的结构示意图;
图2是图1的左视图。
具体实施方式
接地开关装配单元的实施例如图1~2所示:包括壳体,壳体包括轴线沿上下方向延伸的竖向筒体5和置于竖向筒体左右两侧的横向筒体4,两个横向筒体的相对端均设置有用于与断路器及隔离开关的筒体固定连接的法兰连接结构24。竖向筒体的下端设置有机构箱体20。各横向筒体内均密封固连有绝缘支撑结构,各绝缘支撑结构的中心位置处均设置有中心导体25,绝缘支撑结构由盆式绝缘子2构成。竖向筒体的上、下两端分别设置有上密封结构和下密封结构,其中上密封结构由盖装于竖向筒体上端口上的检修口盖6构成,下密封结构包括固设于竖向筒体下端的下支撑板19,绝缘拉杆与下支撑板19上的拉杆通孔密封滑动配合,下支撑板19与竖向筒体通过密封圈密封配合,上、下密封结构、各盆式绝缘子和对应位置处的横向、竖向筒体围成密闭气室,密闭气室相对应的壳体壁上设置有吸附剂,该封闭气室中充有六氟化硫气体,使该封闭气室形成了一个大的灭弧室,该密闭气室中设置有六氟化硫灭弧装置,并以此实现六氟化硫灭弧装置良好的灭弧功能。对应位置处的横向筒体是指两个盆式绝缘子之间的横向筒体,对应位置处的竖向筒体是指上、下密封结构之间的竖向筒体。六氟化硫灭弧装置设置在该密闭气室的竖向筒体中,六氟化硫灭弧装置包括静端装配和动端装配,静端装配包括静端导体7和固定电连于静端导体上的静弧触头9,静弧触头的与竖向筒体同轴线设置,静端导体包括与静弧触头同轴线设置的导电套,静弧触头通过静弧触头固定支架26同轴线设置于导电套的内孔下端,导电套的左端设置有开口朝左的杯形电连接套,左侧中心导体上设置有开口朝右的杯形电连接套,在两个电连接套中插装电连有实现静端导体与左侧中心导体电连的导电杆3,导电套的右端通过锁紧螺栓固定电连有导电支架8,导电支架为杆形结构,导电支架的右端通过锁紧螺栓与右侧中心导体固定电连,导电支架的右端直径大于导电支架左端的直径,以此满足支撑强度,导电支架既起着使静端导体与对应中心导体电连接的作用,又起到支撑静端导体使静端导体相对壳体固定的作用。动端装配包括在单相故障时通过与静弧触头合闸来将所述单相接地的动弧触头11和动端支座,动弧触头位于静弧触头下侧,机构箱体中设置有动力输出端通过绝缘拉杆17与动弧触头传动连接的操动机构,六氟化硫灭弧装置还包括同轴线套设于动弧触头外围的气压缸12,动弧触头与气压缸导电连接,气压缸的上端固设有喷口10,气压缸导向套装于活塞筒27上,活塞筒的底部设置有单向呼吸阀15,单向呼吸阀的通流方向是由上至下通流,即在气压缸朝上运动时,气体可由下进入气压缸中,在气压缸朝下移动时,气体不能由呼吸阀排出,只能由喷口排出,气压缸与绝缘拉杆传动连接,也就是说绝缘拉杆、气压缸、喷口和动弧触头同步动作,动端装配还包括触指座14,触指座上设置有与气压缸导电连接的触指13,触指与接地电流引出棒22电连接,接地电流引出棒通过绝缘支撑环21设置于壳体上,从而实现动弧触头与接地端子装配电连接,六氟化硫灭弧装置的工作原理为:动、静弧触头合闸时,通过动、静弧触头实现单相接地,在动、静弧触头分闸时,绝缘拉杆带动动弧触头、喷口、气压缸向下移动,气压缸内的六氟化硫气体被压缩而压力升高,当喷口打开时,高压力的气体将由喷口处向外排出,实现吹弧作用。动端支座包括通过上支撑板固装于触指座下端的下绝缘支撑筒16,下绝缘支撑筒与动弧触头同轴线设置,绝缘拉杆由下绝缘支撑筒的内孔和上支撑板上开设的通孔中穿过,机构箱中设置有通过绝缘拉杆与动弧触头传动连接的操动机构,操动机构为一个液压操动机构,操动机构包括传动轴28,传动轴上固设有曲轴连杆,曲轴连杆的连杆与绝缘拉杆的下端铰接相连,液压驱动机构的动力输出端通过一拉杆与传动轴上的拐臂18传动连接,在实际使用时,液压驱动机构驱动传动轴转动,从而使曲轴连杆带动绝缘拉杆上下运动,以实现动、静弧触头的合分闸。图中项1表示用于实现中心导体与相应单相电连接的杯形电连接套;项23表示支撑机构箱体的底座。
使用时将本接地开关装配单元与GIS其它设备的筒体连接起来,并使静端导体与对应单相导电连接,在运行线路发生单相接地短路故障时,产生一次电弧,故障相两端断路器跳闸,一次电弧熄灭,另外两相带电相通过静电耦合和电磁耦合继续向故障点提供电流,此时潜供电流产生,装设于故障相的接地开关的动、静弧触头合闸,实现单相接地,潜供电弧熄灭,随后接地开关的动、静弧触头分闸,最后断路器重合闸成功,线路恢复正常带电运行。
