CN109390867A - 一种手车式直流隔离开关柜及其手车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种手车式直流隔离开关柜及其手车。包括柜体，柜体内具有与主回路相连的上、下静触头，还包括可在柜体内移动的手车，手车上设有可分别与上、下静触头接触以实现上、下静触头连通的上、下动触头，手车上设有真空灭弧室，真空灭弧室的动、静触头分别与上、下动触头连接，手车上还设有在故障时可带动真空灭弧室迅速断开以切断故障源的快速斥力机构。本发明在原有开关柜的安全空气断口的基础上又增设了由快速斥力机构与真空灭弧室结合的真空快速隔离断口，在直流系统上级发生故障时，前端换流阀闭锁后，能够在几毫秒内快速隔离负载与主支路，从而大大缩减了事故范围；检修时亦能将手车移至试验位置，形成更加安全可靠的空气隔离断口。
Description
技术领域
本发明涉及一种手车式直流隔离开关柜及其手车。
背景技术
基于电压源换流站（voltage source converter，VSC）的高压直流输电（HighVolrage Direct Current Transmission，HVD）的进步使构建直流电网（DV-grid）成为可能。相对于交流电网，直流电网短路电流大且上升速率快，对电网危害更大。因此在发生故障时需要迅速切除故障并隔离故障源，以避免直流电网的电压解列，保证换流站的正常运行。
目前，直流电网系统中用于隔离电网的主要设备为隔离开关，其常用形式有两种：一种为刀闸式隔离开关，另一种为普通的手车式隔离开关柜。刀闸式隔离开关由于其结构形式，导致体积庞大，操作速度慢（s级），且维护不便；另一种手车式隔离开关柜采用触指咬合手车形式，手车可在柜体内的轨道上移动，手车上设有与柜体上的上、下静触头位置相对的上、下动触头，手车靠近安装有静触头的触头盒时可通过上、下动触头分别与上、下静触头接触实现母线及上、下静触头之间的导通，手车远离触头盒时，可断开上、下静触头之间的连接，即断开主回路，但是由于手车后移通常采用电动或手摇方式控制，且由于手车的体积和重量较大，其移动速度不可能达到毫秒级别，因此虽然此类开关柜操作简易，维护方便，实现了安全可靠的空气隔离断口，但仍存在操作速度慢（s级）的缺点。秒级的隔离速度均不能满足快速与故障源隔离以缩短停电时间的需求，严重影响供电质量。
申请公布号为CN103928913A的中国专利公开了一种基于快速斥力机构和绝缘变压器的高压直流断路器，其中涉及的快速斥力机构为基于电磁斥力动作的机械式快速开关，快速开关是指开关动作时间在几毫秒内，区别于传统开关的几十毫秒。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够快速与故障源断开的隔离开关柜；本发明的目的还在于提供一种上述隔离开关柜使用的手车。
为实现上述目的，本发明的隔离开关柜采用如下的技术方案：
技术方案1：隔离开关柜包括柜体，柜体内具有与主回路相连的上、下静触头，还包括可在柜体内移动的手车，手车上设有可分别与上、下静触头接触以实现上、下静触头连通的上、下动触头，手车上设有真空灭弧室，真空灭弧室的动、静触头分别与所述上、下动触头导电连接，手车上还设有在故障时可带动真空灭弧室迅速断开以切断故障源的快速斥力机构。本发明在原有开关柜的安全空气断口的基础上又增设了由快速斥力机构与真空灭弧室结合形成的真空快速隔离断口，在直流系统上级发生故障时，前端换流阀闭锁后，能够在几毫秒内快速隔离负载与主支路，从而大大缩减了事故范围；检修时亦能将手车移至试验位置，形成更加安全可靠的空气隔离断口。
技术方案2：在技术方案1的基础上，所述柜体内包括控制室、手车室、支母线室和电缆室，所述手车位于手车室内，上静触头所在的上触头盒位于支母线室内，下静触头所在的下触头盒位于电缆室内。
技术方案3：在技术方案2的基础上，电缆室内还设有与下静触头连接的接地开关。
技术方案4：在技术方案1-3任意一项的基础上，所述手车上设有固封极柱，固封极柱上设有两个水平延伸的上、下触臂，所述真空灭弧室位于固封极柱内，所述上、下动触头分别位于上、下触臂上。
本发明的手车采用如下的技术方案：
技术方案1：手车包括用于与上、下静触头接触以实现上、下静触头连通的上、下动触头，手车上设有真空灭弧室，真空灭弧室的动、静触头分别与所述上、下动触头导电连接，手车上还设有在故障时可带动真空灭弧室迅速断开以切断故障源的快速斥力机构。本发明在原有手车与开关柜的安全空气断口的基础上又增设了由快速斥力机构与真空灭弧室结合形成的真空快速隔离断口，在直流系统上级发生故障时，前端换流阀闭锁后，能够在几毫秒内快速隔离负载与主支路，从而大大缩减了事故范围；检修时亦能将手车移至试验位置，形成更加安全可靠的空气隔离断口。
技术方案2：在技术方案1的基础上，手车上设有固封极柱，固封极柱上设有两个水平延伸的上、下触臂，所述真空灭弧室位于固封极柱内，所述上、下动触头分别位于上、下触臂上。
