CN106504933B - 一种大容量高压直流隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明一种大容量高压直流隔离开关，其包括导电闸刀、动侧均压环、操作绝缘子、动侧支柱绝缘子、动侧底架、垂直连杆、操动机构、动侧钢支架、连接支架、第一静侧钢支架、第二静侧钢支架、静侧底架、第一静侧支柱绝缘子、第二静侧支柱绝缘子、静触头装配和静侧均压环；导电闸刀包括齿轮盒，大拐臂，导电基座，以及通过齿轮盒转动连接的上部导电管和下部导电管；上部导电管的一端内部安装动触头密封复位装置和动触片，另一端安装在拐臂上；拐臂与在齿轮盒的内部的齿轮装置连接。下部导电管通过大拐臂铰接在导电基座一端，导电基座的另一端设置有水平接线端子，中部设置有操作装置；操作装置通过拉杆连接大拐臂的驱动端。

Description

一种大容量高压直流隔离开关

技术领域

本发明属于高压设备领域，具体为一种大容量高压直流隔离开关。

背景技术

为实现“西电东送”，解决西部能源外送的问题，根据国务院发布的《大气污染防治行动计划》和国家电网公司特高压工程建设规划，将建成多条特高压输电线路骨干网架。为进一步提高特高压直流输电效率、节约宝贵的土地和走廊资源，提升经济和社会效益，部分±800kV线路输送容量将从目前的800万千瓦提升至1000万千瓦。为此，国家电网公司要求高压直流隔离开关的持续通流能力为6600A、2h过负荷电流为8000A。±408kV高压直流隔离开关是±800kV特高压直流变电站中一种重要的设备。现有的隔离开关都无法满足±408kV大容量高压直流隔离开关的稳定性和可靠性要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种结构独特，稳定可靠，操作方便，容易维护的大容量高压直流隔离开关。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种大容量高压直流隔离开关，包括导电闸刀、动侧均压环、操作绝缘子、动侧支柱绝缘子、动侧底架、垂直连杆、操动机构、动侧钢支架、连接支架、第一静侧钢支架、第二静侧钢支架、静侧底架、第一静侧支柱绝缘子、第二静侧支柱绝缘子、静触头装配和静侧均压环；其中导电闸刀安装在操作绝缘子和动侧支柱绝缘子上；动侧均压环安装在导电闸刀的两侧；操作绝缘子和动侧支柱绝缘子并排安装在动侧底架上；动侧钢支架安装有操动机构和动侧底架；垂直连杆连接在动侧底架和操动机构；静侧底架安装在第一静侧钢支架和第二静侧钢支架上；第一静侧支柱绝缘子和第二静侧支柱绝缘子并排安装在静侧底架上；静触头装配安装在第一静侧支柱绝缘子和第二静侧支柱绝缘子上；静侧均压环安装在静触头装配的两侧；

所述的导电闸刀包括齿轮盒，大拐臂，导电基座，以及通过齿轮盒转动连接的上部导电管和下部导电管；

所述的上部导电管的一端内部安装动触头密封复位装置和动触片，另一端安装在拐臂上；拐臂与在齿轮盒的内部的齿轮装置连接；

所述下部导电管通过大拐臂铰接在导电基座一端，导电基座的另一端设置有水平接线端子，中部设置有操作装置；操作装置通过拉杆连接大拐臂的驱动端。

优选的，下部导电管的内部设置有内拉杆，内拉杆的一端连接齿轮盒内部的齿条，另一端设置有滚轮；在内拉杆上依次安装有导向滚轮和平衡弹簧；滚轮通过铰接的小拉杆铰接在导电基座上。

进一步，齿轮盒内部设置与齿条背部滑动连接的销轴，用于齿条和齿轮装置的啮合；拐臂与齿轮盒内部的齿轮装置连接。

优选的，齿轮盒上通过均压环支架对称设置在有连接下部导电管的均压环；安装在齿轮盒两侧的中部软连接，一端安装上部导电管上，另一端安装在下部导电管上；安装在导电基座两侧的基座处软连接，一端安装下部导电管，另一端安装导电基座上；操作装置上设置操作装置分合闸限位装置；均压环支架上设置导电闸刀合闸限位装置。

优选的，所述的动侧底架包括操作支架、操作装置、支撑支架、调节杆和支持柱支架；操作支架安装在操作装置上；操作装置安装在支撑支架的一侧，调节杆安装在在支撑支架的另一侧；支持柱支架安装在调节杆上；操作支架连接操作绝缘子，支持柱支架连接动侧支柱绝缘子。

