CN108933065A - 一种直流断路器分闸结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流断路器分闸结构，属于直流输电技术领域，包括第一导电端和第二导电端，所述第一导电端和第二导电端之间设置有螺杆，螺杆的两侧旋向相反，螺杆的两侧分别连接有第一分合闸组件和第二分合闸组件，所述第一分合闸组件与第一导电端电连，所述第二分合闸组件与第二导电端电连。本发明具有采用分体式结构，可实现机械式断路器快速、有效的分闸与合闸的优点。

Description

一种直流断路器分闸结构

技术领域

本发明涉及一种直流断路器分闸结构，属于直流输电技术领域。

背景技术

随着全球化石能源的日益枯竭和环境问题的不断突出，风能、太阳能等可再生能源的大规模开发利用已成为各国调整能源结构的重要手段，由此会出现大规模可再生能源并入电网。然而，由于新能源并网的间歇性和随机性问题，传统的电网结构和电气设备难以接纳大规模可再生能源，甚至出现“弃风”、“弃光”。在此背景下，基于柔性直流输电技术的多端直流系统被提出并被公认为是解决上述问题的有效手段，研制具有更大容量和更高开断速度的直流断路器，对发展多端直流电网具有重要意义。

直流断路器在直流输电系统中的主要开断任务可概括为三点：一是在直流系统中迅速制造电流过零点，切断快速上升的故障电流；二是吸收开断过程中平波电抗器等感性元件中储存的能量；三是限制因开断故障电流时的电磁能量转换而引起过电压。基于上述开断任务，目前直流断路器主要有三类，分别是全固态直流断路器、混合式直流断路器和机械式直流断路器。

图1显示的是机械式直流断路器的基本电路原理，当直流输电系统正常运行时，机械开关CB位于合闸状态，触发开关K位于分断状态，隔离开关K1和K2位于合闸状态，系统额定电流从机械开关CB支路流过。当需要开断电流时，机械开关CB迅速分闸，且当机械开关CB分闸至有效开距后，通过控制系统触发空气触发间隙K导通，换流支路产生的反向电流迅速叠加在机械开关支路，并在该支路产生电流过零点，从而使电流由机械开关支路转移至换流支路。换流支路总压降由于系统电流的不断注入而升高，当达到避雷器组MOV的动作电压时，避雷器组动作，迅速消耗系统中储存的能量，直至最终开断故障电流。在经过一定时间后，打开隔离开关K1和K2，完成电流开断过程。

从图1中可知，机械式直流断路器中使用很少的大功率半导体，因此与全固态和混合式相比其通态损耗小，元件可靠性高，但是，现有机械式断路器在分闸、合闸过程中速度较慢，且分合闸后保持力较差，经分析后发现，机械式断路器的分合闸速度主要取决于动触头机构质量大小，其分合闸保持力会影响机械式断路器的静态绝缘性能和通流性能，因此，如何使机械式断路器快速、有效的分闸、合闸成为亟需解决的问题。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种直流断路器分闸结构，采用分体式结构，可实现机械式断路器快速、有效的分闸与合闸。

本发明的技术方案如下：一种直流断路器分闸结构，包括第一导电端和第二导电端，所述第一导电端和第二导电端之间设置有螺杆，螺杆的两侧旋向相反，螺杆的两侧分别连接有第一分合闸组件和第二分合闸组件，所述第一分合闸组件与第一导电端电连，所述第二分合闸组件与第二导电端电连。

本发明的技术方案还包括：所述第一分合闸组件包括与螺杆一侧配合的第一螺套，第一螺套连接有第一动触头，第一动触头在第一螺套的带动下与设置在第一导电端上的第一静触头接触或分离。

本发明的技术方案还包括：所述第二分合闸组件包括与螺杆一侧配合的第二螺套，第二螺套连接有第二动触头，第二动触头在第二螺套的带动下与设置在第二导电端上的第二静触头接触或分离。

本发明的技术方案还包括：所述第一动触头和第二动触头均为空心管状结构。

本发明的技术方案还包括：所述第一动触头和第二动触头均为细杆结构，所述细杆结构包括细杆体以及位于细杆体末端的接触盘。

本发明的技术方案还包括：所述接触盘呈圆盘形。

本发明的技术方案还包括：所述螺杆的中部设有光杆段，螺杆的一端通过联轴器与电机的输出轴连接。

本发明的技术方案还包括：所述第一动触头和第二动触头分别与第一螺套和第二螺套焊接。

本发明的有益效果是：对机械式直流断路器的分闸结构采用分体式设计，即针对第一导电端和第二导电端分别设计第一分合闸组件和第二分合闸组件，并且利用同一螺杆对第一分合闸组件和第二分合闸组件的动作进行同步控制，由此可减轻单独分合闸组件的重量，由此可提高分合闸速度，此外，利用两侧设置旋向相反的螺杆进行控制分合闸组件的动作，可确保分合闸后停留在确定位置不再移动，进而可确保有足够的分合闸保持力，可实现机械式直流断路器的快速、有效分合闸。

