CN110112027A - 一种隔离开关电弧电流关合辅助装置 - Google Patents

一种隔离开关电弧电流关合辅助装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种隔离开关电弧电流关合辅助装置，包括静触头机构和动触头机构，静触头机构和动触头机构之间设有电弧电流关合辅助机构；静触头机构包括安装架和静触头，静触头设置在安装架上；动触头机构包括导电杆和动触头，动触头设置在导电杆的端部，导电杆具有朝静触头方向运动的行程，以带动动触头与静触头进行合闸或分闸运动；电弧电流关合辅助机构包括静引弧杆和动引弧杆，动引弧杆的一端和导电杆相接，另一端延伸且超出动触头的端面，静引弧杆的尾部和安装架相接，静引弧杆的首端朝动引弧杆方向延伸且超出静触头的端面，动引弧杆在导电杆的带动下接近或远离静引弧杆，直至与静引弧杆保持接触或脱离接触。

Description

一种隔离开关电弧电流关合辅助装置
技术领域
本发明涉及高压开关技术领域，特别是涉及一种隔离开关电弧电流关合辅助装置，具体说是一种适用于高压隔离开关在柔性直流输电工程中，在40-60kV电压下合闸200-300A电流工况的高压引弧的装置。
背景技术
随着柔性直流输电的发展，直流输电工程开始实施示范可以组网运行的柔性直流输电工程，可以实现多种电源和负荷以及存储装置的随时接入和退出，实现成网成片的能源互补和高效利用，在此过程中也对直流隔离开关提出了更多特殊转换工况的电压电流的开断关合要求。
其中之一就是要求隔离开关具备关合40-60kV电压、200-300A电流的能力，一般来说隔离开关在合、分闸过程中只能承载很小的(约1-2A)电弧电流，不能承受过大的电流，否则将导致隔离开关的动静侧主触头被烧损而不能正常通流运行，因此需要针对该特殊工况采取一种特殊方案使隔离开关能在不烧损主触头及其他部件的前提下具备关合40-60kV电压、200-300A电流的能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隔离开关电弧电流关合辅助装置，以解决常规隔离开关动触头和静触头关合40-60kV电压、200-300A电流过程中主触头烧蚀严重导致失效的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种隔离开关电弧电流关合辅助装置，包括静触头机构和动触头机构，所述静触头机构和动触头机构之间设有电弧电流关合辅助机构；
所述静触头机构包括安装架和静触头，所述静触头设置在安装架上；
所述动触头机构包括导电杆和动触头，所述动触头设置在导电杆的端部，所述导电杆具有朝静触头方向运动的行程，以带动动触头与静触头进行合闸或分闸运动；
所述电弧电流关合辅助机构包括静引弧杆和动引弧杆，所述动引弧杆的一端和导电杆相接，另一端延伸且超出动触头的端面，所述静引弧杆的尾部和安装架相接，所述静引弧杆的首端朝动引弧杆方向延伸且超出静触头的端面，所述动引弧杆在导电杆的带动下接近或远离静引弧杆，直至与静引弧杆保持接触或脱离接触。
进一步优化，所述静引弧杆的尾部通过摆动调节机构与安装架连接，所述摆动调节机构包括固定架、转轴和复位扭簧，所述固定架与安装架固定连接，所述转轴与固定架转动连接，所述转轴与静引弧杆的杆身垂直连接，且将静引弧杆分为上杆部和下杆部，所述复位扭簧套设在转轴上，所述复位扭簧的一端与固定架固定连接，另一端与静引弧杆连接。
进一步优化，所述静引弧杆的上杆部设有平衡块，使得所述静引弧杆的重心偏置在上杆部。
进一步优化，所述摆动调节机构还包括限位装置，所述限位装置包括限位架和调节螺丝，所述限位架与安装架固定连接，所述调节螺丝可轴向运动的连接在限位架上，且调节螺丝的下端面位于静引弧杆下杆部的转动路径上。
进一步优化，所述静引弧杆和动引弧杆的相对端均为尖状结构。
进一步优化，所述静引弧杆和动引弧杆相对端的尖部均为铜钨合金材料制成。
进一步优化，所述安装架上设有均压环，所述均压环围设在静触头的两侧。
进一步优化，所述动引弧杆通过安装抱夹与导电杆连接，所述安装抱夹包括两夹块，两所述夹块的相对面拼合成导电杆的夹持腔，两所述夹块的两端对应且固定连接，所述动引弧杆的一端与安装抱夹固定连接。