优选的，所述的静侧底架包括静侧联接支架、第一静侧支架和第二静侧支架；静侧联接支架安装在并排设置的第一静侧支架和第二静侧支架上；静侧联接支架分别固定设置第一静侧钢支架和第二静侧钢支架。

优选的，动触头密封复位装置包括设置在上部导电管端口的密封板，连接密封板的活塞杆，以及设置在活塞杆上的复位弹簧；密封板与上部导电管内壁密封滑动配合。

进一步，静触头装配包括同轴设置在导电板上的静触头和导向罩；

静触头的一端固定设置导电板，另一端固定设置有导向块；静触头的外部平行设置有多个导向杆；静触头的外侧密封套设有与导向罩内侧密封滑动配合的密封板；密封板通过密封复位弹簧滑动设置在导向杆上；

合闸状态时，静触头与上导电管上安装的动触片插接配合；密封板位于上导电管内部且与导向块接触，密封板处于被压缩状态且与上导电管端口接触。

再进一步，导向块通过固定杆固定连接在静触头和导电板上；密封板通过密封套与静触头密封连接。

再进一步，静触头装配还包括焊接支架，安装焊接支架上弯板和支架，一端固定在弯板上、另一端固定在支架上且平行设置的两个铝型材，对称设置在铝型材上的方管，连接方管上端的连接板，连接导电板和铝型材软连接，安装在两个铝型材之间的接线端子，导电板上对称固定的转动支撑板；转动支撑板通过对称设置的轴销转动安装在方管上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明的静侧采用两柱复合支柱绝缘子组成的结构，有效增强了产品整体结构稳定性和可靠性；导电闸刀采用水平伸缩式结构，占地面积小，有利于电站的布置；导电管采用大截面粗管径的铝合金结构，不仅强度好，而且通流能力强，提高了产品的可靠性；动、静触头采用铜钨合金材质，耐烧蚀能力强；动、静触头采用密封结构，提高了动、静触头的防尘、防污性能。

进一步的，采用的导电闸刀和静触头为插入式结构，还包括中间固定在大拐臂上的下部导电管，通过大拐臂带动下部导电管转动，再通过齿轮齿条的运动进而使固定连接在上部导电管的动触片运动，提高了灵活性，而且合理的设计能确保动触头与触片的接触效果，增加可靠性。

