CN109887798A - 一种单接地组合式融冰隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单接地组合式融冰隔离开关，包括垂直开启式刀闸(113)、接地开关(124)、水平伸缩式刀闸操作机构(101)、第一水平伸缩式刀闸(106)、第二水平伸缩式刀闸(108)和静触头(110)，静触头(110)通过第二水平开启操作绝缘子(109)支撑，第一水平伸缩式刀闸(106)上设置齿条(119)，第二水平伸缩式刀闸(108)上设置齿轮(121)，齿轮(121)与齿条(119)啮合传动，水平伸缩式刀闸操作机构(101)驱动第二水平伸缩式刀闸(108)与静触头(110)分闸或合闸。利用本发明进行融冰作业，不仅可避免作业人员高空作业安全风险，而且还极大提高了融冰作业效率，设置接地开关还可实现交流出线设备的接地保护，保证检修作业安全性。

Description

一种单接地组合式融冰隔离开关

技术领域

本发明涉及融冰隔离开关结构设计领域，尤其是涉及一种单接地组合式融冰隔离开关。

背景技术

随着全球气候变化和特高压输电工程的建设，跨越覆冰地区的高压、超高压输电线路越来越多，输电线路在冬季出现大面积覆冰的可能性越来越大。而输电线路覆冰通常会导致覆冰导线舞动事故、绝缘子冰闪事故，导线覆冰严重时，甚至有断线、倒塔等危险。

对于输电线路覆冰的融冰处理，目前采用直流融冰装置。为了确保融冰作业时的直流电压不对交流设备构成影响，保证交流设备安全，在进行输电线路融冰作业时，需要隔离交流设备和直流融冰装置。通常，在输电线路两端的换流站或变电站内，运行人员利用工具人工拆解交流设备与输电线路间的连接导线，待融冰作业完成后，再由运行人员恢复交流设备与输电线路间的连接导线。而拆解和恢复连接导线的过程中，必须将输电线路转为检修状态才能进行；并且，由于设备端子板离地面较高，特别是交流特高压设备，连接导线距离地面高度大于10m，而人工操作必须借助机械工具，必然存在高空作业风险，且操作耗时长、作业强度大。根据换流站或变电站融冰现场实际统计，融冰时对于连接导线的拆除和恢复接线，其作业时间不少于2小时，极大地影响了融冰作业效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种单接地组合式融冰隔离开关，提高融冰作业效率，降低融冰作业劳动强度。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种单接地组合式融冰隔离开关，包括垂直开启式刀闸、接地开关、水平伸缩式刀闸操作机构、第一水平伸缩式刀闸、第二水平伸缩式刀闸和静触头，所述的静触头通过第二水平开启操作绝缘子支撑，所述的第一水平伸缩式刀闸上设置齿条，所述的第二水平伸缩式刀闸上设置齿轮，所述的齿轮与齿条之间形成啮合传动，所述的水平伸缩式刀闸操作机构驱动第二水平伸缩式刀闸与静触头分闸或者合闸。