附图说明
图1为本发明的隔离开关柜的具体实施例内部结构示意图；
图中：1-仪表控制室，2-手车室，3-支母线室，4-电缆室，5-绝缘套管，6-支母排，7-上触头盒，8-上静触头，9-上动触头，10-上触臂，11-固封极柱，12-真空灭弧室，13-下触臂，14-下动触头，15-下静触头，16-下触头盒，17-电缆母线，18-接地开关，19-快速斥力机构，A-快速隔离断口，B-安全空气隔离断口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的隔离开关柜的具体实施例，如图1所示，本实施例中的隔离开关柜为直流快速隔离开关柜，包括柜体，柜体内分为仪表控制室1、手车室2、支母线室3和电缆室4共4个隔室。母排由绝缘套管5经支母排6与上静触头8连接，上静触头8安装在上触头盒7内，下静触头15与电缆母线17以及接地开关18连接，下静触头15安装在下触头盒16内，上触头盒7与下触头盒16保证了上、下静触头在穿过各自隔室时的绝缘性能，以上零部件全部安装在柜体上。其中绝缘套管5、支母排6和上触头盒7位于支母线室3内，下触头盒16、电缆母线17和接地开关18位于电缆室4内，上动触头9和下动触头14分别通过上触臂10、下触臂13以及固封极柱11与真空灭弧室12相连。真空灭弧室12与其下部的快速斥力机构19相连。手车位于手车室2内，可在手车室2内的轨道上前后移动，手车上设有固封极柱11，固封极柱11的内部设有真空灭弧室12，真空灭弧室12的触头与手车下部的快速斥力机构19连接，通过电磁力控制真空灭弧室12在几毫秒内断开。固封极柱11上设有水平延伸、上下并列设置的上、下触臂，上、下触臂内分别安装有上、下动触头，上、下动触头分别与真空灭弧室12的两端连接。
本发明的隔离开关柜在使用时：手车在沿轨道向前移动时可使上、下动触头与上、下静触头准确的相互咬合接触，真空灭弧室12合闸，此时主回路导通；当支路上所带负载出现故障时，控制系统检测到故障后将信号反馈给系统主回路的换流阀，换流阀的输出端闭合，同时给隔离柜信号，使快速斥力机构19立即断开真空灭弧室12，实现该负载所在支路的断开，即快速隔离断口A断开，整个过程仅有几毫秒。此过程大大降低了故障对其他支路的不利影响的时间，保证其他支路的正常运行；在检修时，通过向后移动手车，使上、下动触头和上、下静触头之间的安全空气隔离断口B断开，保障了检修和维护的安装可靠性。本发明可根据快速隔离开关柜的结构及性能特点，以实现直流电网中负载与主设备的快速隔离，大大缩减了事故范围；而检修时亦能将手车移至试验位置，形成更加安全可靠的空气隔离断口，满足了检修与维护的安全可靠性。在柔性直流系统前期运行中，配合换流阀与该快速隔离开关柜使用，减少了昂贵的直流断路器的使用数量，大大降低了建设成本，工程应用前景广阔。本发明可应用于中压直流电网系统中，并配合换流器等设备，组成一系列中压直流设备，其工程应用前景非常广阔。该带手车形式的快速隔离开关柜，减少了整个设备的元器件数量，并减小了开关柜的体积，从而大大降低了快速隔离开关柜的成本。
本发明的手车的实施例与本发明的隔离开关柜的各实施例中的手车的各实施例相同，不再赘述。
Claims (6)
1.隔离开关柜，包括柜体，柜体内具有与主回路相连的上、下静触头，还包括可在柜体内移动的手车，手车上设有可分别与上、下静触头接触以实现上、下静触头连通的上、下动触头，其特征是，手车上设有真空灭弧室，真空灭弧室的动、静触头分别与所述上、下动触头导电连接，手车上还设有在故障时可带动真空灭弧室迅速断开以切断故障源的快速斥力机构。
2.根据权利要求1所述的隔离开关柜，其特征是，所述柜体内包括控制室、手车室、支母线室和电缆室，所述手车位于手车室内，上静触头所在的上触头盒位于支母线室内，下静触头所在的下触头盒位于电缆室内。
3.根据权利要求2所述的隔离开关柜，其特征是，电缆室内还设有与下静触头连接的接地开关。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的隔离开关柜，其特征是，所述手车上设有固封极柱，固封极柱上设有两个水平延伸的上、下触臂，所述真空灭弧室位于固封极柱内，所述上、下动触头分别位于上、下触臂上。
5.手车，包括用于与上、下静触头接触以实现上、下静触头连通的上、下动触头，其特征是，手车上设有真空灭弧室，真空灭弧室的动、静触头分别与所述上、下动触头导电连接，手车上还设有在故障时可带动真空灭弧室迅速断开以切断故障源的快速斥力机构。
6.根据权利要求5所述的手车，其特征是，手车上设有固封极柱，固封极柱上设有两个水平延伸的上、下触臂，所述真空灭弧室位于固封极柱内，所述上、下动触头分别位于上、下触臂上。
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