进一步的，采用的接线端在为水平接线端子，便于和金具连接，提高电站的布置的可靠性。

进一步的，通过在方管上设置轴销以便安装静触头，使得静触头在一定范围上下摆动，有效适应动触头合闸，延长使用寿命，更加安全。

进一步的，采用的静触头采用自力式外加弹簧结构，保证了触指的夹紧力，使得动触头和触指可靠接触，增加产品的可靠性。

进一步的，静触头采用大口径的铜钨合金管加工而成，表面镀银处理，通流能力强，有效地提高其通流能力。

进一步的，将动触片采用自力式触片，能够与动触头多点接触，接触可靠稳定，配合方便快捷。

进一步的，通过在齿轮盒上固定设置了合闸限位装置，可以确保导电杆在合闸位置时，不会产生过位运动，起到安全保护作用。

进一步的，采用将分闸限位装置限定的分闸位置和合闸位置的角度设为90°，确保动触头和触片的分离，增加可靠性。

附图说明

图1为本发明实例中所述总装结构示意图，1a为主视图，1b为左视图，1c为俯视图。

图2为本发明实例中所述导电闸刀主视图。

图3为图2左视图。

图4为本发明实例中所述动侧底架的结构示意图，4a为主视图，4b为左视图，4c为俯视图。

图5为本发明实例中所述静侧底架的结构示意图，5a为主视图，5b为俯视图。

图6为本发明实例中所述静触头装配剖视图。

图7为本发明实例中所述静触头装配主视图。

图8为图7俯视图。

图9为本发明实例中所述隔离开关分合闸原理示意图，9a为主视图，9b为左视图，9c为俯视图。

图中：1为导电闸刀；2为动侧均压环；3为操作绝缘子；4为动侧支柱绝缘子；5为动侧底架；6为垂直连杆；7为操动机构；8为动侧钢支架；9为连接支架；10为第一静侧钢支架；11为第二静侧钢支架；12为静侧底架；13为第一静侧支柱绝缘子；14为第二静侧支柱绝缘子、15为静触头装配；16为静侧均压环；17为动触头密封复位装置、18为动触片；19为上部导电管；20为拐臂；21为齿轮盒；22为下部导电管；23为大拐臂；24为拉杆；25为操作装置；26为水平接线端子；27为导电基座；28为小拉杆；29为滚轮；30为内拉杆；31为平衡弹簧；32为导向滚轮；33为齿条；34为齿轮装置；35为销轴；36为均压环；37为中部软连接；38为基座处软连接；39为操作装置分合闸限位装置；40为导电闸刀合闸限位装置；41为均压环支架；42为操作支架；43为操作装置、44为支撑支架、45为调节杆、46为支持柱支架、47为静侧联接支架、48为第一静侧支架、49为第二静侧支架、50为导向罩、51为密封板、52为连接板、53为导电板、54为密封复位弹簧、55为导向杆；56为静触头；57为固定杆；58为方管；59为软连接；60为铝型材；61为接线端子；62为弯板；63为焊接支架；64为支架；65为导向块；66为密封套；67为轴销；68为转动支撑板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种大容量高压直流隔离开关，如图1所示，包括导电闸刀1、动侧均压环2、操作绝缘子3、动侧支柱绝缘子4、动侧底架5、垂直连杆6、操动机构7、动侧钢支架8、连接支架9、第一静侧钢支架10、第二静侧钢支架11、静侧底架12、第一静侧支柱绝缘子13、第二静侧支柱绝缘子14、静触头装配15、静侧均压环16，其中导电闸刀1安装在操作绝缘子3和动侧支柱绝缘子4上；动侧均压环2安装在导电闸刀1的两侧；操作绝缘子3和动侧支柱绝缘子4并排安装在动侧底架5上；动侧钢支架8安装有操动机构7；垂直连杆6安装在动侧底架5和操动机构7之间；动侧底架5安装在动侧钢支架8上；静侧底架12安装在第一静侧钢支架10和第二静侧钢支架11上；第一静侧支柱绝缘子13和第二静侧支柱绝缘子14并排安装在静侧底架12上；静触头装配15安装在第一静侧支柱绝缘子13和第二静侧支柱绝缘子14上；静侧均压环16安装在静触头装配15的两侧。

如图2和图3所示，导电闸刀1为水平伸缩式结构，包括动触头密封复位装置17、动触片18、上部导电管19、拐臂20、齿轮盒21、下部导电管22、大拐臂23、拉杆24、操作装置25、水平接线端子26、导电基座27、小拉杆28、滚轮29、内拉杆30、平衡弹簧31、导向滚轮32、齿条33、齿轮装置34、销轴35、均压环36、中部软连接37、基座处软连接38、操作装置分合闸限位装置39、导电闸刀合闸限位装置40、均压环支架41；其中动触头密封复位装置17和动触片18安装在上部导电管19的一端内部；上部导电管19安装在拐臂20上；拐臂20安装在齿轮装置34上；齿轮装置34安装在齿轮盒21的内部；下部导电管22的一端安装有齿轮盒21，另一端安装在大拐臂23上；大拐臂23安装在导电基座27的一端；导电基座27的另一端设置有水平接线端子26，中部设置有操作装置25；拉杆24安装在大拐臂23和操作装置25之间；内拉杆30安装在下部导电管22的内部，一端安装有齿条33，另一端安装有滚轮29；导向滚轮32和平衡弹簧31依次安装在内拉杆30上；小拉杆28一端安装在基座27上；另一端安装在滚轮29上；销轴35安装在齿轮盒21的内部；均压环支架41安装在下部导电管22上；均压环36通过均压环支架41设置在齿轮盒21的两侧；中部软连接37安装在齿轮盒21的两侧，一端安装上部导电管19上，另一端安装在下部导电管22上；基座处软连接38安装在导电基座27的两侧，一端安装下部导电管22，另一端安装导电基座27上；操作装置分合闸限位装置39安装在操作装置25上；导电闸刀合闸限位装置40安装在均压环支架41上。动触头密封复位装置17包括设置在上部导电管19端口的密封板，连接密封板的活塞杆，以及设置在活塞杆上的复位弹簧；密封板与上部导电管19内壁密封滑动配合；处于分闸状态时，密封板在复位弹簧的作用下保证上部导电管19的密封，从而保证了动触片18处在干净密闭的环境中。

