CN108767511A - 一种高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳及接地方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳及接地方法，设置于阀厅内部，包括可钳夹需接地导体的接地钳和升降接地索，所述的升降接地索一端接地，另一端沿阀厅顶棚排布垂下后与接地钳尾端连接。本发明能替代阀厅高压传统接地开关，大幅度简化阀厅接地方式，装置投资费用低，操控可靠简单，尤其适用特高压阀厅长套管端部的接地。

Description

一种高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳及接地方法

技术领域

本发明涉及一种接地钳,具体涉及一种高压直流输电换流站阀厅高压导体检修接地的一种悬索控制升降式接地钳。

背景技术

高压直流输电具有输送容量大、输送距离远、线路造价低、输送损耗小、没有系统稳定问题、能限制系统的短路电流、调节速度快、能实现交流系统异步连网等优点，国内已运行和在建有大量±500kV～800kV超高压直流输电工程。

基于我国西电东送、南北互供的战略需要，国家电网公司开始实施建设±1000kV特高压直流输电工程。阀厅接地开关是±1100kV特高压直流工程阀厅内设备的重要组成部分，是阀厅内设备进行检修的安全保障，是±1100kV特高压换流站的关键设备之一。

因此，开展特高压阀厅内高压导体接地设备的研制，不仅满足国家电力发展的迫切需要，而且能够填补中国在该等级产品上自主研制的空白。

直流输电换流站阀厅是直流工程核心部分，换流变压器高压套管采取水平布置方式伸入阀厅，1000kV阀侧套管长度近18m，高压侧导体检修接地采用传统伸缩折臂式接地开关，操作臂长，安装结构复杂，对阀厅布置影响大，每组造价昂贵，有采用安全、简单、造价低接地装置替代的实际需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单、可靠、经济的高压直流输电阀厅内套管高压端导体维护检修时接地的装置。

为达到上述目的，本发明提供一种高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳，设置于阀厅内部，包括可钳夹需接地导体的接地钳和由导电介质编织的升降接地索，所述的升降接地索一端接地，另一端沿阀厅顶棚排布垂下与接地钳尾端连接。

本发明改变现有技术中通过机械臂作为接地开关的结构，在高压直流输电阀厅需接地导体的上部阀厅顶棚结构上，安装接地的升降接地索的升降操作机构。采用从棚顶垂下的升降接地索和接地钳的结构，利用阀厅顶部的空间与需接地导体连接从而实现停电时接地的作用。其中升降接地索从棚顶垂下并且与接地钳尾端连接，接地钳前端用于钳夹/释放需接地导体，从而达到连接/断开需接地导体的作用。

在一实施例中，所述的接地钳包括两个钳臂，两个钳臂在一端轴接。

钳臂的开合由机械领域常用的方式进行控制。

优选的，钳臂的打开采用传统弹簧驱动，闭合由机械装置带动抓紧牵引索的方式进行控制。

在一实施例中，所述接地钳的两个钳臂之间设置有用于控制钳臂开合的电动钳紧机构。

电动钳紧机构可由马达驱动，并通过但不限于气缸控制钳臂的张开和闭合。

在另一实施例中，可通过马达驱动抓紧牵引索控制钳臂的张开和闭合。

在一实施例中，还包括第一滑轮、第二滑轮、连杆和牵引索；所述每个钳臂上分别轴接连杆一端，两个连杆的另一端轴接于第一滑轮，两钳臂末端通过轴接，并连接于第二滑轮；所述第一滑轮与导电索连接，所述第二滑轮与牵引索连接。

牵引索可以通过手动的方式控制。在一实施例中，抓紧牵引索通过手动控制送出长度。

牵引索也可以通过电动方式控制。在另一实施例中，接地钳上设有电动机，由电缆控制电动机驱动接地钳开合。

还可通过电机直接控制所述钳臂的转动。

所述的抓紧牵引索为绝缘索。

除了用电机驱动外，也可采用机械结构和人工施力的方式操纵钳臂的开合角度。两个连杆和两个钳臂形成四边形结构，通过控制第一滑轮和第二滑轮之间的竖直方向位移，可以改变两个钳臂之间的角度。拉动抓紧牵引索时，可带动第二滑轮向上运动，从而使得两钳臂之间角度减小，从而钳夹需接地导体。