本发明的有益效果：动触头在导电杆的带动下，朝静触头运动进行合闸动作的时候，当动引弧杆靠近静引弧杆直至小于一定的距离的时候(200-300mm)，由于静引弧杆和动引弧杆更加突出，两者之间会优先放电，从而保护动触头、静触头及其他导电部分附属装置，避免了动触头和静触头之间因发生电击穿而烧蚀严重导致失效的问题；当动引弧杆和静引弧杆两者接触后，电弧将熄灭，合闸过程电流仍通过静引弧杆和动引弧杆的接触位置通流。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是隔离开关电弧电流关合辅助装置预击穿位置的结构示意图；
图2是静引弧杆和动引弧杆刚接触位置的结构示意图；
图3是隔离开关电弧电流关合辅助装置合闸状态结构示意图；
图4是静引弧杆与摆动调节机构的连接结构示意图。
具体实施方式
如图1到图3所示，隔离开关电弧电流关合辅助装置包括静触头机构100和动触头机构200，静触头机构100和动触头机构200之间设有电弧电流关合辅助机构；
静触头机构100包括安装架110和静触头120，静触头120设置在安装架110上；
动触头机构200包括导电杆210和动触头220，动触头220设置在导电杆210的端部，导电杆210具有朝静触头120方向运动的行程，以带动动触头220与静触头120进行合闸或分闸运动；
电弧电流关合辅助机构包括静引弧杆310和动引弧杆320，动引弧杆320的一端和导电杆210相接，另一端延伸且超出动触头220的端面，静引弧杆310的尾部和安装架110相接，静引弧杆310的首端朝动引弧杆320方向延伸且超出静触头120的端面，动引弧杆320在导电杆210的带动下接近或远离静引弧杆310，直至与静引弧杆310保持接触或脱离接触。
动触头220在导电杆210的带动下，朝静触头120运动进行合闸动作的时候，当动引弧杆320靠近静引弧杆310直至小于一定的距离的时候200-300mm，由于静引弧杆310和动引弧杆320更加突出，两者之间会优先放电，从而保护动触头220、静触头120及其他导电部分附属装置，避免了动触头220和静触头120之间发生电击穿而烧蚀严重导致失效的问题。
当动引弧杆320和静引弧杆310两者接触后，电弧将熄灭，导电杆210继续运动直至合闸动作完成，合闸过程电流仍通过静引弧杆310和动引弧杆320的接触位置通流。
如图4所示，静引弧杆310的尾部通过摆动调节机构与安装架110连接，摆动调节机构包括固定架410、转轴420和复位扭簧430，固定架410与安装架110固定连接，转轴420与固定架410转动连接，转轴420与静引弧杆310的杆身垂直连接，且将静引弧杆310分为上杆部311和下杆部312，复位扭簧430套设在转轴420上，复位扭簧430的一端与固定架410固定连接，另一端与静引弧杆310连接。
静引弧杆310与复位扭簧430相连，在复位扭簧430的作用下，避免静引弧杆310下垂，使得静引弧杆310翘起，保持和动引弧杆320引弧的状态；
同时，当动引弧杆320和静引弧杆310接触直至合闸动作完成的过程中，在复位扭簧430的扭力作用下，静引弧杆310有一个回复到初始位置的扭力，从而使得动引弧杆320和静引弧杆310一直保持接触，保证动引弧杆320和静引弧杆310的持续接触。
在静引弧杆310的上杆部311上设有平衡块600，平衡静引弧杆310悬挑部分的重量，使整个静引弧杆310整体绕静转轴420基本重力平衡，且重心偏置在上杆部311，使得静引弧杆310在重量的作用下不但不会下垂而且自动上翘。
如图1和图2所示，分闸状态时，当复位扭簧430处于初始状态，扭力比较小，通过设置平衡块600，为静引弧杆310提供向前上方翘起的扭力矩，使得静引弧杆310翘起，保持和动引弧杆320引弧的状态更稳定；
如图3所示，在合闸状态时，复位扭簧430的变形量比较大，提供了比较大的回复扭力，平衡块600提供了相反的作用力，从而平衡抵消了一部分复位扭簧430的扭力，使得静引弧杆310在绕转轴420的摆动过程中更加的平稳，避免出现扭力明显先小后大的不良效果。
进一步的，摆动调节机构还包括限位装置，限位装置包括限位架510和调节螺丝520，限位架510与安装架110固定连接，调节螺丝静引弧杆的下部的转动路径上可轴向运动的连接在限位架上，且调节螺丝的一端位于静引弧杆的尾部的转动路径上。
图1和图2所示，在分闸状态的时候，在复位扭簧430和平衡块600的作用下，静引弧杆310的下杆部312向上翘起，保持和动引弧杆320引弧的状态。通过设置限位装置，限制静引弧杆310的翘起高度，当下杆部312翘起到与调节螺丝520的下端面抵触的时候，下杆部312停止继续向上翘起，从而达到限制下杆部312的翘起高度的目的。
通过调节调节螺丝520的轴向长度，调节调节螺丝520下端面的位置，可以调节下杆部312的翘起高度，更好保持和动引弧杆320引弧的状态。