如图4所示，所述的动侧底架5主要包括操作支架42、操作装置43、支撑支架44、调节杆45、支持柱支架46。操作支架42安装在操作装置43上；操作装置43安装在支撑支架44的一侧，调节杆45安装在在支撑支架44的另一侧；支持柱支架46安装在调节杆45上。

如图5所示，所述的静侧底架12主要包括静侧联接支架47、第一、二静侧支架48、49。静侧联接支架47安装在第一、二静侧支架48、49上。

如图6、图7和图8所示，所述的静触头装配15主要包括导向罩50、密封板51、连接板52、导电板53、密封复位弹簧54、导向杆55、静触头56、固定杆57、方管58、软连接59、铝型材60、接线端子61、弯板62、焊接支架63、支架64、导向块65、密封套66、轴销67、转动支撑板68，导向罩50和静触头56同轴安装在导电板53上；密封板51密封滑动安装在导向罩50和静触头56之间；导向杆55安装在密封板51和导电板53之间；密封复位弹簧54安装在导向杆55之上；导向块65安装在静触头56之上；固定杆57的一端安装在导向块65上，另一端安装导电板53上；处于分闸状态时，密封板51在密封复位弹簧54的作用下保证静触头56密封设置在导向罩50内。

方管58安装在铝型材60上；软连接59安装在导电板53和铝型材60之间；铝型材60的一端固定在弯板62上，另一端固定在支架64上；接线端子61安装在两个铝型材60之间；弯板62和支架64安装焊接支架63上；轴销67安装在方管58上；转动支撑板68一端固定在导电板53，另一端安装轴销67。

本发明的隔离开关的工作原理，如图9所示，隔离开关合闸时，导电闸刀1沿着合闸方向从分闸位置转到合闸位置，操动机构7通过垂直连杆6带动动侧底架5转动，再带动操作绝缘子3转动，从而带动操作装置25转动，通过拉杆24带动大拐臂23转动，进而带动下部导电管22从垂直位置旋转到水平位置。

由于内拉杆30和下部导电管22的转动中心不同，使内拉杆30和下部导电管22产生相对位移，从而使齿条33拉动齿轮装置34转动，使与齿轮装置34连接的上部导电管19相对下部导电管22发生相对运动，上部导电管22由垂直位置转到水平位置，动触头密封复位装置17中的密封板接触到导向块65开始往后退，上部导电管19接触到密封板51后，使得密封板51往合闸方向运动，动触片18也插入到静触头56内，完成从分闸带合闸的全部动作；分闸时操作相反，分闸后动触片18由动触头密封复位装置17密封，静触头56由密封板51和导向罩50以及导电板53密封。另外，内拉杆30转动的同时，平衡弹簧31开始储能或者释能，以平衡导电闸刀1的平衡力矩，保证隔离开关顺利的实现分合闸。

Claims (7)

1.一种大容量高压直流隔离开关，其特征在于，包括导电闸刀(1)、动侧均压环(2)、操作绝缘子(3)、动侧支柱绝缘子(4)、动侧底架(5)、垂直连杆(6)、操动机构(7)、动侧钢支架(8)、连接支架(9)、第一静侧钢支架(10)、第二静侧钢支架(11)、静侧底架(12)、第一静侧支柱绝缘子(13)、第二静侧支柱绝缘子(14)、静触头装配(15)和静侧均压环(16)；其中导电闸刀(1)安装在操作绝缘子(3)和动侧支柱绝缘子(4)上；动侧均压环(2)安装在导电闸刀(1)的两侧；操作绝缘子(3)和动侧支柱绝缘子(4)并排安装在动侧底架(5)上；动侧钢支架(8)安装有操动机构(7)和动侧底架(5)；垂直连杆(6)连接动侧底架(5)和操动机构(7)；静侧底架(12)安装在第一静侧钢支架(10)和第二静侧钢支架(11)上；第一静侧支柱绝缘子(13)和第二静侧支柱绝缘子(14)并排安装在静侧底架(12)上；静触头装配(15)安装在第一静侧支柱绝缘子(13)和第二静侧支柱绝缘子(14)上；静侧均压环(16)安装在静触头装配(15)的两侧；

所述的导电闸刀(1)包括齿轮盒(21)，大拐臂(23)，导电基座(27)，以及通过齿轮盒(21)转动连接的上部导电管(19)和下部导电管(22)；

所述的上部导电管(19)的一端内部安装动触头密封复位装置(17)和动触片(18)，另一端安装在拐臂(20)上；拐臂(20)与在齿轮盒(21)的内部的齿轮装置(34)连接；