优选地，所述的第一水平伸缩式刀闸上设置弹簧和弹簧座。

优选地，所述的第一水平伸缩式刀闸或者第二水平伸缩式刀闸与第二均压环固定连接。

优选地，所述的静触头包括固定底座和导电触头，所述的导电触头与固定底座之间形成导电连接。

优选地，还包括触指和挡板，所述的触指分别与挡板、固定底座形成导电连接，所述的挡板与导电触头形成导电连接。

优选地，所述的触指与固定底座之间设置触头弹簧。

优选地，所述的触指的入口端形成锥形结构。

优选地，所述的第一水平伸缩式刀闸与第一水平开启操作绝缘子连接，所述的第一水平开启操作绝缘子与第一均压环连接。

优选地，所述的第二水平开启操作绝缘子与第三均压环连接。

优选地，所述接地开关的主体部安装在第一固定底座上，所述接地开关的接地开关静触头与第一端子板形成导电连接结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在对输电线路进行融冰作业时，通过水平伸缩式刀闸操作机构来驱动第二水平伸缩式刀闸与静触头分闸，然后即可对输电线路进行融冰作业；在融冰作业完成后，通过水平伸缩式刀闸操作机构来驱动第二水平伸缩式刀闸与静触头合闸，从而使交流设备与输电线路之间形成安全、可靠的电气连接结构。因此，本发明不仅可以避免传统的人工拆线方式来进行融冰作业，进而避免了作业人员融冰高空作业的安全风险，同时，也大大缩短了融冰作业时的输电线路的停运时间，极大地提高了融冰作业效率；另外，通过设置接地开关还可以实现交流出线设备的接地保护，在输电线路处于融冰工况时方便检修出线设备，保证检修作业安全性。本发明还可按照直流融冰装置输出电压等级和过电压水平来设计隔离开关的断口间距，有利于进一步地减少融冰设备整体的纵向占用空间，从而节约占地面积，工程实施性好，减少了投资成本，具有良好的经济效益。

附图说明

图1为本发明一种单接地组合式融冰隔离开关的正视图(输电线路处于融冰工况下，水平伸缩式刀闸分闸，垂直开启式刀闸合闸，接地开关合闸)。

图2为图1中的A处的局部放大图。

图3为本发明一种单接地组合式融冰隔离开关的正视图(输电线路正常运行工况下，水平伸缩式刀闸合闸，垂直开启式刀闸分闸，接地开关分闸)。

图4为本发明一种单接地组合式融冰隔离开关的右视图(输电线路正常运行工况下，水平伸缩式刀闸合闸，垂直开启式刀闸分闸，接地开关分闸)。

图5为图1或者图3中的静触头的结构示意图。

图6为本发明一种单接地组合式融冰隔离开关的电气接线系统构造图。

图中部品标记名称：1-单接地组合式融冰隔离开关，2-出线构架，3-GIS出线套管，4-输电线路，5-连接导线，6-电压互感器，7-避雷器，8-融冰管母，9-支柱绝缘子，101-水平伸缩式刀闸操作机构，102-第一固定底座，103-第一水平开启操作绝缘子，104-第一端子板，105-第一均压环，106-第一水平伸缩式刀闸，107-第二均压环，108-第二水平伸缩式刀闸，109-第二水平开启操作绝缘子，110-静触头，111-第二端子板，112-第三均压环，113-垂直开启式刀闸，114-第三端子板，115-垂直开启操作绝缘子，116-垂直开启式刀闸操作机构，117-弹簧，118-弹簧座，119-齿条，120-电机转轴，121-齿轮，122-第二固定底座，123-接地开关操作机构，124-接地开关，124a-接地开关动触头，124b-接地开关静触头，1101-触指，1102-触头弹簧，1103-挡板，1104-导电触头，1105-固定底座，1106-安装支架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2、图3、图4所示的单接地组合式融冰隔离开关，具体包括接地开关124、接地开关操作机构123、水平伸缩式刀闸操作机构101、第一端子板104、第一水平伸缩式刀闸106、第二水平伸缩式刀闸108、静触头110、第二端子板111、垂直开启式刀闸113、第三端子板114、垂直开启式刀闸操作机构116，所述的第一水平伸缩式刀闸106安装连接在第一水平开启操作绝缘子103顶部，所述的第一水平开启操作绝缘子103安装在第一固定底座102上。所述的第一端子板104与第一水平伸缩式刀闸106之间形成导电连接，所述的第二端子板111与静触头110之间形成导电连接，所述的第三端子板114与垂直开启式刀闸113之间形成导电连接。所述的静触头110通过第二水平开启操作绝缘子109支撑，所述的垂直开启式刀闸113安装在垂直开启操作绝缘子115顶部，所述的第二水平开启操作绝缘子109、垂直开启操作绝缘子115均安装在第二固定底座122上。

所述接地开关124的主体部安装在第一固定底座102上，所述接地开关124的接地开关静触头124b与第一端子板104形成导电连接结构。所述的接地开关操作机构123驱动接地开关124作分闸、合闸动作，当接地开关124上的接地开关动触头124a与接地开关静触头124b之间形成导电连接结构时，所述的接地开关124合闸；当接地开关124上的接地开关动触头124a与接地开关静触头124b之间断开时，所述的接地开关124分闸。其中，所述的接地开关静触头124b优选采用喇叭口形结构，所述的接地开关动触头124a优选采用棒式结构，以方便接地开关动触头124a与接地开关静触头124b之间的导电连接、并保证导电连接可靠。