将静引弧杆310和动引弧杆320的顶端设计为尖状的结构，以便于更好的进行尖端放电。
动静引弧杆310和动引弧杆320的尖端由耐热3000度的铜钨合金材料制成，能耐受电弧引起的局部高温，避免因为高温将静引弧杆310和动引弧杆320的尖部烧蚀。当然也可以选择其他的耐高温的材料制成，均属于对本发明的等价替换，依然属于本保护范围内。
安装架110上设有均压环700，均压环700围设在静触头120的两侧。从而避免动静引弧杆310和动引弧杆320尖端放电。
进一步的，动引弧杆320通过安装抱夹800与导电杆210连接，安装抱夹800包括两夹块，两夹块的相对面拼合成导电杆210的夹持腔，两夹块的两端对应且固定连接，动引弧杆320的一端与安装抱夹800固定连接。
引弧杆320通过安装抱夹800与导电杆210连接，可以很方便将静引弧杆320安装在导电杆210上，安装难度低，在拆卸的时候也只需将安装抱夹800拆除，即可取下静引弧杆320。
当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种隔离开关电弧电流关合辅助装置，其特征在于：包括静触头机构(100)和动触头机构(200)，所述静触头机构(100)和动触头机构(200)之间设有电弧电流关合辅助机构；
所述静触头机构(100)包括安装架(110)和静触头(120)，所述静触头(120)设置在安装架(110)上；
所述动触头机构(200)包括导电杆(210)和动触头(220)，所述动触头(220)设置在导电杆(210)的端部，所述导电杆(210)具有朝静触头(120)方向运动的行程，以带动动触头(220)与静触头(120)进行合闸或分闸运动；
所述电弧电流关合辅助机构包括静引弧杆(310)和动引弧杆(320)，所述动引弧杆(320)的一端和导电杆(210)相接，另一端延伸且超出动触头(220)的端面，所述静引弧杆(310)的尾部和安装架(110)相接，所述静引弧杆(310)的首端朝动引弧杆(320)方向延伸且超出静触头(120)的端面，所述动引弧杆(320)在导电杆(210)的带动下接近或远离静引弧杆(310)，直至与静引弧杆(310)保持接触或脱离接触。
2.根据权利要求1所述的隔离开关电弧电流关合辅助装置，其特征在于：所述静引弧杆(310)的尾部通过摆动调节机构与安装架(110)连接，所述摆动调节机构包括固定架(410)、转轴(420)和复位扭簧(430)，所述固定架(410)与安装架(110)固定连接，所述转轴(420)与固定架(410)转动连接，所述转轴(420)与静引弧杆(310)的杆身垂直连接，且将静引弧杆(310)分为上杆部(311)和下杆部(312)，所述复位扭簧(430)套设在转轴(420)上，所述复位扭簧(430)的一端与固定架(410)固定连接，另一端与静引弧杆(310)连接。
3.根据权利要求2所述的隔离开关电弧电流关合辅助装置，其特征在于：所述静引弧杆(310)的上杆部(311)上设有平衡块(600)，使得所述静引弧杆(310)的重心偏置在上杆部(311)上。
4.根据权利要求2或3所述的隔离开关电弧电流关合辅助装置，其特征在于：所述摆动调节机构还包括限位装置，所述限位装置包括限位架(510)和调节螺丝(520)，所述限位架(510)与安装架(110)固定连接，所述调节螺丝(520)可轴向运动的连接在限位架(510)上，且调节螺丝(520)的下端面位于下杆部(312)的转动路径上。
5.根据权利要求1至3任一项所述的隔离开关电弧电流关合辅助装置，其特征在于：所述静引弧杆(310)和动引弧杆(320)的相对端均为尖状结构。
6.根据权利要求5所述的隔离开关电弧电流关合辅助装置，其特征在于：所述静引弧杆(310)和动引弧杆(320)相对端的尖部均为铜钨合金材料制成。
7.根据权利要求1至3任一项所述的隔离开关电弧电流关合辅助装置，其特征在于：所述安装架(110)上设有均压环(700)，所述均压环(700)围设在静触头(120)的两侧。
8.根据权利要求1至3任一项所述的隔离开关电弧电流关合辅助装置，其特征在于：所述动引弧杆(320)通过安装抱夹(800)与导电杆(210)连接，所述安装抱夹(800)包括两夹块，两所述夹块的相对面拼合成导电杆(210)的夹持腔，两所述夹块的两端对应且固定连接，所述动引弧杆(320)的一端与安装抱夹(800)固定连接。
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