所述下部导电管(22)通过大拐臂(23)铰接在导电基座(27)一端，导电基座(27)的另一端设置有水平接线端子(26)，中部设置有操作装置(25)；操作装置(25)通过拉杆(24)连接大拐臂(23)的驱动端；

下部导电管(22)的内部设置有内拉杆(30)，内拉杆(30)的一端连接齿轮盒(21)内部的齿条(33)，另一端设置有滚轮(29)；在内拉杆(30)上依次安装有导向滚轮(32)和平衡弹簧(31)；滚轮(29)通过铰接的小拉杆(28)铰接在导电基座(27)上；

均压环支架(41)安装在下部导电管(22)上；均压环(36)通过均压环支架(41)设置在齿轮盒(21)的两侧；安装在齿轮盒(21)两侧的中部软连接(37)，一端安装上部导电管(19)上，另一端安装在下部导电管(22)上；安装在导电基座(27)两侧的基座处软连接(38)，一端安装下部导电管(22)，另一端安装在导电基座(27)上；操作装置(25)上设置操作装置分合闸限位装置(39)；均压环支架(41)上设置导电闸刀合闸限位装置(40)；

所述的动侧底架(5)包括操作支架(42)、操作装置(43)、支撑支架(44)、调节杆(45)和支持柱支架(46)；操作支架(42)安装在操作装置(43)上；操作装置(43)安装在支撑支架(44)的一侧，调节杆(45)安装在在支撑支架(44)的另一侧；支持柱支架(46)安装在调节杆(45)上；操作支架(42)连接操作绝缘子(3)，支持柱支架(46)连接动侧支柱绝缘子(4)。

2.根据权利要求1所述的一种大容量高压直流隔离开关，其特征在于，齿轮盒(21)内部设置与齿条(33)背部滑动连接的销轴(35)，用于齿条(33)和齿轮装置(34)的啮合；拐臂(20)与齿轮盒(21)内部的齿轮装置(34)连接。

3.根据权利要求1所述的一种大容量高压直流隔离开关，其特征在于，所述的静侧底架(12)包括静侧联接支架(47)、第一静侧支架(48)和第二静侧支架(49)；静侧联接支架(47)安装在并排设置的第一静侧支架(48)和第二静侧支架(49)上；静侧联接支架(47)分别固定设置第一静侧钢支架(10)和第二静侧钢支架(11)。

4.根据权利要求1所述的一种大容量高压直流隔离开关，其特征在于，动触头密封复位装置(17)包括设置在上部导电管(19)端口的密封板，连接密封板的活塞杆，以及设置在活塞杆上的复位弹簧；密封板与上部导电管(19)内壁密封滑动配合。

5.根据权利要求4所述的一种大容量高压直流隔离开关，其特征在于，静触头装配(15)包括同轴设置在导电板(53)上的静触头(56)和导向罩(50)；

静触头(56)的一端固定设置导电板(53)，另一端固定设置有导向块(56)；静触头(56)的外部平行设置有多个导向杆(55)；静触头(56)的外侧密封套设有与导向罩(50)内侧密封滑动配合的密封板(51)；密封板(51)通过密封复位弹簧(54)滑动设置在导向杆(55)上；

合闸状态时，静触头(56)与上导电管(19)上安装的动触片(18)插接配合；密封板位于上导电管(19)内部且与导向块(65)接触，密封板(51)处于被压缩状态且与上导电管(19)端口接触。

6.根据权利要求5所述的一种大容量高压直流隔离开关，其特征在于，导向块(56)通过固定杆(57)固定连接在静触头(56)和导电板(53)上；密封板(51)通过密封套(66)与静触头(56)密封连接。

7.根据权利要求5所述的一种大容量高压直流隔离开关，其特征在于，静触头装配(15)还包括焊接支架(63)，安装在焊接支架(63)上的弯板(62)和支架(64)，一端固定在弯板(62)上、另一端固定在支架(64)上且平行设置的两个铝型材(60)，对称设置在铝型材(60)上的方管(58)，连接方管(58)上端的连接板(52)，连接导电板(53)和铝型材(60)的软连接(59)，安装在两个铝型材(60)之间的接线端子(61)，导电板(53)上对称固定的转动支撑板(68)；转动支撑板(68)通过对称设置的轴销(67)转动安装在方管(58)上。