所述的第一水平伸缩式刀闸106上设置齿条119，所述的第二水平伸缩式刀闸108上设置齿轮121，所述的齿轮121与齿条119之间形成啮合传动。所述的齿轮121与电机转轴120固定连接，所述的电机转轴120通过水平伸缩式刀闸操作机构101驱动，由电机转轴120的转动来带动齿轮121同步转动，从而使第二水平伸缩式刀闸108能够相对于第一水平伸缩式刀闸106伸展或者合拢。所述的第一水平伸缩式刀闸106、第二水平伸缩式刀闸108通过水平伸缩式刀闸操作机构101驱动，其中的第一水平伸缩式刀闸106可以相对于第一水平开启操作绝缘子103从竖直状态转动到水平状态，第二水平伸缩式刀闸108则通过齿轮121与齿条119啮合传动而相对于第一水平伸缩式刀闸106转动，直至第二水平伸缩式刀闸108与静触头110分闸或者合闸。

利用上述的单接地组合式融冰隔离开关进行融冰作业时，其电气接线系统构造如图6所示，所述的单接地组合式融冰隔离开关1分别与输电线路4、避雷器7、融冰管母8形成导电连接结构，所述的输电线路4通过出线构架2进行支撑，所述的避雷器7通过连接导线5与电压互感器6形成电连接，所述的电压互感器6通过连接导线5与GIS出线套管3之间形成电连接，所述的融冰管母8通过支柱绝缘子9进行支撑。具体地，位于第一水平开启操作绝缘子103顶部的第一端子板104通过连接导线5与避雷器7形成电连接，位于第二水平开启操作绝缘子109顶部的第二端子板111通过连接导线5与输电线路4形成电连接，所述的第三端子板114通过连接导线5与融冰管母8形成电连接。

当输电线路4处于融冰工况时，所述的水平伸缩式刀闸处于分闸状态，而垂直开启式刀闸113、接地开关124处于合闸状态。具体地，如图1、图6所示，先通过水平伸缩式刀闸操作机构101驱动第一水平伸缩式刀闸106、第二水平伸缩式刀闸108，并使第一水平伸缩式刀闸106相对于第一水平开启操作绝缘子103处于竖直状态，第二水平伸缩式刀闸108与第一水平伸缩式刀闸106之间呈合拢状态，此时，第二水平伸缩式刀闸108与静触头110处于断开状态，从而实现交、直流电力设备之间的自动隔离。然后，通过垂直开启式刀闸操作机构116驱动垂直开启式刀闸113相对于第二固定底座122向上伸出，并使之与第二端子板111之间形成导电连接结构。此时，融冰电流即可通过融冰管母8输入，再经垂直开启式刀闸113进入输电线路4。其中，通过接地开关操作机构123驱动接地开关124合闸，可以实现交流出线设备的接地保护，在输电线路4处于融冰工况时方便检修出线设备，以保证检修作业安全性。

在输电线路4的融冰作业完成后，需要将输电线路4恢复到正常运行工况。为此，如图3、图4、图6所示，所述的水平伸缩式刀闸处于合闸状态，而垂直开启式刀闸113、接地开关124处于分闸状态。具体地，先通过垂直开启式刀闸操作机构116驱动垂直开启式刀闸113相对于第二固定底座122向下收缩，并使之与第二端子板111之间完全断开；再通过水平伸缩式刀闸操作机构101驱动第一水平伸缩式刀闸106相对于第一水平开启操作绝缘子103转动、第二水平伸缩式刀闸108相对于第一水平伸缩式刀闸106转动，并使第二水平伸缩式刀闸108与静触头110之间形成导电连接结构，从而可以使得输电线路4处于正常运行工况下。

在通过水平伸缩式刀闸操作机构101驱动第一水平伸缩式刀闸106、第二水平伸缩式刀闸108相对运动时，为了减轻第一水平伸缩式刀闸106、第二水平伸缩式刀闸108动作时的机械力，可以在第一水平伸缩式刀闸106上设置弹簧117和弹簧座118，如图2所示。当第二水平伸缩式刀闸108相对于第一水平伸缩式刀闸106转动时，所述的第二水平伸缩式刀闸108与弹簧座118接触，从而可以利用弹簧117起到一定的缓冲作用。