在另一实施例中，所述的第一滑轮与第二滑轮之间连接弹簧。

弹簧为复位机构，在需要释放需接地导体时，仅需释放抓紧牵引索的力可通过弹性势能使得钳臂恢复到原状态下。

在另一实施例中，所述的升降接地索上设有配重块。

在另一实施例中，还包括升降操作机构，所述升降操作机构设置在顶棚上，所述的升降接地索连接升降操作机构后与所述接地钳连接，所述升降操作机构控制所述升降接地索送出。

所述的升降操作机构可包括为但不限于，滑轮机构，升降接地索一端接地，并缠绕在定滑轮后垂下与接地钳连接。升降操作机构可控制升降接地索送出的长度。

在另一实施例中，升降操作机构上还包括但不限于，滑轮机构与所述的抓紧牵引索连接。抓紧牵引索缠绕在滑轮机构上，并与第二滑轮连接。

在另一实施例中，还包括接地钳控制箱，所述接地钳控制箱对升降操作机构发出指令，升降操作机构根据指令放送或收回升降接地索。

在另一优选李中，接地钳控制箱对升降操作机构发出指令，升降操作机构根据指令放送或收回抓紧牵引索。

在另一实施例中，所述钳臂内侧设有微动开关，微动开关与需接地导体接触后，所述升降操作机构停止升降接地索送出。

在另一实施例中，所述的钳臂内侧设有导电接触带。

接地钳工作箱设置在阀厅工作人员可及的可操作位置，并敷设连接升降机构与接地钳控制箱的控制线缆。

升降接地索为导电体编织柔性索，连接升降操作机构和接地钳。

接地钳的接地钳采用可开闭结构，当接地钳的接地钳下降碰到需接地导体时，触动微动开关拉紧抓紧牵引索；当接地钳压紧需接地导体时触动微动开关停止拉紧抓紧牵引索。

沿棚顶设置多台升降机构装置敷设接地干线，接地干线与接地网多点连接实现可靠接地。

另一方面，本发明提供一种高压直流输电阀厅内套管高压端导体维护检修时接地的方法，包括以下步骤：

(a)在阀厅内设置升降接地钳，阀厅顶棚安装升降索和接地钳为可开闭结构；

(b)操作升降索下降，接地钳下降碰到需接地导体时，控制接地钳闭合夹紧需接地导体。

优选的，接地钳上设有微动开关，当接地钳下降碰到需接地导体时，触动微动开关使接地钳闭合，当接地钳压紧需接地导体时触动微动开关停止接地钳继续闭合。

优选的，接地钳通过牵引索控制接地钳的开合。

本发明的有益效果是采用本发明能替代高压直流电阀厅高压导体采用的传统接地开关功能。1000kV特高压换流变压器伸入阀厅的套管长度近18米，采用常规接地开关接地臂长度需大于套管长度，接地开关尺寸庞大，造价昂贵，采用本发明升降式接地钳可大幅度简化接地过程，投资造价省。

本发明利用高压直流输电换流站阀厅具有棚顶结构的特点，在需接地导体上部顶棚结构上安装升降结构，采用由上而下的连接方式实现下方导体检修接地。

本发明采用柔性导电接地的升降接地索替代刚性接地长臂，升降接地索端部采用接地钳的钳臂捕捉接地导体替代接地触头，通过绝缘的抓紧牵引索牵拉或由接地钳自带电动机构实现接地钳与接地导体的可靠连接。

本发明能替代阀厅高压传统接地开关，大幅度简化阀厅接地方式，装置费用，操控可靠简单，尤其适用特高压阀厅长套管端部的接地。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施方式)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1是本发明高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳抓紧位置的结构示意图；

图2是本发明高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳张开位置的结构示意图；

图3是本发明高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳使用状态的示意图；

其中：

1-夹钳臂 2-升降接地索 3-抓紧牵引索

4-连杆 5-弹簧 6-第一滑轮

7-第二滑轮 8-导电接触带 9-转动轴

10-配重块 11-微动开关 12-需接地导体

13-升降操作机构 14-接地钳控制箱 15-操作控制线缆

具体实施方式

术语解释

换流站阀厅：放置换流阀的封闭建筑，要求极好的电磁屏蔽性能，放置电磁干扰。

直流输电换流站阀厅传统的接地方式是采用机械臂，所需布置的结构复杂，操作臂长，安装结构复杂，对阀厅布置影响大，占地面积大。本发明的目的是涉及一种安全、简单、造价低的接地装置替代实际需求。

如图1-3所示，提供了一种接地钳，具体涉及一种高压直流输电换流站阀厅高压导体检修接地的一种悬索控制升降式接地钳，包括接地钳、第一滑轮6、第二滑轮7、两个连杆4、弹簧5、抓紧牵引索3、接地钳控制箱14、接地钳升降操作机构13、升降接地线2和转动轴9。

所述的接地钳包括两个钳臂1，用于钳夹需接地导体12以达到接地开关的作用。两个钳臂1的尾端通过转动轴9轴接，两个钳臂1前端可绕转动轴9转动，当钳臂1前端向内绕合时，接地钳闭合，可与需接地导体12接触导通并钳住内部的需接地导体12，钳臂1前端向外绕合时，接地钳打开，可松开需接地导体12并与需接地导体12断开连接。

接地钳的两个钳臂1通过转动轴9连接后连接在第二滑轮7上，第二滑轮7能使得整个接地钳产生竖直方向的位移。每个钳臂1上通过转动轴9轴接一个连杆4的一端，连杆4与钳臂1相对于转动轴9可产生转动运动，两个连杆4的另一端通过转动轴9轴接，并且连接于第一滑轮6上，所述的第一滑轮6可带动两个连杆4的竖直方向的移动。两个连杆4和两个钳臂1形成菱形的机械机构，通过改变两个滑轮之间的距离，可以控制两个钳臂1的开合角度，从而控制接地钳的开合。在第一滑轮6和第二滑轮7之间通过弹簧5连接。抓紧牵引索3与第二滑轮7连接，通过控制抓紧牵引索3从而控制第二滑轮7相对于第一滑轮6之间的距离大小，从而控制接地钳的开合。图1、2可知，在本实施例中，第一滑轮6与第二滑轮7之间距离越大，开合角度越大，反之亦然。