静端装配和动端装配设置于竖直设置的竖向筒体中,有利于节省装配单元的占地面积;动端装配通过下绝缘支撑筒与壳体固定,下绝缘支撑筒起到绝缘和支撑作用。
在本发明的其它实施例中:静端导体的左端也可以通过一个导电支架与左侧中心导体电连起来;操动机构也可以是弹簧操动机构或气动、电磁操动机构等;本发明中的六氟化硫灭弧装置为压气式灭弧,当然六氟化硫灭弧装置还可以采用自能式气吹灭弧装置;盆式绝缘子还可以被绝缘支撑板或其它绝缘支撑结构代替;检修口盖也可以不设置于上静端导体的正上方,比如说设置于竖向筒体的侧面;两个横向筒体还可以垂直设置。
高速接地开关的实施例如图1~2所示:高速接地开关包括六氟化硫灭弧装置和操动机构,六氟化硫灭弧装置和操动机构的具体结构与上述各接地开关装配单元实施例中所述的六氟化硫灭弧装置和操动机构相同,在此不再详述。

Claims (8)

1.高速接地开关,其特征在于:包括用于在使用时置于相应装配单元的壳体的密闭气室中的六氟化硫灭弧装置,六氟化硫灭弧装置包括静端装配和动端装配,静端装配包括静弧触头和使用时用于电连接于相应单相回路中的静端导体,静弧触头固定电连于静端导体上,静端导体的左侧和右侧分别固定电连有导电杆和导电支架,静端导体包括与静弧触头同轴线设置的导电套,导电支架为杆形结构,导电支架的远离静端导体的一端的直径大于靠近静端导体的一端的直径,导电支架远离静端导体的一端设置有用于与所述壳体中的绝缘支撑结构上的中心导体固定电连的中心导体连接结构,中心导体连接结构为锁紧螺栓,动端装配包括动端支座和通过与所述静弧触头合闸来将所述单相接地的动弧触头,高速接地开关还包括操动机构,操动机构的动力输出端通过绝缘拉杆与所述动弧触头传动连接,操动机构包括传动轴,传动轴上固设有曲轴连杆,曲轴连杆的连杆与绝缘拉杆的下端铰接相连,操动机构位于静端导体的靠近导电支架的一侧;当运行线路发生单相接地短路故障时,通过操动机构带动动、静弧触头合闸,故障相通过静弧触头和动弧触头接地,潜供电弧熄灭。
2.根据权利要求1所述的高速接地开关,其特征在于:静弧触头的轴线沿上下方向延伸设置,动弧触头位于静弧触头的下侧,所述操动机构位于所述动端装配的下方。
3.根据权利要求2所述的高速接地开关,其特征在于:所述静弧触头通过静弧触头固定支架设置于所述导电套的内孔下端。
4.根据权利要求3所述的高速接地开关,其特征在于:所述的动端支座包括与所述动弧触头同轴线设置的下绝缘支撑套筒,所述下绝缘支撑套筒的下端设置有用于与所述壳体的下端可拆固定连接的下螺栓连接结构,所述下绝缘支撑筒内穿设有实现操动机构与动弧触头传动连接的绝缘拉杆。
5.接地开关装配单元,其特征在于:包括壳体,壳体内设置有密闭气室,密闭气室的气室壁上通过绝缘支撑结构绝缘密封装配有两个用于在使用时与相应单相导电连接的中心导体,密闭气室中设置有六氟化硫灭弧装置,六氟化硫灭弧装置包括静端装配和动端装配,静端装配包括静弧触头和使用时用于通过所述两个中心导体电连接于单相回路中的静端导体,静弧触头固定电连于静端导体上,静端导体的左侧和右侧分别固定电连有导电杆和导电支架,静端导体包括与静弧触头同轴线设置的导电套,导电支架为杆形结构,导电支架的远离静端导体的一端的直径大于靠近静端导体的一端的直径,导电支架远离静端导体的一端设置有与对应中心导体固定电连的中心导体连接结构,中心导体连接结构为锁紧螺栓,动端装配包括动端支座和通过与所述静弧触头合闸来将所述单相接地的动弧触头,接地开关装配单元还包括动力输出端与所述动弧触头传动连接的操动机构,操动机构包括传动轴,传动轴上固设有曲轴连杆,曲轴连杆的连杆与绝缘拉杆的下端铰接相连,操动机构位于静端导体的靠近导电支架的一侧;当运行线路发生单相接地短路故障时,通过操动机构带动动、静弧触头合闸,故障相通过静弧触头和动弧触头接地,潜供电弧熄灭。
6.根据权利要求5所述的接地开关装配单元,其特征在于:所述静弧触头沿上下方向竖直设置,动弧触头位于静弧触头的下侧,操动机构位于动端装配的下侧。
7.根据权利要求6所述的接地开关装配单元,其特征在于:所述静弧触头通过静弧触头固定支架设置于所述导电套的内孔下端。
8.根据权利要求6所述的接地开关装配单元,其特征在于:所述的动端支座包括与所述动弧触头同轴线设置的下绝缘支撑套筒,所述下绝缘支撑套筒的下端设置有用于与所述壳体的下端可拆固定连接的下螺栓连接结构,所述下绝缘支撑筒内穿设有实现操动机构与动弧触头传动连接的绝缘拉杆。
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