附图说明

图1是现有机械式直流断路器的示意图。

图2是本发明的示意图。

图中，1、第一导电端，11、第一静触头，12、第一动触头，13、第一螺套，2、第二导电端，21、第二静触头，22、第二动触头，23、第二螺套，3、螺杆，31、光杆段。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

如图2所示，本发明的直流断路器分闸结构，包括第一导电端1和第二导电端2，在第一导电端1和第二导电端2之间设置有螺杆3，螺杆3的两侧旋向相反，且在螺杆3两侧分别连接有第一分合闸组件和第二分合闸组件，其中，第一分合闸组件与第一导电端1电连，第二分合闸组件与第二导电端2电连，由此，通过控制螺杆3的转动，便可带动第一分合闸组件和第二分合闸组件相向或相背移动，进而与第一导电端1和第二导电端2接触或分离，以实现合闸和分闸动作，并且，由于在两个导电端分别设置分合闸组件，即采用分体式结构，由此可降低单个分合闸组件的重量，以此来提高分合闸速度，且利用螺杆3控制分合闸组件的移动，到达位置后可准确保持，以实现分合闸后可靠的保持力。

本发明中，第一分合闸组件包括与螺杆3一侧配合的第一螺套13，第一螺套13连接有第一动触头12，第一动触头12在第一螺套13的带动下与设置在第一导电端1上的第一静触头11接触或分离。

第二分合闸组件包括与螺杆3另一侧配合的第二螺套23，第二螺套23连接有第二动触头22，第二动触头22在第二螺套23的带动下与设置在第二导电端2上的第二静触头21接触或分离。

本发明中，为了提高分合闸速度，减轻动触头的重量，将第一动触头12和第二动触头22均设计为空心管状结构，或者，将第一动触头12和第二动触头22均设计为细杆结构，具体地，细杆结构包括细杆体以及位于细杆体末端的呈圆盘形的接触盘。

在螺杆3的中部设有光杆段31，以避免第一分合闸组件和第二分合闸组件的动作发生干涉，确保输电安全，螺杆3的一端通过联轴器与电机的输出轴连接，以带动螺杆3正转或反转。

本发明中，第一动触头12和第二动触头22分别与第一螺套13和第二螺套23焊接，以提高分闸结构的整体强度和可靠性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种直流断路器分闸结构，包括第一导电端（1）和第二导电端（2），其特征在于：所述第一导电端（1）和第二导电端（2）之间设置有螺杆（3），螺杆（3）的两侧旋向相反，螺杆（3）的两侧分别连接有第一分合闸组件和第二分合闸组件，所述第一分合闸组件与第一导电端（1）电连，所述第二分合闸组件与第二导电端（2）电连。

2.如权利要求1所述的一种直流断路器分闸结构，其特征在于：所述第一分合闸组件包括与螺杆（3）一侧配合的第一螺套（13），第一螺套（13）连接有第一动触头（12），第一动触头（12）在第一螺套（13）的带动下与设置在第一导电端（1）上的第一静触头（11）接触或分离。

3.如权利要求2所述的一种直流断路器分闸结构，其特征在于：所述第二分合闸组件包括与螺杆（3）一侧配合的第二螺套（23），第二螺套（23）连接有第二动触头（22），第二动触头（22）在第二螺套（23）的带动下与设置在第二导电端（2）上的第二静触头（21）接触或分离。

4.如权利要求3所述的一种直流断路器分闸结构，其特征在于：所述第一动触头（12）和第二动触头（22）均为空心管状结构。

5.如权利要求3所述的一种直流断路器分闸结构，其特征在于：所述第一动触头（12）和第二动触头（22）均为细杆结构，所述细杆结构包括细杆体以及位于细杆体末端的接触盘。

6.如权利要求5所述的一种直流断路器分闸结构，其特征在于：所述接触盘呈圆盘形。

7.如权利要求1至6任一所述的一种直流断路器分闸结构，其特征在于：所述螺杆（3）的中部设有光杆段（31），螺杆（3）的一端通过联轴器与电机的输出轴连接。

8.如权利要求3所述的一种直流断路器分闸结构，其特征在于：所述第一动触头（12）和第二动触头（22）分别与第一螺套（13）和第二螺套（23）焊接。