升降操作机构固定在阀厅顶棚上，升降接地索2一端接地，另一端与升降操作机构连接并垂下，与第一滑轮6连接。升降接地索2具体地，为接地编织铜线。升降接地索2上设有配重块10。升降操作机构可控制升降接地索2送出的长度。

还包括设置在工作人员方便控制的接地钳控制箱14，接地钳控制箱14通过操作控制线缆15与接地钳升降操作机构连接，用于给接地钳控制箱14发出使得接地钳升降的指令，接地钳升降操作机构13在收到指令后驱动升降接地索发出或收回。

本发明在阀厅需接地导体上方的棚顶结构上安装升降操作机构和升降接地索2，平行于接地升降接地索2安装有高强度绝缘的抓紧牵引索3，接地升降接地索3的下端安装有接地钳1。在阀厅可视操作位置安装接地钳控制箱。当阀厅停电维护检修需将高压端导体安装接地时，操作放下接地索及接地钳至适当高度，接地钳接触到接地导体触动开关停止接地索下降，并通过开合控制机构或自带电动机构使接地钳的两个钳臂1合笼抓紧需接地的导体实现安装接地，如图3所示。

当维护检修结束后，释放抓紧牵引索3，接地钳在弹簧作用下张开，人工控制生气接地钳至棚顶位置，阀厅导体接地过程结束。本发明的接地装置适合采用电动操作也可采用手动操作。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，采用本发明能替代高压直流电阀厅高压导体采用的传统接地开关功能。1000kV特高压换流变压器伸入阀厅的套管长度近18米，采用常规接地开关接地臂长度需大于套管长度，接地开关尺寸庞大，造价昂贵，采用本发明升降式接地钳可大幅度简化接地过程，投资造价省。

本发明利用高压直流输电换流站阀厅具有棚顶结构的特点，在需接地导体上部顶棚结构上安装升降结构，采用由上而下的连接方式实现下方导体检修接地。

本发明采用柔性导电接地的升降接地索替代刚性接地长臂，升降接地索端部采用接地钳的钳臂捕捉接地导体替代接地触头，通过绝缘的抓紧牵引索牵拉或由接地钳自带电动机构实现接地钳与接地导体的可靠连接。

本发明能替代阀厅高压传统接地开关，大幅度简化阀厅接地方式，装置费用，操控可靠简单，尤其适用特高压阀厅长套管端部的接地。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并未包括接地钳自带电动机构等全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，通过采用不同形状、不同材质实现与本发明同等功效的应用，均理解为本发明的采用。

如无特别说明，本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述在前文中未曾出现的技术特征。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了解本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳，设置于阀厅内部，其特征在于，包括可钳夹需接地导体的接地钳和由导电介质编织的升降接地索，所述的升降接地索一端接地，另一端沿阀厅顶棚排布垂下与接地钳尾端连接。

2.根据权利要求1所述的高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳，其特征在于，所述的接地钳包括两个钳臂，两个钳臂在一端轴接。

3.根据权利要求2所述的高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳，其特征在于，所述接地钳的两个钳臂之间设置有用于控制钳臂开合的电动钳紧机构。

4.根据权利要求2所述的高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳，其特征在于，还包括括第一滑轮、第二滑轮、连杆和牵引索；所述每个钳臂上分别轴接连杆一端，两个连杆的另一端轴接于第一滑轮，两钳臂末端通过轴接，并连接于第二滑轮；所述第一滑轮与导电索连接，所述第二滑轮与牵引索连接。

5.根据权利要求3所述的高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳，其特征在于，所述的第一滑轮与第二滑轮之间连接弹簧。

6.根据权利要求1所述的高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳，其特征在于，还包括升降操作机构，所述升降操作机构设置在顶棚上，所述的升降接地索连接升降操作机构后与所述接地钳连接，所述升降操作机构控制所述升降接地索送出。

7.根据权利要求6所述的高压直流输电换流站阀厅升降接地钳，其特征在于，还包括接地钳控制箱，所述接地钳控制箱对升降操作机构发出指令，升降操作机构根据指令放送或收回升降接地索。

8.根据权利要求6所述的高压直流输电换流站阀厅升降接地钳，其特征在于，所述钳臂内侧设有微动开关，微动开关与需接地导体接触后，所述升降操作机构停止升降接地索送出。

9.根据权利要求1所述的高压直流输电换流站阀厅升降式接地钳，其特征在于，所述的钳臂内侧设有导电接触带。

10.一种高压直流输电阀厅内套管高压端导体维护检修时接地的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)在阀厅内设置如权利要求1至9任一所述的升降接地钳，阀厅顶棚安装升降索和接地钳为可开闭结构；

(b)操作升降索下降，接地钳下降碰到需接地导体时，控制接地钳闭合夹紧需接地导体。