为了保证第二水平伸缩式刀闸108与静触头110之间的导电连接结构更加安全、可靠，所述静触头110可以采用如图5所示的结构，具体包括触指1101、触头弹簧1102、挡板1103、导电触头1104以及固定底座1105和安装支架1106，所述的静触头110通过安装支架1106与第二水平开启操作绝缘子109连接。所述触指1101的入口端优选采用锥形结构，所述的固定底座1105与安装支架1106之间通过螺母螺杆连接。所述的触指1101分别与挡板1103、固定底座1105形成导电连接，在触指1101与固定底座1105之间设置触头弹簧1102，所述的挡板1103与导电触头1104形成导电连接，由此，所述的导电触头1104与固定底座1105之间也形成导电连接。

为了均衡第一水平伸缩式刀闸106、第二水平伸缩式刀闸108、静触头110的表面电场强度、并优化电场分布，可以在第一水平开启操作绝缘子103的顶部固定连接第一均压环105、在第二水平开启操作绝缘子109的顶部固定连接第三均压环112，同时，所述的第一水平伸缩式刀闸106或者第二水平伸缩式刀闸108与第二均压环107固定连接。如图1-图4所示，所述的静触头110、第二端子板111均安装在第二水平开启操作绝缘子109顶部，以便可以共用该处的第三均压环112，从而进一步减少电力设备占地面积及投资成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单接地组合式融冰隔离开关，包括垂直开启式刀闸(113)、接地开关(124)、水平伸缩式刀闸操作机构(101)、第一水平伸缩式刀闸(106)、第二水平伸缩式刀闸(108)和静触头(110)，所述的静触头(110)通过第二水平开启操作绝缘子(109)支撑，其特征在于：所述的第一水平伸缩式刀闸(106)上设置齿条(119)，所述的第二水平伸缩式刀闸(108)上设置齿轮(121)，所述的齿轮(121)与齿条(119)之间形成啮合传动，所述的水平伸缩式刀闸操作机构(101)驱动第二水平伸缩式刀闸(108)与静触头(110)分闸或者合闸。

2.根据权利要求1所述的单接地组合式融冰隔离开关，其特征在于：所述的第一水平伸缩式刀闸(106)上设置弹簧(117)和弹簧座(118)。

3.根据权利要求1所述的单接地组合式融冰隔离开关，其特征在于：所述的第一水平伸缩式刀闸(106)或者第二水平伸缩式刀闸(108)与第二均压环(107)固定连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的单接地组合式融冰隔离开关，其特征在于：所述的静触头(110)包括固定底座(1105)和导电触头(1104)，所述的导电触头(1104)与固定底座(1105)之间形成导电连接。

5.根据权利要求4所述的单接地组合式融冰隔离开关，其特征在于：还包括触指(1101)和挡板(1103)，所述的触指(1101)分别与挡板(1103)、固定底座(1105)形成导电连接，所述的挡板(1103)与导电触头(1104)形成导电连接。

6.根据权利要求5所述的单接地组合式融冰隔离开关，其特征在于：所述的触指(1101)与固定底座(1105)之间设置触头弹簧(1102)。

7.根据权利要求5所述的单接地组合式融冰隔离开关，其特征在于：所述的触指(1101)的入口端形成锥形结构。

8.根据权利要求1-3任一项所述的单接地组合式融冰隔离开关，其特征在于：所述的第一水平伸缩式刀闸(106)与第一水平开启操作绝缘子(103)连接，所述的第一水平开启操作绝缘子(103)与第一均压环(105)连接。

9.根据权利要求1-3任一项所述的单接地组合式融冰隔离开关，其特征在于：所述的第二水平开启操作绝缘子(109)与第三均压环(112)连接。

10.根据权利要求1-3任一项所述的单接地组合式融冰隔离开关，其特征在于：所述接地开关(124)的主体部安装在第一固定底座(102)上，所述接地开关(124)的接地开关静触头(124b)与第一端子板(104)形成导电连接结构。